2020-2021學(xué)年高中物理人教版選修3-5配套作業(yè)：第19章 第5節(jié) 核力與結(jié)合能 Word版含解析

1、第十九章第五節(jié)請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真完成 練案14 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(12題為單選題，3題為多選題)1對(duì)于核力，以下哪些說法是正確的(b)a核力是弱相互作用，作用力很小b核力是強(qiáng)相互作用，是強(qiáng)力c核子之間的距離小于0.8×1016 m時(shí)，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起d人們對(duì)核力的了解很清楚，特別是在小于0.8×1015 m時(shí)，核力的變化規(guī)律更清楚解析：核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，它的作用范圍在1.5×1015 m之內(nèi)，核力比庫侖力大得多。因此，選項(xiàng)b正確，a錯(cuò)誤；核力在大于0.8×1015 m時(shí)，表現(xiàn)為吸引力，且隨距離增大而減小，在距離小于0.8&#

2、215;1015 m時(shí)，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起；選項(xiàng)c錯(cuò)誤；人們對(duì)核力的了解還不是很清楚，這是科學(xué)家們奮力攻克的堡壘，故d不正確。2(2020·湖北省宜昌市葛洲壩中學(xué)高二下學(xué)期期中)下列關(guān)于核力、原子核的結(jié)合能、比結(jié)合能的說法正確的是(c)a維系原子核穩(wěn)定的力是核力，核力就是表現(xiàn)為相鄰核子間的相互吸引力b核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，原子核尺度內(nèi)，核力比庫侖力小c比結(jié)合能小的原子核分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)會(huì)釋放核能d自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能解析：a項(xiàng)：維系原子核穩(wěn)定的力是核力，核力可以是核子間的相互吸引力，也可以是排斥力，故a錯(cuò)

3、誤；b項(xiàng)：核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，原子核尺度內(nèi)，核力比庫侖力大的多，故b錯(cuò)誤；c項(xiàng)：比結(jié)合能小的原子核分解成比結(jié)合能大的原子核時(shí)會(huì)有虧損質(zhì)量，放出核能，故c正確；d項(xiàng)：自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能，故d錯(cuò)誤。故選c。3對(duì)公式emc2的正確理解是(abd)a如果物體的能量減少了e，它的質(zhì)量也一定相應(yīng)減少mb如果物體的質(zhì)量增加了m，它的能量也一定相應(yīng)增加mc2cm是某原子核在衰變過程中增加的質(zhì)量d在把核子結(jié)合成原子核時(shí)，若放出的能量是e，則這些核子與組成的原子核的質(zhì)量之差就是m解析：一定質(zhì)量對(duì)應(yīng)于一定的能量，物體的能量減少了e，它的質(zhì)量也一定相應(yīng)減少m，即發(fā)

4、生質(zhì)量虧損，所以選項(xiàng)a、d正確，如果物體的質(zhì)量增加了m，它的能量也一定相應(yīng)增加mc2，所以選項(xiàng)b正確；某原子核在衰變時(shí)，一定發(fā)生質(zhì)量虧損，所以選項(xiàng)c錯(cuò)誤。二、非選擇題4歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動(dòng)能為0.5 mev的質(zhì)子h轟擊靜止的x，生成兩個(gè)動(dòng)能均為8.9 mev的he。(1 mev1.6×1013 j)(1)上述核反應(yīng)方程為_hx2he_。(2)質(zhì)量虧損為_3.1×1029_kg_。解析：(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒則核反應(yīng)方程為：hx2he(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程：m kg3.1×1029 kg5一個(gè)鋰核(li)受到一個(gè)質(zhì)子(h)轟

5、擊變?yōu)?個(gè)粒子(he)，在此過程中釋放出16.6 mev的能量。(1u相當(dāng)于931 mev)求：(1)寫出該核反應(yīng)的方程。(2)平均每個(gè)核子減少的質(zhì)量。(保留兩位有效數(shù)字)答案：(1)lih2he(2) 0.002 2 u解析：(1)lih2he(2)m代入數(shù)據(jù)得：m0.017 8 u代入數(shù)據(jù)得：0.002 2 u(或3.7×1030 kg)6三個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)碳12，已知碳原子的質(zhì)量12.000 0 u，氦原子的質(zhì)量為4.002 6 u。(1)寫出核反應(yīng)方程。(2)這個(gè)核反應(yīng)放出的能量是多少焦耳。(3)這個(gè)能量合多少mev?答案：(1)3hece(2)1.165×1012

