1．(單選)氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則這三種力從大到小的排列順序是(　　)
A．核力、萬有引力、庫侖力
B．萬有引力、庫侖力、核力
C．庫侖力、核力、萬有引力
D．核力、庫侖力、萬有引力
解析：選D.由三種力的性質(zhì)和特點(diǎn)知D項(xiàng)正確．
2．(單選)對原子核的組成，下列說法正確的是(　　)
A．核力可使一些中子組成原子核
B．核力可使非常多的質(zhì)子組成原子核
C．不存在只有質(zhì)子的原子核
D．質(zhì)量較大的原子核內(nèi)一定有中子
解析：選D.由于原子核帶正電，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的質(zhì)子集聚在一起組成原子核，原因是核力是短程力，質(zhì)子之間還存在“長程力”庫侖力，A、B錯誤，自然界中存在一個質(zhì)子的原子核，11H，C錯誤；較大質(zhì)量的原子核內(nèi)只有存在一些中子，才能削弱庫侖力，維系原子核的穩(wěn)定，故D正確．
3．(單選)核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時，都伴隨著巨大的能量變化，這是因?yàn)?　　)
A．原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電荷間存在很大的庫侖力
B．核子具有質(zhì)量且相距很近，存在很大的萬有引力
C．核子間存在著強(qiáng)大的核力
D．核子間存在著復(fù)雜磁力
解析：選C.核子之間存在核力作用，核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時，就要克服核力作用，故伴隨著巨大的能量變化，選C.
4．(單選)為紀(jì)念愛因斯坦對物理學(xué)的巨大貢獻(xiàn)，聯(lián)合國將2005年定為“國際物理年”．對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法中不正確的是(　　)
A．E＝mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比
B．根據(jù)ΔE＝Δmc2可以計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能
C．一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核時，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損
D．E＝mc2中的E是發(fā)生核反應(yīng)中釋放的核能
解析：選D.愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2，定量地指出了物體能量和質(zhì)量之間的關(guān)系，A正確；由質(zhì)能方程知，當(dāng)物體的質(zhì)量減少時，物體的能量降低，向外釋放了能量；反之，若物體的質(zhì)量增加了，則物體的能量升高，表明它從外界吸收了能量，所以由物體的質(zhì)量變化能算出物體的能量變化，故B、C正確，D錯誤．
5．(2014年高考江蘇卷)有些核反應(yīng)過程是吸收能量的．例如，在X＋14 7N→17 8O＋11H中，核反應(yīng)吸收的能量Q＝[(mO＋mH)－(mX＋mN)]c2.在該核反應(yīng)方程中，X表示什么粒子？X粒子以動能Ek轟擊靜止的14 7N核，若Ek＝Q，則該核反應(yīng)能否發(fā)生？請簡要說明理由．
解析：根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可求X粒子質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為4和2，所以粒子是42He；42He粒子轟擊靜止的14 7N核，說明42He粒子具有動量，由動量守恒知，反應(yīng)后總動量不為零，則系統(tǒng)剩有能量，所以這樣的核反應(yīng)不能發(fā)生．
答案：42He　不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴荒芡瑫r滿足能量守恒和動量守恒的要求．
一、單項(xiàng)
1．下列說法中正確的是(　　)
A．質(zhì)子與中子的質(zhì)量不等，但質(zhì)量數(shù)相等
B．兩個質(zhì)子之間，不管距離如何，核力總是大于庫侖力
C．同一種元素的原子核有相同的質(zhì)量數(shù)，但中子數(shù)可以不同
D．除萬有引力外，兩個中子之間不存在其他相互作用力
解析：選A.質(zhì)子與中子的質(zhì)量數(shù)相同，各自質(zhì)量不等，A項(xiàng)正確．粒子之間的核力隨距離變化，并不總大于庫侖力，故B錯．同位素之間核電荷數(shù)相同，中子數(shù)不同，質(zhì)量數(shù)不相同，故C項(xiàng)錯誤．核子之間除有萬有引力外，還存在核力、庫侖力，故D錯．
2．在下列判斷中，正確的是(　　)
A．組成238 92U核的核子中任何兩個核子之間都存在不可忽略的核力作用
B．組成238 92U核的中子中任何兩個中子之間都存在不可忽略的核力作用
