2024-2025學(xué)年試題物理（選擇性人教版2019）第五章3-核力與結(jié)合能

3.核力與結(jié)合能課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.

612C的核由6個(gè)質(zhì)子與6個(gè)中子組成,兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力,則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、萬有引力答案D解析核力是強(qiáng)相互作用力,是它將核子束縛在原子核內(nèi);庫侖力如果大于核力,原子核內(nèi)質(zhì)子就不能存在于這么小的范圍內(nèi);萬有引力最弱,研究核子間相互作用時(shí)萬有引力可以忽略。所以D正確。2.下列關(guān)于平均結(jié)合能的說法正確的是()A.核子數(shù)越多,平均結(jié)合能越大B.核子數(shù)越多,平均結(jié)合能越小C.結(jié)合能越大,平均結(jié)合能越大D.平均結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定答案D解析由核平均結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)的變化圖像可知,中等質(zhì)量核的平均結(jié)合能較大,A、B、C錯(cuò)。而平均結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,D對(duì)。3.(多選)對(duì)公式ΔE=Δmc2的理解正確的是()A.如果物體的能量減少了ΔE,它的質(zhì)量也一定相應(yīng)減少ΔmB.如果物體的質(zhì)量增加了Δm,它的能量也一定相應(yīng)增加Δmc2C.Δm是某原子核在衰變過程中增加的質(zhì)量D.在把核子結(jié)合成原子核時(shí),若放出的能量是ΔE,則這些核子與組成的原子核的質(zhì)量之差就是Δm答案ABD解析一定質(zhì)量對(duì)應(yīng)于一定的能量,物體的能量減少了ΔE,它的質(zhì)量也一定相應(yīng)減少Δm,即發(fā)生質(zhì)量虧損,所以選項(xiàng)A、D正確。如果物體的質(zhì)量增加了Δm,它的能量也一定相應(yīng)增加Δmc2,所以選項(xiàng)B正確。某原子核在衰變時(shí),一定發(fā)生質(zhì)量虧損,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。4.一個(gè)氘核

12H質(zhì)量為m1,一個(gè)氚核

13H質(zhì)量為m2,它們結(jié)合成一個(gè)質(zhì)量為m3的氦核。核反應(yīng)方程為:12H+13H24He+XA.X是質(zhì)子B.X是正電子C.X的質(zhì)量為m1+m2m3D.X的質(zhì)量為m1+m2m3Δ答案D解析由電荷數(shù)守恒知,X的質(zhì)子數(shù)為0,由質(zhì)量數(shù)守恒知,X的質(zhì)量數(shù)為1,故X為中子;設(shè)X的質(zhì)量為m,反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2m3m,釋放的能量ΔE=Δmc2=(m1+m2m3m)c2,則X的質(zhì)量為m1+m2m3ΔEc2,5.(多選)钚的一種同位素

94239Pu衰變時(shí)釋放巨大能量,其衰變方程為

94239PuU+

24He+γA.核燃料總是利用比結(jié)合能小的核B.核反應(yīng)中γ光子的能量就是結(jié)合能C.92235U核比

94239Pu核更穩(wěn)定,D.由于衰變時(shí)釋放巨大能量,所以

94239Pu核比

答案AD解析由于比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,所以核燃料總是利用比結(jié)合能小的核,A正確。結(jié)合能是把核子分開所需要的能量,而并非核反應(yīng)中γ光子的能量,B錯(cuò)誤。

92235U核比

94239Pu核更穩(wěn)定,說明

92235U核的比結(jié)合能較大,所以

94239Pu核衰變時(shí),會(huì)釋放巨大能量,6.中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD?，F(xiàn)用能量為E的γ射線照射靜止的氘核使之分解,反應(yīng)方程為γ+Dp+n。若分解后的中子、質(zhì)子的動(dòng)能可視為相等,則中子的動(dòng)能是()A.12[(mDmpmn)c2EB.12[(mp+mnmD)c2EC.12[(mDmpmn)c2+ED.12[(mp+mnmD)c2+E答案C解析核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm=mDmpmn核反應(yīng)過程中釋放的能量ΔE=Δmc2=(mDmpmn)c2質(zhì)子和中子的總動(dòng)能Ek=ΔE+E中子的動(dòng)能是總動(dòng)能的一半,故選項(xiàng)C正確。7.一個(gè)α粒子轟擊硼(511B)核變成碳14和一個(gè)未知粒子,并放出7.5×105eV的能量答案

24He+511BC+11解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可得

24He+511ΔE=7.5×105×1.6×1019J=1.2×1013J。由ΔE=Δmc2可得Δm=ΔEc2=1.3×1030能力提升1.核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時(shí),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)雜的磁力答案C解析核子結(jié)合成原子核,核力做正功,要釋放能量,原子核分解成核子要克服核力做功,需要能量,因核力很大,故伴隨著巨大的能量變化,庫侖力、萬有引力、磁力都沒有那么強(qiáng),不可能產(chǎn)生那么大的能量變化,故A、B、D錯(cuò),C對(duì)。2.(多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能,下列說法正確的是()A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能C.銫原子核(55133Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(D.比結(jié)合能越大,原子核越不穩(wěn)定答案ABC解析結(jié)合能是把核子分開所需的最小能量,選項(xiàng)A正確。一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,存在質(zhì)量虧損,核子比結(jié)合能增大,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能,選項(xiàng)B正確。核子數(shù)越多,結(jié)合能越大,選項(xiàng)C正確。比結(jié)合能也叫平均結(jié)合能,比結(jié)合能越大,分開核子所需的能量越大,原子核越穩(wěn)定,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.右圖是描述原子核核子的平均質(zhì)量m與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線,由圖可知下列說法正確的是()A.將原子核A分解為原子核B、C可能吸收能量B.將原子核D、E結(jié)合成原子核F可能吸收能量C.將原子核A分解為原子核B、F一定釋放能量D.將原子核F、C結(jié)合成原子核B一定釋放能量答案C解析因B、C核子平均質(zhì)量小于A的核子平均質(zhì)量,故A分解為B、C時(shí),會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損,故放出核能,A錯(cuò)誤,同理可得B、D錯(cuò)誤,C正確。4.原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是()A.

36Li核比

B.56144Ba核比

3689C.92235U核比

56144D.兩個(gè)

12H核結(jié)合成

24答案C解析比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,24He核比

36Li核更穩(wěn)定,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。56144Ba核比

3689Kr核核子數(shù)多,比結(jié)合能小,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。92235U核比

56144Ba核核子數(shù)多,結(jié)合能大,比結(jié)合能小,故C選項(xiàng)正確。兩個(gè)

15.歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng),是用加速后動(dòng)能為0.5MeV的質(zhì)子

11H轟擊靜止的ZAX,生成兩個(gè)動(dòng)能均為8.9MeV的

24He。(1MeV=(1)上述核反應(yīng)方程為。

(2)質(zhì)量虧損為。

答案(1)11H+37X224解析(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒得核反應(yīng)方程為

11H+3(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Δm=ΔEc2=(8.9×2-06.氘核與氚核的核反應(yīng)為:12H+13HHe+abX(1)核反應(yīng)式中的X是什么粒子?(2)求這一過程的質(zhì)量虧損。(3)1g氘核完全參與上述反應(yīng),共釋放多少核能。氘核的摩爾質(zhì)量M=2g/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol1。答案(1)中子(2)3.1×1029kg(3)8.448×10