2022年高中物理第四章核能第1節(jié)核力與核能自我小測魯科版選修

2022年高中物理第四章核能第1節(jié)核力與核能自我小測魯科版選修1.核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時，都伴隨著巨大的能量變化，這是因為()A.原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電荷間存在很大的庫侖力B.核子具有質(zhì)量且相距很近，存在很大的萬有引力C.核子間存在強大的核力D.核子間存在復(fù)雜的磁力2.在下列判斷中，正確的是()A.組成核的核子中任何兩個核子之間都存在不可忽略的核力作用B.組成核的中子中任何兩個中子之間都存在不可忽略的核力作用C.組成核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫侖斥力作用D.組成核的質(zhì)子中任何兩個核子之間，除庫侖斥力之外還存在不可忽略的核力作用3.在下述幾種情況中，能釋放原子核能的是 ()A.由核子組成原子核B.由質(zhì)量小的原子核組成質(zhì)量較大的原子核C.核反應(yīng)中產(chǎn)生質(zhì)量虧損時D.由重核裂變成質(zhì)量較小的中等核4.某核反應(yīng)方程為。已知的質(zhì)量為2.013 6 u，的質(zhì)量為3.0180u，的質(zhì)量為4.002 6 u，X的質(zhì)量為1.008 7 u。則下列說法中正確的是()A.X是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量B.X是中子，該反應(yīng)釋放能量C.X是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量D.X是中子，該反應(yīng)吸收能量5.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時，放出的能量是()A.m3c2B.(m1m2)c2C.(m3m1m2)c2D.(m1m2m3)c26.原子質(zhì)量單位為u，1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)量分別為m1 kg和m2 kg的原子核結(jié)合成質(zhì)量為M kg的原子核時，釋放出的能量是()A.(Mm1m2)u·c2JB.(m1m2M)u×931.5 JC.(m1m2M)c2JD.(m1m2M)×931.5 eV7.中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD。現(xiàn)用能量為E的射線照射靜止氘核使之分解，反應(yīng)方程為Dpn，若分解后中子、質(zhì)子的動能可視為相等，則中子的動能是()A.B. C. A. 8.原來靜止的原子核，質(zhì)量為m1，處在區(qū)域足夠大的勻強磁場中，經(jīng)衰變成質(zhì)量為m2的原子核Y，粒子的質(zhì)量為m3，已測得粒子的速度垂直磁場B，且動能為E0，假定原子核X衰變時釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，則下列四個結(jié)論中，正確的是()A.核Y與粒子在磁場中運動的周期之比為B.核Y與粒子在磁場中運動的半徑之比為C.此衰變過程中的質(zhì)量虧損為m1m2m3D.此衰變過程中釋放的核能為9.某原子序數(shù)為Z、質(zhì)量數(shù)為A的原子核，若用mx表示該原子核的質(zhì)量，mp表示質(zhì)子的質(zhì)量，mn表示中子的質(zhì)量，c表示真空中的光速，則核子結(jié)合成該原子核時的質(zhì)量虧損m_，釋放的核能E_，平均每個核子釋放的核能為_。10.太陽每秒輻射的能量為3.8×1026 J，則其質(zhì)量每秒減少_kg。11.已知氚核的質(zhì)量是3.016 050 u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.007 277 u中子的質(zhì)量是1.008 665 u，求核子結(jié)合成氚核時釋放的能量。12.三個粒子結(jié)合成一個碳12，已知碳原子的質(zhì)量為12.000 0 u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u。(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)這個核反應(yīng)放出的能量是多少焦耳？(3)這個能量合多少兆電子伏？13.(xx山東煙臺診斷性測試)兩個動能均為1 MeV的氘核發(fā)生正面碰撞，引起如下反應(yīng)：，已知：氘核的質(zhì)量為2.013 6 u，氚核的質(zhì)量為3.015 6 u，氫核的質(zhì)量為1.007 3 u，1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV。試求：(1)此核反應(yīng)中放出的能量E為多少MeV？