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.doc
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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.doc
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