2019-2020年高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能分层演练巩固落实新人教版.doc

2019-2020年高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能分层演练巩固落实新人教版1科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于()A引力相互作用B电磁相互作用C强相互作用和弱相互作用的共同作用D四种基本相互作用的共同作用解析：选B.分子力作用范围约在1010 m数量级上，强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在1015 m和1018 m之内，在这个距离上分子力不存在在分子力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用2对原子核的组成，下列说法正确的是()A核力可使一些中子组成原子核B核力可使非常多的质子组成原子核C不存在只有质子的原子核D质量较大的原子核内一定有中子解析：选D.由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”库仑力，A、B错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，如H，C错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确3.如图所示是原子核的平均核子质量A与原子充数Z的关系图象，下列说法正确的是()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C、B能结合成A，结合过程一定要释放能量D若F、C能结合成B，结合过程一定要释放能量解析：选A.D、E平均核子质量大于F平均核子质量，D、E结合成F，出现质量亏损，要释放能量，A对、B错，C、B结合成A，F、C结合成B都是质量增加，结合过程要吸收能量，C、D错4(xx高考北京卷)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是()Am3c2B(m1m2)c2C(m3m2m1)c2 D(m1m2m3)c2解析：选D.质子和中子结合成原子核氘核时，总质量减小了，即质量亏损mm1m2m3.依据质能方程可知，放出的能量为Emc2(m1m2m3)c2.5(xx辽宁鞍山检测)已知氮核质量mN14.007 53 u，氧核质量mO17.004 54 u，氦核质量mHe4.003 87 u，质子质量mH1.008 15 u，试判断核反应：NHeOH是吸能反应，还是放能反应？能量变化多少？解析：反应前总质量mNmHe18.011 40 u反应后总质量mOmH18.012 69 u因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸能量为Emc2(mOmH)(mNmHe)c2(18.012 6918.011 40)931.5 MeV1.2 MeV.答案：吸能反应能量变化量为1.2 MeV课时作业 学生用书P102(独立成册)一、单项选择题1(xx湛江高二检测)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则三种力从大到小的顺序是()A核力、万有引力、库仑力B万有引力、库仑力、核力C库仑力、核力、万有引力D核力、库仑力、万有引力解析：选D.核力是核子之间的一种强相互作用，其相互作用力巨大，远超过两个质子之间的库仑力，两质子之间的万有引力远小于库仑力，故选项D正确2核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为()A原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C核子间存在着强大的核力D核子间存在着复杂磁力解析：选C.核子之间存在核力作用，核子结合成原子核或原子核分解为核子时，就要克服核力作用，故伴随着巨大的能量变化，故选C.3(xx佛山高二检测)某核反应方程为HHHeX.已知H的质量为2.013 6 u，H的质量为3.018 0 u，He的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u，则下列说法中正确的是()AX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，该反应吸收能量解析：选B.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HHHeX，X为中子，在该反应发生前反应物的总质量m12.013 6 u3.018 0 u5.031 6 u，反应后产物总质量 m24.002 6 u1.008 7 u5.011 3 u总质量减少，出现了质量亏损根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量，故B正确4(xx济宁高二检测)当两个中子和两个质子结合成一个粒子时，放出28.30 MeV的能量，当三个粒子结合成一个碳核时，放出7.26 MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量为()A21.04 MeV B35.56 MeVC77.64 MeV D92.16 MeV解析：选D.6个中子和6个质子可结合成3个粒子，放出能量328.30 MeV84.9 MeV，3个粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84.9 MeV7.26 MeV92.16 MeV.5一个质子和一个中子发生核反应结合成一个氘核，同时辐射一个光子已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB该反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波长解析：选B.此核反应的核反应方程为HnH，A错；由质能方程，光子的能量为E(m1m2m3)c2，C错；由Eh知，波长，D错故B对6.如图所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是()A将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量B将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量解析：选C.因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，出现质量亏损，故放出核能，故A错误，同理可得B、D错误，C正确二、多项选择题7一个质子和一个中子结合成氘核时，产生光子，由此可见()A氘核的质量等于质子和中子的质量之和B氘核的质量小于质子和中子的质量之和C核子结合成原子核时会释放核能D原子核分解成核子时会释放核能解析：选BC.由于结合时产生光子，即产生能量，故反应中有质量亏损，B对，A错；质子和中子统称核子，该反应为核子结合成原子核的反应，故C对，D错8在下述几种情况中，一定能释放原子核能的是()A由核子结合成原子核B由质量小的原子核结合成质量较大的原子核C核反应中产生质量亏损时D由重核裂变成质量较小的中等核解析：选ACD.任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和，由爱因斯坦质能方程可知，只要在反应过程中有质量亏损，就有能量释放出来故A、C、D正确，B错误9关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能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：选ABC.原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损产生的能量小于原子核的结合能，选项D错误10中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量Emc22.2 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解析：选AD.氘核分解为一个质子和一个中子时，所需吸收的能量不能小于其结合能2.2 MeV，故A对；光子照射氘核时，光子和氘核组成的系统总动量不为零，由动量守恒定律得，光子被氘核吸收后，分解成的质子和中子的总动量不为零，故总动能也不为零，所以把氘核分解为质子和中子所需的能量应大于2.2 MeV，故D对，B、C错三、非选择题11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_(2)质量亏损为多少kg?解析：(1)根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程为HXHeHe或HLiHeHe.(2)设反应前质子的动能为Ek0，反应后He的动能为Ek，由于质量亏损而释放的能量为E2EkEk0(28.90.5)MeV17.3 MeV，根据爱因斯坦质能方程，有m kg3.11029 kg.答案：(1)HXHeHe(或HLiHeHe)(2)3.1102912.(xx苏州高二检测)一个静止的铀核U(原子质量为232.037 2 u)放出一个粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.028 7 u)(已知原子质量单位1 u1.671027 kg，1 u相当于931.5 MeV的能量)(1)写出铀核的衰变反应方程；(2)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？解析：(1)UThHe.(2)质量亏损mmUmmTh0.005 9 uEmc20.005 9931.5 MeV5.50 MeV.(3)系统动量守恒，钍核和粒子的动量大小相等，即pTh(p)0pThpEkThEkEkThEkE所以钍核获得的动能EkThE5.50 MeV0.09 MeV解得：Ek5.50 MeV0.09 MeV5.41 MeV.答案：(1)UThHe(2)5.50 MeV(3)5.41 MeV