【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 5.1 核能来自何方课后知能检测 沪科版选修3-5.doc

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 5.1 核能来自何方课后知能检测 沪科版选修3-5 1．对于核力，以下说法正确的是(　　) A．核力是弱相互作用，作用力很小 B．核力是强相互作用的表现，是强力 C．核子之间的距离小于0.8×10－15 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0.8×10－15 m时核力的变化规律更清楚 【解析】　核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.5×10－15 m之内，核力比库仑力大得多，因此选项B正确，A错误．核力在大于0.8×10－15 m时表现为吸引力，且随距离增大而减小；在距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起，所以选项C正确．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，故选项D不正确． 【答案】　BC 2．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＝Δmc2 C．物质的核能可用mc2表示 D．mc2是物体能够放出能量的总和 【答案】　BD 3．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为 (　　) A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力 B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力 C．核子间存在着强大的核力 D．核子间存在着复杂的磁力 【解析】　由于核子间存在着强大的核力，核子结合为原子核或原子核分为核子必然伴随核力或克服核力做功，因为功是能量转化的量度，因此，必有巨大的能量变化，所以选C. 【答案】　C 4．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是(　　) A．ΔE＝(m1－m2－m3)c2 B．ΔE＝(m1＋m3－m2)c2 C．ΔE＝(m2－m1－m3)c2 D．ΔE＝(m3－m1＋m2)c2 【解析】　反应前的质量总和为m1＋m3，质量亏损Δm＝(m1＋m3－m2)，核反应释放的能量ΔE＝(m1＋m3－m2)c2，选项B正确． 【答案】　B 5．氘核和氚核聚变时的核反应方程为H＋H―→He＋n，已知H的平均结合能是2.78 MeV，H的平均结合能是1.09 MeV，He的平均结合能是7.03 MeV，试计算核反应时释放的能量． 【解析】　聚变反应前氘核和氚核的总结合能 E1＝(1.09×2＋2.78×3)MeV＝10.52 MeV. 反应后生成的氦核的结合能 E2＝7.03×4 MeV＝28.12 MeV. 由于单个核子无结合能，所以聚变过程释放出的能量 ΔE＝E2－E1＝(28.12－10.52) MeV＝17.6 MeV. 【答案】　17.6 MeV 6．(2011·陵水检测)关于原子核内的核力和库仑力，下列说法中正确的是(　　) A．组成U核的核子中任何两个核子之间都存在着不可忽略的核力的作用 B．组成U核的核子中任何两个中子之间都存在着不可忽略的核力的作用 C．组成U核的质子中任何两个质子之间都存在着不可忽略的库仑力的作用 D．组成U核的质子中任何两个质子之间，除库仑力之外还都存在着不可忽略的核力的作用 【解析】　原子核内任何两个质子之间都存在库仑力作用，但每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，故选项C正确． 【答案】　C 7.H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u，求： (1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ (2)氚核的结合能和平均结合能各是多少？ (3)如果这些能量是以光子形式放出，则光子的频率是多少？ 【解析】　(1)一个质子和两个中子结合成氚核的反应方程式是 H＋2n―→H. 反应前各核子总质量为： mp＋2mn＝1.007 277 u＋2×1.008 665 u ＝3.024 607 u. 反应后新核的质量为mH＝3.016 050 u. 质量亏损为： Δm＝3.016 050 u－3.024 607 u＝－0.008 557 u. 因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放能反应． 释放的核能为ΔE＝0.008 557×931.5 MeV＝7.97 MeV. (2)氚核的结合能即为ΔE＝7.97 MeV， 它的平均结合能为ΔE/3＝2.66 Me