2019-2020年高中物理 19.5核力与结合能课时训练(含解析)新人教版选修3-5

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1、2019-2020年高中物理19.5核力与结合能课时训练(含解析)新人教版选修3-5一、选择题1.(xx·湛江高二检测)氦原子核由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力,则三种力从大到小的顺序是 (  )A.核力、万有引力、库仑力B.万有引力、库仑力、核力C.库仑力、核力、万有引力D.核力、库仑力、万有引力【解析】选D。核力是核子之间的一种强相互作用,其相互作用力巨大,远超过两个质子之间的库仑力,两质子之间的万有引力远小于库仑力,故选项D正确。2.(xx·佛山高二检测)某核反应方程为HHHe+X。已知H的质量为2.0136uH的质量为3.0180uHe

2、的质量为4.0026u,X的质量为1.0087u,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】选B。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HHHeX,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。【互动探究】这个核反应释放或吸收的能量是多少?【解析】

3、发生的质量亏损是Δm=5.0316u-5.0113u=0.0203u,再有ΔE=Δmc2=0.0203×931.5MeV=18.91MeV答案:18.91MeV3.(多选)一个质子和一个中子结合成氘核时,产生γ光子,由此可见 (  )A.氘核的质量等于质子和中子的质量之和B.氘核的质量小于质子和中子的质量之和C.核子结合成原子核时会释放核能D.原子核分解成核子时会释放核能【解析】选B、C。由于结合时产生γ光子,即产生能量,故反应中有质量亏损,B对,A错;质子和中子统称核子,该反应为核子结合成原子核的反应,故C对,D错。4.核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的能量变

4、化,这是因为 (  )A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力C.核子间存在着强大的核力D.核子间存在着复杂磁力【解析】选C。核子之间存在核力作用,核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都有核力作用,故伴随着巨大的能量变化,故选C。5.(xx·淮安高二检测)对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,下列说法中不正确的是 (  )A.E=mc2表明物体具有的总能量与其质量成正比B.根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的结合能C.一个中子和一个质子结合成氘核时,释放出能量,表明此过程中出现了质量亏损D.E=mc2中的E是发生核反

5、应中释放的能量【解析】选D。公式E=mc2中的E表示物体具有的总能量,m表示物体的质量,故选项A正确;ΔE=Δmc2表示的意义则是当物体的质量变化Δm时,它的能量就会相应的变化ΔE,故选项B正确;只有出现质量亏损时,才能释放核能,故选项C正确;公式E=mc2中,E是质量为m的物体所具有的能量,并非核反应中释放的能量,故选项D错误。6.原子质量单位为u,1u相当于931.5MeV的能量,真空中光速为c,当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是 (  )A.(M-m1-m2)u·c2B.(m1+m2-M)u×931.5JC.(m1+m2-M)c2D.(m1

6、+m2-M)×931.5eV【解题指南】解答本题要清楚以下两点:(1)当质量单位为kg时,释放的能量ΔE=Δmc2,当质量单位为u时,释放的能量ΔE=Δm×931.5MeV。(2)质量亏损等于反应前的质量减反应后的质量。【解析】选C。在核能计算时,如果质量的单位是kg,则用ΔE=Δmc2进行计算,如果质量的单位是u,则利用1u相当于931.5MeV的能量计算,即ΔE=Δm×931.5MeV进行计算,故C正确,A、B、D错。7.(xx·济宁高二检测)当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时,放出28.30MeV的能量,当三个α粒子结合成一个碳核时,放出7.26MeV的能量,则当6个中

7、子和6个质子结合成一个碳核时,释放的能量为 (  )A.21.04MeVB.35.56MeVC.92.16MeVD.77.64MeV【易错提醒】解答本题的两个易错点:(1)没有理解好结合能的概念,而直接将题目中两个数据相减,错选答案A。(2)没有理解好结合能的概念,而直接将题目中两个数据加起来,错选答案B。【解析】选C。设中子的质量为mn,质子的质量为mp,α粒子的质量为mα,碳原子核的质量为mC。根据质能方程:ΔE1=28.30MeV=[2(mn+mp)-mα]c2ΔE2=7.

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