1、119.5 核力与结合能基础达标练1(多选)下列说法正确的是( )A中子不带电，故相邻中子间无核力作用B由 E mc2可知：质量和能量可以相互转化C 衰变是由弱相互作用引起的D比结合能越大的原子核越稳定答案 CD解析 质子和中子统称为核子，中子间也有核力作用，A 错误。公式 E mc2指能量与质量存在正比关系，B 错误，C、D 正确。2下列判断中正确的是( )A组成 U 核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用23892B组成 U 核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用23892C组成 U 核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用23892D组成 U 核的质
2、子中任何两个质子之间，除库仑斥力之外还都存在不可忽略的核23892力作用答案 C解析 核力是组成原子核的相邻核子之间存在的特殊的力，它是短程力，超过1.51015 m，核力急剧下降几乎消失，所以并非任何两个核子、质子、中子之间都存在不可忽略的核力作用，故 A、B 错误；库仑力与距离的平方成反比，所以在距离很小的尺度内库仑力不可忽略，故 C 正确；由 A、B 分析可知，D 错误。3下列关于核反应的说法正确的是( )A爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化B由质能方程可知，能量与质量之间存在正比关系，可以用物体的质量作为它所含有的能量的量度C核反应中发现的“质量亏损”是消失
3、的质量转化成的D因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量不守恒答案 B解析 质能方程说明了质量与能量之间具有一定的联系，但不能说物体质量就是能量，在核反应中，能量随着质量亏损释放出来，二者不是互相转化的关系，故 A、C 错误；根据E mc2，可知物体的能量与质量存在正比关系，所以可以将物体的质量作为它所含有的能量的量度，故 B 正确；在核反应中，系统的质量数守恒，总能量也守恒，产生的能量是由反应前后的质量亏损释放出来的，而所谓的质量亏损也是指静质量转化为动质量的部分，故 D 错误。4(多选)对核子结合成原子核的下列说法正确的是( )A原子核内的核子间均存在核力2
4、B原子核内的质子间均存在核力和库仑力C当 n 个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间“势能”一定减小D对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用答案 CD解析 由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知 A、B 错误；当 n 个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于 0.81015 m，核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于 0.81015 m，故 C 正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的核子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力，随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才
5、能维系二者的平衡，故 D 正确。5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 A，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答案 A解析 D、 E 平均核子质量大于 F 平均核子质量， D、 E 结合成 F，出现质量亏损，要释放能量，A 正确，B 错误； C、 B 结合成 A， F、 C 结合成 B 都是质量增加，结合过程要吸收能量，C、D 错误。6一个铍原子核( Be)从最靠近核的 K 层电
6、子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成74一个锂核( Li)，并放出一个不带电的、质量接近零的中微子 e(质量不计)，人们把这种73衰变叫做铍核的 EC 衰变，核反应方程为： Be e Li e。已知一个铍原子质量为74 0 1 73m1，一个锂原子质量为 m2，一个电子质量为 me，光速为 c，则一个铍原子核发生上述核反应释放的能量为( )A( m1 m2)c2 B( m1 me m2)c2C( m1 me m2)c2 D( m2 m1 me)c2答案 A解析 铍原子核的质量为 m14 me，锂原子核的质量为 m23 me，则质量亏损为(m14 me me)( m23 me) m1 m2，故核
