2019-2020年高中物理 第19章 第5节 核力与结合能同步练习 新人教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第19章 第5节 核力与结合能同步练习 新人教版选修3-5一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1(湛江xxxx学年高二下学期检测)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、万有引力答案：D解析：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关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()A原子核中质子数和中子数一定相等B稳定的重原子核里，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xxxx学年高二下学期检测)某核反应方程为HHHeX。已知H的质量为2.0136u，H的质量为3.0180u，He的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u，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HHHeX，则X为中子，在该反应发生前反应物的总质量m12.0136u3.0180u5.0316u，反应后产物总质量m24.0026u1.0087u5.0113u，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，故选项B正确。4太阳因核聚变释放出巨大的能量，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()A1036 kgB1018 kgC.1013 kgD109 kg答案：D解析：由质能方程Emc2得：mkg4109kg，D正确。5对公式Emc2的正确理解是()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，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。6爱因斯坦提出了质能方程，揭示了质量与能量的关系，关于质能方程，下列说法正确的是()A质量和能量可以相互转化B当物体向外释放能量时，其质量必定减少，且减少的质量m与释放的能量E满足Emc2C物质的核能可用mc2表示Dmc2是物体能够放出能量的总和答案：BD解析：Emc2式中E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，故C项错误，D正确；Emc2表示当物体的能量增加或减少E时，其质量相应的增加或减少m，故A错误，B正确，所以选B、D。二、非选择题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)1.1651012J(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)m34.0026u12.0000u0.0078u12.9481030kgEmc21.1651012J(3)E1.1651012J7.28 MeV一、选择题(14题为单选题，5题为多选题)1下列说法中正确的是()A爱因斯坦质能方程反映的物体质量就是能量，它们之间可以互相转化B由Emc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴含能量的量度C核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的D因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒答案：B解析：Emc2说明能量与质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量与质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确。核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是从静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变为能量，故C项错误。在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变为动质量，故D错误。2当两个中子和两个质子结合成一个粒子时，放出28.30MeV的能量，当三个粒子结合成一个碳(C)核时，放出7.26MeV能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳(C)核时，释放的能量约为()A21.04MeVB35.56MeVC77.64MeVD92.16MeV答案：D解析：6个中子和6个质子可结合成3个粒子，放出能量328.30MeV84.9MeV,3个粒子再结合成一个碳核，放出7.26MeV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84.9MeV7.26MeV92.16MeV。3.原来静止的原子核X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()A.BC.D答案：D解析：粒子与新核质量比为，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E0。由Emc2，得m，故D选项正确。4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：eClAre已知Cl核的质量为36.956 58u，Ar核的质量为36.956 91u，e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()A0.82MeVB0.31MeVC1.33MeVD0.51MeV答案：A解析：先计算出核反应过程中的质量增加：m36.956 91u0.000 55u36.956 58u0.000 88u再由爱因斯坦的质能方程得所需要的能量：Emc20.000 88u931.5MeV0.82MeV故选项A是正确的。5关于原子结构和核反应的说法中正确的是()A卢瑟福在粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型B天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能量D据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量答案：ACD解析：卢瑟福在粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型即A正确；天然放射现象的发现，揭示了原子核具有复杂的结构，故B错误；A裂变为B和C，D和E聚变为F，由于核子的平均质量都减少，所以都发生质量亏损，都放出了能量，故C、D正确。二、非选择题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的质子轰击静止的锂核Li，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。(1)写出核反应方程；(2)通过计算说明Emc2正确。答案：(1)LiH2He(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LiH2He(2)核反应的质量亏损mmLimp2m0.0203u，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。7.用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和粒子，并放出4.8MeV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值反向的动量相碰，则氚核和粒子的动能比是多少？(4)粒子的动能是多大？答案：(1)LinHHe(2)0.0052u(3)43(4)2.06MeV解析：(1)LinHHe(2)依据Emc2得：mu0.0052u(3)根据题意有：0m1v1m2v2式中m1、m2、v1、v2分别为氚核和粒子的质量和速度，由上式及动能Ekp2/2m，可得它们的动能之比为：Ek1Ek2m2m143。(4)粒子的动能：Ek2(Ek1Ek2)4.8MeV2.06MeV。