高中物理4.4核力与结合能每课一练粤教选修3-5.pdf

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1、2012 高中物理4.4 核力与结合能每课一练粤教版选修3-5 1/4 4.4 核力与结合能每课一练（粤教版选修3-5）基础达标1.关于质能方程，下列哪些方法是正确的（）A.质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B.物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C.物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D.某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的解析：质能方程E=mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据 E=mc2进行计算，所以 B、D正确.答案：BD 2.用质

2、子轰击锂核（Li73）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 931.5 MeV，则下列叙述中正确的是()A.此反应过程质量减少0.010 3 u B.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.若生成的两个 粒子的动能之和是19.5 MeV,与实验相符解析：可先求出质量亏损，再由质能方程计算出核反应所释放的能量，并进行逐项判定.答案：CD 3.对公式 E=mc2,下

3、列说法中正确的是()A.能量可以转化为质量 B.质量可以转化为能量C.能量的转化与质量的转化是成比例的 D.在核反应中，能量与质量都不守恒解析：E=mc2只是说明质量和释放出核能这两种现象间的联系，并不是说明物体的质量和能量之间存在着相互转化关系，故A、B两项错误，C项正确；我们都知道，在核反应中，能量和质量并不违反守恒定律，故D项错误.答案：C 4.一个铀衰变为钍核时释放出一个 粒子，已知铀核的质量为3.853 13110-25kg,钍核的质量为 3.786 567 10-25kg,粒子的质量为6.646 72 10-27 kg.在这个衰变过程中释放出2012 高中物理4.4 核力与结合能每

4、课一练粤教版选修3-5 2/4 的能量等于 _J（保留两个有效数字）.解析：由质能方程知，放出的能量为E=mc2=(3.853 13110-25-3.786 56710-25-6.646 7210-27)(3108)2J=8.710-13 J.答案：8.7 10-135.一个锂核（Li73）受到一个质子轰击，变成两个粒子，这一过程的核反应方程是_.已知一个氢原子质量为1.673 6 10-27 kg，一个锂原子的质量是11.650 510-27 kg,一个氦原子质量是6.646 6 10-27 kg,上述反应所释放的能量为_J.解析：核反应方程为Li73+H112He42由质能方程知，放出的能

5、量为E=m c2=(1.673 6 10-27+11.650 5 10-27-26.646 6 10-27)(3108)2J=2.7810-12J.答案：Li73+H112He422.7810-126.科学家 _发现了质子，其核反应方程为_；科学家 _发现了中子，其核反应方程为_；科学家 _第一次用人工方法获得放射性同位素,其核反应方程为_.答案：卢瑟福N147+He42O178+H11查德威克nCHeBe101264294居里夫妇eSiPnPHeAl0130143015103015422713（正电子）7.一个轴核衰变为钍时释放一个 粒子，已知铀核的质量是3.853 13110-25kg,钍

6、核的质量为 3.786 567 10-25kg,粒子的质量为6.646 72 10-27 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）.解析：m=m铀-m钍-mE=mc2得E=(m铀-m钍-m)c2=(3.853 13110-25-3.786 56710-25-6.646 7210-27)(3.0 108)2J=8.710-13 J.答案：8.7 10-138.一个 粒子击中一个硼B115变成一个未知粒子和碳14，还放出0.75106eV 的能量，写出核反应方程式_，反应过程中质量亏损为_kg.解析：根据质量数和电荷数守恒可以写出核反应方程为He42+B115HC111

7、46；由爱因斯坦的质能方程E=mc2,得 m=2cE,代入数据计算得m=1.310-30 kg.2012 高中物理4.4 核力与结合能每课一练粤教版选修3-5 3/4 答案：He42+B115HC111461.3 10-30综合运用9.1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素Pt20278.制取过程如下.（1）用质子轰击铍Be94产生快中子;（2）用快中子轰击汞Hg20480，反应过程可能有两种：生成Pt20278，放出氦原子核；生成Pt20278，放出质子、中子；（3）生成的铂Pt20278发生两次衰变，变成稳定的原子核汞Hg20280，写出上述核反应方程式.答案：

8、（1）Be94+H11B95+n10(2)Hg20280+n10Pt20278+He32Hg20480+n10Pt20278+2H11+n10(3)eHgAueAuPt01202802027901202792027810.两个中子和两个质子结合成一个氦核，同时释放一定的核能，若已知中子质量为1.008 7 u,质子质量为1.077 3 u，氦核质量为4.002 6 u.试计算用中子和质子生成1 kg 的氦时，要释放的核能.解析：计算核能的步骤一般是：首先,写出核反应方程；其次，计算质量亏损m;然后根据质 能 方 程E=mc2计 算 核 能.若m 以 原 子 核 质 量 单 位（u）为 单 位，

9、可 直 接 用E=m(u)931.5 MeV计算，此法较快而且常用.两个中子和两个质子结合成氦核的反应方程如下：2n10+2H11He42质量亏损 m=2 1.008 7 u+2 1.007 3 u-4.002 6 u=0.029 4 u 放出的核能E=0.029 4 931.5 MeV=27.386 MeV,生成 1 kg 氦释放的总核能：E=410006.02102327.3861061.6 10-19J=6.591014J.答案：6.591014 J 拓展探究11.云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，静止的质量为M的原子核在云室中发生一次 衰变，粒子的质量为m，电荷量为q,其运动轨迹在与

10、磁场垂直的平面内.现测得 粒子运动的轨道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损.（注意：涉及动量问题时，亏损的2012 高中物理4.4 核力与结合能每课一练粤教版选修3-5 4/4 质量可以不计）解析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，可求出其轨道半径R=Bqmv，可得到v=mBpR,由E=221Mv可求出产生的能量，再由质能方程可求出质量亏损.由洛伦兹力和牛顿定律可得Bqv=Rmv2;式中 v 为 粒子的运动的速度.设 v为反冲核的速度，由动量守恒定律可得（M-m）v=mv由题意知，此处不考虑质量亏损.在衰变过程中，粒子的反冲核的动能均来自于质量亏损，即mc2=21(M-m)v2+21mv2解得 m=)(2)(22mMmcBqRM.答案：)(2)(22mMmcBqRM