【步步高 学案导学设计】2021-2021学年高中物理 第十九章 第5节 核力与结合能课时作业 新人教版选修3-5.doc

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1、第5节核力与结合能1原子核内_之间的相互作用力称为核力，核力具有以下三个特点：(1)核力是_的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力_(2)核力是_，作用范围在_之内，核力在大于0.81015 m时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1.51015 m，核力_几乎消失；而在距离小于0.81015 m时，核力表现为_(3)核力的饱和性：每个核子只跟_的核子发生核力作用2四种基本相互作用分别是：_、_、_、_.其中万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力3自然界中较_的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较_的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差就越多4结合能与质量

2、亏损(1)结合能：把原子核分解为独立的核子，需要克服强大的核力做功，_能量或核力把核子结合在一起_的能量，称为原子核的_(2)比结合能：结合能与_之比称为比结合能比结合能越大，表示原子核中核子结合得_，原子核越稳定(3)质量亏损质量亏损：核反应前与反应后的总质量之差称为_爱因斯坦质能方程：E_.核能的计算：E_，其中m是质量亏损【概念规律练】知识点一核力1对于核力，下列说法中正确的是()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0.81015 m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0.81015 m时核力的变化规律更

3、清楚2核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为()A原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C核子间存在着强大的核力D核子间存在着复杂的电磁力知识点二结合能3下面关于结合能和比结合能的说法中，正确的有()A核子结合成原子核吸收的能量或原子核分解成核子放出的能量称为结合能B比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大知识点三质量亏损与质能方程4下面是一核反应方程HHHeX，用c表示光速，则()AX是质子，

4、核反应放出的能量等于质子质量乘以c2BX是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘以c2CX是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘以c2DX是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘以c25关于质能方程，下列说法正确的是()A爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化B由Emc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度C核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成了能量D因在核反应中产生能量，有质能的转化，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【方法技巧练】质量

5、亏损与核能的计算方法6设氢核、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，那么氢核和中子结合成氘核时，放出的能量为()Am3c2 B(m1m2)c2C(m3m1m2)c2 D(m1m2m3)c27一个粒子击中一个硼核()变成一个质子和一个碳14，还放出0.75 MeV的能量，其核反应方程为_，反应过程中质量亏损等于_kg.(结果保留两位有效数字)8一个铀核衰变为钍核时释放出一个粒子，已知铀核的质量为3.8531311025 kg，钍核的质量为3.7865671025 kg，粒子的质量为6.646721027 kg.在这个衰变过程中释放出的能量等于_J(结果保留两位有效数字)1氦原子核由两个质子与两

6、个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()A核力、万有引力、库仑力B万有引力、库仑力、核力C库仑力、核力、万有引力D核力、库仑力、万有引力2关于核力，下列说法中正确的是()A核力是电磁力的一种，是核子中电荷间的相互作用B核力就是分子力，都属于短程力C只有相邻核子之间才存在核力的作用D核子间的距离大于0.81015 m时核力表现力引力，距离小于0.81015 m时核力表现为斥力，超过1.51015 m时核力急剧下降几乎消失3下列关于原子核中质子和中子的说法中正确的是()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

7、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4一个中子和一个质子能结合成氘核，结合这一事实，下列说法正确的是()A核子结合成原子核时，一定要放出能量B核反应中放出的电磁波，可称之为X射线C发生这一反应的过程中，出现了质量亏损，因此核反应前后质量数不守恒D这一核反应的过程中，有质量转化为能量，因此总能量增加5对于爱因斯坦提出的质能方程Emc2，下列说法中不正确的是()AEmc2表明物体具有的能量与其质量成正比B根据Emc2可以计算核反应中释放的核能C一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损DEmc2中的E是发生的核反应

8、中释放的核能6一个氘核H质量为m1，一个氚核H质量为m2，它们结合成一个质量为m3的氦核核反应方程如下：HHHeX.在这一核反应过程中释放的能量为E.已知光速为c，则以下判断正确的是()AX是质子BX是正电子CX的质量为m1m2m3DX的质量为m1m2m37一个质子和一个中子结合成一个氘核，同时辐射一个光子已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB聚变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波长题号1234567答案8.历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0

9、.5 MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9 MeV的He.(1 MeV1.61013 J)(1)上述核反应方程为_；(2)质量亏损为_kg.9中子的质量为1.008 7 u，质子的质量为1.007 3 u，氘核的质量为2.013 6 u，中子和质子结合成氘核时释放的能量为_ J(计算结果取两位有效数字，1 u1.71027 kg)10已知氮核质量mN14.007 53 u，氧核质量mO17.004 54 u，氦核质量mHe4.003 87 u，质子质量mH1.008 15 u，试判断核反应HeH是吸能反应还是放能反应？能量变化是多少？(1 u931.5 MeV)11太阳中能量来源

