2022-2022学年高中物理19.5核力与结合能课时提升训练含解析新人教版选修3-5.doc

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　(　　)


,×10-15m之内

【解析】选C。核力是短程力,×10-15m,核力急剧下降几乎消失,物体间不存在核力,故A错误,C正确;核力与万有引力、电磁力不同,故B错误;核力与电荷无关,故D错误。
　(　　)

,其中的中子起到维系原子核稳定的作用

,核力总大于库仑力
【解析】选B。只有相邻质子间才存在核力,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,B正确;中等质量大小的核最稳定,C错误。
=mc2,以下说法中不正确的选项是　(　　)
=mc2说明物体具有的能量与其质量成正比
=Δmc2可以计算核反响中释放的核能
,释放出核能,说明此过程中出现了质量亏损
=mc2中的E是发生核反响中释放的核能
【解析】选D。爱因斯坦质能方程E=mc2,定量地指出了物体能量和质量之间的关系,A正确;由质能方程知,当物体的质量减少时,物体的能量降低,向外释放了能量;反之,假设物体的质量增加了,那么物体的能量升高,说明它从外界吸收了能量,所以由物体的质量变化能算出物体的能量变化,故B、C正确,D错误。
4.(2022·汕头高二检测)以下说法正确的选项是　(　　)
,一定遵循质量守恒
,反响前物质的总质量一定等于反响后所生成物质的总质量
,反响前的总质量大于反响后的总质量,这个反响是放能反响
,反响前的总质量大于反响后的总质量,这个反响必须吸收能量才能发生核反响
【解析】选C。核反响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。核反响过程中往往伴随着质量亏损,并有能量变化。假设反响后质量减小,那么释放出能量,反之那么吸收能量,所以C选项正确。
,以下说法中不正确的选项是　(　　)
,核力做的功
,外力克服核力做的功

,重核的平均结合能比轻核的平均结合能大
【解析】选D。原子核中,核子与核子之间存在核力,要将核子从原子核中别离,需要外力克服核力做功;当自由核子结合成原子核时,核力将做正功,释放能量,故A、B正确;对某种原子核,平均每个核子的结合能称为平均结合能;不同原子核的平均结合能不同;重核的平均结合能比中等质量核的平均结合能要小,轻核的平均结合能比稍重的核的平均结合能要小,C正确,D错。
6.(多项选择)(2022·郑州高二检测)在某些恒星内,3个α粒子结合成1个 612C核, 0 u, 6 u,1 u=×10-27kg。那么　(　　)
u
×10-29kg
MeV
×10-19J
【解题指南】质能方程ΔE=Δmc2中Δm的单位用“kg〞、c的单位用“m/s〞,那么ΔE的单位为“J〞;假设Δm的单位用“u〞,可直接用原子质量单位1 MeV来求解。
【解析】选B、C。由题意可得核反响方程为324He→612C。那么核反响中的质量亏损为Δm=(3× 6- 0)u= 8××10-27kg≈×10-29kg,由质能方程得ΔE=Δmc2=×10-29×(3×108)2J=×10-12J。因为质量亏损1 MeV的能量,所以ΔE= 8× MeV= MeV。故B、C正确。
,由图可知以下说法正确的选项是　(　　)
、C,可能吸收能量
、E结合成原子核F,可能吸收能量
、F,一定释放能量
、C结合成原子核B,一定释放能量
【解析】选C。因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量,故A分解为B、C时,出现质量亏损,故放出核能,故A错,同理可得B、D错,C正确。
8.(2022·北京高考)质子、中子和氘核的质量分别为m1、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-m3)c　　　　　　　 B.(m1-m2-m3)c
C.(m1+m2-m3)c2 D.(m1-m2-m3)c2
【解析】选C。由题意可知,质量的变化量Δm=m1+m2-m3;根据质能方程ΔE=Δmc2计算释放的能量为E=(m1+m2-m3)c2。
(511B)核变成碳14和一个未知粒子,×105eV的能量,写出核反响方程并求出反响过程中的质量亏损。
【解析】根据质量数守恒和核电荷数守恒可得
 24He+511B→614C+11H,
由ΔE=Δmc2可知,
MeV的能量,所以可得Δm= 805 u=×10-30kg。
答案：+511B→614C+11H　×10-30kg
1.(多项选择)(2022·沈阳高二检测)一个质子和一个中子结合成氘核,同时放出γ光子,核反响方程是 11H+01n→12H+γ,以下说法中正确的选项是　(　　)

