高中物理第3章原子核4原子核的结合能自我小测教科版选修3-5.pdf

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1、精品教案可编辑原子核的结合能1 下列跟核反应有关的认识中，正确的是()A在核反应中质量数与电荷数都守恒B所有的核反应发生过程中质量都会减少C所有的核反应都一定是放能反应D有质量亏损的核反应一定是放能反应2 关于原子核的结合能与平均结合能，下列说法中正确的是()A原子核的结合能等于核子与核子之间结合成原子核时核力做的功B原子核的结合能等于核子从原子核中分离时，外力克服核力做的功C平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量D不同原子核的平均结合能不同，重核的平均结合能比轻核的平均结合能大3 关于质能方程，下列说法正确的是()A质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B物体

2、获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的4 为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005 年定为“国际物理年”对于爱因斯坦提出的质能方程Emc2，下列说法中不正确的是()AEmc2表明物体具有的能量与其质量成正比B根据 Emc2可以计算核反应中释放的能量C一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了能量亏损DEmc2中的 E表示发生核反应中释放的核能精品教案可编辑5 为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程Emc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出

3、原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为 E，则这一实验需验证的关系式是()AE(m1m2m3)c2BE(m1 m3m2)c2CE(m2m1m3)c2DE(m2m1m3)c26 下面关于结合能和平均结合能的说法中，正确的有()A核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B平均结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C重核与中等质量原子核相比较，前者的结合能和平均结合能都大于后者的D中等质量原子核的结合能和平

4、均结合能均比轻核的要大7 原子核质量单位为u,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1(kg)和 m2(kg)的核子结合成质量为M(kg)的原子核时释放出的能量是()A(M m1m2)uc2 JB(m1m2 M)u 931.5 JC(m1m2 M)c2 JD(m1m2 M)931.5 MeV8 关于爱因斯坦质能方程，下列理解正确的是()AEmc2中的 E 是物体以光速c 运动的动能精品教案可编辑BEmc2是物体各种形式的能的总和CEmc2，表明在核反应中，亏损的质量m转化成能量E 放出DEmc2，表明在核反应中，亏损的静止质量转化为运动质量，被放出的能量带走

5、9 关于原子核的核能和质量亏损，下列说法中正确的是()A原子核的核能等于核子组成原子核时所释放的能量B原子核的核能等于核子组成原子核时所吸收的能量C原子核的质量亏损等于核子组成原子核时减少的质量D原子核的质量亏损等于核子组成原子核时增加的质量10 静止的氡核22286Rn 放出 粒子后变成钋核21884Po，粒子的动能为Ek.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()A.4218Ekc2B 0C.222218Ekc2D.226218Ekc211 一个锂核(73Li)受到一个质子的轰击，变成两个粒子已知一个质子的质量为1.673 6 1027 kg，

6、一个锂核的质量为11.650 5 10 27 kg，一个氦核的质量为6.646 6 10 27 kg，试计算这一过程中所释放的能量12 已知锂核与质子的核反应方程为：73Li11H42He42He，各原子核的质量如下：锂核7.016 005 u，氢核 1.007 277 u，氦核 4.002 603 u，则此核反应过程中是释放能量还是吸收能量？吸收或放出多少能量？13 已知21084Po 原子核的质量为209.982 87 u，20682Pb 原子核的质量为205.974 46 u，42He 原子核的质量为4.002 60 u，静止的21084Po 核在 衰变后变成20682Pb，求：(1)在

7、衰变过程中释放的能量；精品教案可编辑(2)粒子从 Po 核中射出时的动能；(3)反冲核的动能(已知 1 u 931.5 MeV，且核反应释放的能量只转化为动能)14 用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，生成氚核(31H)和 粒子，并放出4.8 MeV的能量(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，则氚核和粒子的动能之比是多少？(4)粒子的动能是多大？参考答案1 解析：所有核反应方程中质量数与电荷数都守恒，故A 正确核反应中有的质量亏损，放出能量，有的质量增加，吸收能量，故B、C 错，D 对答案：AD2 解析：原子核中，核子与核子之间存在核力，要将核子

