高中物理人教版5第十九章原子核第19章5

第十九章51．在下述几种情况中，能释放原子核能的是()A．由核子组成原子核B．由质量小的原子核组成质量较大的原子核C．核反应中产生质量亏损时D．由重核裂变成质量较小的中等核解析：任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和，由爱因斯坦质能方程，只要在反应过程中有质量亏损，就有能量释放出来．故A、C、D正确，B错．答案：ACD2．对结合能、比结合能的认识，下列正确的是()A．一切原子核均具有结合能B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定D．比结合能越大的原子核越稳定解析：由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量．反之，将原子核分开变为自由核子它需要赋予相应的能量，该能量即为结合能，故A正确，B错误；对核子较多的原子核的结合能越大，但它的比结合能不一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C错误，D正确．答案：AD3．一种元素和各种同位素间质量数A与中子数N的关系若用A－N函数图象表示，如图所示，其中正确的是()解析：由于同位素的质子数相等，而质量数随中子数的增加而增加，且有A＝P＋N，即A与N成一次函数关系．故正确答案为C．答案：C4．关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是()A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能B．E＝mc2是物体各种形式能的总和C．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走解析：E＝mc2表示物体的质量m与其能量E之间的对应关系，故选项A错误；E＝mc2中的E是指物体各种形式的能的总和，选项B正确；ΔE＝Δmc2表明，在核反应中，质量亏损Δm将以能量ΔE的形式被释放出去，故选项C错误，D正确．答案：BD5．一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，以下说法中正确的是()A．反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B．反应前后的质量数不变，因而质量不变C．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度D．因存在质量亏损Δm，所以“物质不灭”的说法不正确解析：核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放．故正确答案为A、C．答案：AC6．已知氘核的平均结合能为1．1MeV，氦核的平均结合能为7．1MeV，则两个氘核结合成一个氦核时()A．释放出4．9MeV的能量 B．释放出6．0MeV的能量C．释放出24．0MeV的能量 D．吸收4．9MeV的能量解析：依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的方程式为eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He，因氘核的平均结合能为1．1MeV，氦核的平均结合能为7．1MeV，故结合前氘核的能量为E1＝2×1．1MeV，结合后氦核的能量E2＝4×7．1MeV，于是吸收的能量为ΔE＝2E1－E2＝－24．0MeV，式中负号表示释放核能，故选C．答案：C7．在某些恒星内，3个α粒子结合成1个eq\o\al(12,)6C核，eq\o\al(12,)6C原子的质量是12．0000u，eq\o\al(4,2)He原子的质量为4．0026u．已知1u＝1．66×10－27kg，则()A．反应过程中的质量亏损是0．0078uB．反应过程中的质量亏损是1．29×10－29C．反应过程中释放的能量是7．27MeVD．反应过程中释放的能量是1．16×10－19J解析：由题意可得核反应方程为3eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,)6C＋ΔE，则核反应中的质量亏损为Δm＝(3×4．0026－12．0000)u＝0．0078×1．66×10－27kg＝1．29×10－29kg，由质能方程得ΔE＝Δmc2＝1．29×10－29×(3×108)2J＝1．161×10－12J＝7．26MeV．故正确答案为A、B、C．答案：ABC8．一个铀核衰变为钍时释放一个α粒子，已知铀核的质量是3．853131×10－25kg，钍核的质量为3．786567×10－25kg，α粒子的质量为6．64672×10－27kg，解析：Δm＝m铀－m钍－mα，ΔE＝Δmc2得：ΔE＝(m铀－m钍－mα)c2＝(3．853131×10－25－3．786567×10－25－6．64672×10－27)×(3．0×108)2J＝8．7×10－13J．答案：8．7×10－119．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解析：由A－Z图象看出，D、E的平均核子质量均大于F的平均核子质量，因此，D、E结合成F时，要释放能量，选项A正确、B错误；C、B的平均核子质量均小于A的平均核子质量，因此，C、B结合成A时要吸收能量，选项C错误；F、C的平均核子质量均小于B的平均核子质量，因此，F、C结合成B时要吸收能量，选项D错误．答案：A10．静止的氡核eq\o\al(222,)86Rn放出α粒子后变成钋核eq\o\al(218,)84Po，α粒子动能为Eα．若衰变放出的能量全部变为钋核和α粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为()A．eq\f(4,218)·eq\f(Eα,c2) B．0C．eq\f(222,218)·eq\f(Eα,c2) D．eq\f(218,222)·eq\f(Eα,c2)解析：由于动量守恒，钋核和α粒子的动量大小相等，由Ek＝eq\f(p2,2m)∝eq\f(1,m)，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是eq\f(222,218)Eα，由质能方程得质量亏损是eq\f(222,218)·eq\f(Eα,c2)．答案：C11．中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、mD．(质量的单位均为：kg．)现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D→p＋n．若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是()A．eq\f(1,2)[(mD－mp－mn)c2－E] B．eq\f(1,2)[(mD＋mn－mp)c2＋E]C．eq\f(1,2)[(mD－mp－mn)c2＋E] D．eq\f(1,2)[(mD＋mn－mp)c2－E]解析：因为轻核聚变时放出能量，质量亏损，所以氘核分解为核子时，要吸收能量，质量增加，本题核反应过程中γ射线能量E对应质量的增加和中子与质子动能的产生，即E＝Δmc2＋2Ek＝(mp＋mn－mD)c2＋2Ek得Ek＝eq\f(1,2)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(E－mp＋mn－mDc2))＝eq\f(1,2)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(mD－mp－mnc2＋E))，故选C．答案：C12．一个静止的钚核eq\o\al(239,)94Pu自发衰变成一个铀核eq\o\al(235,)92U和另一个原子核X，并释放出一定的能量．其核衰变方程为：eq\o\al(239,)94Pu→eq\o\al(235,92)U＋X．(1)方程中的“X”核符号为________；(2)钚核的质量为239．0522u，铀核的质量为235．0439u，X核的质量为4．0026u，已知1u相当于931MeV，则该衰变过程放出的能量是________MeV；(3)假设钚核衰变释放的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是________．解析：(1)根据质量数、电荷数守恒，得X核的质量数为239－235＝4，核电核数为94－92＝2，故“X”核为氦核，符号为eq\o\al(4,2)He．(2)钚核衰变过程中的质量亏损Δm＝239．0522u－235．0439u－4．0026u＝0．0057u，根据爱因斯坦