人教版选修35核力与结合能 第1课时 作业.docx

核力与结合能1.下列说法正确的是()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,可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度c.核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量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解析:e=mc2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项错误。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。答案:b2.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)u931.5jc.(m1+m2-m)c2d.(m1+m2-m)931.5ev解析:在核能计算时,如果质量的单位是kg,则用e=mc2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e=m931.5mev进行计算,故c正确,a、b、d错误。答案:c3.如图所示是原子核的平均核子质量a与原子序数z的关系图象,下列说法正确的是()a.若d、e能结合成f,结合过程一定要释放能量b.若d、e能结合成f,结合过程一定要吸收能量c.若c、b能结合成g,结合过程一定要释放能量d.若f、c能结合成b,结合过程一定要释放能量解析:由e=mc2可知,释放能量时生成物比反应物质量小,反之则大。根据图象可知,d、e结合成f,核子数不变,质量减少,释放能量,a选项正确。答案:a4.核力具有下列哪些性质( )a.核力是短程力，作用范围很小，只在相邻核子间发生b.核力可能是引力，也可能是斥力.核力把核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核，但又不会融合在一起c.质子间、中子间、质子和中子之间都有核力d.核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，核力比库仑力大得多解析：核力作用的范围在10-15 m区域内，只在相邻核子间发生，是短程力，a对.当两核子间距离减小时，核力也迅速减小，至一定值时，核力表现为斥力，b正确.核力是质子、中子之间的强相互作用力，c、d对.答案：abcd5.某核反应方程为+x.已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.018 0 u，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( )a.x是质子，该反应释放能量 b.x是中子，该反应释放能量c.x是质子，该反应吸收能量 d.x是中子，该反应吸收能量解析：根据质量数和电荷数守恒：+，所以x为中子.在该核反应中质量亏损m=(2.016 3 u+3.018 0 u)-(4.002 6 u+1.008 7 u)=0.023 u0，质量发生亏损，该反应释放能量，所以b对.答案：b6.根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是e=mc2，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( )a.m=(2mp+2mn) b.m(2mp+2mn)c.m(2mp+2mn) d.以上关系式都不正确解析：2+2，2mp+2mnm，故b正确.答案：b7.氢核、中子、氘核质量分别为m1、m2、m3，那么氢核和中子结合为氘核时释放出的能量表达式为( )a.m3c2 b.(m1+m2)c2 c.(m3-m1-m2)c2 d.(m1+m2-m3)c2解析：+，e=(m1+m2-m3)c2，故d项正确.答案：d4.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：+是吸能反应，还是放能反应，能量变化多少？解析：先计算出质量亏损m，然后由1 u相当于931.5 mev能量代入计算即可.反应前总质量mn+mhe=18.011 40 u反应后总质量m0+mh=18.012 69 u因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸收能量为：e=mc2=(18.012 69-18.011 40) u931.5 mev=1.2 mev.答案：吸能反应 1.2 mev8(多选)一个质子和一个中子结合成氘核时，产生光子，由此可见()a氘核的质量等于质子和中子的质量之和b氘核的质量小于质子和中子的质量之和c核子结合成原子核时会释放核能d原子核分解成核子时会释放核能【解析】由于结合时产生光子，即产生能量，故反应中有质量亏损，但反应过程中质量数守恒，b正确，a错误质子和中子统称核子，该反应为核子结合成原子核的反应，故c对，d错【答案】bc9(多选)关于原子核的结合能与平均结合能，下列说法中正确的是() 【导学号：64772052】a原子核的结合能等于核子与核子之间结合成原子核时核力做的功b原子核的结合能等于核子从原子核中分离，外力克服核力做的功c平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量d不同原子核的平均结合能不同，重核的平均结合能比中等质量核的平均结合能大【解析】原子核中，核子与核子之间存在核力，要将核子从原子核中分离，需要外力克服核力做功当自由核子结合成原子核时，核力将做功，释放能量对某种原子核，平均每个核子的结合能称为平均结合能不同原子核的平均结合能不同重核的平均结合能比中等质量核的平均结合能要小综上所述，正确选项为a、b、c.