鲁科版选修35 4.1 核力与核能 作业.doc

4.1 核力与核能 作业1氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()a核力、万有引力、库仑力 b万有引力、库仑力、核力c库仑力、核力、万有引力 d核力、库仑力、万有引力解析：核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的，可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力，故d选项正确。答案：d2下列说法中正确的是()a原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力b对质子数较多的原子核，其中的中子起到维系原子核稳定的作用c重核比中等质量的核更稳定d两个质子之间不管距离如何，核力总大于库仑力解析：只有相邻质子间才存在核力，a、d错误；中子与其他核子间没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，起到维系原子核稳定的作用，b正确；中等质量大小的核最稳定，c错误。答案：b3下列说法正确的是()a自由核子结合成原子核时，一定遵循质量守恒b在发生核反应时，反应前物质的总质量一定等于反应后所生成物质的总质量c发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应是放能反应d发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应必须吸收能量才能发生核反应解析：核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒，其中质量数守恒并不是质量守恒。核反应过程中往往伴随着质量亏损，并有能量变化。若反应后质量减小，则释放出能量，反之则吸收能量，所以c选项正确。答案：c4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解析：emc2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，并不是说明了能量与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：b5关于质能方程，下列说法中正确的是()a质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量b物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值c物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系d某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的解析：质能方程emc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据emc2进行计算，所以b、d正确。答案：b、d6.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.7.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.8.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.9静止的原子核x发生衰变时，放出的能量都转变成了粒子和新核的动能，若测得粒子的动能为e，则新原子核的动能为多少？衰变中质量亏损是多少？解析：衰变方程为：xyhe，由emv得粒子的速度v1 由动量守恒定律得：mv2mv1，v2v1 新核的动能：emvm。原子核衰变放出的能量：eeeee由质能方程emc2得：m。答案：10两个动能均为1 mev的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：hhhh试求：(1)此核反应中放出的能量e为多少？(2)若放出的能量全部变为新生核的动能，则新生的氢核具有的动能是多少？解析：(1)此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为m(22.013 63.015 61.007 3) u0.004 3 u，emc20.004 3931.5 mev4.005 mev(2)因碰前两氘核动能相同，相向正碰，故碰前的总动量为零。因核反应中的动量守恒，故碰后质子和氘核的总动量也为零。设其动量分别为p1，p2，必有p1p2。设碰后质子和氘核的动能分别为ek1和ek2，质量分别为m1和m2。则：。故新生的氢核的动能为ek1(eek0)(4.0052)mev4.5 mev。答案：(1)4.005 mev(2)4.5 mev11粒子的质量m6.646 71027 kg，质子的质量mp1.672 61027 kg，中子的质量mn1.674 91027 kg。求粒子(氦核)的比结合能。解析：核子的质量之和2mp2mn2(1.672 61.674 9)1027 kg6.695 01027 kg这个数值与粒子的质量之差m2mp2mnm(6.695 06.646 7)1027 kg4.831029 kg粒子的结合能emc2 ev2.72107 ev27.2 mev粒子的比结合能 mev6.8 mev。答案：6.8 mev12为了确定爱因斯坦质能方程emc2的正确性，设计了如下实验：用动能为e10.6 mev的质子轰击静止的锂核li，生成两个粒子的动能之和为e219.9 mev。(1)写出该核反应方程；(2)通过计算说明emc2正确。(已知质子mp1.007 3 u，粒子m4.001 5 u，锂核mli7.016 0 u)解析：(1)lihhehe(2)核反应的质量亏损为mmlimp2m(7.016 01.007 324