人教版選修35 第十九章 第5節(jié) 核力與結(jié)合能 作業(yè).doc

第十九章 原子核5 核力與結(jié)合能1對(duì)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(zhǎng)程力”庫侖力，a、b錯(cuò)誤；自然界中存在只有一個(gè)質(zhì)子的原子核，h，c錯(cuò)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：d2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1.51015 m之內(nèi)d核力與電荷有關(guān)解析：核力是短程力，超過1.51015 m，核力急劇下降幾乎消失，故c對(duì)；核力與萬有引力、電磁力不同，故a、b不對(duì)；核力與電荷無關(guān)，故d錯(cuò)答案：c3(多選)對(duì)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(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時(shí)，其間“勢(shì)能”一定減小d對(duì)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(huì)發(fā)生在相鄰核子之間，由此知a、b錯(cuò)誤；當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用范圍內(nèi)，而距離大于0.81015 m，核力表現(xiàn)為引力，在此過程核力必做正功，其間勢(shì)能必定減小，形成原子核后距離一般不小于0.81015 m，故c正確；對(duì)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(gè)質(zhì)子間均有很強(qiáng)的庫侖斥力，隨著質(zhì)子數(shù)的增加，其庫侖斥力增加，對(duì)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：cd4某核反應(yīng)方程為hhhex.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()ax是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量bx是中子，該反應(yīng)釋放能量cx是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量dx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：hhhen，x為中子，在該反應(yīng)發(fā)生前，反應(yīng)物的總質(zhì)量m12.013 6 u3.018 0 u5.031 6 u，反應(yīng)后產(chǎn)物總質(zhì)量m24.002 6 u1.008 7 u5.011 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：b5當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)粒子時(shí)，放出28.30 mev的能量，當(dāng)三個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，放出7.26 mev的能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放的能量為()a21.04 mevb35.56 mevc92.16 mev d77.64 mev解析：設(shè)中子的質(zhì)量為mn，質(zhì)子的質(zhì)量為mp，粒子的質(zhì)量為m，碳原子核的質(zhì)量mc.根據(jù)質(zhì)能方程，得e128.30 mevc2，e27.26 mev(3mmc)c2，e3(6mn6mpmc)c2，由上式得e392.16 mev.答案：ca級(jí)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2.01015 m的距離內(nèi)遠(yuǎn)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(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a正確，d錯(cuò)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1.51015 m的距離內(nèi)遠(yuǎn)大于它們相互間的庫侖力，大于1.51015 m的距離核力幾乎為零，故選項(xiàng)b正確，c錯(cuò)誤答案：ab2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(shí)，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，則放出能量，故a錯(cuò)同理可知b、d錯(cuò)，c正確答案：c3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和m2的原子核結(jié)合為質(zhì)量為m的原子核時(shí)釋放出的能量是()a(mm1m2) uc2b(m1m2m) u931.5 jc(m1m2m)c2d(m1m2m)931.5 ev解析：在核能計(jì)算時(shí)，如果質(zhì)量的單位是kg，則用emc2進(jìn)行計(jì)算，如果質(zhì)量的單位是u，則利用1 u相當(dāng)于931.5 mev的能量計(jì)算，即em931.5 mev進(jìn)行計(jì)算，故c正確，a、b、d錯(cuò)誤答案：c4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(dòng)能可視為相等，則中子的動(dòng)能是()a.b.c.d.解析：因?yàn)檩p核聚變時(shí)放出能量，質(zhì)量虧損，所以氘核分解為核子時(shí)，要吸收能量，質(zhì)量增加，本題核反應(yīng)過程中射線能量e對(duì)應(yīng)質(zhì)量的增加和中子與質(zhì)子動(dòng)能的產(chǎn)生，即emc22ek(mpmnmd)c22ek得ek，故選c.答案：c5(多選)中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為m，相應(yīng)的能量emc22.2 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(shí)，氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子b用能量小于2.2 mev的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)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(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零d用能量大于2.2 mev的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)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(shí)，氘核一定不能分解，所以a正確，b錯(cuò)誤用能量大于結(jié)合能的光子照射氘核時(shí)，氘核可能分解，只要分解，分解出的質(zhì)子和中子動(dòng)能之和一定不為零(若動(dòng)能之和為零就分不開了)，所以c錯(cuò)誤，d正確答案：adb級(jí)提能力6一個(gè)靜止的鈾核u(原子質(zhì)量為232.037 2 u)放出一個(gè)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 u1.671027 kg，1 u相當(dāng)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(dòng)能，則粒子的動(dòng)能是多少？解析：(1)uthhe.(2)質(zhì)量虧損mmummth0.005 9 u所以emc20.005 9931.5 mev5.50 mev.(3)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，釷核和粒子的動(dòng)量大小相等，即pth(p)0，pthp，ekth，ek又ektheke，所以粒子獲得的動(dòng)能eke5.5 mev5.41 mev.答案：(1)uthhe(2)5.50 mev(3)5.41 mev7.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(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合為氚核時(shí)，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(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成氚核的核反應(yīng)方程是h2nh，反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為mp2mn1.007 277 u21.008 665 u3.024 607 u，反應(yīng)后新核的質(zhì)量為mh3.016 050 u，質(zhì)量虧損為m3.024 607 u3.016 050 u0.008 557 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e0.008 557931.5 mev7.97 mev.(2)氚核的結(jié)合能即為e7.97 mev，它的比結(jié)合能為2.66 mev.(3)放出光子的頻率為 hz1.921021 hz.答案：(1)放出能量7.97 mev(2)7.97 mev2.66 mev(3)1.921021 hz8鐳核ra發(fā)生衰變放出一個(gè)粒子變?yōu)殡焙藃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?dòng)能，求放出粒子的動(dòng)能解析：(1)核反應(yīng)方程為rarnhe.(2)鐳核衰