《高中物理 第十九章 原子核 5 核力與結合能課堂演練 新人教版選修35》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第十九章 原子核 5 核力與結合能課堂演練 新人教版選修35（6頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 5 核力與結合能 1．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子組成原子核 C．不存在只有質子的原子核 D．質量較大的原子核內一定有中子 解析：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子集聚在一起組成原子核，原因是核力是短程力，質子之間還存在“長程力”——庫侖力，A、B錯誤；自然界中存在只有一個質子的原子核，H，C錯誤；較大質量的原子核內只有存在一些中子，才能削弱庫侖力，維系原子核的穩(wěn)定，故D正確． 答案：D 2.一個91Pa原子核內的質子數、中子數、核子數分別為（　　） A.91個　

2、91個　234個　　B.143個　91個　234個 C.91個　143個　234個 D.234個　91個　143個 解析：原子核是由質子和中子組成的，質子和中子統(tǒng)稱為核子.91Pa的原子序數為91，即質子數為91，核子數為234，中子數等于核子數減去質子數，即為234－91＝143，故C正確，ABD錯誤.故選：C. 答案：C 3．(多選)對核子結合成原子核的下列說法正確的是(　　) A．原子核內的核子間均存在核力 B．原子核內的質子間均存在核力和庫侖力 C．當n個核子靠近到核力作用的范圍而結合為原子核時，其間“勢能”一定減小 D．對質子數較多的原子核，其中的中子起到增加核力、

3、維系原子核穩(wěn)定的作用 解析：由于核力為短程力，只會發(fā)生在相鄰核子之間，由此知A、B錯誤；當n個核子靠近到核力作用范圍內，而距離大于0.810－15 m，核力表現為引力，在此過程核力必做正功，其間勢能必定減小，形成原子核后距離一般不小于0.810－15 m，故C正確；對質子數較多的原子核，由于只有相鄰的質子間才有核力，但各個質子間均有很強的庫侖斥力，隨著質子數的增加，其庫侖斥力增加，對于穩(wěn)定的原子核，必須存在較多的中子才能維系二者的平衡，故D正確． 答案：CD 4．某核反應方程為H＋H→He＋X.已知H的質量為2.013 6 u，H的質量為3.018 0 u，He的質量為4.002 6 u

4、，X的質量為1.008 7 u．則下列說法中正確的是(　　) A．X是質子，該反應釋放能量 B．X是中子，該反應釋放能量 C．X是質子，該反應吸收能量 D．X是中子，該反應吸收能量 解析：由題目所給核反應方程式，根據核反應過程中質量數，電荷數守恒規(guī)律，可得：H＋H→He＋n，X為中子，在該反應發(fā)生前，反應物的總質量m1＝2.013 6 u＋3.018 0 u＝5.031 6 u，反應后產物總質量m2＝4.002 6 u＋1.008 7 u＝5.011 3 u，總質量減少，出現了質量虧損，根據愛因斯坦的質能方程可知，該反應釋放能量． 答案：B 5.如圖所示，表示原子核的比結合能與質

5、量數A的關系，據此下列說法中正確的是（　?。? A.重的原子核，例如鈾核（92U），因為它的核子多，核力大，所以結合得堅固而穩(wěn)定 B.鋰核（Li）的核子的比結合能比鈾核的比結合能小，因而比鈾核結合得更堅固更穩(wěn)定 C.原子核結合的松緊程度可以用“比結合能”來表征，比結合能的定義是每個核子的平均結合能；比結合能越大的原子核越穩(wěn)定 D.以上三個表述都錯誤 解析：比結合能是指要把原子核內核子分開平均每個核子需要的能量，所以比結合能越大，原子核越穩(wěn)定，由圖知，中等大小的原子核比結合能最大，最穩(wěn)定，故ABD錯誤；C正確. 答案：C [A級　抓基礎] 1.（多選）如圖所示是原子核的核子

6、平均質量與原子序數Z的關系圖象，下列說法正確的是（　?。? A.若DE能結合成F，結合過程一定能放出核能 B.若DE能結合成F，結合過程一定要吸收能量 C.若CB能結合成A，結合過程一定要放出能量 D.若CB能結合成A，結合過程一定要吸收能量 解析：DE結合成F，有質量虧損，根據愛因斯坦質能方程，有能量釋放，A正確，B錯誤；若CB能結合成A，也有質量虧損，根據愛因斯坦質能方程，要吸收能量，D正確，C錯誤；故選AD. 答案：AD 2.原子質量單位為u，1 u相當于931.5 MeV的能量，真空中光速為c，當質量分別為m1和m2的原子核結合為質量為M的原子核時釋放出的能量是（　?。?/p>

7、 A.（M－m1－m2） uc2 B.（m1＋m2－M） u931.5 J C.（m1＋m2－M）c2 D.（m1＋m2－M）931.5 eV 解析：在核能計算時，如果質量的單位是kg，則用ΔE＝Δmc2進行計算，如果質量的單位是u，則利用1 u相當于931.5 MeV的能量計算，即ΔE＝Δm931.5 MeV進行計算，故C正確，A、B、D錯誤. 答案：C 3．中子n、質子p、氘核D的質量分別為mn、mp、mD.現用光子能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解，反應方程為γ＋D→p＋n，若分解后中子、質子的動能可視為相等，則中子的動能是(　　) A.[(mD－mp－mn)c2－E]

