2019-2020年高中物理第十九章原子核5核力與結(jié)合能檢測新人教版.doc
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2019-2020年高中物理第十九章原子核5核力與結(jié)合能檢測新人教版 1.對原子核的組成,下列說法正確的是( ) A.核力可使一些中子組成原子核 B.核力可使非常多的質(zhì)子組成原子核 C.不存在只有質(zhì)子的原子核 D.質(zhì)量較大的原子核內(nèi)一定有中子 解析:由于原子核帶正電,不存在只有中子的原子核,但核力也不能把非常多的質(zhì)子集聚在一起組成原子核,原因是核力是短程力,質(zhì)子之間還存在“長程力”——庫侖力,A、B錯誤;自然界中存在只有一個質(zhì)子的原子核,H,C錯誤;較大質(zhì)量的原子核內(nèi)只有存在一些中子,才能削弱庫侖力,維系原子核的穩(wěn)定,故D正確. 答案:D 2.關(guān)于核力的說法正確的是( ) A.核力同萬有引力沒有區(qū)別,都是物體間的作用 B.核力就是電磁力 C.核力是短程力,作用范圍在1.510-15 m之內(nèi) D.核力與電荷有關(guān) 解析:核力是短程力,超過1.510-15 m,核力急劇下降幾乎消失,故C對;核力與萬有引力、電磁力不同,故A、B不對;核力與電荷無關(guān),故D錯. 答案:C 3.(多選)對核子結(jié)合成原子核的下列說法正確的是( ) A.原子核內(nèi)的核子間均存在核力 B.原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫侖力 C.當n個核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時,其間“勢能”一定減小 D.對質(zhì)子數(shù)較多的原子核,其中的中子起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用 解析:由于核力為短程力,只會發(fā)生在相鄰核子之間,由此知A、B錯誤;當n個核子靠近到核力作用范圍內(nèi),而距離大于0.810-15 m,核力表現(xiàn)為引力,在此過程核力必做正功,其間勢能必定減小,形成原子核后距離一般不小于0.810-15 m,故C正確;對質(zhì)子數(shù)較多的原子核,由于只有相鄰的質(zhì)子間才有核力,但各個質(zhì)子間均有很強的庫侖斥力,隨著質(zhì)子數(shù)的增加,其庫侖斥力增加,對于穩(wěn)定的原子核,必須存在較多的中子才能維系二者的平衡,故D正確. 答案:CD 4.某核反應(yīng)方程為H+H→He+X.已知H的質(zhì)量為2.013 6 u,H的質(zhì)量為3.018 0 u,He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 解析:由題目所給核反應(yīng)方程式,根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù),電荷數(shù)守恒規(guī)律,可得:H+H→He+n,X為中子,在該反應(yīng)發(fā)生前,反應(yīng)物的總質(zhì)量m1=2.013 6 u+3.018 0 u=5.031 6 u,反應(yīng)后產(chǎn)物總質(zhì)量m2=4.002 6 u+1.008 7 u=5.011 3 u,總質(zhì)量減少,出現(xiàn)了質(zhì)量虧損,根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知,該反應(yīng)釋放能量. 答案:B 5.當兩個中子和兩個質(zhì)子結(jié)合成一個α粒子時,放出28.30 MeV的能量,當三個α粒子結(jié)合成一個碳核時,放出7.26 MeV的能量,則當6個中子和6個質(zhì)子結(jié)合成一個碳核時,釋放的能量為( ) A.21.04 MeV B.35.56 MeV C.92.16 MeV D.77.64 MeV 解析:設(shè)中子的質(zhì)量為mn,質(zhì)子的質(zhì)量為mp,α粒子的質(zhì)量為mα,碳原子核的質(zhì)量mC.根據(jù)質(zhì)能方程,得 ΔE1=28.30 MeV=[2(mn+mp)-mα]c2, ΔE2=7.26 MeV=(3mα-mC)c2, ΔE3=(6mn+6mp-mC)c2, 由上式得ΔE3=92.16 MeV. 答案:C A級 抓基礎(chǔ) 1.(多選)關(guān)于原子內(nèi)的相互作用力,下列說法正確的是( ) A.原子核與電子之間的作用力主要是電磁力 B.中子和質(zhì)子間的作用力主要是核力 C.質(zhì)子與質(zhì)子間的核力,在2.010-15 m的距離內(nèi)遠大于它們相互間的庫侖力 D.原子核與電子之間的萬有引力大于它們之間的電磁力 解析:電子在原子核與電子之間庫侖力的作用下繞原子核做圓周運動,選項A正確,D錯誤;中子和質(zhì)子、質(zhì)子與質(zhì)子間的核力,主要是表現(xiàn)在相鄰的核子之間,在1.510-15 m的距離內(nèi)遠大于它們相互間的庫侖力,大于1.510-15 m的距離核力幾乎為零,故選項B正確,C錯誤. 答案:AB 2.如圖所示是描述原子核核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線,由圖可知下列說法正確的是( ) A.將原子核A分解為原子核B、C可能吸收能量 B.將原子核D、E結(jié)合成原子核F可能吸收能量 C.將原子核A分解為原子核B、F一定釋放能量 D.將原子核F、C結(jié)合成原子核B一定釋放能量 解析:因B、C核子平均質(zhì)量小于A的核子平均質(zhì)量,故A分解為B、C時,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,則放出能量,故A錯.同理可知B、D錯,C正確. 答案:C 3.原子質(zhì)量單位為u,1 u相當于931.5 MeV的能量,真空中光速為c,當質(zhì)量分別為m1和m2的原子核結(jié)合為質(zhì)量為M的原子核時釋放出的能量是( ) A.(M-m1-m2) uc2 B.(m1+m2-M) u931.5 J C.(m1+m2-M)c2 D.(m1+m2-M)931.5 eV 解析:在核能計算時,如果質(zhì)量的單位是kg,則用ΔE=Δmc2進行計算,如果質(zhì)量的單位是u,則利用1 u相當于931.5 MeV的能量計算,即ΔE=Δm931.5 MeV進行計算,故C正確,A、B、D錯誤. 答案:C 4.中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD.