2024-2025学年高中物理课时分层作业15核力与结合能含解析新人教版选修3-5

PAGE3-课时分层作业(十五)(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．(多选)关于核力，下列说法中正确的是()A．核力是一种特别的万有引力，存在于原子核内全部的核子间B．原子核内只有相邻的两个核子间才有核力作用C．核力是原子核能稳定存在而不“分崩离析”的缘由D．核力是一种短程强相互作用力，其作用的范围仅在1.5×10－15m内[解析]核力是仅存在于相邻核子间的短程强相互作用力，而万有引力在任何有质量的物体间都存在，且远小于核力，A错，B、D对；因为有了强大的核力平衡了原子核内质子间的库仑力，才使原子核稳定存在，C对．[答案]BCD2．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断削减．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，依据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟削减的质量最接近()A．1036kg B．1018kgC．1013kg D．109kg[解析]依据爱因斯坦的质能方程得：Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(4×1026,9×1016)kg≈4.4×109kg，D正确．[答案]D3．(多选)关于质能方程，下列说法正确的是()A．质量削减，能量就会增加，在肯定条件下质量转化为能量B．物体获得肯定的能量，它的质量也相应增加肯定值C．物体肯定有质量，但不肯定有能量，所以质能方程仅是某种特别条件下的数量关系D．肯定量的质量总是与肯定量的能量相联系的[解析]质能方程E＝mc2表明肯定量的质量与肯定量的能量是相联系的，是普遍适用的，但不能认为在肯定条件下质量转化为能量，选项A、C错误，选项D正确；当物体获得肯定的能量，即能量增加某肯定值时，它的质量也相应增加肯定值，并可依据ΔE＝Δmc2进行计算，选项B正确．[答案]BD4．(多选)下列说法中，正确的是()A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所隐藏的能量的量度C．核反应中发觉的“质量亏损”是由静止质量变成运动质量D．因为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，系统的总能量和总质量并不守恒[解析]E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确；核反应中的“质量亏损”并不是质量消逝，事实上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，故C项正确；在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，故D错误．[答案]BC5．(多选)如图是各种元素的原子核中核子的平均质量与原子序数Z的关系图象，由此可知()A．若原子核D和E结合成原子核F，结合过程肯定会释放能量B．若原子核D和E结合成原子核F，结合过程肯定要汲取能量C．若原子核A分裂成原子核B和C，分裂过程肯定会释放能量D．若原子核A分裂成原子核B和C，分裂过程肯定要汲取能量[解析]D和E结合成F，有质量亏损，依据爱因斯坦质能方程可知，有能量释放，故A正确，B错误；若A分裂成B和C，也有质量亏损，依据爱因斯坦质能方程可知，有能量释放，故C正确，D错误．[答案]AC6．太阳内部持续不断地发生着4个质子(eq\o\al(1,1)H)聚变为1个氦核(eq\o\al(4,2)He)的热核反应，核反应方程是4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2X，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是()A．方程中的X表示中子(eq\o\al(1,0)n)B．方程中的X表示电子(eq\o\al(0,－1)e)C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2[解析]由核反应质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为eq\o\al(0,1)e，A、B错；质量亏损为Δm＝4m1－m2－2m3，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，C错，D对．故选D.[答案]D二、非选择题(14分)7．一个静止的铀核eq\o\al(232,92)U(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核eq\o\al(228,90)Th(原子质量为228.0287u)．(已知原子质量单位1u＝1.67×10－27kg,1u相当于931.5MeV的能量，结果均保留两位有效数字)(1)写出铀核的衰变方程；(2)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？[解析](1)eq\o\al(232,92)U→eq\o\al(228,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.(2)质量亏损Δm＝mU－mα－mTh＝0.0059uΔE＝Δmc2＝0.0059×931.5MeV≈5.5MeV.(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即pTh＋(－pα)＝0，pTh＝pαEkTh＝eq\f(p\o\al(2,Th),2mTh)，Ekα＝eq\f(p\o\al(2,α),2mα)，EkTh＋Ekα＝ΔE所以α粒子获得的动能Ekα＝eq\f(mTh,mα＋mTh)·Δ