8、 B.[(mD＋mn－mp)c2＋E] C.[(mD－mp－mn)c2＋E] D.[(mD＋mn－mp)c2－E] 解析：因為輕核聚變時放出能量，質量虧損，所以氘核分解為核子時，要吸收能量，質量增加，本題核反應過程中γ射線能量E對應質量的增加和中子與質子動能的產生，即E＝Δmc2＋2Ek＝(mp＋mn－mD)c2＋2Ek得Ek＝[E－(mp＋mn－mD)c2]＝[(mD－mp－mn)c2＋E]，故選C. 答案：C 4．(多選)中子和質子結合成氘核時，質量虧損為Δm，相應的能量ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的結合能，下列說法正確的是(　　) A．用能量小于2.2 MeV的光子

9、照射靜止氘核時，氘核不能分解為一個質子和一個中子 B．用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質子和一個中子，它們的動能之和不為零 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子和一個中子，它們的動能之和不為零 解析：用能量小于結合能的光子照射氘核時，氘核一定不能分解，所以A正確，B錯誤．用能量大于結合能的光子照射氘核時，氘核可能分解，只要分解，分解出的質子和中子動能之和一定不為零(若動能之和為零就分不開了)，所以C錯誤，D正確．

10、答案：AD B級　提能力 5.（多選）我國首次使用核電池隨“嫦娥三號”軟著陸月球，并用于嫦娥三號的著陸器和月球車上，核電池是通過半導體換能器，將放射性同位素衰變過程中釋放出的能量轉變?yōu)殡娔?嫦娥三號采用放射性同位素94Pu，靜止的94Pu衰變?yōu)殁櫤?2U和α粒子，并放出頻率為ν的γ光子，已知94Pu、92U和α粒子的質量分別為mPu、mU、mα.下列說法正確的是（　?。? A.94Pu的衰變方程為94Pu→92U＋He＋γ B.此核反應過程中質量虧損為Δm＝mPu－mU－mα C.釋放出的γ光子的能量為（mPu－mU－mα）c2 D.反應后92U和α粒子結合能之和比94Pu的結合能大

11、 解析：根據質量數守恒與電荷數守恒可知，94Pu的衰變方程為94Pu→92U＋He＋γ，故A正確；此核反應過程中的質量虧損等于反應前后質量的差，為Δm＝mpu－mU－mα，故B正確；釋放的γ光子的能量為hν，核反應的過程中釋放的能量：E＝（mpu－mU－mα）c2，由于核反應的過程中釋放的核能轉化為新核與α粒子的動能以及光子的能量，所以光子的能量小于（mpu－mU－mα）c2，故C錯誤； 94Pu衰變成92U和α 粒子后，釋放核能，將原子核分解為單個的核子需要的能量更大，原子變得更穩(wěn)定，所以反應后92U和α粒子結合能之和比94Pu的結合能大，故D正確；故選ABD. 答案：ABD 6.H的

12、質量為3.016 050 u，質子的質量是1.007 277 u，中子的質量是1.008 655 u.求： （1）一個質子和兩個中子結合為氚核時，是吸收還是放出能量？該能量為多少？ （2）氚核的結合能和比結合能各是多少？ （3）如果此能量是以光子形式放出的，則光子的頻率是多少？ 解析：（1）一個質子和兩個中子結合成氚核的核反應方程是：H＋2n→H， 反應前各核子總質量為：mp＋2mn＝1.007 277 u＋21.008 665 u＝3.024 607 u， 反應后新核的質量 mH＝3.016 050 u， 質量虧損 Δm＝3.024 607 u－3.016 050 u＝0.

13、008 557 u， 因反應前的總質量大于反應后的總質量，故此核反應釋放能量； 釋放的核能 ΔE＝0.008 557931.5 MeV＝7.97 MeV. （2）氚核的結合能ΔE＝7.97 MeV， 它的比結合能為：≈2.66 MeV. （3）放出光子的頻率 ν＝＝ Hz≈1.921021 Hz. 答案：（1）放出能量　7.97 MeV （2）7.97 MeV　2.66 MeV （3）1.921021 Hz 7．鐳核Ra發(fā)生衰變放出一個粒子變?yōu)殡焙薘n.已知鐳核226質量為226.025 4 u，氡核222質量為222.016 3 u，放出粒子的質量為4.002 6 u.

14、 (1)寫出核反應方程； (2)求鐳核衰變放出的能量； (3)若衰變放出的能量均轉變?yōu)殡焙撕头懦隽Ｗ拥膭幽?，求放出粒子的動能? 解析：(1)核反應方程為Ra→Rn＋He. (2)鐳核衰變放出的能量為ΔE＝Δmc2＝(226.025 4－4.002 6－222.016 3)931.5 MeV≈6.05 MeV. (3)設鐳核衰變前靜止，鐳核衰變時動量守恒，則由動量守恒定律可得 mRnvRn－mαvα＝0.① 又因為衰變放出的能量轉變?yōu)殡焙撕挺亮Ｗ拥膭幽?，則 ΔE＝mRnv＋mαv.② 由①②可得 Eα＝ΔE＝6.05 MeV≈5.94 MeV. 答案：(1)Ra→Rn＋He (2)6.05 MeV　(3)5.94 MeV 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375