現(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解,反應(yīng)方程為γ+D→p+n,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.[(mD-mp-mn)c2-E] B.[(mD+mn-mp)c2+E] C.[(mD-mp-mn)c2+E] D.[(mD+mn-mp)c2-E] 解析:因為輕核聚變時放出能量,質(zhì)量虧損,所以氘核分解為核子時,要吸收能量,質(zhì)量增加,本題核反應(yīng)過程中γ射線能量E對應(yīng)質(zhì)量的增加和中子與質(zhì)子動能的產(chǎn)生,即E=Δmc2+2Ek=(mp+mn-mD)c2+2Ek得Ek=[E-(mp+mn-mD)c2]=[(mD-mp-mn)c2+E],故選C. 答案:C 5.(多選)中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時,質(zhì)量虧損為Δm,相應(yīng)的能量ΔE=Δmc2=2.2 MeV是氘核的結(jié)合能,下列說法正確的是( ) A.用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時,氘核不能分解為一個質(zhì)子和一個中子 B.用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時,氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,它們的動能之和不為零 C.用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時,氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,它們的動能之和為零 D.用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時,氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,它們的動能之和不為零 解析:用能量小于結(jié)合能的光子照射氘核時,氘核一定不能分解,所以A正確,B錯誤.用能量大于結(jié)合能的光子照射氘核時,氘核可能分解,只要分解,分解出的質(zhì)子和中子動能之和一定不為零(若動能之和為零就分不開了),所以C錯誤,D正確. 答案:AD B級 提能力 6.一個靜止的鈾核U(原子質(zhì)量為232.037 2 u)放出一個α粒子(原子質(zhì)量為4.002 6 u)后衰變成釷核Th(原子質(zhì)量為228.028 7 u),已知原子質(zhì)量單位1 u=1.6710-27 kg,1 u相當于931.5 MeV的能量. (1)寫出鈾核的衰變反應(yīng)方程; (2)算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能; (3)若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能,則α粒子的動能是多少? 解析:(1)U―→Th+He. (2)質(zhì)量虧損 Δm=mU-mα-mTh=0.005 9 u 所以ΔE=Δmc2=0.005 9931.5 MeV=5.50 MeV. (3)系統(tǒng)動量守恒,釷核和α粒子的動量大小相等,即 pTh+(-pα)=0, pTh=pα, EkTh=,Ekα= 又EkTh+Ekα=ΔE, 所以α粒子獲得的動能 Ekα=ΔE=5.5 MeV=5.41 MeV. 答案:(1)U―→Th+He (2)5.50 MeV (3)5.41 MeV 7.H的質(zhì)量為3.016 050 u,質(zhì)子的質(zhì)量是1.007 277 u,中子的質(zhì)量是1.008 655 u.求: (1)一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合為氚核時,是吸收還是放出能量?該能量為多少? (2)氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能各是多少? (3)如果此能量是以光子形式放出的,則光子的頻率是多少? 解析:(1)一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成氚核的核反應(yīng)方程是H+2n→H, 反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為mp+2mn=1.007 277 u+21.008 665 u=3.024 607 u, 反應(yīng)后新核的質(zhì)量為 mH=3.016 050 u, 質(zhì)量虧損為 Δm=3.024 607 u-3.016 050 u=0.008 557 u, 因反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量,故此核反應(yīng)釋放能量. 釋放的核能為 ΔE=0.008 557931.5 MeV=7.97 MeV. (2)氚核的結(jié)合能即為ΔE=7.97 MeV, 它的比結(jié)合能為≈2.66 MeV. (3)放出光子的頻率為 ν== Hz≈1.921021 Hz. 答案:(1)放出能量 7.97 MeV (2)7.97 MeV 2.66 MeV (3)1.921021 Hz 8.鐳核Ra發(fā)生衰變放出一個粒子變?yōu)殡焙薘n.已知鐳核226質(zhì)量為226.025 4 u,氡核222質(zhì)量為222.016 3 u,放出粒子的質(zhì)量為4.002 6 u. (1)寫出核反應(yīng)方程; (2)求鐳核衰變放出的能量; (3)若衰變放出的能量均轉(zhuǎn)變?yōu)殡焙撕头懦隽W拥膭幽?,求放出粒子的動能? 解析:(1)核反應(yīng)方程為Ra→Rn+He. (2)鐳核衰變放出的能量為ΔE=Δmc2=(226.025 4-4.002 6-222.016 3)931.5 MeV≈6.05 MeV. (3)設(shè)鐳核衰變前靜止,鐳核衰變時動量守恒,則由動量守恒定律可得 mRnvRn-mαvα=0.① 又因為衰變放出的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡焙撕挺亮W拥膭幽?,則 ΔE=mRnv+mαv.② 由①②可得 Eα=ΔE=6.05 MeV≈5.94 MeV. 答案:(1)Ra→Rn+He (2)6.05 MeV (3)5.94 MeV- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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