粵教版選修3-5核力與結(jié)合能作業(yè)

1、第四節(jié)核力與結(jié)合能1組成原子核的核子之間的相互作用力稱為核力，核力具有以下特點：(1)核力是一種_的作用力，能夠使核子克服庫侖斥力而緊密地結(jié)合在一起(2)核力是_，在約0.5×1015 m2×1015 m的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為引力，大于2×1015 m核力迅速減小到零2原子核中的質(zhì)子數(shù)稱為_，排在周期表比較靠后的元素對應(yīng)的原子核叫_，排在比較靠前的叫_3自然界中較_的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較_的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差就越多4結(jié)合能與質(zhì)量虧損(1)結(jié)合能：把原子核拆散為獨立的核子，需要克服強大的核力做功，_能量或核力把核子結(jié)合在一

2、起_的能量，稱為原子核的_(2)平均結(jié)合能：結(jié)合能與_之比稱為平均結(jié)合能平均結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得_，原子核_(3)質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損：核反應(yīng)前與反應(yīng)后的總質(zhì)量之差稱為_愛因斯坦質(zhì)能方程：E_.核能的計算：E_，其中m是質(zhì)量虧損【概念規(guī)律練】知識點一核力1(雙選)對于核力，下列說法中正確的是()A核力是弱相互作用，作用力很小B核力是強相互作用，是強力C核子之間的距離小于0.8×1015 m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起D人們對核力的了解很清楚，特別是在小于0.8×1015 m時核力的變化規(guī)律更清楚2核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時，都伴隨著巨大的能

3、量變化，這是因為()A原子核帶正電，電子帶負電，電荷間存在很大的庫侖力B核子具有質(zhì)量且相距很近，存在很大的萬有引力C核子間存在著強大的核力D核子間存在著復(fù)雜的電磁力知識點二結(jié)合能3下面關(guān)于結(jié)合能和平均結(jié)合能的說法中，正確的有()A核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核分解成核子放出的能量稱為結(jié)合能B平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大C重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和平均結(jié)合能都大D中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能均比輕核的要大知識點三質(zhì)量虧損與質(zhì)能方程4下面是一核反應(yīng)方程HHHeX，用c表示光速，則()AX是質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于質(zhì)子質(zhì)量乘以c2BX是中子，核反

4、應(yīng)放出的能量等于中子質(zhì)量乘以c2CX是質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減去氦核與質(zhì)子的質(zhì)量和，再乘以c2DX是中子，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減去氦核與中子的質(zhì)量和，再乘以c25關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法正確的是()A愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化B由Emc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，可以用物體的質(zhì)量作為它所蘊藏的能量的量度C核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成了能量D因在核反應(yīng)中產(chǎn)生能量，有質(zhì)能的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒【方法技巧練】質(zhì)量虧損與核能的計算方法6一個粒子擊中一個硼核(5B)變

5、成一個質(zhì)子和一個碳14，還放出0.75 MeV的能量，其核反應(yīng)方程為_，反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損等于_kg.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)7一個鈾核衰變?yōu)殁Q核時釋放出一個粒子，已知鈾核的質(zhì)量為3.853 131×1025 kg，釷核的質(zhì)量為3.786 567×1025 kg，粒子的質(zhì)量為6.646 72×1027 kg.在這個衰變過程中釋放出的能量等于_J(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)1氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是()A核力、萬有引力、庫侖力B萬有引力、庫侖力、核力C庫侖力、核力、萬有引力D核力、庫侖力、

6、萬有引力2(雙選)關(guān)于核力，下列說法中正確的是()A核力是電磁力的一種，是核子中電荷間的相互作用B核力就是分子力，都屬于短程力C只有相鄰核子之間才存在核力的作用D核子間的距離大于0.8×1015 m時核力表現(xiàn)力引力，距離小于0.8×1015 m時核力表現(xiàn)為斥力，超過1.5×1015 m時核力急劇下降幾乎消失3下列關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法中正確的是()A原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C原子核都是非常穩(wěn)定的D由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，不可能無節(jié)制的增大原子核而仍穩(wěn)定存在4一個中子和一個質(zhì)子能結(jié)合成氘核，結(jié)合這

7、一事實，下列說法正確的是()A核子結(jié)合成原子核時，一定要放出能量B核反應(yīng)中放出的電磁波，可稱之為X射線C發(fā)生這一反應(yīng)的過程中，出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，因此核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不守恒D這一核反應(yīng)的過程中，有質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量，因此總能量增加5對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程Emc2，下列說法中不正確的是()AEmc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B根據(jù)Emc2可以計算核反應(yīng)中釋放的核能C一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核時，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損DEmc2中的E是發(fā)生的核反應(yīng)中釋放的核能6一個氘核H質(zhì)量為m1，一個氚核H質(zhì)量為m2，它們結(jié)合成一個質(zhì)量為m3的氦核核反應(yīng)方程如下：HHHeX.在這一核反應(yīng)過程

