成才之路2016_2017学年高中物理第19章原子核第5节核力与结合能课时作业新人教版选修3

第5节核力与结合能

基础夯实

一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)

1．关于核力的说法正确的是导学号 96140433( )

A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用

B．核力就是电磁力

C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内

D．核力与电荷有关

答案：C

解析：核力是短程力，超过1.5×10－15m，核力急剧下降几乎消失，故C对，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对，核力与电荷无关，故D错。

2．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是导学号 96140434( )

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，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在

答案：D

解析：原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子核稳定，故A、B、C错。又由于核力是短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故D正确。

3．(佛山2014～2015学年高二下学期检测)某核反应方程为21H＋31H―→42He＋X。已知21H 的质量为2.0136u，31H的质量为3.0180u，42He的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u，则下列说法中正确的是导学号 96140435( )

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

答案：B

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21H＋

3

1H―→4

2He＋

1

0X，则X为中子，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，故选项B 正确。

4．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026

J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近导学号 96140436( )

A ．1036

kg B ．1018

kg C ．1013

kg D ．109

kg 答案：D

解析：由质能方程ΔE ＝Δmc 2

得：

Δm ＝ΔE c 2＝4×1026

3.0×108

2kg≈4×109

kg ，D 正确。

5．对公式ΔE ＝Δmc 2的正确理解是导学号 96140437( ) A ．如果物体的能量减少了ΔE ，它的质量也一定相应减少Δm B ．如果物体的质量增加了Δm ，它的能量也一定相应增加Δmc 2

C ．Δm 是某原子核在衰变过程中增加的质量

D ．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是Δ

E ，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm

答案：ABD

解析：一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE ，它的质量也一定相应减少Δm ，即发生质量亏损，所以选项A 、D 正确，如果物体的质量增加了Δm ，它的能量也一定相应增加Δmc 2

，所以选项B 正确，某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C 错误。

二、非选择题

6．(新疆农业大学附中2015～2016学年高二下学期期中)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV 的质子1

1H 轰击静止的A

Z X ，生成两个动能均为8.9MeV 的

4

2

He 。(1MeV ＝1.6×10

－13

J)导学号 96140438

(1)上述核反应方程为________。 (2)质量亏损为________。 答案：(1)1

1H ＋7

3X→24

2He (2)3.1×10

－29

kg

解析：(1)根据电荷数守恒与质量数守恒， 则核反应方程为：1

1H ＋7

3X→24

2He ； (2)根据爱因斯坦质能方程： Δm ＝ΔE c 2＝ 8.9×2－0.5 ×1.6×10－13

3×108 2

＝3.1×10

－29

kg 。

7．三个α粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量12.0000u ，氦原子的质量为4.0026u 。导学号 96140439

(1)写出核反应方程。

(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳。 (3)这个能量合多少MeV?

答案：(1)34

2He ―→12

6C ＋ΔE (2)1.165×10－12

J

(3)7.28 MeV

解析：反应前后的质量发生改变，根据ΔE ＝Δm ·c 2

可求解出结论。 (1)34

2He ―→12

6C ＋ΔE

(2)Δm ＝3×4.0026u －12.0000u ＝0.0078u ＝12.948×10－30

kg ΔE ＝Δm ·c 2

＝

1.165×10

－12

J

(3)ΔE ＝1.165×10－12

J ＝7.28 MeV

能力提升

一、选择题(1、2题为单选题，3题为多选题)

1．原来静止的原子核a

b X 发生α衰变时，放出α粒子的动能为E 0。假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是导学号 96140440( )

A ．E 0

c

2 B ．E 0

a －4 c 2 C ． a －4 E 0c

2

D ．a

E 0

a －4 c

2 答案：D

解析：α粒子与新核质量比为

4

a －4

，衰变过程满足动量守恒，即m αv α＝m 新·v 新，根据动量和动能的关系p 2

＝2m ·E k 可知，新核动能为4a －4

E 0。由ΔE ＝Δmc 2

，得Δm ＝E 0＋

4a －4

E 0

c 2

＝aE 0

a －4 c

2，故D 选项正确。 2．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe )而获得了2002年诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t 四氯乙烯(C 2Cl 4)溶液的巨桶。电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为：νe ＋37

17Cl ―→37

18Ar ＋ 0

－1e

已知37

17Cl 核的质量为36.956 58u ，37

18Ar 核的质量为36.956 91u ， 0－1e 质量为0.000 55u,1u 对应的能量为931.5MeV 。根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为导学号 96140441( )