高中物理 第十九章 原子核 5 核力與結(jié)合能課堂演練 新人教版選修35

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1、5 核力與結(jié)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(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：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；自然界中存在只有一個質(zhì)子的原子核，H，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正確答案：D2.一個91Pa原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核子數(shù)分別為（）A.91個91個234個B.143個91個234個C.91個143個234個 D.

2、234個91個143個解析：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子.91Pa的原子序數(shù)為91，即質(zhì)子數(shù)為91，核子數(shù)為234，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，即為23491143，故C正確，ABD錯誤.故選：C.答案：C3(多選)對核子結(jié)合成原子核的下列說法正確的是()A原子核內(nèi)的核子間均存在核力B原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫侖力C當(dāng)n個核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時，其間“勢能”一定減小D對質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子起到增加核力、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(dāng)n個核子靠近到核力作用范圍內(nèi)，而距離大于0.81015

3、 m，核力表現(xiàn)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0.81015 m，故C正確；對質(zhì)子數(shù)較多的原子核，由于只有相鄰的質(zhì)子間才有核力，但各個質(zhì)子間均有很強的庫侖斥力，隨著質(zhì)子數(shù)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：CD4某核反應(yīng)方程為HHHeX.已知H的質(zhì)量為2.013 6 u，H的質(zhì)量為3.018 0 u，He的質(zhì)量為4.002 6 u，X的質(zhì)量為1.008 7 u則下列說法中正確的是()AX是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量BX是中子，該反應(yīng)釋放能量CX是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量DX是中子，該反應(yīng)吸收能量解析：由題

4、目所給核反應(yīng)方程式，根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)，電荷數(shù)守恒規(guī)律，可得：HHHen，X為中子，在該反應(yīng)發(fā)生前，反應(yīng)物的總質(zhì)量m12.013 6 u3.018 0 u5.031 6 u，反應(yīng)后產(chǎn)物總質(zhì)量m24.002 6 u1.008 7 u5.011 3 u，總質(zhì)量減少，出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，該反應(yīng)釋放能量答案：B5.如圖所示，表示原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系，據(jù)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(jié)合得堅固而穩(wěn)定B.鋰核（Li）的核子的比結(jié)合能比鈾核的比結(jié)合能小，因而比鈾核結(jié)合得更堅固更穩(wěn)定C.原子核結(jié)合的松緊程度可以用

5、“比結(jié)合能”來表征，比結(jié)合能的定義是每個核子的平均結(jié)合能；比結(jié)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(jié)合能是指要把原子核內(nèi)核子分開平均每個核子需要的能量，所以比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，由圖知，中等大小的原子核比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定，故ABD錯誤；C正確.答案：CA級抓基礎(chǔ)1.（多選）如圖所示是原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，下列說法正確的是（）A.若DE能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定能放出核能B.若DE能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要吸收能量C.若CB能結(jié)合成A，結(jié)合過程一定要放出能量D.若CB能結(jié)合成A，結(jié)合過程一定要吸收能量解析：DE結(jié)合成F，有質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程

6、，有能量釋放，A正確，B錯誤；若CB能結(jié)合成A，也有質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，要吸收能量，D正確，C錯誤；故選AD.答案：AD2.原子質(zhì)量單位為u，1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)量分別為m1和m2的原子核結(jié)合為質(zhì)量為M的原子核時釋放出的能量是（）A.（Mm1m2） uc2B.（m1m2M） u931.5 JC.（m1m2M）c2D.（m1m2M）931.5 eV解析：在核能計算時，如果質(zhì)量的單位是kg，則用Emc2進(jìn)行計算，如果質(zhì)量的單位是u，則利用1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量計算，即Em931.5 MeV進(jìn)行計算，故C正確，A、B、D錯誤.答案：C3

7、中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD.現(xiàn)用光子能量為E的射線照射靜止氘核使之分解，反應(yīng)方程為Dpn，若分解后中子、質(zhì)子的動能可視為相等，則中子的動能是()A.(mDmpmn)c2EB.(mDmnmp)c2EC.(mDmpmn)c2ED.(mDmnmp)c2E解析：因為輕核聚變時放出能量，質(zhì)量虧損，所以氘核分解為核子時，要吸收能量，質(zhì)量增加，本題核反應(yīng)過程中射線能量E對應(yīng)質(zhì)量的增加和中子與質(zhì)子動能的產(chǎn)生，即Emc22Ek(mpmnmD)c22Ek得EkE(mpmnmD)c2(mDmpmn)c2E，故選C.答案：C4(多選)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Emc22.

8、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(zhì)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(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：用能量小于結(jié)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(jié)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(zhì)子和中子動能之和一定不為零

9、(若動能之和為零就分不開了)，所以C錯誤，D正確答案：ADB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(dǎo)體換能器，將放射性同位素衰變過程中釋放出的能量轉(zhuǎn)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和粒子，并放出頻率為的光子，已知94Pu、92U和粒子的質(zhì)量分別為mPu、mU、m.下列說法正確的是（）A.94Pu的衰變方程為94Pu92UHeB.此核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為mmPumUmC.釋放出的光子的能量為（mPumUm）c2D.反應(yīng)后92U和粒子結(jié)合能之和比94Pu的結(jié)合能大解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒

10、與電荷數(shù)守恒可知，94Pu的衰變方程為94Pu92UHe，故A正確；此核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損等于反應(yīng)前后質(zhì)量的差，為mmpumUm，故B正確；釋放的光子的能量為h，核反應(yīng)的過程中釋放的能量：E（mpumUm）c2，由于核反應(yīng)的過程中釋放的核能轉(zhuǎn)化為新核與粒子的動能以及光子的能量，所以光子的能量小于（mpumUm）c2，故C錯誤； 94Pu衰變成92U和 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(yīng)后92U和粒子結(jié)合能之和比94Pu的結(jié)合能大，故D正確；故選ABD.答案：ABD6.H的質(zhì)量為3.016 050 u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.007 277 u，中子的質(zhì)

11、量是1.008 655 u.求：（1）一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)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(jié)合能和比結(jié)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(zhì)子和兩個中子結(jié)合成氚核的核反應(yīng)方程是：H2nH，反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為：mp2mn1.007 277 u21.008 665 u3.024 607 u，反應(yīng)后新核的質(zhì)量mH3.016 050 u，質(zhì)量虧損m3.024 607 u3.016 050 u0.008 557 u，因反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，故此核反應(yīng)釋放能量；釋放的核能E0.008 557931.5 MeV7.97

12、 MeV.（2）氚核的結(jié)合能E7.97 MeV，它的比結(jié)合能為：2.66 MeV.（3）放出光子的頻率 Hz1.921021 Hz.答案：（1）放出能量7.97 MeV（2）7.97 MeV2.66 MeV（3）1.921021 Hz7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(zhì)量為226.025 4 u，氡核222質(zhì)量為222.016 3 u，放出粒子的質(zhì)量為4.002 6 u.(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)求鐳核衰變放出的能量；(3)若衰變放出的能量均轉(zhuǎn)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(yīng)方程為RaRnHe.(2)鐳核衰變放出的能量為Emc2(226.0

13、25 44.002 6222.016 3)931.5 MeV6.05 MeV.(3)設(shè)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mRnvRnmv0.又因為衰變放出的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡焙撕土Ｗ拥膭幽?，則EmRnvmv.由可得EE6.05 MeV5.94 MeV.答案：(1)RaRnHe(2)6.05 MeV(3)5.94 MeV6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375