2019_2020学年高中物理课时分层作业15核力与结合能（含解析）粤教版.docx

课时分层作业(十五)(时间：45分钟分值：100分)基础达标练一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1对于核力，以下说法正确的是()A核力是弱相互作用力，作用力很小B核力是强相互作用的表现，是强力C核子之间的距离小于0.81015 m时，核力表现为引力D人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.81015 m时核力的变化规律更清楚B要掌握核力的基本特点，掌握核力与万有引力、电磁力的区别，这是解决核力问题的关键核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.51015 m之内，核力比库仑力大得多，因此选项B正确，A错误核力在大于0.81015 m时表现为吸引力，且随距离增大而减小；在距离小于0.81015 m时，核力表现为斥力，选项C错误人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们奋力攻克的堡垒，故选项D不正确2(多选)由图可得出的结论是()A质子和中子的质量之和小于氘核的质量B质子和中子的质量之和大于氘核的质量C氘核分解为质子和中子时要吸收能量D质子和中子结合成氘核时要吸收能量BC氘核吸收了光子后，能量增加，分裂成了一个中子和一个质子，故C对，D错；根据能量守恒和爱因斯坦质能方程可知，能量增加，对应的质量也增加，故质子和中子的质量之和大于氘核的质量，A错，B对3(多选)下列说法正确的是()A核反应：BeHeCX，符号“X”表示中子B若一个铀核在裂变前后的质量亏损为m，则其释放的核能为Emc2C氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子运动的加速度减小D比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定AB根据核反应过程中质量数和电荷数守恒可知，符号“X”表示中子，故A选项正确；根据爱因斯坦质能方程可知，质量亏损m，释放的核能为Emc2，故B选项正确；氢原子辐射出光子后能量减小，核外电子的轨道半径变小，加速度变大，故C选项错误；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D选项错误4铀原子核发生衰变时衰变方程为UThX，其中92U、Th、X的质量分别为m1、m2、m3，光在真空中的传播速度为c，则()AX是电子Bm1m2m3C衰变时释放的能量为(m1m2m3)c2D若提高温度，U半衰期将会变小C根据电荷数守恒、质量数守恒知，X原子核中的电荷数为2，质量数为4，是氦核，故A错误依据质量亏损，则m1m2m3，故B错误根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量E(m1m2m3)c2，故C正确半衰期的大小与温度无关，故D错误5已知氘核(H)的平均结合能为1.1 MeV，氦核(He)的平均结合能为2.57 MeV，两个氘核结合成一个氦核的反应方程为HHHen，此核反应()A放出3.31 MeV能量B放出5.51 MeV能量C放出5.88 MeV能量 D吸收1.83 MeV能量AHHHen；聚变反应前两个H的总结合能为：E11.14 MeV4.4 MeV反应后生成的氦核的结合能为：E22.573 MeV771 MeV所以反应释放的核能EE2E1(7.714.4)MeV3.31 MeV，故A正确，B、C、D错误；6(多选)如图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一定放出能量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AC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正确，同理可得B、D错，C正确二、非选择题(14分)7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(m0mH)(mNmHe)c2(18.012 6918.011 40)931.5 MeV1.2 MeV.答案吸能1.2 MeV能力提升练一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1核反应方程NHCXE中，N的质量为m1、H的质量为m2、C的质量为m3、X的质量为m4，光在真空中的速度为c，则下列判断正确的是()AX是He，E(m1m2m3m4)c2BX是He，E(m1m2m3m4)c2CX是He，E( m3m4m1m2)c2DX是He，E( m3m4m1m2)c2B根据核反应方程中质量数和电荷数守恒有X的质量数：m151124，核电荷数：z7162，所以X为氦核He，该反应过程中质量亏损为m(m1m2m3m4)所以释放的核能为：E(m1m2m3m4)c2.故A、C、D错误，B正确2心脏起搏器中的微型核电池如图所示，它以钽铂合金作外壳，内装有钚238，整个电池只有160 g重，体积仅18 mm3.核电池的核心是静态热电换能器，它将热能转化为电能，工作效率只有20%，大部分热能被浪费掉已知此核电池的输出功率为2.30104 W，可以连续使用10年，1 g钚238能产生2.46106 J热能，则此核电池中钚238的质量约为()A0.05 g B0.15 gC1 g D5 gB根据功能关系可知，此核电池释放的功率P0：P020%P出所以：P01.15103 W由能量关系可知：nE0P0t，代入数据可得：n0.147 g0.15 g故A、C、D错误，B正确；3(多选)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Emc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度C核反应中发生的“质量亏损”是由静止质量变成运动质量D因为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，系统的总能量和总质量并不守恒BCEmc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确；核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，故C项正确；在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，故D错误4原来静止的原子核X质量为m1，处在区域足够大的匀强磁场中，经衰变后变成质量为m2的原子核Y，粒子的质量为m3，已测得粒子的速度垂直于磁场B，且动能为E0，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列五个结论中，不正确的是()A核Y与粒子在磁场中运动的周期之比为B核Y与粒子在磁场中运动的半径之比为C此衰变过程中的质量亏损为m1m2m3D此衰变过程中释放的核能为A原子核发生衰变时核子质量数减小4而核电荷数减小2.由题意知X核原来静止，则衰变后粒子和反冲核Y的动量大小相等，由R知RYRqqY2(Z2)，故B项正确；而周期之比由T知TYT，故A项错误；该过程质量亏损mm1(m2m3)，故C项正确；由Ek知Y核的动能EkY，则释放的核能EEkEkY，故D项正确二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)如果把O分成8个质子和8个中子，要给它多少能量？要把它分成4个He，要给它多少能量？已知O的核子平均结合能是7.98 MeV，He的核子平均结合能是7.07 MeV.解析把O分成8个质子和8个中子需提供的能量为E1167.98 MeV127.68 MeV将2个质子和2个中子结合成一个He所放出的能量为E247.07 MeV28.28 MeV则将8O分成4个He需提供的能量为EE14E2127.68 MeV428.28 MeV14.56 MeV.答案127.68 MeV14.56 MeV6(14分)用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和粒子，并放出4.8 MeV的能量(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和粒子的动能之比是多少？(4)粒子的动能是多大？(1 u相当于931.5 MeV)解析(1)LinHHe4.8 MeV.(2)依据Em931.5