高中物理 第19章 5-6核力与结合能课后巩固练习 新人教版选修3-5.doc

1、优质文档优质文档5 核力与结合能6 重核的裂变一、单项选择题1为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将 2005 年定为“国际物理年” ，对于爱因斯坦提出的质能方程 E mc2，下列说法不正确的是( D )A E mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B根据 E mc2可以计算核反应中释放的核能C一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程出现了质量亏损D E mc2中的 E 是发生核反应中释放的核能解析： E mc2中 E 是物体中所蕴含的总能量2关于核力的说法正确的是( C )A核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B核力就是电磁力C核力是短程力，作用范围在 1.51015

2、m 之内D核力与电荷有关解析：核力是强相互作用的一种表现，它既不同于引力也不同于电磁力，它与电荷无关3原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等在下列核反应中，属于核裂变的链式反应的是( D )A. B n Li He105 1073 42B. U Th He23892 23490 42C. N He O H147 42 178 1D. U n Ba Kr3 n23592 10 14156 9236 10解析：链式反应是由一个中子引起裂变，裂变后放出 23 个中子使反应一代接一代继续下去的过程只有 D 选项符合链式反应的特点4铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( C )A铀

3、块的质量是重要因素，与体积无关B为了使铀 235 裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子C若铀 235 的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关解析：要发生链式反应必须使铀块体积(或质量)大于临界体积或临界质量，故 C 对，A、D 错；铀 235 俘获慢中子发生裂变的概率大，俘获快中子的概率小，故 B 错二、双项选择题5关于核力，下列说法中正确的是( CD )A核力是一种特殊的万有引力B原子核内任意两个核子间都有核力作用C核力是原子稳定存在的原因D作用范围大于 0.81015 m 时核力表现为引力解析：核力属于强相互作用，万有引力属

4、于引力相互作用，它们属于不同范畴，故 A错；核力只发生在邻近核子之间，故 B 错6一个质子和一个中子结合氘核时，产生 光子，由此可见( BC )A氘核的质量等于质子和中子的质量之和优质文档优质文档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 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7关于铀核的裂变，下列说法正确的是( BC )A铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两块B铀核裂变时能同时释放 23 个中子C为了使裂变的链式反应容易进行，最

5、好用浓缩铀 235D铀块的体积对产生链式反应无影响解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，故 A 错误，B 正确；铀 235 受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀 238 裂变的几率小，故 C 正确；要引起链式反应，须使铀块体积超过临界体积，故 D 错误8当一个重核裂变时，它所产生的两个核( BD )A含有的质子数较裂变前重核的质子数少B含有的中子数较裂变前重核的中子数少C裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D可能是多种形式的两个核的组合解析：由于在裂变反应中吸收一个中子而释放出几个中子，质子数没

6、有发生变化，而两个新核的中子数减少，故 A 错 B 对；反应前后质量发生了亏损而释放能量，并不等于俘获中子的能量，在裂变反应中，产物不是唯一的，故 C 错 D 对9为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在核电中长期发展规划中，要求 2020 年核电运行装机总容量达到 4000 万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是( AC )A核能发电对环境的污染比火力发电要小B核能发电对环境的污染比火力发电要大C所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能D核电站中既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能解析：目前核电站

7、都是用核裂变释放能源的，它的原料是铀，在不发生核泄漏的情况下，核能属于比较清洁的能源三、非选择题10一个铀核衰变为钍核时释放出一个 粒子，已知铀核的质量为 3.853 1311025 kg，钍核质量为 3.786 5671025 kg， 粒子的质量为 6.646 721027 kg，求在这个衰变过程中释放出来的能量(保留两位数字)解：衰变过程中的质量亏损 m3.853 13110 25 3.786 56710 25 6.646 7210 27 kg9.710 30 kg根据质能方程 E mc29.710 30 (3.0108)2 J8.710 13 J即衰变过程中释放的能量为 8.71013

8、J.11在真空中，原来静止的原子核 X 在进行 衰变时，放出 粒子的动能为 E0.假ab设衰变后产生的新核用字母 Y 表示，衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，真空中的光速为 c，原子核的质量之比等于质量数之比，原子核的重力不计(1)写出衰变的核反应方程；(2)求衰变过程中总的质量亏损解：(1)衰变遵守电荷数守恒定律和质量数守恒定律，可得衰变的核反应方程： XabY Hea 4b 2 42(2)根据动量守恒定律，反冲核 Y 的动量与 粒子的动量大小相等根据公式 Ek 可知，反冲核 Y 的动能为：p22m优质文档优质文档Ek1 E04a 4衰变时释放出的总能量为： Ek E0 Ek1 E0a

9、a 4根据爱因斯坦的质能方程： Ek mc2此衰变过程中总的质量亏损是： maE0 a 4 c212静止的氡核 Rn 放出 粒子后变成钋核 Po， 粒子动能为 E .若衰变放出22286 21884的能量全部变为反冲核和 粒子的动能，真空中的光速为 c，则该反应中的质量亏损为( D )A. B04218 Ec2C. D. 222218 Ec2 218222 Ec2解析：由于动量守恒，反冲核和 粒子的动量大小相等，由 Ek ，它们的动能p22m 1m之比为 4218，因此衰变释放的总能量是 E ，由质能方程得质量亏损是 .222218 222218 Ec213(双选)下面是铀核裂变反应中的一个核

10、反应方程式：U n Xe Sr10 n，已知铀 235 的质量为 235.043 9 u，中子质量为 1.008 7 23592 1013654 9038 10u，锶 90 的质量为 89.907 7 u，氙 136 的质量为 135.907 2 u，则此核反应中( BD )A质量亏损为 m235.043 9 u1.008 7 u89.907 7 u135.907 2 uB质量亏损为 m(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7) uC释放的总能量为 E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)(3108

11、)2 JD释放的总能量为 E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)931 MeV解析：计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故 A 错，B 对；质量单位为“u”时，可直接用“1 u 的亏损放出能量931 MeV”计算总能量，故 D 对，当质量单位为“kg” 时直接乘以(3.010 8)2，总能量单位才是焦耳，故 C 错14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147 10速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

12、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？写出该反应方程解：设甲、乙两核质量分别为 m 甲 ， m 乙 ，电量分别为 q 甲 ， q 乙 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mvBq pBqq 甲 q 乙 R 乙 R 甲 61，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.即甲为 C，乙为 H.126 31由动量守恒定律，可得m0v0 m 甲 v 甲 m 乙 v 乙 2 m 甲 v 甲 24 m0v 甲 ，优质文档优质文档进而求得甲的速度 v 甲 ，乙的速度 v 乙 .v024 v06核反应方程为 N n C H.147 10126 31优质文档优质文档