2019-2020学年高中物理 第19章 原子核 5 核力与结合能提能训练（含解析）新人教版选修3-5

核力与结合能基础达标1(多选)跟核反应有关的下列认识中，正确的是()a在核反应方程中质量数与电荷数都守恒b所有的核反应发生过程中质量都会减少c所有的核反应都一定是放能反应d有质量亏损的核反应一定是放能反应【答案】ad解析：写核反应方程的原则是质量数和电荷数均守恒，核反应既有放能反应也有吸收能量的核反应2对原子核的组成，下列说法正确的是()a核力可使一些中子组成原子核b核力可使较多的质子组成原子核c不存在只有质子的原子核d质量较大的原子核内一定有中子【答案】d解析：由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把较多的质子集聚在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”库仑力，a、b错误；自然界中存在一个质子的原子核h，c错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故d正确3(2017新课标卷)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是hhhen，已知h的质量为2.013 6 u，he的质量为3.015 0 u，n的质量为1.008 7 u，1 u931 mev/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()a3.7 mevb3.3 mevc2.7 mevd0.93 mev【答案】b解析：因氘核聚变的核反应方程为hhhen.核反应过程中的质量亏损为m2md(mhemn)0.003 5 u，释放的核能为emc20.003 5 uc23.3 mev，故b正确，a、c、d错误4(多选)关于质能方程，下列哪些说法是正确的()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【答案】bd5(2017东城二模)已知质子、中子、氘核的质量分别是m1、m2、m3，光速为c.在质子和中子结合成氘核的过程中()a释放的能量为(m1m2m3)c2b释放的能量为(m1m2m3)c2c吸收的能量为(mlm2m3)c2d吸收的能量为(mlm2m3)c2【答案】b解析：在质子和中子结合成氘核的过程中存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知emc2(m1m2m3)c2.故b正确，a、c、d错误6(2018邯郸二模)一对正负电子相遇后转化为光子的过程称为湮灭速度足够大且等值反向的一对正负电子发生湮灭时产生两个光子，每个光子的能量均为e.已知电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h.则()a两个光子可能同向运动b两个光子的波长均为c两个光子的动量均为mcd每个光子的能量emc2【答案】b解析：速度足够大且等值反向的一对正负电子发生湮灭时产生两个光子，由于光子既有能量，又有动量，根据动量守恒定律可知，产生的两个光子的总动量与初动量是相等的，即它们的和为零，所以两个光子相向而行，故a错误；每个光子的能量均为e，即有eh，那么两个光子的波长均为，故b正确；依据德布罗意波长，则有p，故c错误；因电子的质量为m，以及运动时还有动能，根据能量守恒，每个光子的能量e会大于mc2，故d错误7(2018贵州二模)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 u，he质量为4.002 6 u，x的质量为1.008 7 u则下列说法中正确是()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：某核反应方程为hhhex.根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：x的质量数为1，核电荷数为0，所以x是中子反应前质量为2.0136 u3.018 u5.0316 u，反应后质量为4.0026 u1.0087 u5.0113 u，即核反应后质量亏损，所以该反应释放能量8(2018河南模拟)一静止原子核a经1次衰变生成原子核b，并释放出光子已知a的比结合能为e1，b的比结合能为e2，粒子的比结合能为e3，光子的能量为e4，则下列说法正确的是()ab核在元素周期表的位置比a核后移2位b比结合能e1小于比结合能e2c由能量守恒可知e2e1e3e4d该反应过程质量一定增加【答案】b解析：粒子的电荷数为2，所以b核的电荷数比a少2个，b核在元素周期表的位置比a核前移2位，故a错误；核反应的过程中释放热量，可知比结合能e1小于比结合能e2，故b正确；设a核的质量数为m，b核的质量数为m4，粒子的质量数为4，根据能量守恒可得4e3(m4)e2me1e4，故c错误；该反应的过程中释放热量，由质能方程可知，一定有质量亏损，故d错误9(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量 emc22.2 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【答案】ad解析：用能量小于等于结合能的光子照射氘核时，氘核一定不能分解，所以a正确，b错误；用能量大于结合能的光子照射氘核时，氘核可能分解，只要分解，分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了)，所以c错误，d正确能力提升10(多选)在某些恒星内，3个粒子结合成1个c核，c 原子的质量是12.000 0 u，he原子的质量是 4.002 6 u已知1 u1.661027 kg，则()a反应过程中的质量亏损是0.078 ub反应过程中的质量亏损是1.291029 kgc反应过程中释放的能量是7.27 mevd反应过程中释放的能量是1.161019 j【答案】bc解析：由题意可得核反应方程为3hece，则核反应中的质量亏损为m(34.002 612. 000 0) u0.007 8 1.661027kg1.291029 kg，由质能方程得emc21.291029(3108)2 j1.1611012 j7.27 mev，故正确答案为b、c11(2018烟台期末)一放射性元素的原子核a静止在真空中，某瞬间发生衰变后变成质量为m1的新原子核b，释放出来的粒子的质量为m2.已知此核反应中的质量亏损为m，且释放的能量全部变为原子核b和粒子的动能，光在真空中的传播速度为c.求：(1)原子核a的质量；(2)新原子核b的动能【答案】(1)mm1m2(2)mc2解析：(1)核反应中的质量亏损mma(m1m2)得mamm1m2.(2)由爱因斯坦质能方程可知，此核反应中释放的能量emc2衰变的过程中系统的动量守恒，由动量守恒定律可得m1v1m2v2因为核反应中释放的能量全部变为原子核b和粒子的动能，则ekm1vm2v而ekbm1v联立得ekbmc2.12在真空中，原来静止的原子核x在进行衰变时，放出的粒子的动能为e0.假设衰变后产生的新核用字母y表示，衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，真空中的光速为c，原子核的质量之比等于质量数之比，原子核的重力不计(1)写出衰变的核反应方程；(2)求衰变过程中总的质量亏损【