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1、名校名 推荐核力与结合能1.如图所示是原子核的平均核子质量A 与原子序数Z 的关系图象 ,下列说法正确的是()A. 若 D、 E 能结合成 F,结合过程一定要释放能量B.若 D、 E 能结合成 F,结合过程一定要吸收能量C.若 C、 B 能结合成 G,结合过程一定要释放能量D.若 F、 C 能结合成 B,结合过程一定要释放能量解析 :由E=mc2 可知 ,释放能量时生成物比反应物质量小,反之则大。根据图象可知,D、E 结合成 F,核子数不变 ,质量减少 ,释放能量 ,A 选项正确。答案 :A2.当两个中子和两个质子结合成一个粒子时 ,放出 28.30MeV 的能量 ,当三个 粒子结合成一个碳
2、(C) 核时 ,放出 7.26MeV 能量 ,则当 6 个中子和 6 个质子结合成一个碳(C) 核时 ,释放的能量约为 ()A.21.04 MeVB.35.56 MeVC.77.64 MeVD.92.16 MeV解析 :6 个中子和6 个质子可结合成3 个 粒子 ,放出能量328.30MeV = 84.9MeV,3 个 粒子再结合成一个碳核 ,放出 7.26MeV 能量 ,故 6 个中子和6 个质子结合成一个碳核时 ,释放能量为 84.9MeV + 7.26MeV =92.16 MeV 。答案 :D3.核力具有下列哪些性质 ()A. 核力是短程力，作用范围很小，只在相邻核子间发生B.核力可能是
3、引力， 也可能是斥力 .核力把核子紧紧束缚在核内， 形成稳定的原子核， 但又不会融合在一起C.质子间、中子间、质子和中子之间都有核力D.核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，核力比库仑力大得多解析： 核力作用的范围在 10-15m 区域内，只在相邻核子间发生，是短程力，A 对 .当两核子间距离减小时，核力也迅速减小，至一定值时，核力表现为斥力，B 正确 .核力是质子、中子之间的强相互作用力，C、D 对 .答案： ABCD4.关于原子核中质子和中子的比例，下列说法正确的有()A. 原子核中质子和中子的个数一定相等B.稳定的重原子核里，中子数要比质子数多C.原子核大到一定程度时，相距较远的质子间
4、的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了D.质子和中子可以组合成任意稳定的核解析：因为库仑力是长程力，它作用于核内所有质子，而核力只作用于相邻的核子，随着 Z 的增加，为使原子核保持稳定，必须靠中子数的增多来抵消库仑力的作用.因此，随着 Z 的增加，稳定核素的中子数越来越大于质子数.答案： BC某核反应方程为134已知132H + 1 H2 He +X.2 H的质量为 2.013 6 u， H 的质量为 3.018 05.11名校名 推荐u， 42 He 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
5、 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： 根据质量数和电荷数守恒：12 H +13 H 24 He + 10 n，所以 X 为中子 .在该核反应中质量亏损m=(2.016 3 u+3.018 0 u)-(4.002 6 u+1.008 7 u)=0.023 u 0，质量发生亏损， 该反应释放能量，所以B 对 .答案： B6.根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是 E=mc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程 .质子的质量为 mP，中子的质量为 mn，氦核的质量为 m，下列关系式正确的是()PnB.m (2mPnA.m =(2m +2m )+
6、2m )(2mPn)D.以上关系式都不正确C.m+2m解析： 2 11 H +2 10 n 42 He ， 2mp+2mnm ，故 B 正确 .答案： B7.氢核、中子、氘核质量分别为m1、 m2、 m3 ，那么氢核和中子结合为氘核时释放出的能量表达式为 ()A.m3 c2B.(m 1+m 2)c2C.(m3-m1-m2)c2D.(m1+m2 -m3)c2解析： 11 H + 10 n 12 H ，E=(m1+m2-m3)c2，故 D 项正确 .答案： D8.原子质量单位为u，1 u 相当于 931.5 MeV 的能量，真空中光速为 c，当质量分别为 m1kg 和 m2 kg 的原子核结合成质
7、量为M kg 的原子核时，释放出的能量是()2A.( M m1 m2)u cJ1 m2 M)u 931.5 JB.(mC.(m1 m2 M)c2JD.(m1 m2M) 931.5 eV解析： 应用E mc2 求核能时，一是要先求出质量亏损m m1 m2 M ，二是要统一单位。在该题中，释放的核能是(m1m2 M)c2J， C 项正确。答案： C9( 多选 )关于核力，下列说法中正确的是 ()A原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用B核力既可能是引力，又可能是斥力C核力对核子做正功，原子核要释放核能D原子核内相距较远的两个核子间没有核力作用，但一定有库仑力作用【解析】核力表现为引力时
8、随核子间距离的增大而减小，表现为斥力时使核子不会融合在一起，故 B 正确；核力是短程力，只有在2.0 1015 m 左右的范围内起作用，故 A正确；核子结合成原子核时，核力对核子做正功，原子核释放一定的能量，故C 正确；原子核内两核子相距较远时没有核力作用，核内质子与中子间不会有库仑力作用，D 错误【答案】ABC10下列关于平均结合能的说法正确的是()2名校名 推荐A核子数越多，平均结合能越大B核子数越多，平均结合能越小C结合能越大，平均结合能越大D平均结合能越大，原子核越稳定【解析】中等质量核的平均结合能比轻核和重核的平均结合能都大，故A、 B、C 均不正确平均结合能越大， 表示原子核中核子
