最新§195合力与结合能练习案

1、 19.5合力与结合能班级： 姓名：练习目标理解结合能、比结合能、质量亏损几个基本概念；理解爱因斯坦质能方程E=mc2，学会利用 E=Amc2计算核能。“练习举例一、基本概念的理解例1.关于核能，下列说法中正确的有（）核子结合成原子核时，需吸收的能量核子结合成原子核时，能放出的能量不同的核子结合成原子核时，所需吸收的能量相同使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，需吸收一定的能量例2.关于结合能、比结合能、质量亏损，下列说法正确的是（）A结合能越大，比结合能一定越大B 结合能越大，比结合能一定越小结合能越大，平均每个核子的质量亏损越大比结合能越大，平均每个核子的质量亏损越大二、质能方程的理解和应

2、用例3.关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是（）E=mc2中的E是物体以光速c运动的动能E=mc2是物体的核能E=mc2是物体各种形式能的总称。.由E=Amc2，在核反应中，亏损的质量Am转化成能量放出例4.镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知日3能自发地放出a粒子而变成新核 88Rn，已知Ra的质量为M1 = 3.7533x10-25kg，新核Rn的质量为M2=3.6867x10-25kg，a粒子的质量为 m = 6.6466x10-27kg，贝（1）写出该核反应的方程式.（2）此反应过程中放出的能量是多少？（计算结果保留两位有效数字）* 练习巩固1 （A级）.下列关于核

3、反应的说法正确的是（）爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化由质能方程可知，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含有能量的量度核反应中发现的”质量亏损”是消失的质量转化成的因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，系统的总能量不守恒2（A级）.质子的质量mp,中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为（）A.（m +m-m） C2B.（m+mn）c2C. mc2D. （m-m ）c23 （A级）.关于核力下列说法正确的是（）PA、核力是一种特殊的万有引力B、原子核内任意两个核子内部有核力作用C、核力是原子稳定存在的原因

4、D、核力是引力和斥力同时存在的力4 （B级）.一原子质量单位为u千克，且已知1u=931.5Mev, c为真空中光速，当质量分别为m m2千克的两种原子核结合成质量为M千克的新原子核时，释放出的能量是（）（Mm1m2） c2J（m1+m2-M） X931.5J（m1+m2M） c2J（m1+m2M） x931.5Mev5（A级）.在计算核子和原子核的质量时，以u为单位比较方便，关于u下列说法中正确的是（）1u%1.66x-27kg1u等于碳12质量的1/121u相当于931.5MeV能量u表示一个核子的质量（B级）.中子n,质子P,氘核D的质量分别为m,mp,mD，现用光子能量为E的Y射线照射

5、静止的氘核使之分解，核反应方程为Y +DT+n，若分解后中子，质子的动能可视为相等，且能量都以动能 的形式存在，则中子的动能是（）A.（ m -m -m ）c2-E/2B.（ m+m-m） c2+E/2D P nD n PC.（ m -m -m ） c2+E/2D.（ m+m-m ） c2-E/2DPnDPn（B级）.氘和氤发生聚变反应方程式是：2H+3H 4He + m + 17.6Mev，若有2g氘和3g氤全部发生聚变，NA为阿伏加德罗常数，则释放出的能量是（）A. NAx17.6MeVB. 5NAx17.6MeVC. 2NAx17.6MeVD. 3NAx17.6MeV（B级）.一个氘核和

6、一个氤核聚合成一个氦核的反应方程是2H+3H4He + m，此反应过程产生的质量亏损为Am .已知阿伏伽德罗常数为NA真空中的光速为c.若1mol氘和1mol氤完 全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为（）A. 2NAAmc2B. NAAmc2C. 2NAAmc2D. 5NAAmc29 （B级）.一个a粒子轰击硼核1；B，生成碳14,并放出0.75X106ev的能量。其核反应方程 是，反应过程中质量亏损 kg。10（B级）.正负电子对撞后，转化为两个光子的总能量 ev。（正负电子质量 m=0.91x10-30kg，光子的静止质量为零）题号12345678答案11 （B级）.一个电子和

7、一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正负电子对撞前的质量均为m，动能均为气，光速为c，普朗克恒为久。求：（1）写出该反应方程；（2）对撞过程中的质量亏损新和转化成的光子在真空中波长入.12 （C级）.一个静止的铀核232U （原子质量为232.0372u）放出一个a粒子（原子质量为4.0026u） 92后衰变成钍核228Th （原子质量为228.0287u）。（已知：原子质量单位1u=1.67x1027kg，1u 90相当于931MeV）（1）写出核衰变反应方程；（2）算出该核衰变反应中释放出的核能；（3）假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和a粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？13

8、(B级).为确定爱因斯坦的质能方程能= Amc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1= 0.60MeV的质子轰击静止的锂核7Li，生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为 E2 = 19.9 MeV，已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取m = 1.0073、m = 4.0015、 m = 7.0160，求：Li写出该反应方程。通过计算说明AE =新。2正确。(1 = 1.6606x10-27kg)14 (C级).钚的放射性同位素239Pu静止时衰变为铀核激发态粉U*和a粒子，而铀核激发态235U* 立即衰变为铀核235U，并放出能量为0.097MeV的y光子.已知：239Pu和235U和a

9、粒子的质量 分别为 mpu=239.052lu mU=235.0439u 和 ma=4.0026u，1u=931.5MeV/c2写出衰变方程；已知衰变放出的光子的动量可忽略，求a粒子的动能.参考答案例 1.BD例2.D例3.C例4.答案见解析 TOC o 1-5 h z 解析(DRa一一 Rn + 4He. 88862(2)AE = Amc2 = (M1 - M2 - m)c2 = 1.2x10 - 12J.BACCDABCCAB提示：一个氘核和一个氤核结合成一个氦核时，释放出的能量为Amc2, 1mol的氘核和1mol的氤核结合成1mol的氦核释放能量为NAAmc2。? B+糜弋 C + H

10、1.33 x 10-3010.1.02 x 106 解：(1)该反应方程为：0e+ 0e T 2y1-1(2)由于光子的静止质量为零，所以质量的亏损为：Am=2m,由质能方程，对应的能量为：AE=2mC2根据能量守恒可知2v=2Ek+AE,即有： 2hc / 人二2 E + 2mc 2所以光子在真空中波长：X = hc/(E + mc2)解析： (1) 232 U T 228 Th + 4He92902质量亏损 m=0.0059uAE=Amc2=0.0059x931MeV=5.49MeV系统动量守恒，钍核和a粒子的动量大小相等，即ThTh+ (-Pa)=。ThTh=PaEkThTh2mThP2

11、E=g 2mELL所以钍核获得的动能mxAE = - xAE = 0.09Me V所以钍核获得的动能kTh m + m4 + 228解：(1)核反应方程为:；Li+1H 24He(2)核反应的质量亏损：Am = m + m - 2m=7.0160u+1.0073u-2x4.0015u=0.0203u由质能方程可得与质量亏损相当的能量：AE = Amc 2 = 0.0203 x 931MeV = 18.9 MeV而系统增加的能量：AE，= E2 -气=19.3 MeV这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以AE = Amc2正确。答案(I )1.4x1019(11)(1)普一印+。+(2)5.034MeV解析(1)衰变方程为 TOC o 1-5 h z 239Pu一235U* + a 9492235U235U +9292,或合起来有239Pu一袈U+a+Y 9492(2)上述衰变过程的质量亏损为Am=mPumUma放出的能量为AE=c2-Am这能量是铀核235U的动能Eu、a粒子的动能Ea和y光子的能量Ey之和AE= E+E