8、中釋放的能量為E.已知光速為c，則以下判斷正確的是()AX是質(zhì)子BX是正電子CX的質(zhì)量為m1m2m3DX的質(zhì)量為m1m2m37一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個光子已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程是HnHB聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損mm1m2m3C輻射出的光子的能量E(m3m1m2)c2D光子的波長8對結(jié)合能，平均結(jié)合能的認識，下列正確的是()A除H外一切原子核均具有結(jié)合能B自由核子結(jié)合為原子核時，可能吸收能量C結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定D平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定9原來靜止的原子核X，質(zhì)量為m1，處在區(qū)

9、域足夠大的勻強磁場中，經(jīng)衰變后變成質(zhì)量為m2的原子核Y，粒子的質(zhì)量為m3，已測得粒子的速度垂直磁場B，且動能為E0，假定原子核X衰變時釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，則下列四個結(jié)論中，正確的是()A核Y與粒子在磁場中運動的周期之比為B核Y與粒子在磁場中運動的半徑之比為C此衰變過程中的質(zhì)量虧損為m1m2m3D此衰變過程中釋放的核能為題號123456789答案10.歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動能為0.5 MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的X，生成兩個動能均為8.9 MeV的He.(1 MeV1.6×1013 J)(1)上述核反應(yīng)方程為_；(2)質(zhì)量虧損為_kg.11已知氮核質(zhì)量mN1

10、4.007 53 u，氧核質(zhì)量mO17.004 54 u，氦核質(zhì)量mHe4.003 87 u，質(zhì)子質(zhì)量mH1.008 15 u，試判斷核反應(yīng)HeH是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)？能量變化是多少？(1 u931.5 MeV)12太陽中能量來源的一種途徑是4個質(zhì)子和兩個電子結(jié)合成一個粒子，并釋放能量若質(zhì)子的質(zhì)量mp1.007 277 u，電子的質(zhì)量me0.000 549 u，粒子質(zhì)量m4.001 50 u，則上述該反應(yīng)釋放的能量為多少eV？(1 u1.66×1027 kg)13一個鋰Li受到一個質(zhì)子的轟擊，變成兩個粒子已知一個氦原子核的質(zhì)量是6.646 6×1027 kg，一個鋰原子核

11、的質(zhì)量是1.165 06×1026 kg，一個氫原子核的質(zhì)量是1.673 6×1027 kg，(1)試寫出這一過程的核反應(yīng)方程；(2)計算這一過程中的質(zhì)量虧損；(3)計算這一過程中所釋放的核能14.已知Po原子核質(zhì)量為209.982 87 u，Pb原子核的質(zhì)量為205.974 46 u，He原子核的質(zhì)量為4.002 60 u，靜止的Po核在衰變中放出粒子后變成Pb，求：(1)在衰變過程中釋放的能量(2)粒子從Po核中射出的動能(3)反沖核的動能(已知核反應(yīng)釋放的能量只轉(zhuǎn)化為動能)15.H的質(zhì)量是3.016 050 u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.007 277 u，中子的質(zhì)量是1.00

12、8 665 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)如果這些能量是以光子形式放出，則光子的頻率是多少？第四節(jié)核力與結(jié)合能課前預(yù)習練1(1)很強(2)短程力2原子序數(shù)重核輕核3輕重4(1)吸收放出結(jié)合能(2)核子數(shù)越牢固越穩(wěn)定(3)質(zhì)量虧損mc2mc2課堂探究練1BC核力是強相互作用，故A錯誤，B正確核力的作用范圍是1.5×1015 m以內(nèi)，為短程力且大于0.8×1015 m時表現(xiàn)為引力，小于0.8×1015 m時表現(xiàn)為斥力，故C正確目前對核力的了解還不夠，對小于0.8×1

13、015 m時核力的變化規(guī)律還不清楚，故D錯誤2C核力是短程力，由于核力很強大，所以將核子拆開需要大量的能量克服核力做功；若核子結(jié)合成原子核，則放出大量的能量，所以選項C正確核力是強相互作用力，是與庫侖力和電磁力不同的另一種性質(zhì)的力3D核子結(jié)合成原子核是放出能量，原子核分解成核子是吸收能量，A選項錯誤；平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，但平均結(jié)合能越大的原子核，其結(jié)合能不一定大，例如中等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結(jié)合能比重核反而小，B、C選項錯誤；中等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能比輕核的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多，因此它的結(jié)合能也比輕核大，D選項正確4D由質(zhì)量數(shù)守恒及電

