1、选择题 下列说法正确的是(?)
A.按卢瑟福的核式结构模型可知原子直径的数量级为10-15m
B.原子核发生衰变时电荷数和质量数都守恒
C.叫原子核的裂变
D.我国秦山核电站发电是利用轻核的聚变
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 中子和质子结合成氘核时,质量亏损为△m ,相应的能量△E= △mc2=2.2 MeV 是氘核的结合能,下列说法正确的是
[? ]
A.用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子?
B.用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零?
C.用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零?
D.用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零
参考答案:AD
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 随着社会经济的发展,迫切需要大量的能源。因此,核能的应用作为第三次技术革命的标志之一,受到了人们的普遍重视.
(1)核电站中要用核反应堆使重核裂变,将释放出的巨大能量转化为电能.
①完成下列核反应方程式:
++Zr+3+8+反中微子(反中微子的质量数和核电荷数均为零)
②核裂变反应和化学反应有一些不同点,如:
a:对单位质量的物质而言,核裂变反应的能量远远大于化学反应释放的能量;
b:同一元素的不同同位素,它们的化学性质是相同的,但它们的核反应性质是不同的;
C:_________________________________________________________.
③核电站热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质,试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由:
a.______________________________________________;
b.___________________________________________________.
(2)依据上述核反应计算:
①lkg铀235全部裂变产生多少千焦的能量?
(已知:核的质量为235.0439u,中子(n)质量为1.0087u,钕(Nd)核的质量为? 142.9098u,锆(Zr)核的质量为89.9047u,1u=1.6606×10-27kg.)
(3)核反应除释放巨大的能量外,还可以用来生产各种放射性同位素,请举例说明放?射性同位素在医疗和工业上的应用:①_____________________________________________;?②_____________________________________________ .
参考答案:(1))①②核反应前后元素发生改变,化学反应前后则元素不变
③a钠钾合金熔点低,常温下为液态,可在管道中自由流动? b.金属都是电热良导体
(2)8.12×1010kJ?(3)①医疗上用作示踪原子?②工业上用作金属探伤
本题解析:(1)①
②核反应前后元素发生改变,化学反应前后则元素不变
③a钠钾合金熔点低,常温下为液态,可在管道中自由流动? b.金属都是电热良导体
(2)1kg共释放核能
E=[×NA×(235.0439-142.9098-89.9047-2×1.0087)]××10-3×(3×108)2=8.12×1013J=8.12×1010kJ
(3)①医疗上用作示踪原子?②工业上用作金属探伤
本题难度:简单
4、简答题 铀核裂变有多种形式,其中一种的核反应方程是
U+n-→Ba+Kr+3n.
(1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量.(U、Ba、Kr、n的质量分别为235.0439u、140.9139u、91.8973u、1.0087u,1u相当于931MeV)
(2)1kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能?它相当于燃烧多少煤释放的能量?(煤的热值为2.94×107J/kg)
(3)一座发电能力为P=1.00×106kW的核电站,核能转化为电能的效率为η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,所用铀矿石中铀235的含量为4%,则该核电站一年消耗铀矿石多少吨?
参考答案:解析:(1)裂变反应的质量亏损为
△m=(235.0439+1.0087-140.9139-91.8973-3×1.0087)u=0.2153u
一个铀235原子核裂变后释放的能量为
△E=0.2153×931MeV≈200.4MeV.
(2)1kg铀235中含原子核的个数为
N=mMUNA=103235×6.02×1023≈2.56×1024
则1kg铀235原子核发生裂变时释放的总能量
△EN=N△E=2.56×1024×200.4MeV≈5.13×1026MeV
设q为煤的热值,m为煤的质量,有△EN=qm,
所以m=△ENq=5.13×1026×106×1.6×10-192.94×107kg≈2791.8t.
(3)核电站一年的发电量E=Pt,需要的核能为Eη=Ptη
设所用铀矿石质量为M,则铀235的含量0.04M,
对应的原子核数0.04MNAMU,
因Ptη=0.04MMUNA△E
则M=PtMu0.04ηNA△E=109×365×24×60×60×2350.04×40%×6.02×1023×200.4×106×1.6×10-19g
≈2.4×107g=24t
答:(1)一个铀235原子核裂变后释放的能量为200.4MeV
(2)1kg铀235原子核发生上述裂变时能放出5.13×1026MeV的能量,它相当于燃烧2791.8吨煤释放的能量.
(3)该核电站一年消耗铀矿石24吨.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 在确保安全的前提下,我国将加大核电站建设。现已建成的核电站的能量来自于:
A.天然放射性元素衰变放出的能量
B.人工放射性同位素放出的的能量
C.重核裂变放出的能量
D.轻核聚变放出的能量
参考答案:C
本题解析:已建成的核电站的能量来自于重核裂变放出的能量,选项C正确
点评:本题难度较小,熟悉和了解核电站产生能量的原理
本题难度:简单