时间:2017-07-10 21:20:25
1、简答题 铀核裂变有多种形式，其中一种的核反应方程是
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
2、计算题 利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件. 已知铀核的质量为235.0439 u，中子质量为1.0087 u，锶(Sr)核的质量为89.9077 u，氙(Xe)核的质量为135.9072 u．1 u＝1.66×10-27 kg，浓缩铀中铀235的含量占2%。
（1）核反应堆中的“燃料”是
U，完成下面的核反应方程式：U＋
n→
Sr＋
Xe＋10n；
（2）一个铀核发生裂变所释放出的能量是多少？
（3）一座100万千瓦的核电站每年放出的热量是3.2×1016 J。则每年需要多少吨浓缩铀？
参考答案：（1）质量数为136，电荷数为38（2）2.3×10－11 J（3）2.6×104 kg
本题解析：(1)根据电荷数守恒和质量数守恒可得：质量数为136，电荷数为38 (4分)
(2)该反应的质量亏损是：
Δm＝235.0439 u＋1.0087 u－89.9077 u－135.9072 u－10×1.0087 u＝0.1507 u ?(2分)
根据爱因斯坦质能方程
ΔE＝Δmc2＝0.1507×1.66×10－27×(3×108)2 J＝2.3×10－11 J?(2分)
（3）由题意知：Q＝
·ΔE·NA?(2分)
m＝
＝
kg＝2.6×104 kg.?(2分)
本题难度：一般
3、选择题 质子质量mp，中子质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出能量应为（ ）
A．（mp+mn-m）C2
B．（mp+mn）c2
C．mc2
D．(m-mp)c2
参考答案：A
本题解析：略
本题难度：一般
4、选择题 重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，下面关于它们的说法中正确的是( )?
A．裂变过程有质量亏损
B．裂变过程吸收能量
C．聚变过程放出能量
D．聚变过程质量增加
参考答案：AC
本题解析：重核的裂变和轻核的聚变都释放能量，反应前的总质量大于反应后的总质量，据质能方程ΔE=ΔmC2可知，两种反应都有质量亏损，所以A、C选项正确。
本题难度：一般
5、选择题 一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别是m1、m2、m3，则?（ ）
A．由于反应前后质量数不变，所以m1+m2=m3?
B．由于反应时释放出了能量，所以m1+m2＞m3?
C．由于反应在高温高压下进行从而吸收能量，所以m1+m2＜m3?
D．反应时产生了频率为(m1+m2+m3)c2/h的光子，式中c是光速，h是普朗克常量
参考答案：B
本题解析：
本题难度：简单