5.3核力与核反应方程 课后练习（含答案）高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

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1、5.3核力与核反应方程(建议用时：40分钟) 题组一原子核的组成1国家大科学过程中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是()AN俘获一个粒子，产生O并放出一个粒子BAl俘获一个粒子，产生P并放出一个粒子CB俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子DLi俘获一个质子，产生He并放出一个粒子B根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为NHeOH、AlHePn、BHBeHe，LiHHeHe，故只有B选项符合题意2在核反应方程HeNOX中，X表示的是()A质子B中子C电子D粒子A设X为

2、X，根据核反应的质量数守恒：41417Z，则：Z1，电荷数守恒：278A，则A1，即X为H，即质子，故选项A正确，BCD错误3在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是()A核外有82个电子，核内有207个质子B核外有82个电子，核内有82个质子C核内有82个质子，207个中子D核内有125个核子 B在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个根据质量数等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为20782125只有选项B正确题组二对结合能的理解4一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，其核

3、反应方程为HnH若该核反应放出的核能为E，则氘核的平均结合能为()A B C DEC根据结合能的定义可知，一个中子与一个质子发生核反应，生成氘核的过程中，放出的能量等于氘核的结合能，由题意可知，氘核的结合能等于E；因氘核有两个核子，所以氘核的平均结合能为，C正确5(多选)一个质子和一个中子结合成氘核时，产生光子，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BC由于结合时产生光子，即产生能量，故反应中有质量亏损，但反应过程中质量数守恒，B正确，A错误；质子和中子统称核子，该反应为核子结合成原子核的

4、反应，故C正确，D错误6(多选)如图是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图像下列说法中正确的是()A若D、E能结合成F，结合过程一定释放能量B若D、E能结合成F，结合过程一定吸收能量C若A能分裂成B、C，分裂过程一定释放能量D若A能分裂成B、C，分裂过程一定吸收能量AC由图可知F原子核的核子的平均质量最小，则原子序数较小的核D、E结合成原子序数较大的核F时，因F核子的平均质量小于D、E核子的平均质量，故出现质量亏损，由质能方程知，该过程一定放出核能，所以选项A正确，B错误；因为C、B核子的平均质量小于A核子的平均质量，故A分裂成B、C过程一定要释放能量，所以选项C正确，D错误题组三质能方程

5、的理解7对公式Emc2，下列说法正确的是()A能量可以转化为质量B质量可以转化为能量C能量的转化与质量的转化是成比例的D发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应必须吸收能量才能发生CEmc2只说明质量亏损和释放出核能这两种现象的联系，并不是说明物体的质量和能量之间存在着相互转化关系，故AB错误，C正确；若核反应中出现质量亏损情况，则该核反应释放能量，故D错误8当两个中子和两个质子结合成一个粒子时，放出28.30 MeV的能量，当三个粒子结合成一个碳(C)核时，放出7.26 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()A21.04 MeVB35.5

6、6 MeVC77.64 MeVD92.16 MeVD6个中子和6个质子可结合成3个粒子，放出能量328.30 MeV84.9 MeV，3个粒子再结合成一个碳核，放出7.26 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84.9 MeV7.26 MeV92.16 MeV，D项正确9用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(Li)，发生核反应后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与粒子的速度大小之比为78，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c(1)写出核反应方程；(2)求氚核与粒子的速度大小；(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，

7、求出质量亏损解析(1)由题意可知，核反应方程为nLiHHe(2)设中子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv3mv14mv2，由题意得：v1v278，解得v1v，v2v(3)氚核和粒子的动能之和为Ek3mv4mvmv2，释放的核能为EEkEknmv2mv2mv2，由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为m答案(1)nLiHHe(2)vv(3)10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，反应的方程为Dpn，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是()AmDmpmn)c2EB(mDmnmp)c2EC(mDmpmn)c2ED(mDmnmp

8、)c2EC因质量亏损产生的能量为E(mDmpmn)c2，设质子、中子的动能为Ek，根据能量守恒有EE2Ek，联立解得Ek，故ABD错误，C正确11对于核力，以下哪些说法是正确的()A核力是弱相互作用，作用力很小B核力是强相互作用，是短程力C核子之间的距离小于0.81016 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起D人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.81015 m时，核力的变化规律更清楚B核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.51015 m之内，核力比库仑力大得多因此，选项B正确，A错误；核力在0.510152105 m时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于0.510

9、15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起，选项C错误；人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们奋力攻克的堡垒，故D不正确12一个静止的钚核Pu自发地衰变成一个铀核U和另一个原子核X，并释放出一定的能量其核衰变方程为PuUX(1)方程中的X核符号为_；(2)钚核的质量为239.052 2 u，铀核的质量为235.043 9 u，X核的质量为4.002 6 u，已知1 u相当于931 MeV，则该衰变过程放出的能量是_MeV；(3)假设钚核衰变释放出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)根据核反应中电荷数守恒可得X的电荷数为2，由质量数守恒可得X的质量数

10、为4，则X的符号为He(2)由核反应方程可得反应中的质量亏损为m239.052 2 u(235.043 9 u4.002 6 u)0.005 7 u，故衰变过程放出的能量为Emc20.005 7931 MeV5.306 7 MeV5.31 MeV(3)钚核衰变前动量为零，设衰变后He的动量为p1，动能为Ek1，U的动量为p2，动能为Ek2，由动量守恒定律得p1p20，而动量与动能的关系为Ek，则动能之比等于两个核子质量的反比，即答案(1)He(2)5.31(3)58.7113一个锂核(Li)受到一个质子的轰击，变成两个粒子已知质子的质量是1.673 61027 kg，锂核的质量是11.650 51027 kg，氦核的质量是6.646 61027 kg(1)写出上述核反应的方程；(2)计算上述核反应释放出的能量(保留三位有效数字)解析(1)由质量数和电荷数守恒可得LiH2He(2)核反应的质量亏损mmLimp2m(11.650 510271.673 6102726.646 61027) kg3.091029 kg释放的能量Emc23.091029(3108)2 J2.781012 J答案(1)LiH2He(2)2.781012 J