高中物理 第十九章 原子核 第5节 核力与结合能课下作业

1、学必求其心得，业必贵于专精第5节 核力与结合能1科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用，我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于()a引力相互作用b电磁相互作用c强相互作用和弱相互作用的共同作用d四种基本相互作用的共同作用解析:分子力作用范围约在1010 m数量级上,强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在1015 m和1018 m之内，在这个距离上分子力不存在。在这个范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用.故正确答案为b.答案：b2核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随

2、着巨大的能量变化,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核子间存在强大的核力d核子间存在着复杂磁力解析：核反应中核能的变化是因为核子间存在着特别强大的核力，不是因为万有引力，也不是因为库仑力或磁场力，这些力与核力相比都很小，故仅c正确。答案：c3关于质能方程，下列说法正确的是（)a质量减少，能量就会增加，在一定条件下,质量可以转化为能量b物体获得一定的能量，它的质量也相应增加c某一定量的质量总是与一定量的能量相联系d物体一定有质量，但不一定有能量,所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系解析：质量亏损说明亏损的质量以另外一种

3、物质形式存在,故a错；质能方程emc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时,它的质量也相应增加一定值，并可根据emc2进行计算，故b、c正确。答案：bc4如图1所示是描述原子核核子的平均质量与原子序数z的关系曲线,由图可知下列说法正确的是(） a将原子核a分解为原子核b、c可能吸收能量 图1b将原子核d、e结合成原子核f可能吸收能量c将原子核a分解为原子核b、f一定释放能量d将原子核f、c结合成原子核b一定释放能量解析：因b、c核子平均质量小于a的核子平均质量，故a分解为b、c时,出现质量亏损，放出核能，故a错;同理可得b、d错，c正确。答案：

4、c5中子n、质子p、氘核d的质量分别为mn、mp、md。现用光子能量为e的射线照射静止的氘核使之分解,核反应方程dpn.若分解后中子、质子的动能可视为相等，且能量都以动能的形式存在，则中子的动能是（）a.b。c. d.解析：核反应因质量亏损释放的核能为e（mdmpmn）c2，再加上原光子的能量也转化成动能,又两个粒子动能相等,所以有ek，选项c正确。答案：c6已知氮核的质量为14。007 53 u，氧核的质量为17.004 54 u，氦核的质量为4.003 87 u,质子的质量为1.008 15 u，则核反应nheoh是_（填“释能”或“吸能）反应,能量变化了_ mev（1 u931。5 me

5、v）。解析：反应前总质量mnmhe18.011 40 u反应后总质量momh18.012 69 u质量增加，为吸能反应，所吸收的能量为emc2（18.012 6918.011 40）931.5 mev1。2 mev.答案：吸能1。27已知氘核的质量md3.344 61027 kg，如果用光子照射氘核使其分为一个质子和中子,质子质量mp1。672 61027 kg，中子质量mn1.674 91027 kg，则入射光子的频率为_hz。解析:氘核分为质子和中子，增加的质量mmpmnmd(1。672 61。674 93.344 6）1027 kg0.002 91027 kg吸收光子能量emc20.00

6、2 91027（3108）2 j2。611013 j由公式eh知,入射光子的频率 hz3。941020 hz。答案:3.9410208“原子质量单位是原子物理中常用的一个特殊单位，符号为u,1 u1。660 61027 kg.已知12c原子的质量是12。000 000 u，一个12c原子可以看做是由6个氢原子(每个氢原子的质量是1.007 825 u)和6个中子组成(每个中子的质量是1。008 665 u),则c原子核的结合能为_ j(保留三位有效数字)。解析：在计算碳核的质量亏损时,因为与电子的能量有关的部分在相减过程中能消去.6个中子的总质量6mn61。008 665 u6.051 990

7、 u6个氢原子的总质量6mh61。007 825 u6.046 950 u中子和氢原子的质量和6mn6mh12。098 940 u12c原子核的质量mc12。000 000 u质量亏损m6mn6mhmc0。098 940 u1.6431028 kg12c原子核的结合能emc21。6431028（3108)2 j1。481011 j答案:1。4810119已知po原子核的质量为209.982 87 u，pb原子核的质量为205。974 46 u，he原子核的质量为4。002 60 u,静止的核在衰变中放出粒子后变成pb,求:(1）在衰变过程中释放的能量.（2)粒子从po核中射出时的动能。(3)反冲核的动能（已知1 u相当于931.5 mev,且核反应释放的能量只转化为动能）。解析：（1)衰变方程popbhe。衰变过程中质量亏损为：m209.982 87 u205.974 46 u4.002 60 u0.005 81 u。释放的能量为：emc2m931.5mev0。005 81931。5 mev5。412 mev。(2)由衰变前后动量守恒，得pppb0.则故4ek206ekpb又因核反应释放的能量只转化为两者的动能，故:ekekpbe5.412 mev由得粒子从钋核中射出时的动能ek5。309 mev(3）反冲核的动能ekpb0.103 mev。