课时训练·速提升 第十九章 5.doc

课时训练速提升【基础达标】1.(基础理论辨析题)下列说法正确的是()A.核力是弱相互作用,作用力很小B.核子之间的距离小于0.810-15m时,核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起C.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D.核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量E.核子数越多,比结合能越大F.核力同万有引力没有区别,都是物体间的相互作用G.比结合能越大,原子核越稳定2.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3.对核子结合成原子核的下列说法正确的是()A.原子核内的核子间均存在核力B.原子核内的质子间均存在核力和库仑力C.当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时,其间“势能”一定减小D.对质子数较多的原子核,其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用4.对公式E=mc2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mc2C.m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m5.核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的能量变化,这是因为()A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力C.核子间存在着强大的核力D.核子间存在着复杂磁力6.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.(M-m1-m2)uc2B.(m1+m2-M)u931.5JC.(m1+m2-M)c2D.(m1+m2-M)931.5MeV7.三个粒子结合成一个碳C,已知碳原子的质量为12.000 0 u,氦原子的质量为4.002 6 u。(1 u=1.6610-27kg)(1)写出核反应的方程;(2)这个核反应放出的能量是多少焦?(3)这个能量合多少MeV?【能力提升】1.(2013新课标全国卷)关于原子核的结合能,下列说法正确的是()A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰变成粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能D.比结合能越大,原子核越不稳定E.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能2.在下列判断中,正确的是()A.组成92238U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用B.组成92238U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C.组成92238U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D.组成92238U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用3.中子和质子结合成氘核时,质量亏损为m,相应的能量E=mc2=2.2 MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是()A.用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子B.用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零C.用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零D.用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零4.(能力挑战题)一个静止的铀核92232U(原子质量为232.037 2 u)放出一个粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核90228Th(原子质量为228.028 7 u)。(已知原子质量单位1 u=1.6710-27kg,1 u相当于931.5 MeV的能量)(1)写出铀核的衰变反应方程。(2)算出该衰变反应中释放出的核能。(3)若释放的核能全部转化为新核的动能,则粒子的动能为多少?答案解析【基础达标】1.【解析】选B、G。核力是强相互作用的一种表现,它的作用范围在1.510-15m之内,核力比库仑力大得多,故选项A错;当核子之间的距离小于0.810-15m时,核力表现为斥力,所以核子不会融合在一起,故选项B正确;质能方程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,并不是说明了能量和质量之间存在相互转化的关系,故选项C错;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,故选项D错;不同原子核的比结合能随质量数的变化而变化,中等质量原子核的比结合能较大,故E错;核力与万有引力、电磁力等本质不同,故F错;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G正确。2.【解析】选D。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。3.【解析】选C、D。由于核力为短程力,只会发生在相邻核子之间,由此知A、B错误;当n个核子靠近到核力作用范围内,而距离大于0.810-15m,核力表现为引力,在此过程核力必做正功,其间势能必定减小,形成原子核后距离一般不小于0.810-15m,故C正确;对质子数较多的原子核,由于只有相邻的质子间才有核力,但各个质子间均有很强的库仑斥力,随着质子数的增加,其库仑斥力增加,对于稳定的原子核,必须存在较多的中子才能维系二者的平衡,故D正确。4.【解析】选A、B、D。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。5.【解析】选C。核子之间存在核力作用,核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都有核力作用,故伴随着巨大的能量变化,故选C。6.【解析】选C。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=m931.5 MeV进行计算,故C正确,A、B、D错。7.【解析】(1)324HeC+E(2)m=34.002 6 u-12.000 0 u=0.007 8 um=0.007 81.6610-27kg=1.294 810-29kgE=mc21.16510-12J(3)E=1.16510-121.610-19eV7.28106eV=7.28 MeV答案:(1)324HeC+E(2)1.16510-12J(3)7.28 MeV【能力提升】1.【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)结合能是把核子分开所需的最小能量;(2)原子核的质量小于组成它的核子质量之和,这个现象叫质量亏损。【解析】选A、B、C。结合能是把核子分开所需的最小能量,选项A正确;一重原子核衰变成粒子和另一原子核,存在质量亏损,核子比结合能增大,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,选项B正确;核子数越多,结合能越大,选项C正确;比结合能也叫平均结合能,比结合能越大,分开核子所需的能量越大,原子核越稳定,选项D错误;自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,选项E错误。2.【解析】选C。核力属于短程力,由于组成92238U核的核子较多,两核子之间的距离可能超过核力的作用范围,所以某些核子之间的作用力可能比较小,所以选项A、B、D错误,但两质子之间都存在库仑斥力的作用,所以选项C正确。3.【解题指南】解答此题应考虑以下两点:(1)核子结合成原子核时,放出能量,而将原子核中的核子分开时,需要提供能量。(2)核子在结合或分解时,都遵守动量守恒定律和能量守恒定律。【解析】选A、D。氘核分解为一个质子和一个中子时,所需吸收的能量不能小于其结合能2.2 MeV,故A对;光子照射氘核时,光子和氘核组成的系统总动量不为零,由动量守恒定律得,光子被氘核吸收后,分解成的质子和中子的总动量不为零,故总动能也不为零,所以把氘核分解为质子和中子所需的能量应大于2.2 MeV,故D对,B、C错。4.【解析】(1)92232U90228Th+24He(2)质量亏损m=mU-m-mTh=0.005 9 uE=mc2=0.005 9931.5 MeV=5.50 MeV(3)系统动量守恒,钍核和粒子的动量大小相等,即pTh+(-p)=0pTh=pEkTh=pTh22mThEk=p22mEkTh+Ek=E所以粒子获得的动能Ek=mThm+mThE=2284+2285.5 MeV=5.41 MeV答案:(1)92232U90228Th+24He(2)5.50 MeV(3)5.41 MeV【总结提升】核能计算的四种方法1.根据质量亏损计算(1)根据核反应方程,计算核反应前和核反应后的质量亏损m。(2)根据爱因斯坦质能方程E=mc2计算核能,其中m的单位是kg,E的单位是J。2.利用原子质量单位u和电子伏特计算(1)明确原子质量单位u和电子伏特间的关系1 u=1.660 610-27kg,1 eV=1.602 17810-19J