高中物理 19.5 核力与结合能知能巩固提升 新人教版选修35(1).doc

2013版高中物理 19.5 核力与结合能知能巩固提升 新人教版选修3-5【课堂训练】1.(2012南京高二检测)关于核力，下列说法中正确的是( )a.核力是一种特殊的万有引力b.原子核的任意两个核子间都有核力作用c.核力是原子核稳定存在的原因d.核力是一种短程强力作用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3.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和m2的原子核结合为质量为m的原子核时释放出的能量是( )a.(m-m1-m2)uc2b.(m1+m2-m)u931.5 jc.(m1+m2-m)c2d.(m1+m2-m)931.5 mev4.下列说法中正确的是( )a.爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化b.由e=mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系c.核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量d.因在核反应中能产生能量，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5.已知氮核质量mn=14.007 53 u，氧核质量mo=17.004 54 u，氦核质量mhe=4.003 87 u，质子质量mh=1.008 15 u，试判断核反应147n+42he178o+11h是吸能反应还是放能反应？能量变化为多少？【课后巩固】6.(2012天津高考)下列说法正确的是( )a.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期b.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子c.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力d.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量7.(2012广州高二检测)在下列判断中，正确的是( )a.组成23892u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23892u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23892u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23892u核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用8.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( )a.m3c2 b.(m1+m2)c2c.(m3-m2-m1)c2 d.(m1+m2-m3)c29.(2012泉州高二检测)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量e=mc2=2.2 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零10.3个粒子结合成一个126c, 126c原子的质量是12.000 0 u，42he原子核的质量是4.002 6 u,已知1 u=1.6610-27 kg,1 u相当于931.5 mev的能量，则( )a.反应过程中质量亏损是m=0.007 8 ub.反应过程中质量亏损是m=1.2910-27 kgc.反应过程中放出的能量是7.27 mevd.反应过程中放出的能量是1.1610-19 j11.(2012新课标全国卷)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21h+31h42he+x，式中x是某种粒子.已知:21h、31h、42he和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u; c是真空中的光速.由上述反应方程和数据可知,粒子x是_,该反应释放出的能量为_mev(结果保留3位有效数字).12.(2012苏州高二检测)一个静止的铀核23292u(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22890th(原子质量为228.028 7 u).(已知原子质量单位1 u=1.6710-27kg,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？答案解析1.【解析】选c、d.核力是一种强相互作用，是一种短程力，只是相邻的核子间才有这种相互作用.核子之所以能够结合成原子核，正是由于它们之间有核力存在.故正确答案为c、d.2.【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.【解析】选c.在核能计算时，如果质量的单位是kg,则用emc2进行计算，如果质量的单位是u，则利用1u相当于931.5 mev的能量计算，即em931.5 mev进行计算，故c正确，a、b、d错.4.【解析】选b.质能方程反映了物体的能量和质量之间存在正比关系，但它们是不同的物理量，不能相互转化，b正确，a、c错误；核反应中，静止质量和运动质量之和守恒，总能量也守恒，d错误.5.【解析】反应前总质量mn+mhe=18.011 40 u反应后总质量mo+mh=18.012 69 u因为反应中质量增加，所以此反应是吸能反应，所吸能量为e=mc2= (mo+mh)-(mn+mhe)c2=(18.012 69-18.011 40)931.5 mev=1.2 mev.答案:吸能 1.2 mev6.【解析】选b.元素的半衰期由元素本身的性质决定，不能通过物理或化学的方法改变，a错；根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态时放出能量，这些能量以光子的形式释放，b对；从高空对地面进行遥感摄影是利用了红外线的穿透能力，c错；原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，d错.7.【解析】选c.核力属于短程力，由于组成23892u核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，所以选项a、b、d错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项c正确.8.【解析】选d.质子和中子结合成氘核时，总质量减小了，即质量亏损m= m1+m2-m3.依据质能方程可知，放出的能量为e=mc2=(m1+m2-m3)c2.本题考查质能方程e=mc2的应用.解题关键是知道质子和中子(统称核子)结合成原子核时，质量有亏损，即m1+m2m3，就可迎刃而解.在思考过程中由于对质量亏损理解得不好，容易错选c.9.【解题指南】解答此题应考虑以下两点：(1)核子结合成原子核时，放出能量，而将原子核中的核子分开时，需要提供能量.(2)核子在结合或分解时，都符合动量守恒定律和能量守恒定律.【解析】选a、d.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.10.【解析】选a、c.质量亏损m=3m-mc=34.002 6 u-12.000 0 u=0.007 8 u=1.2910-29 kg，a对b错.e=mc2=0.007 8 uc2=0.007 8931.5 mev=7.27 mev=1.1610-12 j，c对d错.11.【解析】根据质量数和电荷数守恒可得x是10n (中子).核反应中的质量亏损为m=(2.014 1 u+3.016 1 u-4.002 6 u-1.008 7 u)=0.018 9 u所以该反应释放出的能量为e=mc2=17.6 mev答案:10n(或中子) 17.6【变式备选】一个铀核衰变为钍核时释放一个粒子，已知铀核的质量为3.853 13110-25 kg,钍核的质量为3.786 56710-25 kg，粒子的质量为6.646 7210-27 kg，在这个衰变过程中释放的能量为多少？(保留两位有效数字)【解析】反应前后的质量发生改变，根据e=mc2可以求解得出结果.衰变前后质量变化为m=mu-mth-m=(3.853 13110-25-3.786 56710-25-6.646 7210-27) kg9.710-30 kg衰变过程中释放的能量为e=mc2=9.710-30(3108)2 j8.710-13 j.答案:8.710-13 j12.【解析】(1)23292u22890th+42he(2)质量亏损m=mu-m-mth=0.005 9 ue=mc2=0.005 9931.5 mev=5.50 mev(3)系统动量守恒，钍核和粒子的动量大小相等，即pth+(-p)=0pth=pekth=ek= ekth+ek=e所以钍核获得的动能=0.09 mev解得：ek=5.50 mev-0.09 mev=5.41 mev.答案:(1)23292u22890th+42he(2)5.50 mev (3)5.41 mev【总结提升】核能计算的四种方法1.根据质量亏损计算(1)根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损m.(2)根据爱因斯坦质能方程e=mc2计算核能，其中m的单位是kg，e的单位是j.2.利用原子质量单位u和电