2015_2016高中物理第4章第4节核力与结合能学案粤教版选修3_5+2015_2016高中物理第4章第5节裂变和聚变学案粤教版选修3_5.docx

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1、2015_2016高中物理第4章第4节核力与结合能学案粤教版选修3_5第四节核力与结合能1组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力2核力是一种短程力在约0.5×m2× m的距离内主要表现为引力；在小于0.5×m的距离内，核力又转变为强大的斥力3原子核中的质子数又称为原子序数，排在周期表比较靠后的元素对应的原子核叫重核，排在周期表比较靠前的元素对应的原子核叫轻核4一般排在周期表最前面的轻核的质子数和中子数相等，大多数重核是中子数多于质子数5要把原子核拆散成核子，需要克服核力做功，需要提供一定的能量反之，核子结合

2、成原子核时会放出一定的能量，这个能量叫做原子核的结合能6原子核的结合能与核子数之比称为该原子核的平均结合能，它反映了原子核结合的紧密程度，平均结合能越大，核越稳定1氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则此三种力从大到小的排列顺序是(D)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、万有引力解析：本题考查核子间作用力的大小核子间的核力最大，万有引力最小，D项正确2对原子核的组成，下列说法正确的是(D)A核力可使一些中子组成原子核B核力可使非常多的质子组成原子核C不存在只有质子的原子核D质量较大的原子核内一定有中子

3、解析：由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子集聚在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”库仑力，A、B错误；自然界中存在一个质子的原子核()，C错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确3下列对核力的认识正确的是(D)A任何物体之间均存在核力B核力广泛存在于自然界中的核子之间C核力只存在于质子之间D核力只发生在相距1.5×m的核子之间，大于0.8×m为吸引力，而小于0.8×m为斥力解析：由核力的特点知道，只有相距1.5×m的核子之间才存在核力，核力发生在质子与质

4、子、质子与中子之间，由此知D正确，A、B、C错误4(多选)跟核反应有关的下列认识中，正确的是(AD)A在核反应方程中质量数与电荷数都守恒B所有的核反应发生过程中质量都会减少C所有的核反应都一定是放能反应D有质量亏损的核反应一定是放能反应解析：所有核反应方程中质量数与电荷数都守恒，则A正确；核反应中有的质量亏损，放出能量，有的质量增加，吸收能量，则B、C错，D对5如图所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是(C)A将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量B将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D将原子核F、C结合

5、成原子核B一定释放能量解析：因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，会出现质量亏损，故放出核能，故A错，同理可得B、D错，C正确6质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是(D)解析：质子和中子结合成原子核氘核时，总质量减小了，即质量亏损m(m1m2m3)依据质能方程可知，放出的能量为E(m1m27(多选)用质子轰击锂核()生成两个粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验已知质子的初动能是0.6 MeV，质子、粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u已知1 u相当于93

6、1.5 MeV，则下列叙述中正确的是(CD)A此反应过程质量减少0.010 3 uB生成的两个粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符C核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符D生成的两个粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符8原子质量单位为u，1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是(C)解析：在核能计算时，如果质量的单位是kg，则用E进行计算，如果质量的单位是u，则利用1 u相当于931.5 MeV的能量计算，即Em× 931.5 MeV进行计算，故C正确，A、B、D错9(多选)一

7、个质子和一个中子结合成氘核，同时放出光子，核反应方程是，以下说法中正确的是(AC)A反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B反应前后的质量数不变，因而质量不变C光子的能量为，m 为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度D因存在质量亏损m，所以“ 物质不灭” 的说法不正确解析：核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放，故正确答案为A、C.10一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子已知质子、中子、氘核的质量分别为

8、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(B)A核反应方程是B聚变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波长解析：此核反应的核反应方程为，A错；由质能方程，光子的能量为E(m1m2m3)c2，C错；由h知，波长，D错故选B.2015_2016高中物理第4章第5节裂变和聚变学案粤教版选修3_5第五节裂变和聚变1两个轻核聚合成一个较重核的反应叫核聚变，较重的核分裂成两个较轻核的反应叫核裂变2一个核的裂变引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去的核反应叫做链式反应3为了使铀核裂变时放出的中子再引起其他铀核裂变，就可使

