2018_2019学年高中物理第十九章原子核19.5核力与结合能课后提升作业新人教版.docx

19.5 核力与结合能课后提升作业【基础达标练】1.下列对核力的认识,正确的是()A.核力是强相互作用的一种表现,比库仑力大得多B.核力存在于质子和中子、中子和中子之间,质子和质子之间只有库仑斥力C.核力是核子间相互吸引的力,是短程力D.核力只存在于相邻的核子之间,具有饱和性【解析】选D。在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多,但当原子核大到一定程度时,核力将不足以平衡库仑力,A错误;相邻核子间都存在核力作用,具有饱和性,B错误,D正确;核子间的距离小于0.810-15m时核力表现为斥力,大于0.810-15m时表现为吸引力,C错误。2.中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、mD。现用光子能量为E的射线照射静止氘核使之分解,反应方程式为+Dp+n。若分解后的中子、质子的动能可视为相等,则中子的动能是()A.(mD-mp-mn)c2-EB.(mp+mn-mD)c2+EC.(mD-mp-mn)c2+ED.(mp+mn-mD)c2-E【解析】选C。据能量守恒可知:E+mc2=2Ek,得:Ek=(E+mc2),即Ek=(mD-mp-mn)c2+E,故C正确。3.下列关于平均结合能的说法正确的是()A.核子数越多,平均结合能越大B.核子数越多,平均结合能越小C.结合能越大,平均结合能越大D.平均结合能越大,原子核越稳定【解析】选D。由核平均结合能随质量数的变化图象可知,中等质量核的平均结合能较大,所以A、B、C错;而平均结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,所以D对。4.以mD、mp、mn分别表示氘核、质子、中子的质量,则()A.mD=mp+mnB.mD=mp+2mnC.mnmp+mDD.mDmD,D选项正确。5.(多选)关于质能方程,下列哪些说法是正确的()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【解析】选B、D。质能方程E=mc2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E=mc2进行计算,所以B、D正确。6.(2018淮安高二检测)一个铀核U)放出一个粒子后衰变成钍核Th),其衰变方程为;已知静止的铀核、钍核和粒子的质量分别为m1、m2和m3,真空中的光速为c,上述衰变过程中释放出的核能为。【解析】根据电荷数和质量数守恒可得衰变方程为聽92238UThHe;质量亏损为m=m1-m2-m3,所以,释放的能量为E=mc2=(m1-m2-m3)c2。答案UThHe(m1-m2-m3)c27.已知:氮核质量MN=14.007 53 u,氧17核的质量为MO=17.004 54u,氦核质量MHe=4.003 87u,氢核质量为MH=1.008 15u。试判断聽714N+24HeO+11H这一核反应吸收能量还是放出能量?能量变化多少?【解析】反应前总质量:MN+MHe=18.011 40u反应后总质量:MO+MH=18.012 69u可以看出:反应后总质量增加,故该反应是吸收能量的反应。吸收的能量利用E=mc2来计算,若反应过程中质量增加1u,就会吸收931.5MeV的能量,故:E=(18.01269-18.011 40)931.5 MeV=1.2 MeV答案:吸收能量能量变化1.2 MeV8.三个粒子结合成一个碳12,已知碳原子的质量12.0 000 u,氦原子的质量为4.002 6 u。(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)核反应方程:HeC+E。(2)质量亏损:m=34.002 6 u-12.000 0 u=0.007 8 u=12.94810-30kg,这个核反应放出的能量是E=mc2=1.16510-12J。(3)E=1.16510-12J=7.28 MeV。答案:(1)HeC+E(2)1.16510-12J(3)7.28 MeV【能力提升练】1.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()A.21.04 MeVB.35.56 MeVC.77.64 MeVD.92.16 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 MeV=84.9 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 MeV+7.26 MeV=92.16 MeV。2.(2018秦皇岛高二检测)一个氘核H质量为m1,一个氚核H质量为m2,它们结合成一个质量为m3的氦核。核反应方程如下:12H+13HHe+X。在这一核反应过程中释放的能量为E。已知光速为c,则以下判断正确的是()A.X是质子B.X是正电子C.X的质量为m1+m2-m3D.X的质量为m1+m2-m3-螖Ec2【解析】选D。由电荷数守恒知,X的质子数为0,由质量数守恒知,X的质量数为1,故X为中子,设X的质量为m,反应中的质量亏损m=m1+m2-m3-m,释放的核能E=mc2=(m1+m2-m3-m)c2,则X的质量为m1+m2-m3-,故选项D正确。3.(多选)关于核反应方程聽90234ThPa+X+E(E为释放出的核能,X为新生成粒子),已知聽90234Th的半衰期为T,则下列说法正确的是()A.聽91234Pa没有放射性BPa比聽90234Th少1个中子,X粒子是从原子核中射出的,此核反应为衰变C.N0个聽90234Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为N0E(N0数值很大)DTh的比结合能为ETh的化合物的半衰期等于T【解析】选B、C、E。原子序数大于83的原子核均具有放射性,A项错误;该核反应为衰变,是原子核内的一个中子转化为一个质子,同时释放出一个电子,B项正确;N0个聽90234Th原子核经2T时间发生衰变的个数为N0,由核反应方程知,放出的核能为N0E,C项正确;由比结合能的定义知,D项错误;元素的半衰期与元素的物质状态(单质、化合物)无关,E项正确。4.(2018大港区高二检测)海水中含有丰富的氘,完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为:12H+12HHe+01n,其中氘核的质量为2.013 u,氦核的质量为3.015 0 u,中子的质量为1.008 7 u。(1 u=931.5 MeV)求:(1)核反应中释放的核能。(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能。【解析】(1)核反应中的质量亏损为m=2mH-mHe-mn,由E=mc2,可知释放的核能:E=(2mH-mHe-mn)c2=2.14 MeV。(2)把两个氘核作为一个系统,碰撞过程系统的动量守恒,由于碰撞前两氘核的动能相等,其动量等大反向,