10.已知:氮核质量MN=14.007 53 u,氧17核的质量为MO=17.004 54 u,氦核质量MHe=4.003 87 u,氢核质量为MH=1.008 15 u.
试判断:N+He―→O+H这一核反应吸收能量还是放出能量?能量变化多少?
参考答案
1.选B 分子力作用范围约在10-10 m数量级上,强相互作用和弱相互作用都是短程力,作用范围在10-15 m和10-18 m之内,在这个距离上分子力不存在.在这个范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在,但由于电磁力远大于万有引力,引力相互作用可以忽略不计,因此分子力本质上属于电磁相互作用.故正确答案为B.
2.选CD 由于核力为短程力,只会发生在相邻核子之间,由此知A、B错误;当n个核子靠近到核力作用范围内,而距离大于0.8×10-15 m,核力表现为引力,在此过程核力必做正功,其间势能必定减小,形成原子核后距离一般不小于0.8×10-15 m,故C正确;对质子数较多的原子核,由于只有相邻的质子间才有核力,但各个质子间均有很强的库仑斥力,随着质子数的增加,其库仑斥力增加,对于稳定的原子核,必须存在较多的中子才能维系二者的平衡,故D正确.
3.选D 较轻的原子核中质子数与中子数大致相等,但在重原子核内中子数多于质子数,A、B错.有些原子核是不稳定的,如具有放射性的原子核,C错.由于核力是短程力及核力的饱和性,原子核增大到一定程度,即使能形成原子核,原子核也是不稳定的.综上所述,只有选项D正确.
4.选D 核子结合成原子核时放出能量,原子核拆解成核子时吸收能量,A错;比结合能越大的原子核越稳定,但比结合能越大的原子核,其结合能不一定大,例如中等质量原子核的比结合能比重核大,但由于核子数比重核少,其结合能比重核小,B、C错;中等质量原子核的比结合能比轻核的大,它的原子核内核子数又比轻核多,因此它的结合能也比轻核大,D正确.
5.选B E=mc2说明能量和质量之间存在着联系,即能量与质量之间存在着正比关系,并不是说明了能量和质量之间存在相互转化的关系,A错误,B正确.核反应中的"质量亏损"并不是质量消失,实际上是由静止的质量变成运动的质量,并不是质量转变成能量,C错误.在核反应中,质量守恒,能量也守恒,在核反应前后只是能量的存在方式不同,总能量不变,在核反应前后只是物质由静质量变成动质量,D错误.故正确答案为B.
6.选ABD 一定质量对应于一定的能量,物体的能量减少了ΔE,它的质量也一定相应减少Δm,即发生质量亏损,所以选项A、D正确.如果物体的质量增加了Δm,它的能量一定相应增加Δmc2,所以选项B正确.某原子核在衰变时,一定发生质量亏损,所以选项C错误.
7.选C 核反应过程中释放的能量ΔE=Δmc2=(mD-mp-mn)c2,质子和中子的总动能为Ek=ΔE+E,中子的动能是总动能的一半,故C正确.
8.选C 在核能计算时,如果质量单位是kg,则用ΔE=Δmc2进行计算,单位是J;若质量单位是u,则利用ΔE=Δm×931.5 MeV进行计算,则选项C正确.
9.解析:(1)3He―→C+ΔE
(2)Δm=3×4.0026 u-12.0000 u=0.0078 u
Δm=0.0078×1.66×10-27 kg=12.948×10-30 kg