新版高中物理5.3 核力與結(jié)合能 練習(xí)-2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修三

第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)核力與結(jié)合能練習(xí)一、單選題下面關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中，正確的有(????)A.原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能

B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大

C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大

D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大2020年12月17日1時(shí)59分，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器在月球上采集了約2kg月壤成功返回地球。月壤中含有的“氦—3”(?23He)被科學(xué)家們稱為“完美能源”。已知兩個(gè)氘核(?1A.X粒子是質(zhì)子

B.該反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒但存在質(zhì)量虧損

C.該反應(yīng)既不是裂變反應(yīng)，也不是聚變反應(yīng)

D.該反應(yīng)中反應(yīng)物的比結(jié)合能大于生成物的比結(jié)合能我國(guó)著名物理學(xué)家，曾任浙江大學(xué)物理系主任的王淦昌先生曾提出一種探測(cè)中微子的方案，?7Be原子核可以俘獲原子的K層電子而成為?7Li的激發(fā)態(tài)(7Li)?，并放出中微子(當(dāng)時(shí)寫作η)，即?7Be+e→(A.?7Be+e→(7Li)?+η是核聚變反應(yīng)

B.(7Li)?和2020年12月17日1時(shí)59分，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器在月球上采集了約2kg月壤成功返回地球.月壤中含有的“氦?3′”23He被科學(xué)家們稱為“完美能源”.已知兩個(gè)氘核12H通過反應(yīng)可產(chǎn)出“氦?3”并釋放出一個(gè)X粒子.則下列說法正確的是A.X粒子是質(zhì)子

B.該反應(yīng)既不是裂變反應(yīng)，也不是聚變反應(yīng)

C.該反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒但存在質(zhì)量虧損

D.該反應(yīng)中反應(yīng)物的比結(jié)合能大于生成物的比結(jié)合能關(guān)于核反應(yīng)和核能，下列說法正確的是(

)A.核子結(jié)合成原子核時(shí)，要克服核力做功，從外界吸收能量

B.原子核分解為核子時(shí)，總質(zhì)量數(shù)減少，向外界釋放能量

C.重核裂變(92235U+01n→54139Xe+3895Sr+201n)一個(gè)氘核和一個(gè)氚核發(fā)生聚變反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氦核，核反應(yīng)方程是12H+A.該反應(yīng)為α衰變

B.該方程中的X表示質(zhì)子11p

C.12H的比結(jié)合能比2據(jù)悉我國(guó)第四代反應(yīng)堆—釷基熔鹽堆能源系統(tǒng)(TMSR)研究已獲重要突破。該反應(yīng)堆以釷為核燃料，釷俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過若干次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾；軸的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪，同時(shí)釋放巨大能量。下列說法正確的是A.釷核90232T?有90個(gè)中子，142個(gè)質(zhì)子

B.鈾核裂變的核反應(yīng)方程為92233U+01準(zhǔn)確理解和掌握物理知識(shí)是非常重要的，否則同學(xué)們?cè)谧鲞x擇題時(shí)，會(huì)覺得每個(gè)選項(xiàng)都似乎都是正確的，更可怕的是在多選題中可能由于對(duì)某一個(gè)選項(xiàng)的知識(shí)的模糊，往往會(huì)導(dǎo)致整個(gè)題目的完全潰敗，下列對(duì)物理方面知識(shí)的說法錯(cuò)誤的是A.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)

B.光的干涉、衍射、偏振體現(xiàn)了光的波動(dòng)性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)體現(xiàn)了光的粒子性

C.比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越不牢固，原子核越不穩(wěn)定

D.根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法錯(cuò)誤的是(????)A.由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損要放出能量

B.由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出核能

C.已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若不改變頻率只增加γ射線強(qiáng)度，則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大

D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度關(guān)于β衰變，下列說法正確的是A.β衰變說明電子是原子核的組成部分

B.原子核發(fā)生β衰變，產(chǎn)生新原子核的比結(jié)合能增大

C.β衰變的快慢與衰變物質(zhì)所處狀態(tài)有關(guān)

D.原子核發(fā)生β衰變，產(chǎn)生新原子核的核子數(shù)減少二、多選題如圖給出了核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)Z的關(guān)系的示意圖線，由圖可知：A.原子核A裂變成原子核B和C要放出核能

B.原子核A裂變成原子核B和C要吸收能量

C.原子核D和E聚變成原子核F要放出核能

D.原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量核物理通過百余年的發(fā)展和進(jìn)步，人們已經(jīng)對(duì)原子核有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是(

