2020-2021學(xué)年高二物理人教版選修3-5課后作業(yè)：第十九章 第5節(jié) 核力與結(jié)合能 Word版含解析

1、a組：合格性水平訓(xùn)練1(核子間的相互作用)下列判斷中正確的是()a組成92u核的核子中任何兩個(gè)核子之間都存在不可忽略的核力作用b組成u核的中子中任何兩個(gè)中子之間都存在不可忽略的核力作用c組成u核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫(kù)侖斥力作用d組成u核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間，除庫(kù)侖斥力之外還都存在不可忽略的核力作用答案c解析核力是組成原子核的相鄰核子之間存在的特殊的力，它是短程力，超過(guò)1.5×1015 m，核力急劇下降幾乎消失，所以并非任何兩個(gè)核子、質(zhì)子、中子之間都存在不可忽略的核力作用，故a、b錯(cuò)誤；庫(kù)侖力與距離的平方成反比，所以在距離很小的尺度內(nèi)庫(kù)侖力不可忽略，故c正確；由

2、a、b分析可知，d錯(cuò)誤。2(綜合)(多選)對(duì)核子結(jié)合成原子核的下列說(shuō)法正確的是()a原子核內(nèi)的核子間均存在核力b原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫(kù)侖力c當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時(shí)，其間“勢(shì)能”一定減小d對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用答案cd解析由于核力為短程力，只會(huì)發(fā)生在相鄰核子之間，由此知a、b錯(cuò)誤；當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用范圍內(nèi)，而距離大于0.8×1015 m，核力表現(xiàn)為引力，在此過(guò)程核力必做正功，其間勢(shì)能必定減小，形成原子核后距離一般不小于0.8×1015 m，故c正確；對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核，由于只有相鄰的核子間才有

3、核力，但各個(gè)質(zhì)子間均有很強(qiáng)的庫(kù)侖斥力，隨著質(zhì)子數(shù)的增加，其庫(kù)侖斥力增加，對(duì)于穩(wěn)定的原子核，必須存在較多的中子才能維系二者的平衡，故d正確。3(結(jié)合能與比結(jié)合能)下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說(shuō)法中正確的是()a核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能b比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大c重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大d中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大答案d解析核子結(jié)合成原子核時(shí)放出能量，原子核拆解成核子時(shí)吸收能量，a錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，但比結(jié)合能越大的原子核，其結(jié)合能不一定大，例如中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能

4、比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結(jié)合能比重核小，b、c錯(cuò)誤；中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比輕核的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多，因此它的結(jié)合能也比輕核大，d正確。4(質(zhì)量虧損和質(zhì)能關(guān)系)下列說(shuō)法正確的是()a愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程說(shuō)明了物體質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化b由質(zhì)能方程可知，能量與質(zhì)量之間存在正比關(guān)系，可以用物體的質(zhì)量作為它所含有的能量的量度c核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成的d因在核反應(yīng)中產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量不守恒答案b解析質(zhì)能方程說(shuō)明了質(zhì)量與能量之間具有一定的聯(lián)系，但不能說(shuō)物體質(zhì)量就是能量，在核反應(yīng)中，能量隨著質(zhì)量虧損釋放出來(lái)

5、，二者不是互相轉(zhuǎn)化的關(guān)系，故a、c錯(cuò)誤；根據(jù)emc2，可知物體的能量與質(zhì)量存在正比關(guān)系，所以可以將物體的質(zhì)量作為它所含有的能量的量度，故b正確；在核反應(yīng)中，系統(tǒng)的質(zhì)量數(shù)守恒，總能量也守恒，產(chǎn)生的能量是由反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損釋放出來(lái)的，而所謂的質(zhì)量虧損也是指靜質(zhì)量轉(zhuǎn)化為動(dòng)質(zhì)量的部分，故d錯(cuò)誤。5(質(zhì)量虧損和質(zhì)能關(guān)系)一個(gè)鈹原子核(be)從最靠近核的k層電子軌道上俘獲一個(gè)電子后發(fā)生衰變，生成一個(gè)鋰核(li)，并放出一個(gè)不帶電的、質(zhì)量接近零的中微子e(質(zhì)量不計(jì))，人們把這種衰變叫做鈹核的ec衰變，核反應(yīng)方程為：beelie。已知一個(gè)鈹原子質(zhì)量為m1，一個(gè)鋰原子質(zhì)量為m2，一個(gè)電子質(zhì)量為me，光速為c，

