高二物理質(zhì)量虧損和核能的計算(有答案)

田老師高中物理專項練習第頁（共2頁）質(zhì)量虧損和核能的計算專題練習1．質(zhì)子、中子和氦核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中的光速為c，當質(zhì)子和中子結(jié)合成氦核時，釋放的能量是()A．(2m1＋2m2)c2 B．m3c2C．(m3－2m1－2m2)c2 D．(2m1＋2m2－m3)c22．下列說法中，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E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系C．核反應中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成為能量D．因在核反應中能產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(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3．原子質(zhì)量單位為u,1u相當于931.5MeV的能量，真空中光速為c，當質(zhì)量分別為m1和m2的原子核結(jié)合為質(zhì)量為M的原子核時釋放出的能量是()A．(M－m1－m2)u·c2B．(m1＋m2－M)u×931.5JC．(m1＋m2－M)c2D．(m1＋m2－M)×931.5eV4．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．核子間存在著復雜的電磁力5．為紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻，聯(lián)合國將2005年定為“國際物理年”．對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法中不正確的是()A．E＝mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B．根據(jù)ΔE＝Δmc2可以計算核反應中釋放的核能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D．E＝mc2中的E是發(fā)生核反應中釋放的核能6．太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時其質(zhì)量不斷減少．太陽每秒鐘輻射出的能量約為4×1026J，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近()A．1036kg B．1018kgC．1013kg D．109kg7．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γ射線照射靜止氘核使之分解，反應方程為γ＋D→p＋n.若分解后的中子、質(zhì)子的動能可視為相等，則中子的動能是()A.eq\f(1,2)[(mD－mp－mn)c2－E]B.eq\f(1,2)[(mp＋mn－mD)c2＋E]C.eq\f(1,2)[(mD－mp－mn)c2＋E]D.eq\f(1,2)[(mp＋mn－mD)c2－E]8．用質(zhì)子轟擊鋰核(eq\o\al(7,3)Li)生成兩個α粒子，以此進行有名的驗證愛因斯坦質(zhì)能方程的實驗．已知質(zhì)子的初動能是0.6MeV，質(zhì)子、α粒子和鋰核的質(zhì)量分別是1.0073u、4.0015u和7.0160u．已知1u相當于931.5MeV，則下列敘述中正確的是()A．此反應過程質(zhì)量減少0.0103uB．生成的兩個α粒子的動能之和是18.3MeV，與實驗相符C．核反應中釋放的能量是18.9MeV，與實驗相符D．若生成的兩個α粒子的動能之和是19.5MeV，與實驗相符9．一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個γ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．核反應方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋γB．聚變反應中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3C．輻射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波長λ＝eq\f(h,m1＋m2－m3c2)10．一個鈾235吸收一個中子后發(fā)生的反應式是23eq\o\al(5,9)2U＋eq\o\al(1,0)n→13eq\o\al(6,5)4Xe＋9eq\o\al(0,3)8Sr＋10eq\o\al(1,0)n，放出的能量為E，鈾235核的質(zhì)量為M，中子的質(zhì)量為m，氙136核的質(zhì)量為m1，鍶90核的質(zhì)量為m2，真空中光速為c，則釋放的能量E等于()A．(M－m1－m2)c2B．(M＋m－m1－m2)c2C．(M－m1－m2－9m)c2D．(m1＋m2＋9m－M)c211．現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于()A．天然放射性元素衰變放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂變放出的能量D．輕核聚變放出的能量12．2008年10月10日中國國際核聚變能源計劃執(zhí)行中心在北京揭牌，通過有關(guān)國家廣泛合作，未來30年到50年將可能建成民用電站．下列有關(guān)核聚變的說法中不正確的是()A．核聚變的核反應方程式可以是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB．在消耗相同質(zhì)量的核燃料時，裂變反應釋放的能量比聚變反應大得多C．聚變時所釋放的核能大小的計算公式是ΔE＝Δmc2D．聚變反應必須在很高的溫度下進行參考答案1.解析：選D.氦核由兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合而成，結(jié)合時總質(zhì)量減小，質(zhì)量虧損Δm＝(2m1＋2m2－m3)．釋放的能量為：ΔE＝(2m1＋2m2－m3)c2.2.解析：選B.質(zhì)能方程反映了物體的能量和質(zhì)量之間存在正比關(guān)系，但它們是不同的物理量，不能相互轉(zhuǎn)化，B正確，A、C錯誤；核反應中，靜止質(zhì)量和運動質(zhì)量之和守恒，總能量也守恒，D錯誤．3.解析：選C.在計算核能時，如果質(zhì)量的單位是kg，則用ΔE＝Δmc2進行計算．如果質(zhì)量的單位是u，則利用1u相當于931.5MeV的能量，即ΔE＝Δm×931.5MeV進行計算，故C正確，A、B、D錯誤．4.解析：選C.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．相反，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．5.解析：選D.E＝mc2中的E表示物體具有的總能量，m表示物體的質(zhì)量，故A說法正確；對于ΔE＝Δmc2表示的意義是當物體的能量增加或減小ΔE時，它的質(zhì)量也會相應地增加或減少Δm，故B說法正確；只有當出現(xiàn)質(zhì)量虧損時，才能釋放核能，故C說法正確；公式E＝mc2中，E為質(zhì)量為m的物體所對應的能量，而非核反應中釋放的能量，D錯誤，故選D.6.解析：選D.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，得Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(4×1026,3×1082)kg≈109kg.7.解析：選C.核反應因質(zhì)量虧損釋放的的核能ΔE＝(mD－mp－mn)c2，再加上原光子的能量也轉(zhuǎn)化成動能，又兩個粒子動能相等，所以有：Ek＝eq\f(ΔE＋E,2)，選項C正確．8.解析：選CD.此反應的質(zhì)量虧損Δm＝1.0073u＋7.0160u－2×4.0015u＝0.0203u，釋放的能量ΔE＝Δm×931.5MeV＝18.9MeV，故A錯，C正確；由能量守恒可知，釋放的能量ΔE及反應前質(zhì)子的動能轉(zhuǎn)化成兩個α粒子的總動能，Ek＝18.9MeV＋0.6MeV＝19.5MeV，故B錯，D正確．9.解析：選B.此核反應的核反應方程為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，A錯；由質(zhì)能方程，γ光子的能量為E＝(m1＋m2－m3)c2，C錯；由E＝heq\f(c,λ)知，波長λ＝eq\f(h,m1＋m2－m3c)，D錯；故B正確．