2016-2017学年高中物理 全一册粤教版选修3-5_9

1 第四章 原子核 第四节 核力与结合能 A 级 抓基础 1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：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 答案：D 2(多选)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：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 答案：BC 3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 41026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( ) A10 36 kg B10 18 kg C10 13 kg D10 9 kg 解析：由质 能方程 E mc2得： m kg410 9 kg，D 正确. Ec2 41026（ 3.0108） 2 答案：D 4(多选)对公式 E mc2的理解正确的是( ) A如果物体的能量减少了 E，它的质量也一定相应减少 m B如果物体的质量增加了 m，它的能量也一定相应增加 mc2 C m 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 2 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 答案：ABD 5(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为 m，相应的能量 E mc22.2 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用能量小于 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：用能量小于结合能的光子照射氘核时，氘核一定不能分解，所以 A 正确，B 错 误；用能量大于结合能的光子照射氘核时，氘核可能分解，只要分解，分解出的质子和中 子动能之和一定不为零(若动能 之和为零就分不开了)，所以 C 错误，D 正确 答案：AD B 级 提能力 6一个电子(质量为 m、电荷量为e)和一个正电子(质量为 m、电荷量为 e)，以相等 的初动能 Ek相向运动，并撞到一起发生“湮灭” ，产生两个频率相同的光子设产生光子 的频率为 .若这两个光子的能量都为 h ，动量分别为 p 和 p，下面关系正确的是( ) A h mc2， p p B h mc2， p p C h mc2 Ek， p p D h 2( mc2 Ek)， p p 解析：根据能量守恒，两电子的动能和释放的核能完全转化为两光子的能量，则有 2h 2 mc22 Ek，可得 h mc2 Ek；又由动量守恒得 0 p p. 答案：C 7(多选)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 3 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 E mc2 C物质的核能可用 mc2表示 D mc2是物体能够放出能量的总和 解析： E mc2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； E mc2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 答案：BD 8原子质量单位为 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 的原子核结合为质量为 M kg 的原子核时释放出的能量是( ) A( M m1 m2)uc2 B( m1 m2 M)u931.5 J C( m1 m2 M)c2 D( m1 m2 M)931.5 eV 解析：在核能计算时，如果质量的单位是 kg，则用 E mc2进行计算，如果质量的 单位是 u，则利用 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量计算，即 E m931.5 MeV 进行计算， 故 C 正确，A、B、D 错误 答案：C 9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(C)核时，放出 7.26 MeV 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( ) A21.04 MeV B35.56 MeV C77.64 MeV D92.16 MeV 解析：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.故选 D. 答案：D 10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ab 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. B. E0c2 E0（ a 4） c2 C. D. （ a 4） E0c2 aE0（ a 4） c2 解析： 粒子与新核质量比为 ，衰变过程满足动量守恒，即 mv m 新 v 新 ， 4a 4 4 根据动量和动能的关系 p22 mEk可 知，新核动能为 E0.由 E mc2，得 m 4a 4 ，故 D 选项正确 E0 4a 4E0 c2 aE0（ a 4） c2 答案：D 11三个 粒子结合成一个碳 12，已知碳原子的质量为 12.000 0 u，氦原子的质量 为 4.002 6 u(1 u1.6610 27 kg) (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? 解析：(1)3 He 6C E.42