6、則一個(gè)鈹原子核發(fā)生上述核反應(yīng)釋放的能量為()a(m1m2)c2 b(m1mem2)c2c(m1mem2)c2 d(m2m1me)c2答案a解析鈹原子核的質(zhì)量為m14me，鋰原子核的質(zhì)量為m23me，則質(zhì)量虧損為(m14meme)(m23me)m1m2，故核反應(yīng)中釋放的能量為(m1m2)c2。a正確。6(綜合)如圖所示是原子核的平均核子質(zhì)量a與原子序數(shù)z的關(guān)系圖象，下列說(shuō)法正確的是()a若d、e能結(jié)合成f，結(jié)合過(guò)程一定要釋放能量b若d、e能結(jié)合成f，結(jié)合過(guò)程一定要吸收能量c若c、b能結(jié)合成a，結(jié)合過(guò)程一定要釋放能量d若f、c能結(jié)合成b，結(jié)合過(guò)程一定要釋放能量答案a解析d、e平均核子質(zhì)量大于f平均

7、核子質(zhì)量，d、e結(jié)合成f，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，要釋放能量，a正確，b錯(cuò)誤；c、b結(jié)合成a，f、c結(jié)合成b都是質(zhì)量增加，結(jié)合過(guò)程要吸收能量，c、d錯(cuò)誤。7(綜合)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射一個(gè)光子，假設(shè)光子攜帶所有釋放的核能。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c。下列說(shuō)法正確的是()a核反應(yīng)方程是hnhb聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損mm1m2m3c輻射出的光子的能量e(m3m1m2)cd光子的波長(zhǎng)答案b解析根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知該核反應(yīng)方程為：hnh，故a錯(cuò)誤；聚變過(guò)程中輻射出光子，質(zhì)量虧損mm1m2m3，故b正確；由質(zhì)能方

8、程知，輻射出的光子的能量e(m1m2m3)c2，故c錯(cuò)誤；由e知，光子的波長(zhǎng)，故d錯(cuò)誤。b組：等級(jí)性水平訓(xùn)練8(綜合)(多選)下列說(shuō)法正確的是()a中子不帶電，故相鄰中子間無(wú)核力作用b由emc2可知：質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化c衰變是由弱相互作用引起的d比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定答案cd解析質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，中子間也有核力作用，a錯(cuò)誤。公式emc2指能量與質(zhì)量存在正比關(guān)系，b錯(cuò)誤，c、d正確。9(綜合)一個(gè)電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)和一個(gè)正電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)，以相等的初動(dòng)能ek相向運(yùn)動(dòng)，并撞到一起，發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生的光子頻率為，若這兩個(gè)光子的能量都為h，

9、動(dòng)量分別為p和p，下面關(guān)系中正確的是()ahmc2，ppbhmc2，ppchmc2ek，ppdh(mc2ek)，pp答案c解析能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律為普適定律，故以相等動(dòng)能相向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞而湮滅的正負(fù)電子總能量為：2ek2mc2，轉(zhuǎn)化為兩個(gè)光子后，總動(dòng)量守恒，為零，故pp，且2ek2mc22h，即hekmc2，c正確，a、b、d錯(cuò)誤。10(綜合)雷蒙德·戴維斯因研究來(lái)自太陽(yáng)的電子中微子(e)而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，他探測(cè)中微子所用的探測(cè)器的主體是一個(gè)儲(chǔ)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

10、知cl核的質(zhì)量為36.95658 u，ar核的質(zhì)量為36.95691 u，e的質(zhì)量為0.00055 u,1 u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5 mev。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，試計(jì)算參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量。答案0.82 mev解析在核反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)了質(zhì)量盈余，即mmarmemcl(36.956910.0005536.95658) u0.00088 u。電子中微子的最小能量為em×931.5 mev/u0.00088×931.5 mev0.82 mev。11(綜合)一個(gè)靜止的鈾核 92u(原子質(zhì)量為232.0372 u)放出一個(gè)粒子(原子質(zhì)量為4.0026 u)后衰變成釷核(原子

11、質(zhì)量為228.0287 u)。(已知：原子質(zhì)量單位1 u1.66×1027 kg,1 u相當(dāng)于931.5 mev)(1)寫出核衰變方程；(2)算出該核衰變釋放出的核能；(3)假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和粒子的動(dòng)能，則釷核獲得的動(dòng)能有多大？答案(1)uthhe(2)5.50 mev(3)0.09 mev解析(1)核衰變方程為：uthhe。(2)emc2(232.0372 u228.0287 u4.0026 u)×931.5 mev/u5.50 mev。(3)根據(jù)動(dòng)量守恒定律：m釷v釷mv，則故ek釷0.09 mev。12(綜合)靜止的氮核n被速度是v0的中子n擊中生成甲、乙兩核。已知甲、乙兩核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙兩核動(dòng)量之比為11，動(dòng)能之比為14，它們沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑之比為16。問(wèn)：甲、乙各是什么核，速度各是多大？寫出核反應(yīng)方程。答案甲為c，乙為h甲的速度v甲，乙的速度v乙核反應(yīng)方程為nnch解析設(shè)甲、乙兩核的質(zhì)量分別為m甲、m乙，電荷量分