高二物理課后練習(xí)題
本文題目：高二物理課后練習(xí)題：知能優(yōu)化
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)和特點知D項正確.
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，這是因為()
A.原子核帶正電，電子帶負電，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)為紀念愛因斯坦對物理學(xué)的巨大貢獻，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)E=mc2可以計算核反應(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.(2011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 7N17 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 不能實現(xiàn)，因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒的要求.
一、單項選擇題
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m=m1+m2-m3.依據(jù)質(zhì)能方程可知，放出的能量為E=mc2=(m1+m2-m3)c2.本題考查質(zhì)能方程E=mc2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+m2m3，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.若這兩個光子的能量都為h，動量分別為p和p，下面關(guān)系正確的是()
A.h=mc2，p=p
B.h=mc2，p=-p
C.h=mc2+Ek，p=-p
D.h=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2h=2mc2+2Ek，可得h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(e)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e+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E=m931.5 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)量和運動質(zhì)量之和守恒，總能量也守恒，D錯誤.
二、雙項選擇題
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.核力是一種短程強力作用
解析：選CD.核力是一種強相互作用，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)樽杂珊俗铀枰x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m，相應(yīng)的能量E=mc2=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，同時放出光子，核反應(yīng)方程是11H+10n―21H+，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.光子的能量為mc2，m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m，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核時釋放一個粒子，已知鈾核的質(zhì)量為3.85313110-25 kg，釷核的質(zhì)量為3.78656710-25 kg，粒子的質(zhì)量為6.6467210-27 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)E=mc2可以求解得出結(jié)果.
衰變前后質(zhì)量變化為m=mU-mTh-m=(3.85313110-25-3.78656710-25-6.6467210-27) kg9.710-30 kg
衰變過程中釋放的能量為E=mc2=9.710-30
(3108)2 J8.710-13 J.
答案：8.710-13 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+42He17 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
因為反應(yīng)中質(zhì)量增加，所以此反應(yīng)是吸能反應(yīng)，所吸能量為
E=mc2
=[(mO+mH)-(mN+mHe)]c2
=(18.01269-18.01122)931.5 MeV
=1.37 MeV.
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