高中物理粵教版5第四章原子核 第四章第四節(jié)核力與結(jié)合能

第四章原子核第四節(jié)核力與結(jié)合能A級(jí)抓基礎(chǔ)1．氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成，這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫(kù)侖力和核力，則三種力從大到小的順序是()A．核力、萬有引力、庫(kù)侖力B．萬有引力、庫(kù)侖力、核力C．庫(kù)侖力、核力、萬有引力D．核力、庫(kù)侖力、萬有引力解析：核力是核子之間的一種強(qiáng)相互作用，其相互作用力巨大，遠(yuǎn)超過兩個(gè)質(zhì)子之間的庫(kù)侖力，兩質(zhì)子之間的萬有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力，故選項(xiàng)D正確．答案：D2．(多選)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，產(chǎn)生γ光子，由此可見()A．氘核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和B．氘核的質(zhì)量小于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和C．核子結(jié)合成原子核時(shí)會(huì)釋放核能D．原子核分解成核子時(shí)會(huì)釋放核能解析：由于結(jié)合時(shí)產(chǎn)生γ光子，即產(chǎn)生能量，故反應(yīng)中有質(zhì)量虧損，B對(duì)，A錯(cuò)；質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，該反應(yīng)為核子結(jié)合成原子核的反應(yīng)，故C對(duì)，D錯(cuò)．答案：BC3．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4×1026J，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．1036kg C．1013kg解析：由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2得：Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(4×1026,（×108）2)kg≈4×109kg，D正確.答案：D4．(多選)對(duì)公式ΔE＝Δmc2的理解正確的是()A．如果物體的能量減少了ΔE，它的質(zhì)量也一定相應(yīng)減少ΔmB．如果物體的質(zhì)量增加了Δm，它的能量也一定相應(yīng)增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰變過程中增加的質(zhì)量D．在把核子結(jié)合成原子核時(shí)，若放出的能量是ΔE，則這些核子與組成的原子核的質(zhì)量之差就是Δm解析：一定質(zhì)量對(duì)應(yīng)于一定的能量，物體的能量減少了ΔE，它的質(zhì)量也一定相應(yīng)減少Δm，即發(fā)生質(zhì)量虧損，所以選項(xiàng)A、D正確；如果物體的質(zhì)量增加了Δm，它的能量也一定相應(yīng)增加Δmc2，所以選項(xiàng)B正確；某原子核在衰變時(shí)，一定發(fā)生質(zhì)量虧損，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．答案：ABD5．(多選)中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為Δm，相應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2＝MeV是氘核的結(jié)合能．下列說法正確的是()A．用能量小于MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子B．用能量小于MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零C．用能量大于MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零D．用能量大于MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和不為零解析：用能量小于結(jié)合能的光子照射氘核時(shí)，氘核一定不能分解，所以A正確，B錯(cuò)誤；用能量大于結(jié)合能的光子照射氘核時(shí)，氘核可能分解，只要分解，分解出的質(zhì)子和中子動(dòng)能之和一定不為零(若動(dòng)能之和為零就分不開了)，所以C錯(cuò)誤，D正確．答案：ADB級(jí)提能力6．一個(gè)電子(質(zhì)量為m、電荷量為－e)和一個(gè)正電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)，以相等的初動(dòng)能Ek相向運(yùn)動(dòng)，并撞到一起發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的光子．設(shè)產(chǎn)生光子的頻率為ν.若這兩個(gè)光子的能量都為hν，動(dòng)量分別為p和p′，下面關(guān)系正確的是()A．hν＝mc2，p＝p′B．hν＝mc2，p＝－p′C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′D．hν＝2(mc2＋Ek)，p＝－p′解析：根據(jù)能量守恒，兩電子的動(dòng)能和釋放的核能完全轉(zhuǎn)化為兩光子的能量，則有2hν＝2mc2＋2Ek，可得hν＝mc2＋Ek；又由動(dòng)量守恒得0＝p＋p′.答案：C7．(多選)愛因斯坦提出了質(zhì)能方程，揭示了質(zhì)量與能量的關(guān)系，關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法正確的是()A．質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化B．當(dāng)物體向外釋放能量時(shí)，其質(zhì)量必定減少，且減少的質(zhì)量Δm與釋放的能量ΔE滿足ΔE＝Δmc2C．物質(zhì)的核能可用mc2表示D．mc2是物體能夠放出能量的總和解析：E＝mc2式中E表示物體具有的總能量，m表示物體的質(zhì)量，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D正確；ΔE＝Δmc2表示當(dāng)物體的能量增加或減少ΔE時(shí)，其質(zhì)量相應(yīng)的增加或減少Δm，故A錯(cuò)誤，B正確．答案：BD8．原子質(zhì)量單位為u，1u相當(dāng)于MeV的能量，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)量分別為m1kg和m2kg的原子核結(jié)合為質(zhì)量為MA．(M－m1－m2)u·c2B．(m1＋m2－M)u×JC．(m1＋m2－M)c2D．(m1＋m2－M)×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1u相當(dāng)于MeV的能量計(jì)算，即ΔE＝Δm×MeV進(jìn)行計(jì)算，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C9．當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)α粒子時(shí)，放出MeV的能量，當(dāng)三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳(C)核時(shí)，放出MeV能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳(C)核時(shí)，釋放的能量約為()A．MeV B．MeVC．MeV D．MeV解析：6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子可結(jié)合成3個(gè)α粒子，放出能量3×MeV＝MeV，3個(gè)α粒子再結(jié)合成一個(gè)碳核，放出MeV能量，故6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放能量為MeV＋MeV＝MeV.故選D.答案：D10．原來靜止的原子核eq\o\al(a,b)X發(fā)生α衰變時(shí)，放出α粒子的動(dòng)能為E0.假設(shè)衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能的形式釋放出來，則在此衰變過程中的質(zhì)量虧損是()\f(E0,c2) \f(E0,（a－4）c2)\f(（a－4）E0,c2) \f(aE0,（a－4）c2)解析：α粒子與新核質(zhì)量比為eq\f(4,a－4)，衰變過程滿足動(dòng)量守恒，即mαvα＝m新·v新，根據(jù)動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系p2＝2m·Ek可知，新核動(dòng)能為eq\f(4,a－4)E0.由ΔE＝Δmc2，得Δm＝eq\f(E0＋\f(4,a－4)E0,c2)＝eq\f(aE0,（a－4）c2)，故D選項(xiàng)正確．答案：D11．三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳12，已知碳原子的質(zhì)量為0u，氦原子的質(zhì)量為6u(1u＝×10－27kg(1)寫出核反應(yīng)方程．(2)這個(gè)核反應(yīng)放出的能量是多少焦耳？(3)這個(gè)能量合多少M(fèi)eV?解析：(1)3eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,)