【答案】abc10如下一系列核反应是在恒星内部发出的，pcnncepcnpnoonepnc.其中p为质子，为粒子，e为正电子，为一种中微子已知质子的质量为mp1.672 6481027 kg，粒子的质量为m6.644 9291027 kg，正电子的质量为m9.111031 kg，中微子的质量可忽略不计，真空中的光速c3.00108 m/s.试计算该系列核反应完成后释放的能量【解析】将题中的几个核反应方程左右分别相加，消去两边相同的项，上述系列反应等效为：4p2e2，质量亏损m4mp(m2m)41.672 6481027 kg6.644 9291027 kg29.111031 kg0.043 8411027 kg，释放的能量emc20.043 8411027(3.00108)2 j3.951012 j.【答案】3.951012 j11(多选)关于核力，下列说法中正确的是()a原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用b核力既可能是引力，又可能是斥力c核力对核子做正功，原子核要释放核能d原子核内相距较远的两个核子间没有核力作用，但一定有库仑力作用【解析】核力表现为引力时随核子间距离的增大而减小，表现为斥力时使核子不会融合在一起，故b正确；核力是短程力，只有在2.01015 m左右的范围内起作用，故a正确；核子结合成原子核时，核力对核子做正功，原子核释放一定的能量，故c正确；原子核内两核子相距较远时没有核力作用，核内质子与中子间不会有库仑力作用，d错误【答案】abc12关于核力的下列说法正确的是() 【导学号：64772106】a核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用b核力就是电磁力c核力是短程力d核力与电荷有关【解析】核力是短程力，故c对；核力与万有引力、电磁力不同，故a、b不对；核力与电荷无关，故d错【答案】c13某核反应方程为。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.0180u，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()a.x是质子，该反应释放能量b.x是中子，该反应释放能量c.x是质子，该反应吸收能量d.x是中子，该反应吸收能量解析：根据质量数和电荷数守恒：，所以x为中子。在该核反应中质量亏损m(2.016 3 u3.018 0 u)(4.002 6u1.008 7 u)0.023 u0，质量发生亏损，该反应释放能量，所以b对。答案：b14一个锂核(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)【解析】(1)由质量数和电荷数守恒可得lih2he.(2)核反应的质量亏损mmlimp2m(11.650 510271.673 6102726.646 61027) kg3.091029 kg.释放的能量emc23.091029(3108)2 j2.781012 j.【答案】(1)lih2he(2)2.781012 j15静止的锂核()俘获一个速度为7.7106 m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核()，它的速度大小是8.0106 m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。(1)写出此核反应的方程式；(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；(3)此反应过程中是否发生了质量亏损?说明依据。解析：(1)(2)用m1、m2和m3分别表示中子()、氦核()和氚核的速度，由动量守恒定律得m1v1m2v2m3v3代入数值，得v38.1106 m/s即反应后生成的氚核的速度大小为8.1106 m/s方向与反应前中子的速度方向相反。(3)反应前的总动能反应后的总动能经计算知e2e1，故可知反应中发生了质量亏损。答案：(1) (2)8.1106 m/s，与中子方向相反。(3)发生了质量亏损。16.用中子轰击36li发生核反应,生成13h和粒子,并放出4.8 mev的能量(1 u相当于931.5 mev)。(1)写出核反应方程。(2)求出质量亏损。(3)若01n和36li是以等值反向的动量相碰,则生成的13h和粒子的动能之比是多少?解析:(1)36li+01n13h+24he。(2)根据质能方程e=mc2得m=4.8931.5u0.005 2 u。(3)01n与36li以等值反向的动量相碰,则初动量p=0。根据动量守恒,则碰后13h与粒子的合动量也为0,设13h质量为m1、速度为v1,粒子质量为m2、速度为v2,得0=m1v1+m2v2因为ek=p22m由得ek1ek2=p22m1p22m2得ek1ek2=m2m1=43。17已知氚核的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u中子的质量是1.008