C．組成238 92U核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫侖斥力作用
D．組成238 92U核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間，都存在不可忽略的核力作用
解析：選C.核力屬于短程力，由于組成238 92U核的核子較多，兩核子之間的距離可能超過核力的作用范圍，所以某些核子之間的作用力可能比較小，所以選項(xiàng)A、B、D錯誤，但兩質(zhì)子之間都存在庫侖斥力的作用，所以選項(xiàng)C正確．
3．質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時，放出的能量是(　　)
A．m3c2　　　　　　　　　　B．(m1＋m2)c2
C．(m3－m2－m1)c2 D．(m1＋m2－m3)c2
解析：選D.質(zhì)子和中子結(jié)合成原子核氘核時，總質(zhì)量減小了，即質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3.依據(jù)質(zhì)能方程可知，放出的能量為ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2.本題考查質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2的應(yīng)用．解題關(guān)鍵是該題只要知道質(zhì)子和中子(統(tǒng)稱核子)結(jié)合成原子核時，質(zhì)量有虧損，即m1＋m2>m3，就可迎刃而解．在思考過程中由于對質(zhì)量虧損理解得不好，容易錯選C.
4．一個電子(質(zhì)量為m、電荷量為－e)和一個正電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)，以相等的初動能Ek相向運(yùn)動，并撞到一起發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生光子的頻率為ν.若這兩個光子的能量都為hν，動量分別為p和p′，下面關(guān)系正確的是(　　)
A．hν＝mc2，p＝p′
B．hν＝mc2，p＝－p′
C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′
D．hν＝2(mc2＋Ek)，p＝－p′
解析：選C.根據(jù)能量守恒，兩電子的動能和釋放的核能完全轉(zhuǎn)化為兩光子的能量，則有2hν＝2mc2＋2Ek，可得hν＝mc2＋Ek；又由動量守恒得0＝p＋p′.
5．雷蒙德?戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(υe)而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎，他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，電子中微子可以將一個氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�氬核，其核反應(yīng)方程式為υe＋3717Cl?→3718Ar＋　0－1e，已知3717Cl核的質(zhì)量為36.95658 u，3718Ar核的質(zhì)量為36.95691 u，　0－1e的質(zhì)量為0.00055 u,1 u質(zhì)量對應(yīng)的能量為931.5 MeV.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為(　　)
A．1.33 MeV B．0.82 MeV
C．0.51 MeV D．0.31 MeV
解析：選B.根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏能量，則ΔE＝Δm×931.5 MeV＝(36.95691＋0.00055－36.95658)×931.5 MeV＝0.82 MeV.
6．下列說法中，正確的是(　　)
A．愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化
B．由E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系
C．核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成為能量
D．因在核反應(yīng)中能產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒
解析：選B.質(zhì)能方程反映了物體的能量和質(zhì)量之間存在正比關(guān)系，但它們是不同的物理量，不能相互轉(zhuǎn)化，B正確，A、C錯誤；核反應(yīng)中，靜止質(zhì)量和運(yùn)動質(zhì)量之和守恒，總能量也守恒，D錯誤．
二、雙項(xiàng)
7．關(guān)于核力，下列說法中正確的是(　　)
A．核力是一種特殊的萬有引力
B．原子核的任意兩個核子間都有核力作用
C．核力是原子核穩(wěn)定存在的原因
D．核力是一種短程強(qiáng)力作用
解析：選CD.核力是一種強(qiáng)相互作用，是一種短程力，只是相鄰的核子間才有這種相互作用．核子之所以能夠結(jié)合成原子核，正是由于它們之間有核力存在．故正確答案為C、D.