8、从原子核中分离，需要外力克服核力做功当自由核子结合成原子核时，核力将做功，释放能量对某种原子核，平均每个核子的结合能称为平均结合能不同原子核的平均结合能不同重核的平均结合能比中等质量核的平均结合能要小，轻核的平均结合能比稍重的核的平均结合能要小精品教案可编辑故 A、B、C 正确答案：ABC3 解析：质量方程Emc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据 Emc2进行计算，所以 B、D 正确答案：BD4 解析：Emc2中的 E 表示物体具有的总能量，m 表示物体的质量，故A 说法正确；对于 Emc2，表示的意义是

9、当物体的质量增加或减少 m，物体的能量也会相应的增加或减少 E，故B 说法正确；只有当出现质量亏损时，才能释放出核能，故 C 说法正确；所以选D.答案：D5 解析：反应前的质量总和为m1m3，质量亏损 mm1m3m2，核反应释放的能量则为 E(m1m3m2)c2，故 B 正确答案：B6 解析：核子结合成原子核释放出能量，原子核分解成核子吸收能量，A 错平均结合能越大的原子核越稳定，但平均结合能大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的平均结合能比重核的大，但由于核子数比重核的少，其结合能比重核的反而小，B、C 错中等质量的原子核的结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核的多，因此它

10、的结合能也比轻核的大，D 正确精品教案可编辑答案：D7 解析：根据题意知核反应前的质量为m1m2，核反应后的质量为M，故质量亏损为(m1m2 M)，核子结合成原子核时释放的能量为 Emc2(m1m2 M)c2，单位为国际单位焦耳(J)若题中各质量的单位均为u，则 D 正确但所给各单位为千克，故只有C 正确答案：C8 解析：质量方程 Emc2，是指物体具有的各种形式能的总和；而核反应中亏损的静止质量转化为运动质量，不是消失了，也不是转化为其他能量了故 B、D 正确答案：BD9 解析：核子组成原子核时要释放能量，这个能量就是原子核的核能质量亏损所对应的质量是核反应后比反应前减少的质量故 A、C 正

11、确答案：AC10 解析：核衰变过程中动量守恒pp新，由 p22mEk，得 mEkm新Ek 新，Ek 新mEkm新4218Ek，反应中释放的能量 E EkEk 新222218Ek，由质能方程 Em c2得，质量亏损 mEc2222218Ekc2，故 C 正确答案：C11 解析：核反应中的质量亏损：精品教案可编辑 mmLimH2m 11.650 5 1027kg 1.673 6 10 27kg 2 6.646 6 1027kg 3.09 10 29 kg释放出的核能：Emc2 3.09 1029(3.0 108)2 J 2.718 10 12 J答案：2.718 1012 J12 解析：反应前总质

12、量：mLimH7.016 005 u1.007 277 u8.023 282 u反应后总质量：2mHe8.005 206 u因为反应后质量减少，所以放出能量：Em 931.5 MeV(8.023 282 8.005 206)931.5 MeV16.84 MeV.答案：释放能量16.84 MeV13 解析：(1)核反应中的质量亏损：mmPomPbmHe209.982 87 u205.974 46 u4.002 60 u0.005 81 u衰变过程中释放的能量：Em 931.5 MeV 0.005 81 931.5 MeV5.412 MeV.(2)(3)设 粒子的质量和速度分别为m1、v1，反冲核

13、的质量和速度分别为m2、v2.衰变过程中动量守恒，所以：0m1v1m2v2衰变过程中能量守恒，所以，E12m1v2112m2v22由以上两式可得：粒子的动能为5.31 MeV，反冲核的动能为0.103 MeV.精品教案可编辑答案：(1)5.412 MeV(2)5.31 MeV(3)0.103 MeV14 解析：(1)63Li10n31H42He(2)由 Em 931.5 MeV 得：mE931.5u0.005 2 u(3)设氚核的质量和速度分别为m1、v1；粒子的质量和速度分别为m2、v2.由动量守恒定律可得：0m1v1m2v2又因为 Ekp22m，所以它们的动能之比为Ek1Ek2(p22m1)(p22m2)m2m1 4 3.(4)Ek237(Ek1Ek2)37 4.8 MeV2.06 MeV.答案：(1)63Li10n31H42He(2)0.005 2 u(3)43(4)2.06 MeV