2017-2018学年高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能分层演练巩固落实新人教版选修3

1、第5节核力和键能每种法规遵从性1.科学研究表明，自然界有四个茄子基本的相互作用。如果你知道分子间也有相互作用的重力和斥力，那么分子力本质上属于。A.重力相互作用B.电磁相互作用C.强相互作用和弱相互作用的相互作用D.四茄子基本交互的交互分析：选择B。分子力作用范围约为10-10米左右，强相互作用和弱相互作用都是短作用力，作用范围在10-15米和10-18米以内，牙齿距离内不存在分子力。因为在分子力范围内，重力相互作用和电磁相互作用都存在，但电磁力大小得多2.关于原子核的组成，以下正确的是()A.原子核能使一些中子变成核B.核力可以使很多质子变成核C.没有只有质子的核D.质量大的原子核里必须有中

2、子。分析：选取D。由于核带正电，没有只有中子的核，但核力不能聚集很多质子形成核。因为核力是短距离力，质子之间有“长精力”库伦力，A，B错误。自然界中有一个只有一个质子的原子核，例如H，C错误。D是正确的，因为更大质量的原子核里必须有中子，才能减弱库仑力，保持原子核的稳定。3.如图所示，原子核平均核质量A与原子充电数Z的关系图像，以下说法是正确的()A.如果d，e可以结合成f，那么结合过程必须释放能量B.如果d，e可以结合成f，那么结合过程必须吸收能量C.如果c，b可以结合成a，那么结合过程必须释放能量D.如果f，c可以结合成b，那么结合过程必须释放能量分析：A.D，E平均核质量大于F平均核质量

3、，D，E合并为F，发生质量损失，释放能量，A对，B错误，C，B合并为A，F，C合并为B，都增加了质量，合并过程吸收了能量4.(2014高考北京圈)质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，在真空中光速为c，质子和中子组合成氘核时释放的能量为()A.m3c2b. (m1 m2) C2C.(m3-m2-m1) c2d。(m1 m2-m3) C2分析：d .将质子和中子组合在一起形成原子核时，总质量减少。即质量损失 m=m1 m2-m3。根据质量能量方程，发射的能量为 e= mc2=(m1 m2-m3) C25.(2016辽宁鞍山测试)已知的氮核质量MN=14.007 53U，氧核质量MO=17

4、.004 54U，氦核质量MHE=4.003 87U，质子质量MH=1.008 15U能量变化是多少？分析：反应前总质量Mn mhe=18.011 40u反应后总质量mo MH=18.012 69u由于反应过程中质量增加，牙齿反应被能量吸收反应吸收的能量为e=mc2=(mo MH)-(Mn mhe)C2=(18.012 69-18.01140)931。答案：能量吸收反应能量变化量为1.2 MeV课堂作业 学生用书P102(独立书)一、选择题1.(2016年剩余场高2检验)氦核由两个质子和两个中子组成，牙齿两个质子之间存在万有引力、库伦力和核力，三个茄子力的顺序大而小。)A.核力、重力、库仑力B

5、.重力、库仑、核力C.库仑力、核力、重力D.核力、库仑力、重力分析：选取D。核力是原子核之间的强大相互作用，远远超过两个质子之间的库仑力，两个质子之间的万有引力远小于库仑力，因此D选项是正确的。2.核合并成核或核分解成核时，伴随着巨大的能量变化。因为()A.原子核带正电，电子带负电，电荷之间存在很大的库仑力B.原子核质量和距离很近，有很大的万有引力C.核之间存在着强大的核力D.核之间存在复杂的磁力分析：选择C .在核之间有核力作用，当核结合成核或核分解成核时，需要克服核力作用，所以选择C，伴随着巨大的能量变化。3.(2016年佛山高2检验)某核反应方程式为H H He X。已知H的质量为2.0

6、13 6 u，H的质量为3.018 0 u，HE的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 uA.x是释放能量的质子。B.x是发射能量的中子C.x是吸收能量的质子。D.x是吸收能量的中子。分析：选择B。标题给出的核反应方程，根据核反应过程的质量数，电荷守恒定律得出H HE X，X为中子，反应发生前反应物的总质量M1=2.013 6U 3.0180U=5.031。4.(2016济宁高2探测)当两个中子和两个质子结合成一个alpha粒子时，发出28.30 MeV的能量，当三个alpha粒子结合成一个碳核时，发出7.26 MeV的能量。六个中子和六个质子合并成一个碳核时释放的能量是。A.2

7、1.04 MeV B.35.56 MeVC.77.64 MeV D.92.16 MeV分析：D.6个中子和6个质子合并成3个alpha粒子，发射能量328.30 MeV=84.9 MeV，将3个alpha粒子合并成一个碳核，发射7.26 MeV能量，因此，当6个中子和6个质子合并成一个碳核时，发射能量为84.9 ME V 7.205.质子和中子发生核反应相结合，同时释放一个钚。质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常数为H，真空的光通量为C。以下说法是正确的()A.核反应方程是h n h B.牙齿反应的质量损失 m=m1 m2-m3C.发出的光子的能量e=(m3-m1-m2) c