7、反应中释放的能量为( m1 m2)c2。A 正确。7一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个 光子，假设 光子携3带所有释放的核能。已知质子、中子、氘核的质量分别为 m1、 m2、 m3，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c。下列说法正确的是( )A核反应方程是 H n H1 10 31B聚变反应中的质量亏损 m m1 m2 m3C辐射出的 光子的能量 E( m3 m1 m2)cD 光子的波长 h m1 m2 m3 c2答案 B解析 根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知该核反应方程为：H n H，故选项 A 错误；聚变过程中辐射出 光子，质量亏损1 10 21 m m1 m2
8、m3，故选项 B 正确；由质能方程知，辐射出的 光子的能量 E( m1 m2 m3)c2，故选项 C 错误；由 E 知， 光子的波长 ，故选项 D 错误。hc h m1 m2 m3 c题组通关练8(1)一个电子(质量为 m、电荷量为 e)和一个正电子(质量为 m、电荷量为 e)，以相等的初动能 Ek相向运动，并撞到一起，发生“湮灭” ，产生两个频率相同的光子，设产生的光子频率为 ，若这两个光子的能量都为 h ，动量分别为 p 和 p，下面关系中正确的是( )A h mc2， p pB h mc2， p p12C h mc2 Ek， p pD h (mc2 Ek)， p p12(2)镭核 Ra
9、发生衰变放出一个粒子变成氡核 Rn。已知镭核 226 质量为 226.0254 22688 22286u，氡核 222 质量为 222.0163 u，放出粒子的质量为 4.0026 u。写出核衰变方程；求镭核衰变放出的能量；若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，求放出粒子的动能。答案 (1)C (2) Ra Rn He 6.055 MeV 5.95 MeV22688 22286 42解析 (1)能量守恒定律和动量守恒定律为普适定律，故以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正负电子总能量为：2 Ek2 mc2，转化为两个光子后，总动量守恒，为零，故p p，且 2Ek2 mc22 h ，即
10、h Ek mc2，C 正确，A、B、D 错误。(2)核衰变方程为 Ra Rn He。22688 22286 42镭核衰变放出的能量为 E m931.5 MeV/u(226.02544.0026222.0163)931.5 MeV6.055 MeV。设镭核衰变前静止，镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得mRnvRn m v 0。4又根据衰变放出的能量转变为氡核和 粒子的动能，则 E mRnv m v 。12 2Rn 12 2联立可得 E E 6.055 MeV5.95 MeV。mRnmRn m 222222 49静止的氮核 N 被速度是 v0的中子 n 击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速
11、147 10度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为 11，动能之比为 14，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为 16。问：甲、乙各是什么核，速度各是多大？写出核反应方程。答案 甲为 C，乙为 H 甲的速度 v 甲 ，乙的速度 v 乙 核反应方程为126 31v024 v06N n C H147 10 126 31解析 设甲、乙两核的质量分别为 m 甲 、 m 乙 ，电荷量分别为 q 甲 、 q 乙 。中子的质量为m0，氮核质量为 14m0。由动量与动能关系 p 和 p 甲 p 乙 ，可得2mEkm 甲 m 乙 Ek 乙 Ek 甲 41。又由 R ，可得 q
12、甲 q 乙 R 乙 R 甲 61。mvBq pBq因为 m 甲 m 乙 15 m0， q 甲 q 乙 7 e，所以 m 甲 12 m0， m 乙 3 m0， q 甲 6 e， q 乙 e，甲为 C，乙为 H。126 31由动量守恒定律，可得 m0v0 m 甲 v 甲 m 乙 v 乙 ，将 m 甲 12 m0， m 乙 3 m0代入，解得 v 甲 ， v 乙 ，v024 v06核反应方程为 N n C H。147 10 126 3110雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子( e)而获得了 2002 年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个储满 615 t 四氯乙烯(C 2Cl4
13、)溶液的巨桶，电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为 e Cl Ar e，已知 Cl 核的质量为 36.95658 u， Ar 核的质量为 36.95691 371 3718 0 1 371 3718u， e 的质量为 0.00055 u,1 u 质量对应的能量为 931.5 MeV。根据以上数据，试计算参0 1与上述反应的电子中微子的最小能量。答案 0.82 MeV解析 在核反应过程中出现了质量盈余，即 m mAr me mCl(36.956910.0005536.95658) u0.00088 u。电子中微子的最小能量为 E m931.5 MeV/u0.00088931.5 MeV0.82 MeV。
