2019年高中物理 第4章 第1節(jié) 核力與核能課后知能檢測(cè) 魯科版選修3-5 1．核力具有下列哪些性質(zhì)(　　) A．核力是短程力，作用范圍很小，只在相鄰核子間發(fā)生 B．核力可能是引力，也可能是斥力．核力把核子緊緊束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核，但又不會(huì)融合在一起 C．質(zhì)子間、中子間存在核力，質(zhì)子和中子間無核力 D．核力是一種強(qiáng)相互作用力，在其作用范圍內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多 【解析】　根據(jù)該力的特點(diǎn)知，選項(xiàng)A、B、D正確． 【答案】　ABD 2．關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法，正確的是 (　　) A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等 B．穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多 C．原子核都是非常穩(wěn)定的 D．由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果不斷地增大原子核，形成的核也一定是不穩(wěn)定的 【解析】　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)，越重的元素，兩者相差越多，如果不斷增大原子核，核內(nèi)的庫(kù)侖斥力不斷增大，同時(shí)核力具有飽和性，所以原子核是不穩(wěn)定的，故D項(xiàng)正確． 【答案】　D 3．(xx三明檢測(cè))關(guān)于質(zhì)能方程，下列哪些說法是正確的(　　) A．質(zhì)量減少，能量就會(huì)增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量 B．物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值 C．物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系 D．某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系 【解析】　質(zhì)能方程E＝mc2表明某一定量的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當(dāng)物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時(shí)，它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一定值，并可根據(jù)ΔE＝Δmc2進(jìn)行計(jì)算． 【答案】　BD 4．對(duì)核子結(jié)合成原子核的下列說法正確的是(　　) 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．穩(wěn)定原子核的質(zhì)子數(shù)總是與中子數(shù)相等 D．對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子數(shù)起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用 【解析】　核力是短程力，只會(huì)發(fā)生在相鄰核子之間，由此知A、B錯(cuò)誤；核力只作用于相鄰的核子，隨著質(zhì)子數(shù)增加，為使原子核保持穩(wěn)定，必須靠中子數(shù)的增多來抵消庫(kù)侖力的作用，故C錯(cuò)誤，D正確． 【答案】　D 5．質(zhì)子的質(zhì)量為mp，中子的質(zhì)量為mn，氦核的質(zhì)量為mα，下列關(guān)系正確的是(　　) A．mα＝2mp＋2mn　　　 B．mα＜2mp＋2mn C．mα＞2mp＋2mn D．以上關(guān)系都不對(duì) 【解析】　兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成氦核時(shí)放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損．故正確選項(xiàng)為B. 【答案】　B 6．質(zhì)子質(zhì)量單位為u,1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)量分別為m1和m2的原子核結(jié)合為質(zhì)量為M的原子核時(shí)釋放出的能量是(　　) A．(M－m1－m2)uc2 B．(m1＋m2－M)u931.5 J C．(m1＋m2－M)c2 D．(m1＋m2－M)931.5 eV 【解析】　在核能計(jì)算時(shí)，如果質(zhì)量的單位是kg，則用ΔE＝Δmc2進(jìn)行計(jì)算，如果質(zhì)量的單位是u，則利用1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量計(jì)算，即ΔE＝Δm931.5 MeV進(jìn)行計(jì)算，故C正確，A、B、D錯(cuò)． 【答案】　C 7．(xx福州檢測(cè))如圖4－1－1所示是原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，下列說法中正確的是(　　) 圖4－1－1 A．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要釋放能量 B．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要吸收能量 C．若A能分裂成B、C，分裂過程一定要釋放能量 D．若A能分裂成B、C，分裂過程一定要吸收能量 【解析】　原子序數(shù)較小的核D、E結(jié)合成原子序數(shù)較大的核F時(shí)，因F的核子的平均質(zhì)量小于D、E核子的平均質(zhì)量，故出現(xiàn)質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程知，該過程一定放出核能，所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．因?yàn)镃、B核子的平均質(zhì)量小于A核子的平均質(zhì)量，故A分裂成B、C，分裂過程一定要釋放能量，所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　AC 8．(xx泉州檢測(cè))某核反應(yīng)方程為H＋H→He＋X.已知H的質(zhì)量為2.0136 u，H的質(zhì)量為3.0180 u，He的質(zhì)量為4.0026 u，X的質(zhì)量為1.0087 u．則下列說法中正確的是(　　) A．X是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量 B．X是中子，該反應(yīng)釋放能量 C．X是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量 D．X是中子，該反應(yīng)吸收能量 【解析】　由題目所給核反應(yīng)方程式，根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒規(guī)律，可得 H＋H→He＋X，X為中子，在該反應(yīng)發(fā)生前反應(yīng)物的總質(zhì)量 m1＝2.0136 u＋3.0180 u＝5.0316 u， 反應(yīng)后產(chǎn)物總質(zhì)量 m2＝4.0026 u＋1.0087 u＝5.0113 u， 總質(zhì)量減少，出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，該反應(yīng)釋放能量．故B正確． 【答案】　B 9．靜止的氡核Rn放出α粒子后變成釙核Po，α粒子動(dòng)能為Eα.若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α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(　　) A. B．0 C. D. 【解析】　由于動(dòng)量守恒，因此反沖核和α粒子的動(dòng)量大小相等，由Ek＝∝可知，它們的動(dòng)能之比為4∶218，因此衰變釋放的總能量是Eα，由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是. 【答案】　C 10．(xx北京高考)太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時(shí)其質(zhì)量不斷減少．太陽每秒鐘輻射出的能量約為41026 J，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近(　　) A．1036 kg B．1018 kg C．1013 kg D．109 kg 【解析】　根據(jù)ΔE＝Δmc2解得 Δm＝＝ kg＝4.4109 kg 題中數(shù)據(jù)109 kg最接近，故D項(xiàng)正確． 【答案】　D 11．(xx江蘇高考)一個(gè)中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng)，生成一個(gè)氘核，其核反應(yīng)方程式為________．該反應(yīng)放出的能量為Q，則氘核的比結(jié)合能為________． 【解析】　n＋X―→H，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知X為H.該反應(yīng)為兩個(gè)核子結(jié)合，所以此結(jié)合能為. 【答案】　n＋H―→H　 12．已知：氮核質(zhì)量MN＝14.007 53 u，氧17核的質(zhì)量為MO＝17.004 54 u，氦核質(zhì)量MHe＝4.002 6 u，氫核質(zhì)量為MH＝1.008 15 u. 試判斷：N＋He―→O＋H這一核反應(yīng)吸收能量還是放出能量？能量變化多少？ 【解析】　反應(yīng)前的總質(zhì)量 MN＋MHe＝14.007 53 u＋4.002 6 u＝18.010 13 u 反應(yīng)后總質(zhì)量 MO＋MH＝17.004 54 u＋1.008 15 u＝18.012 69 u 由于MN＋MHe<MO＋MH 即反應(yīng)后總質(zhì)量增加，所以該反應(yīng)吸收能量． 由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2得 ΔE＝(18.012 69－18.010 13)1.660 610－27(3108)2 J≈3.8310－13 J. 【答案】　吸收能量　能量變化3.8310－13 J