9、结合得越牢固，原子核越稳定， 故 D 正确【答案】D11 (多选 ) 关于爱因斯坦质能方程，下列说法正确的是()A E mc2 中的 E 是物体以光速 c 运动的动能BE mc2 是物体各种形式能的总和C由 E mc2 知，在核反应中亏损的质量m 转化成能量E 放出D由 E mc2 知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量被放出的能量带走【解析】爱因斯坦的质能方程E mc2 表明，物体的质量与其他各种形式的能量之间的关系，故 A 错误， B 正确 E mc2 表明，在核反应中亏损的质量m 将产生 Emc2 的能量，只是以另一种形态的质量(动质量 )释放出来，与这部分质量m 相对应的能量为mc2，
10、而绝不是质量转化为能量了，故C 错误， D 正确【答案】BD12一个锂核 (73 Li) 受到一个质子的轰击， 变成两个 粒子已知质子的质量是1.673 610 27 27kg，氦核的质量是 27kg，锂核的质量是 11.650 5106.646 610 kg.(1)写出上述核反应的方程；(2)计算上述核反应释放出的能量(保留 3 位有效数字 )【解析】(1)由质量数和电荷数守恒可得37Li 11H224He.(2)核反应的质量亏损m mLi mp 2m (11.650 5 10271.673 6 10 27 26.646 6 1027) kg3.09 10 29 kg.释放的能量29(3 1
11、08)2 J2.78 1012J.E mc23.09 10【答案】(1)37Li 11H224He(2)2.7810 12 J13三个 粒子结合成一个碳 126C，已知碳原子的质量为12.000 0 u，氦原子的质量为 4.0026 u (1 u1.66 10 27 kg) 【导学号： 64772051】(1)写出核反应的方程；(2)这个核反应放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?【解析】(1)34He 12CE26(2)m 3 4.002 6 u12.000 0 u 0.007 8 u27 29m 0.007 8 1.66 10 kg 1.294 810kgE mc21.16510
12、 12 J.1.165 10 12619 eV 7.2810eV 7.28 MeV.(3) E 1.6 10【答案】412(1)32He6C E 12(3)7.28 MeV(2)1.165 10 J14已知氚核的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u中子的质量是1.008 665 u，求核子结合成氚核时释放的能量。解析： 质子和两个中子结合成氚核时的核反应方程为：11 H201 n31H一个质子和两个中子结合成氚核时的质量亏损为3名校名 推荐m (1.007 27721.008 665) 3.016 050u根据Emc2(1)若取 1 u 1.66 10 27 kg，
13、则E0.008 557 1.66 1027(3.0 108)2 J 1.28 10 12 J。(2)若取 1 u 931 MeV ，则E0.008 557 931 MeV 7.97 MeV 。12答案： 1.28 10J 或 7.97 MeV15 三个 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4.0026u。(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)这个能量合多少兆电子伏？解析： (1) 324 He126C 。(2) m 34.002 6 u12.000 0 u0.007 8 u， m 0.007 81.66 1027 kg1.29
14、4 81029 kg ， E mc21.165 10 12 J。(3) E1.165 10 12 eV7.28 10 6 eV 7.28MeV 。1.610 19答案： (1)324 He126 C (2)1.16512 J(3)7.28 MeV1016 两个动能均为1 MeV 的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：21 H21H 13H 11H ，已知：氘核的质量为2.013 6 u，氚核的质量为 3.015 6 u，氢核的质量为1.007 3 u， 1 原子质量单位 (u)相当于 931.5 MeV 。试求：(1)此核反应中放出的能量E 为多少 MeV ？(2) 若放出的能量全部变为新生核的动
15、能，则新生的氢核所具有的动能为多少MeV ？解析： (1)Emc2 (2 2.013 6 u 3.015 6 u 1.007 3 u) (3108)2 4.005 MeV(2)相互作用过程中动量守恒p1 p2m1v12p12Ek122m1m2v22p22Ek 222m2由能量守恒得2EkE Ek1 Ek2Ek2 4.5 MeV答案： (1)4.005 MeV(2)4.5 MeV17.用中子轰击Li 发生核反应 ,生成H 和 粒子 ,并放出 4.8 MeV 的能量 (1 u 相当于 931.5MeV) 。(1)写出核反应方程。4名校名 推荐(2)求出质量亏损。(3)若 n 和 Li 是以等值反向的动量相碰,则生成的H 和 粒子的动能之比是多少 ?解析 :(1)LiHe。(2)根据质能方程E= mc2 得m=u0.005 2 u。(3) n 与 Li 以等值反向的动量相碰 ,则初动量 p=0。根据动量守恒 ,则碰后 H 与 粒子的合动量也为0,设H 质量为m1、速度为v1, 粒子质量为m2 、速度为v2,得0=m 1v1 +m 2v2 因为 Ek=由得 Ek1 Ek2=得。答案 :(1) LiHe(2)0.0052u(3)4 35