8．對結(jié)合能、比結(jié)合能的認(rèn)識，下列正確的是(　　)
A．核子結(jié)合為原子核時，一定釋放能量
B．核子結(jié)合為原子核時，可能吸收能量
C．結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定
D．比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定
解析：選AD.由自由核子結(jié)合成原子核的過程中，核力做正功，釋放出能量．反之，將原子核分開變?yōu)樽杂珊俗铀�需要賦予相應(yīng)的能量，該能量即為結(jié)合能，故A正確，B錯誤；對核子較多的原子核的結(jié)合能越大，但它的比結(jié)合能不一定大，比結(jié)合能的大小反映了原子核的穩(wěn)定性，故C錯誤，D正確．
9．中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時，質(zhì)量虧損為Δm，相應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的結(jié)合能．下列說法正確的是(　　)
A．用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核不能分解為一個質(zhì)子和一個中子
B．用能量等于2.2 MeV 的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零
C．用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零
D．用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和不為零
解析：選AD.氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子時，所需吸收的能量不能小于其結(jié)合能2.2 MeV，故A對；光子照射氘核時，光子和氘核組成的系統(tǒng)總動量不為零，由動量守恒定律得，光子被氘核吸收后，分解成的質(zhì)子和中子的總動量不為零，故總動能也不為零，所以把氘核分解為質(zhì)子和中子所需的能量應(yīng)大于2.2 MeV，故D對，B、C錯．
10．一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核，同時放出γ光子，核反應(yīng)方程是11H＋10n?→21H＋γ，以下說法中正確的是(　　)
A．反應(yīng)中氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和
B．反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變
C．γ光子的能量為Δmc2，Δm為反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，c為光在真空中的速度
D．因存在質(zhì)量虧損Δm，所以“物質(zhì)不滅”的說法不正確
解析：選AC.核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)及能量均守恒，由于反應(yīng)中要釋放核能，會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，反應(yīng)中氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和，所以質(zhì)量不守恒，但質(zhì)量數(shù)不變，且能量守恒，釋放的能量會以光子的形式向外釋放．故正確答案為A、C.
三、非選擇題
11．一個鈾核衰變?yōu)殁Q核時釋放一個α粒子，已知鈾核的質(zhì)量為3.853131×10－25 kg，釷核的質(zhì)量為3.786567×10－25 kg，α粒子的質(zhì)量為6.64672×10－27 kg，在這個衰變過程中釋放的能量為多少？(保留兩位有效數(shù)字)
解析：反應(yīng)前后的質(zhì)量發(fā)生改變，根據(jù)ΔE＝Δmc2可以求解得出結(jié)果．
衰變前后質(zhì)量變化為Δm＝mU－mTh－mα＝(3.853131×10－25－3.786567×10－25－6.64672×10－27) kg≈9.7×10－30 kg
衰變過程中釋放的能量為ΔE＝Δmc2＝9.7×10－30×
(3×108)2 J≈8.7×10－13 J.
答案：8.7×10－13 J
12．已知氮核質(zhì)量mN＝14.00735 u，氧核質(zhì)量mO＝17.00454 u，氦核質(zhì)量mHe＝4.00387 u，質(zhì)子質(zhì)量mH＝1.00815 u，試判斷核反應(yīng)：14 7N＋42He→17 8O＋11H是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)，能量變化多少？
解析：反應(yīng)前總質(zhì)量mN＋mHe＝18.01122 u
反應(yīng)后總質(zhì)量mO＋mH＝18.01269 u
因?yàn)榉磻?yīng)中質(zhì)量增加，所以此反應(yīng)是吸能反應(yīng)，所吸能量為
ΔE＝Δmc2
＝[(mO＋mH)－(mN＋mHe)]c2
＝(18.01269－18.01122)×931.5 MeV


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