19-5核力与结合能作业有答案.docx

19-5核力与结合能1对于核力，以下哪些说法是正确的()A核力是弱相互作用，作用力很小B核力是强相互作用，是强力C核子之间的距离小于0.8×1015m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起D人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×1015m时，核力的变化规律更清楚答案：BC解析：核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.5×1015m之内，核力比库仑力大得多。因此，选项B正确，A错误。核力在大于0.8×1015m时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于0.8×1015m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起。所以，选项C正确。人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们奋力攻克的堡垒，故D项不正确。2关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()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对公式Emc2的正确理解是()A如果物体的能量减少了E，它的质量也一定相应减少mB如果物体的质量增加了m，它的能量也一定相应增加mc2Cm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E，则这些核子及组成的原子核的质量之差就是m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E，它的质量也一定相应减少m，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m，它的能量也一定相应增加mc2，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。解析：在四种相互作用中，核力的作用最强，其次是库仑力，再次是万有引力，故选D。4(2012·试题调研)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4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A1036 kgB1018 kgC1013 kgD109 kg答案：D解析：由质能方程Emc2得：mkg4×109kg，D正确。5关于原子结构和核反应的说法中错误的是()A卢瑟福在粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型B天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能量D据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量答案：B解析：卢瑟福在粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型即A正确；天然放射现象的发现，揭示了原子核具有复杂的结构，故B错误；A裂变为B和C，D和E聚变为F，由于核子的平均质量都减少，所以都发生质量亏损，都放出了能量，故C、D正确，所以选B.6(甘肃兰州诊断考试)原来静止的原子核X发生衰变时，放出粒子的动能为E0。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()A.B.C. D.答案：D解析：粒子及新核质量比为，衰变过程满足动量守恒，即mvm新·v新，根据动量和动能的关系p22m·Ek可知，新核动能为E0。由Emc2，得m，故D选项正确。7当两个中子和两个质子结合成一个粒子时，放出28.30MeV的能量，当三个粒子结合成一个碳(C)核时，放出7.26MeV能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳(C)核时，释放的能量约为()A21.04MeV B35.56MeVC77.64MeV D92.16MeV答案：D解析：6个中子和6个质子可结合成3个粒子，放出能量3×28.30MeV84.9MeV,3个粒子再结合成一个碳核，放出7.26MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84.9MeV7.26MeV92.16MeV。8一个电子(质量为m、电荷量为e)和一个正电子(质量为m、电荷量为e)，以相等的初动能Ek相向运动，并撞到一起发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为，若这两个光子的能量都为h，动量分别为p和p，下面关系中正确的是()Ahmc2，ppBhmc2，ppChmc2Ek，ppDh(mc2Ek)，pp答案：C解析：以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正负电子的总能量为：2Ek2mc2，化为两个光子后，总动量守恒且为零，故pp；根据能量守恒有2Ek2mc22h，即hEkmc2。9为确定爱因斯坦的质能方程Emc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E10.6MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为E219.9MeV，已知质子、粒子、锂粒子的质量分别取mP1.007 3u、m4.001 5u、mLi7.016 0u(1)写出核反应方程(2)通过计算说明Emc2正确答案：(1)LiH2He(2)见解析解析：根据质能方程解出质量亏损相当的能量，再算出系统增加的能量进行比较分析。(1)核反应方程为LiH2He(2)核反应的质量亏损mmLimp2m0.0203u，由质能方程可得，质量亏损相当的能量Emc2189MeV，而系统增加的能量EE2E119.3MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以Emc2正确。10用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和粒子，并放出4.8MeV的能量。(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和粒子的动能比是多少？(4)粒子的动能是多大？答案：(1)LinHHe(2)0.0052u(3)4:3(4)2.06MeV解析：(1)LinHHe(2)依据Emc2得：mu0.0052u(3)根据题意有：0m1v1m2v2式中m1、m2、v1、v2分别为氚核和粒子的质量和速度，由上式及动能Ekp2/2m，可得它们的动能之比为：Ek1:Ek2m2:m14:3。(4)粒子的动能：Ek2(Ek1Ek2)×4.8MeV2.06MeV。11三个粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量12.0000u，氦原子的质量为4.0026u。(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)3HeCE(2)1.165×1012J(3)7.28 MeV解析：反应前后的质量发生改变，根据Em·c2可求解出结论。(1)3HeCE(2)m3×4.0026u12.0000u0.0078u12.948×1030kgEm·c21.165×1012J(3)E1.165×1012J7.28 MeV12已知：氮核质量MN14.00753u，氧17核的质量为MO17.004 54u，氦核质量MHe4.003 87u，氢核质量为MH1.008 15u。试判断NHeOH这一核反应吸收能量还是放出能量？能量变化多少？答案：吸收能量能量变化1.2MeV解析：反应前总质量：MNMHe18.011 40u反应后总质量：MOMH18.012 69u可以看出：反应后总质量增加，故该反应是吸收能量的反应。吸收的能量利用Em·c2来计算，若反应过程中质量增加1u，就会吸收931.5MeV的能量，故：E(18.012 6918.011 40)×931.5MeV1.2MeV13粒子的质量m6.646 7×1027 kg，质子的质量mp1.672 6×1027 kg，中子的质量mn1.674 9×1027 kg。求粒子(氦核)的比结合能。解析：核子的质量之和2mp2mn2×(1.672 61.674 9)×1027 kg6.695 0×1027 kg这个数值及粒子的质量之差m2mp2mnm(6.695 06.646 7)×1027 kg4.83×1029 kg粒子的结合能Emc2 eV2.72×107 eV27.2 MeV粒子的比结合能 MeV6.8 MeV。答案：6.8 MeV第 3 页