教科版选修35 原子核的结合能 第1课时 作业.doc

原子核的结合能 （同步测试）（满分60分，30分钟完成） 班级 姓名 总分 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。）1.下列关于原子核中质子和中子的说法，正确的是（ ）a原子核中质子数和中子数一定相等b稳定的重原子核里，质子数比中子数多c原子核都是非常稳定的d对于较重的原子核，由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，如果继续增大原子核，形成的核也一定是不稳定的【答案】d【解析】自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多因此正确答案选d.2在自然界中，对于较重的原子核的中子数和质子数的比例关系，下列说法正确的是（ ）a中子数等于质子数 b中子数小于质子数 c中子数大于质子数 d无法确定【答案】c【解析】原子核越重，原子间库仑斥力就越大，而中子数多于质子数，因中子与其他核子间没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以才有助于维系原子核的稳定，故稳定的重原子核里，中子数要比质子数多故正确答案为c.3.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）（ ）a（m1m2m3）c b（m1m2m3）c c（m1m2m3）c2 d（m1m2m3）c2【答案】c【解析】根据质能方程，emc2，其中mm1m2m3，则e（m1m2m3）c2，c正确，a、b、d错误4.下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有（ ）a核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能b比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大c重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大d中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大【答案】d【解析】核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，a选项错误；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，b、c选项错误；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，d选项正确5（多选）对结合能、比结合能的认识，下列正确的是（ ）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比结合能越大的原子核越稳定【答案】ad【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，但它的比结合能不一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故c错误、d正确6.如图所示是描述原子核核子的平均质量m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【答案】c【解析】因b、c核子平均质量小于a的核子平均质量，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7（多选）对公式emc2的正确理解是（ ）a如果物体的能量减少了e，它的质量也一定相应减少mb如果物体的质量增加了m，它的能量也一定相应增加mc2cm是某原子核在衰变过程中增加的质量d在把核子结合成原子核时，若放出的能量是e，则这些核子的质量和与组成原子核的质量之差就是m【答案】abd【解析】一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了e，它的质量也一定相应减少m，即发生质量亏损，所以选项a、d正确；如果物体的质量增加了m，它的能量一定相应增加mc2，所以选项b正确；某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项c错误8（多选）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【答案】ac【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。9.某核反应方程为hhhex.已知h的质量为2.013 6 u，h的质量为3.018 0 u，he的质量为4.002 6 u，x的质量为1.008 7 u则下列说法中正确的是（ ）ax是质子，该反应释放能量bx是中子，该反应释放能量cx是质子，该反应吸收能量dx是中子，该反应吸收能量【答案】b【解析】由题目所给核反应方程式，根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律，可得hhhex，x为中子，在该反应发生前反应物的总质量m1=2.013 6 u3.018 0 u=5.031 6 u，反应后产物总质量m2=4.002 6 u1.008 7 u5.011 3 u总质量减少，出现了质量亏损根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量，故b正确10.为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”对于爱因斯坦提出的质能方程emc2，下列说法中不正确的是（ ）aemc2表明物体具有的能量与其质量成正比b根据emc2可以计算核反应中释放的核能c一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损demc2中的e是发生核反应中释放的核能【答案】d【解析】爱因斯坦质能方程emc2，定量地指出了物体能量和质量之间的关系，a正确；由质能方程知，当物体的质量减少时，物体的能量降低，向外释放了能量；反之，若物体的质量增加了，则物体的能量升高，表明它从外界吸收了能量，所以由物体的质量变化能算出物体的能量变化，故b、c正确，d错误二、非选择题（3小题，共20分）11.已知氮核质量mn14.007 53 u，氧17核的质量mo17.004 54 u，氦核质量mhe4.003 87 u，氢核质量mh=1.008 15 u，试判断：nheoh这一核反应是吸收能量还是放出能量？能量变化是多少？【答案】吸收能量 1.2 mev【解析】反应前总质量：mnmhe18.011 40 u，反应后总质量：momh18.012 69 u.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1 u，就会吸收931.5 mev的能量，故e=（18.012 6918.011 40）931.5 mev1.2 mev.12一个锂核（li）受到一个质子的轰击，变成两个粒子已知质子的质量是1.673 61027 kg，锂核的质量是11.650 51027 kg，氦核的质量是6.646 61027 kg.（1）写出上述核反应的方程；（2）计算上述核反应释放出的能量（保留3位有效数字）【答案】（1） lih2he （2）2.781012 j【解析】（1） lih2he（2）核反应的质量亏损mmlimp2m=（11.650 510271.673 6102726.646 61027） kg=3.091029 kg，释放的能量emc23.091029（3108）2 j2.781012 j。13.铍核在俘获一个粒子后放出一个中子并生成一个新核，已知铍核 be质量为9.012 190 u，粒子质量为4.002 600 u，中子质量为1.008 665 u。（1）写出核反应方程；（2）算出释放的能量。【答案