高中人教版 (2019)3 核力与结合能随堂练习题

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核力与结合能课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)下列说法正确的是(　　)A.除H外一切原子核均具有结合能B.与较轻或较重的核相比,中等大小的核更稳定C.比结合能大小反映核的稳定程度D.比结合能越小的原子核越稳定解析除H外的原子核均有两个或两个以上的核子,故都有结合能,故A正确;比结合能的大小反映了原子核的稳定性,中等大小核的比结合能大于较重或较轻核的比结合能,所以中等大小核的稳定性最好,故B、C正确,D错误。答案ABC2.(多选)一个质子和一个中子结合成氘核,同时放出γ光子,核反应方程是H+γ,以下说法中正确的是(　　)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.反应前后质量数不变,但会出质量亏损D.γ光子的能量为Δmc2,Δm为反应中的质量亏损,c为光在真空中的速度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,故正确选项为A、C、D。答案ACD3.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶。电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程式为νeCl→e,已知Cl核的质量为36.956 58 uAr核的质量为36.956 91 ue质量为0.000 55 u,1 u对应的能量为931.5 MeV。根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.0.82 MeV B.0.31 MeVC.1.33 MeV D.0.51 MeV解析先计算出核反应过程中的质量增加:Δm=36.95691u+0.00055u-36.95658u=0.00088u,再由爱因斯坦的质能方程得所需要的能量:ΔE=Δmc2=0.00088u×931.5MeV=0.82MeV,故选项A是正确的。答案A4.(多选)关于质能方程,下列哪些说法是正确的(　　)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.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ΔE=Δmc2进行计算,故B、D对。答案BD5.历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5 MeV的质子H轰击静止的X,生成两个动能均为8.9 MeV的He。(1 MeV=1.6×10-13 J)(1)上述核反应方程为　　　　　　。 (2)质量亏损为　　　。 解析(1)根据电荷数守恒与质量数守恒则核反应方程为X→He(2)根据爱因斯坦质能方程:Δm==3.1×10-29kg。答案(1X→He　(2)3.1×10-29 kg能力提升1.(2020山西晋中一模)原子核的比结合能随质量数的变化图像如图所示,根据该曲线对核能的认识正确的是(　　)A.质量数越大,比结合能越大B.质量较小的轻核结合成质量较大的重核时要吸收能量;质量较大的重核分裂成质量较小的轻核时要放出能量C.质量较大的重核和质量较小的轻核比结合能都较小,且轻核的比结合能还有些起伏D.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的质量之和一定大于原来重核的质量解析根据质能方程可知,轻核的聚变和重核的裂变过程,都存在质量亏损,都向外界放出能量,故B错误;根据题干图像可知,当质量较小时,比结合能随着质量的增加而增大,但在Li处减小;当质量较大时,比结合能随着质量的增加而减小,故A错误、C正确;一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,该过程中要释放能量,根据质能方程可知衰变产物的质量之和一定小于原来重核的质量,故D错误。答案C2.某核反应方程为He+X。已知H的质量为2.013 6 uH的质量为3.018 0 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由题目所给核反应方程式,根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律,可得HeX,则X为中子,在该反应发生前反应物的总质量m1=2.0136u+3.0180u=5.0316u,反应后产物总质量m2=4.0026u+1.0087u=5.0113u,总质量减少,出现了质量亏损。根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量,故选项B正确。答案B3.静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po,α粒子动能为Eα。若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能,真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为(　　)A. B.0C. D.解析α粒子和反冲核的总动能E=Eα+Eα=Eα由ΔE=Δmc2得Δm=。答案C4.三个α粒子结合成一个碳12,已知碳原子的质量为12.000 0 u,氦原子的质量为4.002 6 u。(1)写出核反应方程。(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳?(3)这个能量为多少MeV?解析反应前后的质量发生改变,根据ΔE=Δmc2可求解出结论。(1)HeC+ΔE(2)Δm=3×4.0026u-12.0000u=0.0078u=12.948×10-30kg　ΔE=Δmc2=1.165×10-12J(3)ΔE=1.165×10-12J=7.28MeV答案(1)HeC+ΔE　(2)1.165×10-12 J(3)7.28 MeV