2019高中物理 课时提升作业十一 第三章 原子核 3.4 原子核的结合能 教科版选修3-5.doc

《2019高中物理 课时提升作业十一 第三章 原子核 3.4 原子核的结合能 教科版选修3-5.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高中物理 课时提升作业十一 第三章 原子核 3.4 原子核的结合能 教科版选修3-5.doc（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1课时提升作业课时提升作业 十一原子核的结合能十一原子核的结合能(30(30 分钟分钟 5050 分分) )一、选择题一、选择题( (本大题共本大题共 6 6 小题小题, ,每小题每小题 5 5 分分, ,共共 3030 分分) )1.某核反应方程为HHHe+X。已知H 的质量为 2.013 6 uH 的质量为 3.018 uHe 的质量为 4.002 6 u,X 的质量为 1.008 7 u。则下列说法中正确的是 ( )A.X 是质子,该反应释放能量B.X 是中子,该反应释放能量C.X 是质子,该反应吸收能量D.X 是中子,该反应吸收能量【解析】选 B。根据核反应方程满足质量数和电荷数守恒,

2、X 应为中子,反应前后 m=2.013 6 u+3.018 u-4.002 6 u-1.008 7 u=0.020 3 u,故有质量亏损,为放能反应,故 B 正确。2.一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的反应方程是HHHen,此反应过程产生的质量亏损为 m。已知阿伏伽德罗常数为 NA,真空中的光速为 c。若1 mol 氘和 1 mol 氚完全发生核反应生成氦,则在这个核反应中释放的能量为( )A. NAmc2 B.NAmc2C.2NAmc2D.5NAmc2【解析】选 B。一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时,释放出的能量为 mc2,1 mol 的氘核和 1 mol 的氚核结合成 1 mol 的氦核

3、释放的能量为 NAmc2。3.(多选)如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数 Z 的关系图像,下列说法中正确的是 ( )A.若 D 和 E 结合成 F,结合过程中一定会吸收核能B.若 D 和 E 结合成 F,结合过程中一定会释放核能C.若 A 分裂成 B 和 C,分裂过程一定会吸收核能2D.若 A 分裂成 B 和 C,分裂过程一定会释放核能【解题指南】明确了核子的平均质量与结合能的对应关系,就可以顺利解答此题。【解析】选 B、D。由题图可知,原子序数较小的核 D、E 结合成原子序数较大的核 F 时,因F 核子的平均质量小于 D、E 核子的平均质量,故出现质量亏损,由质能方程知,该过程一定放出

4、核能,所以选项 A 错误,选项 B 正确;因为 B、C 核子的平均质量小于 A 核子的平均质量,故 A 分裂成 B、C 的过程中一定要释放能量,所以选项 C 错误,选项 D 正确。4.在某些恒星内,三个 粒子可以结合成一个C,已知C 核的质量为 1.992 7210-26kg, 粒子的质量为 6.646 7210-27kg,真空中的光速 c=3108m/s,则这个反应中释放的核能约为 ( )A.910-10J B.910-13JC.910-9JD.910-15J【解析】选 B。三个 粒子结合成一个C 核的质量亏损为 m=36.646 7210-27kg-1.992 7210-26kg110-2

5、9kg.根据爱因斯坦质能方程得释放的核能为 E=mc2=110-29(3108)2J=910-13J。故选 B。5.(多选)下列说法符合事实的是 ( )A.所有的核反应都会释放出核能B.结合能与核子数之比叫比结合能C.重核分裂成较轻的原子核时要放出能量D.E=mc2表示发生的质量亏损 m 变为能量放出来【解析】选 B、C。核反应中是否会释放能量要看是否有质量亏损,有些核反应需要吸收能量才能发生,A 错;由比结合能的定义知,B 正确;根据比结合能曲线知,重核分裂成较轻的原子核时要放出能量,C 正确;质量亏损 m 转变为运动质量,D 错。6.一个质子与一个中子结合成一个氘核时释放 2.2 MeV

6、的能量,两个中子与两个质子结合成一个氦核时,释放 28.3 MeV 的能量。现在把两个中子与两个质子先结合成两个氘核,再把两个氘核结合成一个氦核,那么在整个过程中释放的能量为 ( )A.不知氘结合成氦核时释放的能量,故无法判断B.23.9 MeVC.26.1 MeVD.28.3 MeV3【解析】选 D。核反应过程中释放核能的多少,与中间过程无关,只由反应前后原子核的比结合能来决定.本题中的两种情况都是由两个中子和两个质子,最终结合成一个氦核,所以释放的能量是相同的,故 D 选项正确。二、非选择题二、非选择题( (本大题共本大题共 2 2 小题小题, ,共共 2020 分分) )7.(10 分)

7、氦核由 2 个质子和 2 个中子组成。每个质子的质量是 1.007 277 u,每个中子的质量是 1.008 665 u,氦核的质量是 4.001 509 u,试求氦核的比结合能。【解析】核子结合成氦核的过程中质量亏损为m=21.007277u+21.008 665 u-4.001 509 u=0.030 4 u与这个质量差相对应的能量即为氦核的结合能:E=mc2=0.0304931.5MeV=28.32MeV所以氦核的比结合能为=7.08MeV答案:7.08MeV【总结提升】结合能与电离能无论质子和质子之间,中子和中子之间,还是质子和中子之间,都存在核力,它们结合成原子核时释放的能量叫结合能

8、。要使氢原子电离,也就是要从氢原子中把电子剥离,需要通过碰撞、赋予光子等途径让电子得到能量,这个能量实际上就是电子与氢原子核的结合能,不过通常把它叫做氢原子的电离能。8.(10 分)镭(Ra)是历史上第一个被分离出来的放射性元素,已知Ra 能自发地放出 粒子而变成新核 Rn,已知Ra 的质量为 M1=3.753 310-25kg,新核 Rn 的质量为 M2=3.686 710-25kg。 粒子的质量为 m=6.646 610-27kg。现有一个静止的Ra 核发生 衰变,衰变后 粒子的速度为 3.68105m/s,求(计算结果保留两位有效数字):(1)写出该核反应的方程。(2)此反应过程中放出的能量。(3)反应后新核 Rn 的速度大小。【解析】(1)核反应的方程为RaHeRn4(2)根据爱因斯坦质能方程E=mc2=(M1-M2-m)c2=1.210-12J(3)设 Rn 的速度为 v2,由动量守恒定律 M2v2-mv=0所以 v2=m/s=6.6103m/s答案:(1RaHeRn (2)1.210-12J(3)6.6103m/s