【创新设计】高中物理 4.1 核力与核能规范训练 鲁科版选修35.doc

第1节 核力与核能 (时间：60分钟)考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难对核力及结合能的理解1、23质量亏损、核能的计算4、56、7、8综合提升9、10、1112知识点一对核力及结合能的理解1下列对结合能、平均结合能的认识，正确的是 ()a一切原子核均具有结合能b自由核子结合为原子核时，可能吸收能量c结合能越大的原子核越稳定d平均结合能越大的原子核越稳定解析由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量反之，将原子核分开变为自由核子时需要吸收相应的能量，该能量即为结合能，故a正确、b错误；核子较多的原子核的结合能大，但它的平均结合能不一定大，平均结合能的大小反映了原子核的稳定性，故c错误、d正确答案ad2下列对核力的认识正确的是 ()a任何物体之间均存在核力b核力广泛存在于自然界中的核子之间c核力只存在于质子之间d核力只发生在相距1.51015m的核子之间，大于0.81015m为吸引力，而小于0.81015m为斥力解析由核力的特点知道，只有相距1.51015m的核子之间才存在核力，核力发生在质子与质子、质子与中子之间，由此知d正确，a、b、c错误答案d图4123如图412所示是描述原子核核子的平均质量与原子序数z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是 ()a将原子核a分解为原子核b、c可能吸收能量b将原子核d、e结合成原子核f可能吸收能量c将原子核a分解为原子核b、f一定释放能量d将原子核f、c结合成原子核b一定释放能量解析因b、c核子平均质量小于a核子的平均质量，故a分解为b、c时，会出现质量亏损，故放出核能，故a错，同理可得b、d错，c正确答案c知识点二质量亏损、核能的计算4根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是emc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程质子的质量为mp，中子的质量为mn，氦核的质量为m，下列关系式正确的是 ()am(2mp2mn) bm(2mp2mn) d以上关系式都不正确答案b5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 ()am3c2 b(m1m2)c2c(m3m2m1)c2 d(m1m2m3)c2解析质子和中子结合成原子核氘核时，总质量减小了，即质量亏损m(m1m2m3)依据质能方程可知，放出的能量为emc2(m1m2m3)c2.答案d6用质子轰击锂核(li)生成两个粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验已知质子的初动能是0.6 mev，质子、粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u已知1 u相当于931.5 mev，则下列叙述中正确的是 ()a此反应过程质量减少0.010 3 ub生成的两个粒子的动能之和是18.3 mev，与实验相符c核反应中释放的能量是18.9 mev，与实验相符d生成的两个粒子的动能之和是19.5 mev，与实验相符答案cd7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(mm1m2)uc2 b(m1m2m)u931.5 jc(m1m2m)c2 d(m1m2m)931.5 ev解析在核能计算时，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1 u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错答案c8一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出光子，核反应方程是hnh，以下说法中正确的是 ()a反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和b反应前后的质量数不变，因而质量不变c光子的能量为mc2，m 为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度d因存在质量亏损m，所以“物质不灭”的说法不正确解析核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放，故正确答案为a、c.答案ac9历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 mev的质子h轰击静止的x，生成两个动能均为8.9 mev的he.(1 mev1.61013 j)(1)上述核反应方程为_(2)质量亏损为_kg.解析(1)根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程为hxhehe或hlihehe.(2)设反应前质子的动能为ek0，反应后he的动能为ek，由于质量亏损而释放的能量为e2ekek0(28.90.5) mev17.3 mev，根据爱因斯坦质能方程，有m kg3.11029 kg.答案(1)hxhehe(或hlihehe)(2)3.1102910已知氮核质量mn14.007 53 u，氧核质量mo17.004 54 u，氦核质量mhe4.003 87 u，质子质量mh1.008 15 u，试判断核反应nheoh是吸能反应还是放能反应？能量变化为多少？解析反应前总质量mnmhe18.011 40 u，反应后总质量momh18.012 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emc2(momh)(mnmhe)c2(18.012 6918.011 40)931.5 mev1.2 mev.答案吸能1.2 mev11一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光子的波长解析此核反应的核反应方程为hnh，a错；由质能方程，光子的能量为e(m1m2m3)c2，c错；由eh知，波长，d错故选b.答案b12钚的放射性同位素pu静止时衰变为铀核激发态u*和粒子，而铀核激发态u*立即衰变为铀核u，并放出能量为0.097 mev的光子已知：pu、u和粒子的质量分别为mpu239.052 1 u、mu235.043 9 u和m4.002 6 u，1 u931.5 mev/c2.已知衰变放出的光子的动量可忽略，求粒子的动能解析上述衰变过程的质量亏损为mmpumum放出的能量为emc2这能量是铀核的动能e