(2)若放出的能量全部變?yōu)樾律说膭幽?，則新生的氫核所具有的動能為多少 MeV？14.(xx山東濟南5月質(zhì)檢)靜止的鋰核()俘獲一個速度為7.7×106 m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生了兩個新粒子，其中一個粒子為氦核()，它的速度大小是8.0×106 m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同。(1)寫出此核反應(yīng)的方程式；(2)求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小及方向；(3)此反應(yīng)過程中是否發(fā)生了質(zhì)量虧損?說明依據(jù)。參考答案1解析：由于核子間存在很強的核力，無論核子結(jié)合成原子核，還是原子核分裂為核子，都存在核力做功，總是伴隨著巨大的能量變化，C項正確。答案：C2解析：只有相鄰的核子之間才有核力，A、B、D三項錯誤，C項正確。答案：C3解析：任何一個原子核的質(zhì)量總是小于組成它的所有核子的質(zhì)量之和；由愛因斯坦質(zhì)能方程，只要在反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損，就有能量釋放出來。故A、C、D三項正確，B項錯。答案：ACD4解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒：，所以X為中子。在該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損m(2.016 3 u3.018 0 u)(4.002 6u1.008 7 u)0.023 u0，質(zhì)量發(fā)生虧損，該反應(yīng)釋放能量，所以B對。答案：B5解析：根據(jù)Emc2，質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核放出的能量是E(m1m2m3)c2，D項正確。答案：D6解析：應(yīng)用Emc2求核能時，一是要先求出質(zhì)量虧損mm1m2M，二是要統(tǒng)一單位。在該題中，釋放的核能是(m1m2M)c2J，C項正確。答案：C7解析：核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損：mmDmpmn核反應(yīng)過程中釋放的能量：Emc2(mDmpmn)c2質(zhì)子和中子的總動能為EkEE中子的動能是總動能的一半，故選項C是正確的。答案：C8解析：原子核發(fā)生衰變時核子質(zhì)量數(shù)減少4而核電荷數(shù)減少2。由題知X核原先靜止，則衰變粒子和反沖核Y的動量大小相等，由知，B項正確；而周期之比由知，故A錯；該過程質(zhì)量虧損mm1(m2m3)，故C項正確；由知Y核的動能，則釋放的核能，D項正確。答案：BCD9答案：Zmp(AZ)mnmxZmp(AZ)mnmxc2Zmp(AZ)mnmx/A10解析：由質(zhì)能方程Emc2知。答案：4.2×10911解析：質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成氚核時的核反應(yīng)方程為：一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成氚核時的質(zhì)量虧損為m(1.007 2772×1.008 665)3.016 050u根據(jù)Emc2(1)若取1 u1.66×1027 kg，則E0.008 557×1.66×1027×(3.0×108)2 J1.28×1012 J。(2)若取1 u931 MeV，則E0.008 557×931 MeV7.97 MeV。答案：1.28×1012 J或7.97 MeV12解析：(1)。(2)m3×4.002 6 u12.000 0 u0.007 8 u，m0.007 8×1.66×1027 kg1.294 8×1029 kg，Emc21.165×1012 J。(3)。答案：(1) (2)1.165×1012 J(3)7.28 MeV13解析：(1)Emc2(2×2.013 6 u3.015 6 u1.007 3 u)×(3×108)24.005 MeV(2)相互作用過程中動量守恒p1p2由能量守恒得2EkEEk1Ek2Ek24.5 MeV答案：(1)4.005 MeV(2)4.5 MeV14解析：(1)(2)用m1、m2和m3分別表示中子()、氦核()和氚核的速度，由動量守恒定律得m1v1m2v2m3v3代入數(shù)值，得v38.1×106 m/s即反應(yīng)后生成的氚核的速度大小為8.1×106 m/s方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反。(3)反應(yīng)前的總動能反應(yīng)后的總動能經(jīng)計算知E2E1，故可知反應(yīng)中發(fā)生了質(zhì)量虧損。答案：(1) (2)8.1×106 m/s，與中子方向相反。(3)發(fā)生了質(zhì)量虧損。