10、的一种途径是4个质子和两个电子结合成一个粒子，并释放能量若质子的质量mp1.007 277 u，电子的质量me0.000 549 u，粒子质量m4.001 50 u，则上述该反应释放的能量为多少eV？(1 u1.661027 kg)12一个锂Li受到一个质子的轰击，变成两个粒子已知一个氦原子核的质量是6.646 61027 kg，一个锂原子核的质量是1.165 061026 kg，一个氢原子核的质量是1.673 61027 kg，(1)试写出这一过程的核反应方程；(2)计算这一过程中的质量亏损；(3)计算这一过程中所释放的核能第5节核力与结合能课前预习练1核子与核子(1)强相互作用大得多(2)

11、短程力151015 m急剧下降斥力(3)邻近2万有引力电磁力强相互作用弱相互作用3轻重4(1)吸收放出结合能(2)核子数越牢固(3)质量亏损mc2mc2课堂探究练1BC核力是强相互作用，故A错误，B正确核力的作用范围是1.51015 m以内，为短程力且大于0.81015 m时表现为引力，小于0.81015 m时表现为斥力，故C正确目前对核力的了解还不够，对小于0.81015 m时核力的变化规律还不清楚，故D错误2C核力是短程力，由于核力很强大，所以将核子拆开需要大量的能量克服核力做功；若核子结合成原子核，则放出大量的能量，所以选项C正确核力是强相互作用力，是与库仑力和电磁力不同的另一种性质的力

12、3D核子结合成原子核是放出能量，原子核分解成核子是吸收能量，A选项错误；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，B、C选项错误；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D选项正确4D由质量数守恒及电荷数守恒定律可得X为n(中子)，再据质能方程可得核反应放出的能量为反应前后质量亏损与c2的乘积，故D项正确5B根据爱因斯坦质能方程可知，物体具有的能量与质量有简单的正比关系物体质量增大，能量也增大，认为能量与质量可以相互转化的观点是错误的

13、，故A、C错，B对；在核反应中系统的总能量是守恒的，故D错质能方程中反映的是能量与质量的对应关系，但不能理解为能量转化为质量，也不能认为质量转化为能量6D此核反应中的质量亏损为mm1m2m3，由质能方程得，此反应释放的能量为Emc2(m1m2m3)c2，故D正确7.HeH1.31030解析核反应方程由质量数守恒与电荷数守恒可知：HeH由爱因斯坦的质能方程可得Emc2，反应过程中的质量亏损m kg1.31030 kg.88.71013解析因为mmUmThm3.853 1311025 kg3.786 5671025 kg6.646 721027 kg9.71030 kg故Emc29.681030(

14、3108)2 J8.71013 J课后巩固练1D核子间的核力最大，万有引力最小，D正确2CD由核力的特点知只有C、D正确3D自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多因此选项D正确4A考查原子物理中核反应的各种守恒规律及对质能方程的理解由质量数守恒知，C错；由能量守恒知，D错；核反应中放出的是射线，B错5DEmc2中c为光速，所以物体具有的能量E与其质量成正比，A正确；Emc2可以计算核反应中释放的核能，B正确；一个中子和一个质子结合成氘核，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损，C正确；Emc2中，E是指物体所具有的能量，Emc

15、2中，E是核反应中发生质量亏损释放的核能，D错误6D由电荷数守恒知，X的质子数为0，由质量数守恒知，X的质量数为1，故X为中子，设X的质量为m，反应中的质量亏损mm1m2m3m，释放的核能Emc2(m1m2m3m)c2，则X的质量为m1m2m3，故选项D正确7B根据该反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：HnH，故选项A错误；聚变过程中辐射出光子，质量亏损mm1m2m3，故选项B正确；由质能方程知，辐射出的光子的能量E(m1m2m3)c2，故选项C错误；由E知，光子的波长，故选项D错误8(1)HXHeHe或HLiHeHe(2)3.11029 kg解析(1)HXHeHe或HLiHeH

16、e(2)mc2E末E初m kg3.11029 kg93.7101310吸能反应1.2 MeV解析反应前总质量mNmHe18.011 40 u反应后总质量mOmH18.012 69 u质量增加，为吸能反应，所吸收的能量为Emc2 (18.012 6918.011 40)931.5 MeV 1.2 MeV.112.68107 eV或(2.67107 eV也对)解析根据爱因斯坦质能方程：Emc2.只要求出质量亏损就可以求出释放的能量解法一核反应前的质量是4mp2me，核反应后的质量是m，质量亏损为m(4mp2me)m0.028 71 u释放的能量为Emc2 eV2.68107 eV解法二释放的能量为E0.028 71931.5 MeV26.7 MeV2.67107 eV12(1)LiH2He(2)3.11029 kg(3)2.791012 J解析(1)这一过程的核反应方程为：LiH2He(2)质量亏损mmLimH2m11.650 61027 kg1.673 61027 kg26.646 61027 kg3.11029 kg(3)释放核能Emc23.11029(3108)2 J2.791012 J7