14、荷數(shù)守恒定律可得X為n(中子)，再據(jù)質(zhì)能方程可得核反應(yīng)放出的能量為反應(yīng)前后質(zhì)量虧損與c2的乘積，故D項正確5B根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，物體具有的能量與質(zhì)量有簡單的正比關(guān)系物體質(zhì)量增大，能量也增大，認為能量與質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化的觀點是錯誤的，故A、C錯，B對；在核反應(yīng)中系統(tǒng)的總能量是守恒的，故D錯質(zhì)能方程中反映的是能量與質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系，但不能理解為能量轉(zhuǎn)化為質(zhì)量，也不能認為質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量6. 1.3×1030解析核反應(yīng)方程由質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知：由愛因斯坦的質(zhì)能方程可得Emc2，反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損m kg1.3×1030 kg.78.7×1013解析因為mm

15、UmThm3.853 131×1025 kg3.786 567×1025 kg6.646 72×1027 kg9.7×1030 kg故Emc29.68×1030×(3×108)2 J8.7×1013 J課后鞏固練1D核子間的核力最大，萬有引力最小，D正確2CD由核力的特點知只有C、D正確3D自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，對于較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多因此選項D正確4A考查原子物理中核反應(yīng)的各種守恒規(guī)律及對質(zhì)能方程的理解由質(zhì)量數(shù)守恒知，C錯；由能量守恒知，D錯；核反應(yīng)中放

16、出的是射線，B錯5DEmc2中c為光速，所以物體具有的能量E與其質(zhì)量成正比，A正確；Emc2可以計算核反應(yīng)中釋放的核能，B正確；一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，C正確；Emc2中，E是指物體所具有的能量，Emc2中，E是核反應(yīng)中發(fā)生質(zhì)量虧損釋放的核能，D錯誤6D由電荷數(shù)守恒知，X的質(zhì)子數(shù)為0，由質(zhì)量數(shù)守恒知，X的質(zhì)量數(shù)為1，故X為中子，設(shè)X的質(zhì)量為m，反應(yīng)中的質(zhì)量虧損mm1m2m3m，釋放的核能Emc2(m1m2m3m)c2，則X的質(zhì)量為m1m2m3，故選項D正確7B根據(jù)該反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為：HnH，故選項A錯誤；聚變過程中輻

17、射出光子，質(zhì)量虧損mm1m2m3，故選項B正確；由質(zhì)能方程知，輻射出的光子的能量E(m1m2m3)c2，故選項C錯誤；由E知，光子的波長，故選項D錯誤8AD由自由核子結(jié)合成原子核的過程中，核力做正功，釋放出能量反之，將原子核分開變?yōu)樽杂珊俗铀枰x予相應(yīng)的能量，該能量即為結(jié)合能，故A選項正確，B選項錯誤；核子越多的原子核的結(jié)合能越大，但它的平均結(jié)合能不一定大，平均結(jié)合能的大小反映了原子核的穩(wěn)定性，故C選項錯誤，D選項正確9CD原子核發(fā)生衰變時核子質(zhì)量數(shù)減小4而核電荷數(shù)減小2.由題知X核原先靜止，則衰變后粒子和反沖核Y的動量大小相等，由R，知RYRqqY2(Z2)，故B項錯誤；而周期之比由T，知

18、TYT×，故A項錯誤；該過程質(zhì)量虧損mm1(m2m3)，故C項正確；由Ek知Y核的動能EkY，則釋放的核能EEkEkY，故D項正確10(1)HXHeHe或HLiHeHe(2)3.1×1029 kg解析(1)HXHeHe或HLiHeHe(2)mc2E末E初m kg3.1×1029 kg11吸能反應(yīng)1.2 MeV解析反應(yīng)前總質(zhì)量mNmHe18.011 40 u反應(yīng)后總質(zhì)量mOmH18.012 69 u質(zhì)量增加，為吸能反應(yīng)，所吸收的能量為Emc2 (18.012 6918.011 40)×931.5 MeV 1.2 MeV.122.68×107 eV

19、或(2.67×107 eV也對)解析根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程：Emc2.只要求出質(zhì)量虧損就可以求出釋放的能量解法一核反應(yīng)前的質(zhì)量是4mp2me，核反應(yīng)后的質(zhì)量是m，質(zhì)量虧損為m(4mp2me)m0.028 71 u釋放的能量為Emc2 eV2.68×107 eV解法二釋放的能量為E0.028 71×931.5 MeV26.7 MeV2.67×107 eV13(1)LiH2He(2)3.1×1029 kg(3)2.79×1012 J解析(1)這一過程的核反應(yīng)方程為：LiH2He(2)質(zhì)量虧損mmLimH2m11.650 6×1027 kg1.673 6×1027 kg2×6.646 6×1027 kg3.1×1029 kg(3)釋放核能Emc23.1×1029×(3×108)2