高中物理粤教版5第四章原子核 第四章第四节核力与结合能

第四章原子核第四节核力与结合能A级抓基础1．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：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．答案：D2．(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：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．答案：BC3．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A．1036kg C．1013kg解析：由质能方程ΔE＝Δmc2得：Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(4×1026,（×108）2)kg≈4×109kg，D正确.答案：D4．(多选)对公式ΔE＝Δmc2的理解正确的是()A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少ΔmB．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量D．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm解析：一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，所以选项A、D正确；如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2，所以选项B正确；某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C错误．答案：ABD5．(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE＝Δmc2＝MeV是氘核的结合能．下列说法正确的是()A．用能量小于MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量小于MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零解析：用能量小于结合能的光子照射氘核时，氘核一定不能分解，所以A正确，B错误；用能量大于结合能的光子照射氘核时，氘核可能分解，只要分解，分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了)，所以C错误，D正确．答案：ADB级提能力6．一个电子(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．设产生光子的频率为ν.若这两个光子的能量都为hν，动量分别为p和p′，下面关系正确的是()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：根据能量守恒，两电子的动能和释放的核能完全转化为两光子的能量，则有2hν＝2mc2＋2Ek，可得hν＝mc2＋Ek；又由动量守恒得0＝p＋p′.答案：C7．(多选)爱因斯坦提出了质能方程，揭示了质量与能量的关系，关于质能方程，下列说法正确的是()A．质量和能量可以相互转化B．当物体向外释放能量时，其质量必定减少，且减少的质量Δm与释放的能量ΔE满足ΔE＝Δmc2C．物质的核能可用mc2表示D．mc2是物体能够放出能量的总和解析：E＝mc2式中E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，故C项错误，D正确；ΔE＝Δmc2表示当物体的能量增加或减少ΔE时，其质量相应的增加或减少Δm，故A错误，B正确．答案：BD8．原子质量单位为u，1u相当于MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1kg和m2kg的原子核结合为质量为MA．(M－m1－m2)u·c2B．(m1＋m2－M)u×JC．(m1＋m2－M)c2D．(m1＋m2－M)×eV解析：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MeV的能量计算，即ΔE＝Δm×MeV进行计算，故C正确，A、B、D错误．答案：C9．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳(C)核时，放出MeV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．MeV B．MeVC．MeV D．MeV解析：6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×MeV＝MeV，3个α粒子再结合成一个碳核，放出MeV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MeV＋MeV＝MeV.故选D.答案：D10．原来静止的原子核eq\o\al(a,b)X发生α衰变时，放出α粒子的动能为E0.假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是()\f(E0,c2) \f(E0,（a－4）c2)\f(（a－4）E0,c2) \f(aE0,（a－4）c2)解析：α粒子与新核质量比为eq\f(4,a－4)，衰变过程满足动量守恒，即mαvα＝m新·v新，根据动量和动能的关系p2＝2m·Ek可知，新核动能为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选项正确．答案：D11．三个α粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量为0u，氦原子的质量为6u(1u＝×10－27kg(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MeV?解析：(1)3eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,)