,因而质量不变
,Δm为反响中的质量亏损,c为光在真空中的速度
,所以“物质不灭〞的说法不正确
【解析】选A、C。核反响中质量数与电荷数及能量均守恒,由于反响中要释放核能,会出现质量亏损,反响中氘核的质量一定小于反响前质子和中子的质量之和,所以质量不守恒,但质量数不变,且能量守恒,释放的能量会以光子的形式向外释放,故正确答案为A、C。
,正确的选项是　(　　)
,它们之间可以相互转化
=mc2可知,能量与质量之间存在着正比关系
“质量亏损〞是消失的质量转变成为能量
,有质量的转化,所以系统只有质量数守恒,系统的总能量和总质量并不守恒
【解析】选B。质能方程反映了物体的能量和质量之间存在正比关系,但它们是不同的物理量,不能相互转化,B正确,A、C错误;核反响中,静止质量和运动质量之和守恒,总能量也守恒,D错误。
3.(多项选择)(2022·新课标全国卷Ⅱ)关于原子核的结合能,以下说法正确的选项是　
(　　)

,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

,原子核越不稳定
,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
【解题指南】解答此题要注意以下两点:
(1)结合能是把核子分开所需的最小能量;
(2)原子核的质量小于组成它的核子质量之和,这个现象叫质量亏损。
【解析】选A、B、C。结合能是把核子分开所需的最小能量,选项A正确;一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,存在质量亏损,核子比结合能增大,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,选项B正确;核子数越多,结合能越大,选项C正确;比结合能也叫平均结合能,比结合能越大,分开核子所需的能量越大,原子核越稳定,选项D错误;自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,选项E错误。
= 53 u,氧核质量mO= 54 u,氦核质量mHe=
87 u,质子质量mH= 15 u,试判断核反响方程是吸能反响还是放能反响?能量变化为多少?
【解析】反响前总质量mN+mHe= 40 u
反响后总质量mO+mH= 69 u
因为反响中质量增加,所以此反响是吸能反响
所吸能量为ΔE=Δmc2=[(mO+mH)-(mN+mHe)]c2
=( 69- 40)× MeV= MeV。
答案:吸能反响　 MeV
(36Li)发生核反响,生成氚核和α粒子, MeV的能量(1 u= MeV)。
(1)请写出核反响方程;
(2)设放出的能量全部由质量亏损获得,试求质量亏损为多少?
(3)假设放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能,且它们的动量等值反向,那么α粒子的动能为多少?
【解析】(1)核反响方程为:36Li+01n→13H+24He
(2)根据质能方程ΔE=Δmc2
可得:Δm=ΔEc2== 2 u(×10-30kg)
(3)设m1、m2、v1、v2分别为氦核和氚核的质量和速度,
根据动量守恒:
m1v1-m2v2=0。
所以α粒子和氚核的动能之比为
E1∶E2=(m1v1)22m1∶(m2v2)22m2=m2∶m1=3∶4
α粒子的动能为
E1=37(E1+E2)=37× MeV= MeV
答案:(1)36Li+01n→13H+24He
(2) 2 u(×10-30kg)　(3) MeV
【总结提升】求解核能问题的方法
(1)参与核反响的粒子组成的系统,在核反响中满足动量守恒定律。假设开始时系统动量为零,反响后生成两种粒子,便可以得到核反响后两粒子的动量大小相等、方向相反的结论。那么由同一种状态下粒子的动量与动能的关系可知,动能之比等于质量的反比,得出两动能关系。
(2)如果反响发生在磁场中,反响后离子的速度方向垂直于磁场,它们将做匀速圆周运动,还可以得到半径与电荷量成反比这一结论。由于核反响过程中系统遵循能量守恒,而质量亏损释放的能量,往往转化为粒子的动能,那么又可根据核能和动能相等列出方程。也就是说这类题目可以涉及动量守恒定律、圆周运动中牛顿定律、能量守恒定律等诸多知识点,要注意知识的综合运用。