8、D.光子的波长=分析：选择b .牙齿核反应的核反应方程是H N H ，A错误。质量能量方程，光子的能量E=(M1 M2-M3) C2，C是错误的。波长=，d(称为E=h)无效。因此，b是正确的。6.如图所示，说明原子核平均质量M与原子序数Z的关系曲线，从图中可以看出以下表达是正确的()A.把核a分解成核b，c，就能吸收能量B.核d，e与核f结合可以吸收能量C.如果把核a分解成核b，f一定会释放能量D.核f，c合并成核b一定会释放能量分析：选择C。B，C核平均质量小于A的核平均质量，因此当A分解为B，C时，会发生质量损失，释放核能，所以如果A错了，B，D错误，C是正确的。二、选择题7.(可见，一

9、个质子和一个中子合并成原子核时，会产生光子。)A.氘的质量等于质子和中子的质量之和B.氘的质量小于质子和中子的质量之和C.原子核结合成核时，核被释放。D.核分解成核时，核被释放。分析：选择BC。因为结合时产生伽马光子，即能量，所以反应有质量损失，B对，A。质子和中子统称为核，牙齿反应是核结合成核的反应，因此C对，D错了。8.在以下几个茄子情况下，能释放核能的是()A.从原子核结合到原子核B.质量小的原子核结合在一起形成质量大的原子核C.在核反应中发生质量损失时D.从中核分裂到质量更小的中核分析：选择ACD。某个原子核的质量总是小于构成它的所有原子核的质量总和，正如爱因斯坦质能方程所知道的，在反

10、应过程中，如果有质量损失，能量就会释放出来。因此，A，C，D是正确的，B是错误的。9.关于原子核的结合能，以下说法是正确的()A.原子核的结合等于把它完全分解成自由核所需的最小能量B.一中原子核衰退，成为粒子和其他原子核，衰变产物的结合能之和必须大于原始中原子核的结合能。C.铯原子核(Cs)的结合可能小于铅核(Pb)的结合能。D.自由核构成原子核时，其质量损失所对应的能量大于其原子核的结合能量分析：选择ABC。原子核分解成自由核时所需的最小能量是原子核的结合能。选项A正确。内核崩溃时释放能量，崩溃产物更稳定。也就是说，衰变产物的比例大于结合，衰变前后的原子核数不变，所以衰变产物的结合能之和必须

11、大于原原子核的结合能。选项B是正确的。铯核的核10.中子和质子合并成原子核时，质量损失为 m，相应的能量 e= mc2=2.2 mev是氘核的结合能。以下说法正确()A.如果用能量小于2.2 MeV的光子照射正中核，则中核不能分解成质子和中子。B.当以能量为2.2 MeV的光子照射原子核时，原子核可以分解成质子和中子，其动能总和为0C.用具有2.2 MeV以上能量的光子照射正中核，中核可以分解成质子和中子，其动能总和为0。D.用具有2.2 MeV以上能量的光子照射正中核，中核可以分解成质子和中子，其动能总和不等于0牙齿。分析：选择AD。原子核分解为质子和中子时吸收的能量不能小于结合能2.2 M

12、eV，因此，如果A对光子照射钚核，由光子和钚组成的系统的总动量不等于0牙齿，根据动量守恒定律，光子被钚核吸收后分解的质子和中子的总动量不等于0牙齿，因此总动能也不等于0牙齿，因此将钚分解为质子和中子所需的能量必须大于2.2 MeV。因此，D对，B，C是错误的。三、选择题11.历史上第一次使用加速器进行的核反应是用加速度后动能为0.5 MeV的质子H轰击静止的X，产生两种动能均为8.9 MeV的HE。(1MEV=1.610-13J)(1)上述核反应方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _(2)质量损失是多少公斤？解：(1)根据电荷和质量守恒，核反应方程可以写成h x he he或h Li he

13、 he。(2)反应前质子的动能为Ek0，反应后He的动能为Ek，质量损失释放的能量为e=2ek-ek0=(28.9-0.5)mev=17.3 mev，根据爱因斯坦质量能量方程 m=kg=3.110-29 kg。答案：(1) h x he he(或h Li he he) (2) 3.110-2912.(2016年苏州高2检验)停止铀核U(原子质量为232.037 2 u)发射alpha粒子(原子质量为4.002 6 u)，然后衰变，变成钍核Th(原子质量为228.0287u)。(已知原子量单位1 u=1.6u(1)建立铀核的衰变反应方程。(2)计算衰变反应释放的原子能。(3)如果发射的原子能全部转换为新原子核的动能，粒子的动能是多少？解决方法：(1) u th he。(2)质量损失 m=mu-m -mth=