6、 j(3)7.28 mev解析：反應(yīng)前后的質(zhì)量發(fā)生改變，根據(jù)em·c2可求解出結(jié)論。(1)3hece(2)m3×4.002 6 u12.000 0 u0.007 8 u12.948×1030 kgem·c21.165×1012 j(3)e1.165×1012 j7.28 mev 能力提升 一、選擇題(1、2題為單選題，3題為多選題)1(2020·寧夏石嘴山三中高二下學(xué)期檢測)靜止的氡核rn放出粒子后變成釙核po，粒子動(dòng)能為e。若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和粒子的動(dòng)能，真空中的光速為c，則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為(c)a

7、3;b0c·d·解析：粒子和反沖核的總動(dòng)能eeee由emc2得m2雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(e)而獲得了2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他探測中微子所用的探測器的主體是一個(gè)貯滿615 t四氯乙烯(c2cl4)溶液的巨桶。電子中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)氬核，其核反應(yīng)方程式為：eclare已知cl核的質(zhì)量為36.956 58 u，ar核的質(zhì)量為36.956 91 u，e質(zhì)量為0.000 55 u,1 u對(duì)應(yīng)的能量為931.5 mev。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為(a)a0.82 mevb0.31 mevc1.33 mevd0

8、.51 mev解析：先計(jì)算出核反應(yīng)過程中的質(zhì)量增加：m36.956 91 u0.000 55 u36.956 58 u0.000 88 u再由愛因斯坦的質(zhì)能方程得所需要的能量：emc20.000 88 u×931.5 mev0.82 mev故選項(xiàng)a是正確的。3(2020·黑龍江省哈爾濱六中高二下學(xué)期期中)下列說法正確的是(ac)a如圖1j .j.湯姆孫認(rèn)為陰極射線本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并求出了其比荷b如圖2盧瑟福根據(jù)絕大多數(shù)粒子大角度散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型c如圖3中等大小原子核的比結(jié)合能最大，其中核子結(jié)合得牢固，原子核最穩(wěn)定d如圖4自然界中較輕的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與

9、中子數(shù)大致相等，穩(wěn)定的重原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多解析：j.j.湯姆孫認(rèn)為陰極射線本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并求出其比荷，故a正確；盧瑟福根據(jù)少數(shù)粒子大角度散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故b錯(cuò)誤；中等大小原子核的比結(jié)合能最大，其中核子結(jié)合得牢固，原子核最穩(wěn)定，故c正確；自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對(duì)于較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，故d錯(cuò)誤。二、非選擇題4一靜止的钚核發(fā)生衰變后放出一個(gè)粒子變成鈾核。已知钚核質(zhì)量為m1，粒子質(zhì)量為m2，鈾核質(zhì)量為m3，光在真空中的傳播速度為c。(1)如果放出的粒子的速度大小為v，求鈾核的速度大小v。(2)求此衰變過程中釋放的總能量。答案：(1)

10、v(2)(m1m2m3)c2解析：(1)钚核發(fā)生衰變后放出一個(gè)粒子的過程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以鈾核的速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律得：m3vm2v0解得：vv(2)質(zhì)量虧損mm1m2m3根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得：釋放的總能量emc2(m1m2m3)c25已知：氮核質(zhì)量mn14.007 53 u，氧17核的質(zhì)量為mo17.004 54 u，氦核質(zhì)量mhe4.003 87 u，氫核質(zhì)量為mh1.008 15 u。試判斷nheoh這一核反應(yīng)吸收能量還是放出能量？能量變化多少？答案：吸收能量能量變化1.2 mev解析：反應(yīng)前總質(zhì)量：mnmhe18.011 40 u反應(yīng)后總質(zhì)量：momh18.012 69 u可以看出：反應(yīng)后總質(zhì)量增加，故該反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)。吸收的能量利用em·c2來計(jì)算，若反應(yīng)過程中質(zhì)量增加1 u，就會(huì)吸收931.5 mev的能量，故：e(18.012 6918.011 40)×931.5 mev1.2 mev6(2020·河南省洛陽市高二下學(xué)期期中)在方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)原來靜止的ra原子核衰變后變成一個(gè)rn核并放出一個(gè)粒子，該粒子動(dòng)能為ek，速度方向恰好垂直磁場。rn核和粒子的徑跡如圖所示，若衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能的形式釋放，真空中的光速為c，求：(1)寫出這個(gè)核反應(yīng)方程；(2)rn核與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)半徑之比；(3