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2019-2020学年同步新素养人教版高中物理选修3-5练习:第19章 第5节 核力与结合能 WORD版含解析.doc

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1、高考资源网() 您身边的高考专家第十九章第五节 基础夯实 一、选择题(12题为单选题,3题为多选题)1对于核力,以下哪些说法是正确的(B)A核力是弱相互作用,作用力很小B核力是强相互作用,是强力C核子之间的距离小于0.81016 m时,核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起D人们对核力的了解很清楚,特别是在小于0.81015 m时,核力的变化规律更清楚解析:核力是强相互作用的一种表现,它的作用范围在1.51015 m之内,核力比库仑力大得多。因此,选项B正确,A错误;核力在大于0.81015 m时,表现为吸引力,且随距离增大而减小,在距离小于0.81015 m时,核力表现为斥力,因此核子不会融

2、合在一起;选项C错误;人们对核力的了解还不是很清楚,这是科学家们奋力攻克的堡垒,故D不正确。2(2019湖北省宜昌市葛洲坝中学高二下学期期中)下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是(C)A维系原子核稳定的力是核力,核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力B核力是强相互作用的一种表现,原子核尺度内,核力比库仑力小C比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能D自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析:A项:维系原子核稳定的力是核力,核力可以是核子间的相互吸引力,也可以是排斥力,故A错误;B项:核力是强相互作用的一种表现,原子核尺度内,核力比库仑力大

3、的多,故B错误;C项:比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会有亏损质量,放出核能,故C正确;D项:自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,故D错误。故选:C。3对公式Emc2的正确理解是(ABD)A如果物体的能量减少了E,它的质量也一定相应减少mB如果物体的质量增加了m,它的能量也一定相应增加mc2Cm是某原子核在衰变过程中增加的质量D在把核子结合成原子核时,若放出的能量是E,则这些核子与组成的原子核的质量之差就是m解析:一定质量对应于一定的能量,物体的能量减少了E,它的质量也一定相应减少m,即发生质量亏损,所以选项A、D正确,如果物体的质量增加了m,它的能量

4、也一定相应增加mc2,所以选项B正确;某原子核在衰变时,一定发生质量亏损,所以选项C错误。二、非选择题4历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5 MeV的质子H轰击静止的X,生成两个动能均为8.9 MeV的He。(1 MeV1.61013 J)(1)上述核反应方程为_HX2He_。(2)质量亏损为_3.11029_kg_。解析:(1)根据电荷数守恒与质量数守恒则核反应方程为:HX2He(2)根据爱因斯坦质能方程:m kg3.11029 kg5一个锂核(Li)受到一个质子(H)轰击变为2个粒子(He),在此过程中释放出16.6 MeV的能量。(1u相当于931 MeV)求: (

5、1)写出该核反应的方程。(2)平均每个核子减少的质量。(保留两位有效数字)答案:(1)LiH2He(2) 0.002 2 u解析:(1)LiH2He(2)m代入数据得:m0.017 8 u代入数据得:0.002 2 u(或3.71030 kg)6三个粒子结合成一个碳12,已知碳原子的质量12.0000u,氦原子的质量为4.0026u。(1)写出核反应方程。(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳。(3)这个能量合多少MeV?答案:(1)3HeCE(2)1.1651012 J(3)7.28 MeV解析:反应前后的质量发生改变,根据Emc2可求解出结论。(1)3HeCE(2)m34.002 6 u12

6、.000 0 u0.007 8 u12.9481030 kgEmc21.1651012 J(3)E1.1651012 J7.28 MeV 能力提升 一、选择题(1、2题为单选题,3题为多选题)1(2017宁夏石嘴山三中高二下学期检测)静止的氡核Rn放出粒子后变成钋核Po,粒子动能为E。若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能,真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为(C)AB0CD解析:粒子和反冲核的总动能EEEE由Emc2得m2雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(e)而获得了2002年诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶。电

7、子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程式为:eClAre已知Cl核的质量为36.956 58 u,Ar核的质量为36.956 91 u,e质量为0.000 55 u,1 u对应的能量为931.5 MeV。根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为(A)A0.82 MeVB0.31 MeVC1.33 MeVD0.51 MeV解析:先计算出核反应过程中的质量增加:m36.956 91 u0.000 55 u36.956 58 u0.000 88 u再由爱因斯坦的质能方程得所需要的能量:Emc20.000 88 u931.5 MeV0.82 MeV故选项A是正确的。3(2

8、019湖北省宜昌市葛洲坝中学高二下学期期中)不同的原子核,其核子的平均质量m(原子核的质量除以核子数)与原子序数Z的关系如图所示。下列说法中正确的是(AD)A随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大B原子核E的比结合能比原子核F的比结合能大C原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量D原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能解析:(1)由图象可知,随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大,A正确;(2)由图象可知,原子核E的核子的平均质量大于原子核F核子的平均质量,若从E核转变为F,必然存在核子的质量亏损,释放能量,比结合能增加,故原子核F的比结合能更大,B错误;(3

9、)由图象可知,D和E核子的平均质量大于F核子的平均质量,原子核D和E聚变成原子核F时,核子总质量减小,有质量亏损,要释放出核能,C错误;(4)由图象可知,A裂变成原子核B和C时,核子的平均质量变小,核子发生了质量亏损,释放出核能,D正确。二、非选择题4一静止的钚核发生衰变后放出一个粒子变成铀核。已知钚核质量为m1,粒子质量为m2,铀核质量为m3,光在真空中的传播速度为c。(1)如果放出的粒子的速度大小为v,求铀核的速度大小v。(2)求此衰变过程中释放的总能量。答案:(1)v(2)(m1m2m3)c2解析:(1)钚核发生衰变后放出一个粒子的过程中,系统动量守恒,以铀核的速度方向为正方向,根据动量

10、守恒定律得:m3vm2v0解得:vv(2)质量亏损mm1m2m3根据爱因斯坦质能方程得:释放的总能量Emc2(m1m2m3)c25已知:氮核质量MN14.007 53 u,氧17核的质量为MO17.004 54 u,氦核质量MHe4.003 87 u,氢核质量为MH1.008 15 u。试判断NHeOH这一核反应吸收能量还是放出能量?能量变化多少?答案:吸收能量能量变化1.2 MeV解析:反应前总质量:MNMHe18.011 40 u反应后总质量:MOMH18.012 69 u可以看出:反应后总质量增加,故该反应是吸收能量的反应。吸收的能量利用Emc2来计算,若反应过程中质量增加1 u,就会吸

11、收931.5 MeV的能量,故:E(18.012 6918.011 40)931.5 MeV1.2 MeV6(2019河南省洛阳市高二下学期期中)在方向垂直纸面的匀强磁场中,一个原来静止的Ra原子核衰变后变成一个Rn核并放出一个粒子,该粒子动能为EK,速度方向恰好垂直磁场。Rn核和粒子的径迹如图所示,若衰变时产生的能量全部以动能的形式释放,真空中的光速为c,求:(1)写出这个核反应方程;(2)Rn核与粒子做圆周运动半径之比;(3)衰变过程中的质量亏损。答案:(1)RaRnHe(2)(3)解析:(1)根据质量数与电荷数守恒,可得衰变方程为RaRnHe。(2)由动量守恒定律可知,新核与粒子动量相等P1P2洛伦兹力提供向心力qvBm,可知:,代入数据解得:(3)由动能与动量关系P,解得Rn核获得的动能:EkEk,核反应中释放的核能:EEkEk,由质能方程:Emc2,解得:m- 5 - 版权所有高考资源网

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