高中物理选修3-5同步练习试题解析19

1、高中物理选修 3-5 同步练习试题核力与结合能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、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、力B万有引力、力、核力C力、核力、万有引力D核力、力、万有引力：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，可见核力远大于力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于力，故 D 选项正确。：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，核力总大于力：只有相邻质子间才存在核力，A、

2、D 错误；中子与其他核子间没有斥力，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。：B3下列说法正确的是()A核子结原子核时，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：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，则出能量，反之则吸收能量，所以 C 选项正确。：C4下列说

3、法中，正确的是()A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：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，实际上是由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

4、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。：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：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。：B、D6因核聚变出巨大的能量，同时其质量不断减少。每秒钟辐射

5、出的能量约为 41026 J，根据质能方程，每秒钟减少的质量最接近()A1036 kgC1013 kgB1018 kgD109 kgE41026：根据质能方程 Emc2，得 m c2 (3108)2 kg109 kg。：D7一个电子(质量为 m、电荷量为e)和一个正电子(质量为 m、电荷量为 e)，以相等的Ek 相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子初动能的频率为 ，若这两个光子的能量都为 h，动量分别为 p 和 p，下面关系中正确的是(Ahmc2，pp)1Bh2mc2，ppChmc2Ek，pp12Ek)，ppDh2(mc：能量守恒和动量守恒为普适定律，故以相等

6、动能相向运动发生碰撞而湮灭的正负电子总能量为：2Ek2mc2，化为两个光子后，总动量守恒且为零，故 pp，且 2Ek2mc22h，即 hEkmc2。：C8质子、中子和氘核的质量分别为 m1、m2 和 m3，真空中光速为 c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是( Am3c2 C(m3m2m1)c2：质子和中子结)B(m1m2)c2 D(m1m2m3)c2氘核时，总质量减小了，即质量亏损 mm1m2m3。依据质能方程可知，放出的能量为Emc2(m1m2m3)c2。：D9以 mD、mp、mn 分别表示氘核、质子、中子的质量，则()AmDmpmnCmnmpmnBmDmp2mnDmDmpmn：质子和

7、中子生成氘核，要放出能量，核反应方程为：1p1n2H，由101质能方程可知有能量的放出一定有质量的减少，所以 mpmnmD，D 选项正确。：D10某核反应方程为2H3H4HeX。已知2H 的质量为 2.013 6 u，3H 的质量为 3.018 011211u，4He 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()2AX 是质子，该反应BX 是中子，该反应能量能量CX 是质子，该反应吸收能量DX 是中子，该反应吸收能量：根据核反应过程中质量数、电荷数守恒规律，2H3H4He1X，即 X 为中1120子；在该反应发生前，反应物的总质量 m1(2.013

8、63.018 0) u5.031 6 u，反应后产物总质量 m2(4.002 61.008 7) u5.011 3 u，总质量减少，出现了质量亏损，故该反应能量。：B11已知质子的质量是 1.008 665 u、中子的质量也是 1.00 8665 u，氢原子的质量是 1.007825 u，碳原子的原子量是 12.000 000 u,12 个核子结碳原子核的比结合能是。碳原子核时，质量亏损是，：碳原子可以看成是 6 个氢原子与 6 个中子结合而成，质量亏损：m61.007 825 u61.008 665 u12.000 000 u0.098 940 u比结合能为：Emc2E 12 120.098

9、 940931.5 MeV7.68 MeV。12：0.098 940 u7.68 MeV12质子间距约为 r0.81015 m，电量 e1.601019 C，质量 mp1.671027 kg。两个质子接触时，核力比力大得多。求：两质子间若只存在力和万有引力的比值；力，质子的加速度是多大？F库F引e2m2ke2p 得： (1) 两质子间 力 F库 k r2，万有引力 引 G r2FGm2p91091.60210381.21036。6.6710111.6721054(2)由第二定律知质子的加速度F库ke2a mp mpr291091.6021038m/s22.21029 m/s2。1.671027

10、0.821030：(1)1.21036(2)2.21029 m/s213中子 n、质子 p、氘核 D 的质量分别为 mn、mp、mD。现用光子能量为 E 的 射线的氘核使之分解，反应方程为 D=pn，若分解后的中子、质子的动能可视为照射相等，则中子的动能是多大？：由能量守恒得，EmDc2(mpc2Ek)(mnc2Ek)，解得 Ek1(EmDc2mpc2mnc2)2112E2(m m m )c 。2pnD112：2E2(mpmnmD)c14的原子核aX 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b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？12Em衰变方程为

11、： XY He，由 Ea44 mv 得 粒子的速度 v 2a：b22b112由动量守恒定律得：(a4)442Emmv2mv1，v2v14a4a4新核的动能：(a4)(a4)11162E4EE mv2 。m22424m(a4)2a4原子核衰变放出的能量：EEEE 4E a Ea4a4由质能方程 Emc2 得：mE aE。c2(a4)c2 4E aE：a4(a4)c215两个动能均为 1 MeV 的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：2H2H3H1H1111试求：此核反应中放出的能量 E 为多少？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？：(1)此核反应中的质量亏损和放出的能量分

12、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：Ekm v2p2/mm31 1 1 11 2。Ek22 2p2/m2m v22m11故新生的氢核的动能为Ek13Ek0)4(E34(4.0052)MeV4.5 MeV。：(1)4.005 MeV(2)4.5 MeV16 粒子的

13、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。：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4.8310293.021016Emc2eV1.6010192.72107 eV27.2 MeVE27.2 粒子的比结合能 EMeV6.8 MeV。44：6.8 MeV质能方程 Emc2 的正确性，设计了如下实验：用动能为 E117为了确定0.6 MeV 的质子轰击的锂核7Li，生成两个 粒子的动能之和为 E 19.9 MeV。32写出该核反应方程；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 mLi7.01