9、裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好是利用纯铀235；铀块的体积必须大于其临界体积如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，链式反应就不会发生4要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离m，由于原子核是带正电的，就必须克服电荷间很大的斥力作用，这就要求使核具有足够的动能，就要给核力加热，使物质达到几百万度以上的高温，使轻核在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度因此这种反应又叫做热核反应5如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热核反应6太阳辐射能量主要来自太阳内部的热核反应1重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两

10、个途径，下列说法中正确的是(D)A裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损B裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加C裂变过程和聚变过程都有质量增加D裂变过程和聚变过程都有质量亏损解析：裂变和聚变中都有核能的释放，由爱因斯坦质能方程E可知均有质量亏损，故D对2(多选)当一个重核裂变时，它能产生的两个核(BD)A一定是稳定的B所含有的中子数较裂变前重核的中子数少C裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D可以是多种形式的两个核的组合解析：重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出23个中子，故两核中子数会比原来的重核减少，重核裂变的产物是多种多样的，选项B、D正确3(多选)关于铀核裂变，下列说法正确的是(BC)

11、A铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B铀核裂变时还能同时释放23个中子C为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D铀块的体积对产生链式反应无影响解析：铀核受到中子的冲击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况比较多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小，而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积，故B、C正确4利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为(A)A它比较容易发生链式反应B能自动裂变，与体积无关C铀核比较容易分裂成为三

12、部分或四部分，因而放出更多的核能D铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多解析：铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的几率更大5对于下列三个核反应，说法正确的是(C)A是裂变，是衰变，是聚变B是聚变，是裂变，是衰变C是衰变，是裂变，是聚变D是衰变，是聚变，是裂变解析：当原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核，叫做衰变，为衰变；原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核，叫重核裂变，为裂变；原子序数较小的原子核聚合成原子序数较大的原子核叫轻核聚变，为聚变，所以C正确6北京奥组委接受专家建议，为成功举办一届“绿色奥运”，场馆周围80%

13、90%的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的，其核反应主要是(A)解析：太阳内部核聚变是氢原子核的聚变，故A正确；B项中为实现原子核人工转变的反应C项中为裂变，D项中为衰变，均不属聚变反应故B、C、D不正确7一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为则下列叙述正确的是(A)AX原子核中含有86个中子BX原子核中含有141个核子C因为裂变时释放能量，根据E，所以裂变后的总质量数增加D因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少解析：由质量数守恒和电荷数守恒知2351a942×1

14、，92b38 解得a140，b54，其中a为X的质量数，b为X的核电荷数，X核中的中子数为ab1405486，由此可知A正确，B错误；裂变释放能量，由质能关系可知，其总质量减少，但质量数守恒，故C、D均错误8(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：关于这两个方程的下列说法，正确的是(BC)A方程(1)属于衰变B方程(2)属于轻核聚变C方程(1)中k10，方程(2)中d1D方程(1)中k6，方程(2)中d1解析：方程(1)应属于重核裂变而不是衰变，选项A错误；方程(2)为轻核聚变，选项B正确；核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒，方程(1)中：235190136k×1，解得k

15、10，方程(2)中：234d×1，解得d1，选项C正确、D错误9下列核反应方程，属于裂变反应的有(B)解析：A选项是衰变，B选项是裂变，C选项是放射性元素的衰变，D选项是查德威克发现中子的人工转变方程，故B正确，A、C、D错104个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8× eV的能量，写出核反应方程，并计算1 g氢核完成这个反应后释放出多少焦耳的能量解析：该反应的核反应方程为：，由此可知，平均每个氢核反应释放出的能量为E0 eV, 1 g氢核(即1 mol)所包含的氢核的粒子个数为6.0×个 应释放出的总能量E为：E7×× 6.0× eV4.2× eV6.72×J. 答案：见解析11