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2019-2020年高中物理第十九章原子核5核力与结合能课时训练新人教版选修题组一 核力、四种基本相互作用
1.核子结合成原子核或原子核分解为核子时都伴随着巨大的能量变化这是因为 A.原子核带正电电子带负电电荷间存在很大的库仑力B.核子具有质量且相距很近存在很大的万有引力C.核子间存在着强大的核力D.核子间存在着复杂的磁力解析:核子结合成原子核或原子核分解为核子都有核力在做功只有核子间存在着强大的核力才伴随着巨大的能量变化因为功是能量转化的量度有巨大的能量变化就得做功多所以选C答案:C
2.多选关于核子结合成原子核下列说法中正确的是 A.原子核内的核子间均存在核力B.原子核内的质子间均存在核力和库仑力C.当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时其间“势能”一定减小D.对质子数较多的原子核其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用解析:由于核力为短程力只会发生在相邻核子之间故A、B错误当n个核子靠近到核力作用范围内而距离大于
0.8×10-15m的核力表现为引力在此过程核力必做正功其间势能必定减小形成原子核后距离一般不小于
0.8×10-15m故C正确对质子数较多的原子核由于只有相邻的质子间才有核力但各个质子间均有很强的库仑斥力随着质子数的增加其库仑斥力增加对于稳定的原子核必须存在较多的中子才能维系二者的平衡故D正确答案:CD题组二 结合能与比结合能
3.下面关于结合能和比结合能的说法中正确的是 A.核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B.比结合能越大的原子核越稳定因此它的结合能也越大C.重核与中等质量的原子核相比较重核的结合能和比结合能都大D.中等质量的原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大解析:根据结合能与比结合能的定义可知只有D正确答案:D
4.下列关于原子和原子核的说法正确的是 A.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析:β衰变是原子核内一个中子转化为一个质子同时放出一个电子核反应方程为H+e选项A错误;放射性元素的半衰期不随外界温度、压强等发生改变选项C错误;比结合能越大核子结合的越牢固选项D错误答案:B题组三 核能、爱因斯坦质能关系方程
5.下列说法正确的是 A.自由核子结合成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解析: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释放出能量反之则吸收能量所以选项C正确答案:C
6.一个α粒子轰击一个硼B变成一个未知粒子和碳14还放出
0.75×106eV的能量写出核反应方程式 反应过程中质量亏损为 kg 解析:根据质量数守恒和电荷数守恒可以写出核反应方程为HeH;由爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2得Δm=代入数据计算得Δm=
1.3×10-30kg答案HeH
1.3×10-
307.Co发生一次β衰变后变为Ni其衰变方程为 ;在该衰变过程中还发出频率为ν
1、ν2的两个光子其总能量为 解析:发生一次β衰变原子核质量数不变电荷数增加1产生一个电子衰变方程为CoNi+e;每个光子的能量为hν总能量为hν1+ν2答案CoNie hν1+ν
28.镭核Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核Rn已知镭核226质量为
226.0254u氡核222质量为
222.0163u放出粒子质量为
4.0026u1u相当于
931.5MeV1写出核反应方程;2求镭核衰变放出的能量解析:1核反应衰变方程为RaRnHe2镭核衰变放出的能量为ΔE=Δmc2=
226.0254-
4.0026-
222.0163×
931.5MeV=
6.05MeV 答案:1RaRnHe
26.05MeV建议用时:30分钟
1.关于原子核内的核力和库仑力下列说法中正确的是 A.组成U核的核子中任何两个核子之间都存在着不可忽略的核力的作用B.组成U核的中子中任何两个中子之间都存在着不可忽略的核力的作用C.组成U核的质子中任何两个质子之间都存在着不可忽略的库仑力的作用D.组成U核的质子中任何两个质子之间除库仑力之外还都存在着不可忽略的核力作用解析:原子核内任何两个质子之间都存在库仑力作用但每个核子只跟相邻的核子发生核力作用故选项C正确答案:C
2.质子、中子和氘核的质量分别为m
1、m2和m3当一个质子和一个中子结合成氘核时释放的能量是c表示真空中的光速 A.m1+m2-m3cB.m1-m2-m3cC.m1+m2-m3c2D.m1-m2-m3c2解析:根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2此核反应放出的能量ΔE=m1+m2-m3c2故C正确答案:C
3.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库仑力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库仑力解析:只有相邻质子间才存在核力选项A、D错误;中子与其他核子间没有库仑斥力但有相互吸引的核力起到维系原子核稳定的作用选项B正确;中等质量大小的核最稳定选项C错误答案:B
4.关于原子核中质子和中子的说法正确的是 A.原子核中质子数和中子数一定相等B.稳定的重原子核里质子数比中子数多C.原子核都是非常稳定的D.由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性如果继续增大原子核形成的核也一定是不稳定的解析:自然界中较轻的原子核质子数与中子数大致相等但对于较重的原子核中子数大于质子数越重的元素两者相差越多稳定的重原子核里中子数要比质子数多答案:D
5.多选对结合能、比结合能的认识下列说法正确的是 A.一切原子核均具有结合能B.自由核子结合为原子核时可能吸收能量C.结合能越大的原子核越稳定D.比结合能越大的原子核越稳定解析:由自由核子结合成原子核的过程中核力做正功释放出能量反之将原子核分开变为自由核子它需要赋予相应的能量该能量即为结合能故A正确B错误;对核子较多的原子核的结合能越大但它的比结合能不一定大比结合能的大小反映了原子核的稳定性故C错误D正确答案:AD
6.多选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解析:质能方程E=mc2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ΔE=Δmc2进行计算所以选项B、D正确答案:BD
7.某核反应方程为He+X已知H的质量为
2.0136uH的质量为
3.0180uHe的质量为
4.0026uX的质量为
1.0087u则下列说法中正确的是 A.X是质子该反应释放能量B.X是中子该反应释放能量C.X是质子该反应吸收能量D.X是中子该反应吸收能量解析:由题目所给核反应方程式根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律可得H→XX是中子在该反应发生前反应物的总质量m1=
2.0136u+
3.0180u=
5.0316u反应后产物总质量m2=
4.0026u+
1.0087u=
5.0113u总质量减少出现了质量亏损根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量故B正确答案:B
8.已知质子的质量是
1.008665u、中子的质量也是
1.008665u氢原子的质量是
1.007825u碳原子的原子量是
12.000000u12个核子结合成碳原子核时质量亏损是 碳原子核的比结合能是 解析: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Δm=6×
1.007825u+6×
1.008665u-
12.000000u=
0.098940u比结合能=≈
7.68MeV答案:
0.098940u
7.68MeV
9.铍核在俘获一个α粒子后放出一个中子并生成一个新核已知铍核Be质量为
9.012190uα粒子质量为
4.002600u中子质量为
1.008665u1写出核反应方程;2算出释放的能量解析:1根据电荷数与质量数守恒可以写出核反应方程式BeHen2由题意得质量亏损Δm=
9.012190u+
4.002600u-
12.00000u+
1.008665u=
0.006125u由ΔE=Δm×
931.5MeV得释放的能量ΔE=
0.006125×
931.5MeV=
5.71MeV 答案:1BeHen
25.71MeV。