成才之路2020学年高中物理第19章原子核第5节核力与结合能课时作业新人教版选修3_5.pdf

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1、文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.1文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.第 5 节 核力与结合能基础夯实一、选择题(1 4 题为单选题，5 题为多选题)1关于核力的说法正确的是导学号()A核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B核力就是电磁力C核力是短程力，作用范围在1.5 1015m之内D核力与电荷有关答案：C 解析：核力是短程力，超过1.5 1015m，核力急剧下降几乎消失，故C 对，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对，核力与电荷无关，故D错。2关于原子核中质子和中子的说法，正确的是导学号()A原子核中质子数和中子数一定相等B稳定的重原子核

2、里，质子数比中子数多C原子核都是非常稳定的D由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在答案：D 解析：原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子核稳定，故A、B、C错。又由于核力是短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故D正确。3(佛山20142015 学年高二下学期检测)某核反应方程为21H31H42HeX。已知21H的质量为2.0136u，31H 的质量为 3.0180u，42He的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u，则下列说法中正确的是导学号()A

3、X是质子，该反应释放能量BX是中子，该反应释放能量CX是质子，该反应吸收能量DX是中子，该反应吸收能量答案：B 解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律，可得21H31H42He10X，则X 为中子，在该反应发生前反应物的总质量m12.0136u 3.0180u 5.0316u，反应后产物总质量m24.0026u 1.0087u 5.0113u，总质量减少，出现了质量亏文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.2文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.损。根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量，故选项B正确。4太阳因核聚变释放出巨大的能

4、量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为 41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近导学号()A1036 kg B1018 kg C1013 kg D109 kg 答案：D 解析：由质能方程Emc2得：mEc2410263.0 1082kg4109kg，D正确。5对公式Emc2的正确理解是导学号()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答案：ABD 解析：一定质量对应于一定的能量，

5、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6(新疆农业大学附中20152016 学年高二下学期期中)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0.5MeV 的质子11H轰击静止的AZX，生成两个动能均为8.9MeV 的42He。(1MeV1.6 1013J)导学号(1)上述核反应方程为_。(2)质量亏损为 _。答案：(1)11H73X242He(2)3.1 1029kg 解析：(1)根据电荷数守恒与质量数守恒，则

6、核反应方程为：11H73X242He；(2)根据爱因斯坦质能方程：mEc28.9 2 0.51.6 1013310823.1 1029kg。7三个粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量12.0000u，氦原子的质量为文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.3文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.4.0026u。导学号(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)342He126CE(2)1.165 1012J(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)342He 1

7、26CE(2)m 34.0026u 12.0000u 0.0078u 12.94810 30kgE mc21.1651012J(3)E1.1651012J7.28 MeV 能力提升一、选择题(1、2 题为单选题，3 题为多选题)1原来静止的原子核abX发生衰变时，放出粒子的动能为E0。假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是导学号()AE0c2BE0a4c2Ca4E0c2DaE0a4c2答案：D 解析：粒子与新核质量比为4a 4，衰变过程满足动量守恒，即mvm新v新，根据动量和动能的关系p22mEk可知，新核动能为4a 4E0。由 Emc2，得 mE04a4E

8、0c2aE0a4c2，故 D选项正确。2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615t 四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶。电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：e3717Cl 3718Ar01e 已知3717Cl 核的质量为36.956 58u，3718Ar 核的质量为36.956 91u，01e 质量为 0.000 55u,1u对应的能量为931.5MeV。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 导学号()A0.82MeV B0.31MeV C1.33MeV D0.51M

9、eV 文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.4文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.答案：A 解析：先计算出核反应过程中的质量增加：m36.956 91u 0.000 55u 36.956 58u 0.000 88u 再由爱因斯坦的质能方程得所需要的能量：Emc20.000 88u 931.5MeV 0.82MeV 故选项 A是正确的。3(青岛二中20152016 学年高二下学期检测)如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象。下列说法中正确的是导学号()A若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量B若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C若A

10、能分裂成B、C，分裂过程一定要释放能量D若A能分裂成B、C，分裂过程一定要吸收能量答案：AC 解析：由图可知，F原子核的核子的平均质量小，则原子序数较小的核D、E结合成原子序数较大的核F时，因F的核子的平均质量小于D、E核子的平均质量，故出现质量亏损，由质能方程知，该过程一定要放出核能，所以选项A 正确，B 错误；因为C、B的核子的平均质量小于A核子的平均质量，故A分裂成B、C的过程一定要释放能量，所以选项C正确，D错误。二、非选择题4(江苏启东中学20152016 学年高二下学期检测)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

11、传播速度为c。导学号(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)m2m3v(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，根据动量守恒定律得：m3vm2v0 解得：vm2m3v(2)质量亏损mm1m2m3根据爱因斯坦质能方程得：文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.5文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.释放的总能量Emc2(m1m2m3)c25已知：氮核质量MN14.00753u，氧 17 核的质量为MO 17.004 54u，氦核质

12、量MHe4.003 87u，氢核质量为MH1.008 15u。导学号试判断147N42He178O11H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1.2MeV 解析：反应前总质量：MNMHe18.011 40u 反应后总质量：MOMH18.012 69u 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1u，就会吸收931.5MeV 的能量，故：E(18.012 6918.011 40)931.5MeV 1.2MeV 6为确定爱因斯坦的质能方程Emc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E10.6MeV 的质子轰击

13、静止的锂核73Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为E219.9MeV，已知质子、粒子、锂粒子的质量分别取mP1.007 3u、m4.001 5u、mLi7.016 0u。导学号(1)写出核反应方程；(2)通过计算说明Emc2正确。答案：(1)73Li 11H242He(2)见解析解析：根据质能方程解出质量亏损相当的能量，再算出系统增加的能量进行比较分析。(1)核反应方程为73Li 11H242He(2)核反应的质量亏损mmLimp2m 0.0203u，由质能方程可得，质量亏损相当的能量Emc218.9MeV，而系统增加的能量EE2E119.3MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以Emc2正确。