2018_2019学年高中物理第十九章原子核19.5核力与结合能课后巩固训练新人教版.docx

19.5 核力与结合能基础达标练1(多选)下列说法正确的是()A中子不带电，故相邻中子间无核力作用B由Emc2可知：质量和能量可以相互转化C衰变是由弱相互作用引起的D比结合能越大的原子核越稳定答案CD解析质子和中子统称为核子，中子间也有核力作用，A错误。公式Emc2指能量与质量存在正比关系，B错误，C、D正确。2下列判断中正确的是()A组成U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用B组成U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C组成U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D组成U核的质子中任何两个质子之间，除库仑斥力之外还都存在不可忽略的核力作用答案C解析核力是组成原子核的相邻核子之间存在的特殊的力，它是短程力，超过1.51015 m，核力急剧下降几乎消失，所以并非任何两个核子、质子、中子之间都存在不可忽略的核力作用，故A、B错误；库仑力与距离的平方成反比，所以在距离很小的尺度内库仑力不可忽略，故C正确；由A、B分析可知，D错误。3下列关于核反应的说法正确的是()A爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化B由质能方程可知，能量与质量之间存在正比关系，可以用物体的质量作为它所含有的能量的量度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，系统的总能量不守恒答案B解析质能方程说明了质量与能量之间具有一定的联系，但不能说物体质量就是能量，在核反应中，能量随着质量亏损释放出来，二者不是互相转化的关系，故A、C错误；根据Emc2，可知物体的能量与质量存在正比关系，所以可以将物体的质量作为它所含有的能量的量度，故B正确；在核反应中，系统的质量数守恒，总能量也守恒，产生的能量是由反应前后的质量亏损释放出来的，而所谓的质量亏损也是指静质量转化为动质量的部分，故D错误。4(多选)对核子结合成原子核的下列说法正确的是()A原子核内的核子间均存在核力B原子核内的质子间均存在核力和库仑力C当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间“势能”一定减小D对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用答案CD解析由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知A、B错误；当n个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于0.81015 m，核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于0.81015 m，故C正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的核子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力，随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确。5如图所示是原子核的平均核子质量A与原子序数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答案A解析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正确，B错误；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错误。6一个铍原子核(Be)从最靠近核的K层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核(Li)，并放出一个不带电的、质量接近零的中微子e(质量不计)，人们把这种衰变叫做铍核的EC衰变，核反应方程为：BeeLie。已知一个铍原子质量为m1，一个锂原子质量为m2，一个电子质量为me，光速为c，则一个铍原子核发生上述核反应释放的能量为()A(m1m2)c2 B(m1mem2)c2C(m1mem2)c2 D(m2m1me)c2答案A解析铍原子核的质量为m14me，锂原子核的质量为m23me，则质量亏损为(m14meme)(m23me)m1m2，故核反应中释放的能量为(m1m2)c2。A正确。7一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子，假设光子携带所有释放的核能。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聚变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波长答案B解析根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知该核反应方程为：HnH，故选项A错误；聚变过程中辐射出光子，质量亏损mm1m2m3，故选项B正确；由质能方程知，辐射出的光子的能量E(m1m2m3)c2，故选项C错误；由E知，光子的波长，故选项D错误。题组通关练8(1)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，设产生的光子频率为，若这两个光子的能量都为h，动量分别为p和p，下面关系中正确的是()Ahmc2，ppBhmc2，ppChmc2Ek，ppDh(mc2Ek)，pp(2)镭核Ra发生衰变放出一个粒子变成氡核Rn。已知镭核226质量为226.0254 u，氡核222质量为222.0163 u，放出粒子的质量为4.0026 u。写出核衰变方程；求镭核衰变放出的能量；若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，求放出粒子的动能。答案(1)C(2)RaRnHe6.055 MeV5.95 MeV解析(1)能量守恒定律和动量守恒定律为普适定律，故以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正负电子总能量为：2Ek2mc2，转化为两个光子后，总动量守恒，为零，故pp，且2Ek2mc22h，即hEkmc2，C正确，A、B、D错误。(2)核衰变方程为RaRnHe。镭核衰变放出的能量为Em931.5 MeV/u(226.02544.0026222.0163)931.5 MeV6.055 MeV。设镭核衰变前静止，镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得mRnvRnmv0。又根据衰变放出的能量转变为氡核和粒子的动能，则EmRnvmv。联立可得EE6.055 MeV5.95 MeV。9静止的氮核N被速度是v0的中子n击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为11，动能之比为14，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为16。问：甲、乙各是什么核，速度各是多大？写出核反应方程。答案甲为C，乙为H 甲的速度v甲，乙的速度v乙 核反应方程为NnCH解析设甲、乙两核的质量分别为m甲、m乙，电荷量分别为q甲、q乙。中子的质量为m0，氮核质量为14m0。由动量与动能关系p和p甲p乙，可得m甲m乙Ek乙Ek甲41。又由R，可得q甲q乙R乙R甲61。因为m甲m乙15m0，q甲q乙7e，所以m甲12m0，m乙3m0，q甲6e，q乙e，甲为C，乙为H。由动量守恒定律，可得m0v0m甲v甲m乙v乙，将m甲12m0，m乙3m0代入，解得v甲，v乙，核反应方程为NnCH。10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年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个储满615 t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36.95658 u，Ar核的质量为36.95691 u，e的质量为0.00055 u,1 u质量对应的能量