)A.不管兩個(gè)質(zhì)子之間距離如何，核力總是大于庫(kù)侖力

B.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量

C.比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定

D.由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化一個(gè)氘核和一個(gè)氚核發(fā)生聚變反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氦核，核反應(yīng)方程是12H+A.該反應(yīng)為α衰變

B.該方程中的X表示中子01n

C.12H的比結(jié)合能比24下列說法正確的是(????)A.一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合生成氘核時(shí)，會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損

B.一個(gè)處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，可能產(chǎn)生6種不同頻率的光子

C.氡(?86222Rn)衰變的半衰期為3.8天，升高溫度后其半衰期將小于3.8下列說法正確的有(

)A.質(zhì)量數(shù)越小的原子核，比結(jié)合能越大

B.粒子被加速后，其物質(zhì)波的波長(zhǎng)將變短

C.玻爾的能級(jí)和電子軌道不連續(xù)的觀點(diǎn)，成功地解釋了氫原子的光譜

D.某放射性元素的400個(gè)原子核中有200個(gè)發(fā)生衰變的時(shí)間為它的一個(gè)半衰期三、填空題一個(gè)中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng)，生成一個(gè)氘核，其核反應(yīng)方程式為_____________.該反應(yīng)放出的能量為Q，則氘核的比結(jié)合能為_____________．原子物理中，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)互換的原子核稱為鏡像核的鏡像核是____(鏡像核的元素符號(hào)可用X表示)．的比結(jié)合能是____.(設(shè)質(zhì)量為mLi，中子質(zhì)量為mn，質(zhì)子質(zhì)量為mp，真空中光速為c)太陽(yáng)能量來源與太陽(yáng)內(nèi)部氫核的聚變。1個(gè)(12H)和1個(gè)(13H)結(jié)合成1個(gè)氦核(24He)。該核反應(yīng)的方程式為：________。已知12H的質(zhì)量為m1太陽(yáng)內(nèi)部不斷進(jìn)行著各種核聚變反應(yīng)，一個(gè)氘核和一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核是其中一種，請(qǐng)寫出其核反應(yīng)方程________________；如果氘核的比結(jié)合能為E1，氚核的比結(jié)合能為E2，氦核的比結(jié)合能為E3，則上述反應(yīng)釋放的能量可表示為________。答案和解析1.【答案】D

【解答】A.原子核拆解成核子吸收的能量稱為結(jié)合能，A錯(cuò)誤；B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，結(jié)合能就是比結(jié)合能乘以核子數(shù)，因此比結(jié)合能大的結(jié)合能不一定大，B錯(cuò)誤；C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能大但比結(jié)合能小，C錯(cuò)誤；D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大，因此輕核聚變成中等質(zhì)量的原子核會(huì)放出核能，D正確。2.【答案】B

【解答】

A.根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，可知X為中子，故A錯(cuò)誤；

B.該反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，但是有質(zhì)量虧損，反應(yīng)物的質(zhì)量大于生成物的質(zhì)量，故B正確；

CD.該反應(yīng)是聚變反應(yīng)，放出能量，所以反應(yīng)物的比結(jié)合能小于生成物的比結(jié)合能，故BD錯(cuò)誤。

3.【答案】B

【解答】

A.?7Be+e→(7Li)?+η是原子核的人工轉(zhuǎn)變，故A錯(cuò)誤；

B.(7Li)?→7Li+γ沒有質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的變化，所以(7Li)?和?7Li的核子數(shù)相同，故B正確；

C.(7Li)?→7Li+γ放出了能量，所以?7Li比(7Li)?更穩(wěn)定，?7Li的比結(jié)合能大，故C錯(cuò)誤；

D.(7Li)?→7Li+γ放出了能量，該過程發(fā)生了質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤。

4.【答案】C

【解答】

A.根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，可知X為中子，故A錯(cuò)誤。

B.該反應(yīng)是聚變反應(yīng)，放出能量，所以反應(yīng)物的比結(jié)合能小于生成物的比結(jié)合能，故BD錯(cuò)誤。

C.該反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，但是有質(zhì)量虧損，反應(yīng)物的質(zhì)量大于生成物的質(zhì)量，故C正確。

5.【答案】D

【解答】

A.核子結(jié)合成原子核時(shí)，核子間的核力做正功，所以要向外界釋放能量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.核子結(jié)合成原子核的過程存在質(zhì)量虧損，向外界釋放能量，但總質(zhì)量數(shù)不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.重核裂變過程釋放出能量，組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能越大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D.設(shè)92238U經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變后變?yōu)?8226Ra，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得238=226+4x和92=88+2x?y，解得x=3，y=2，即放射性原子核92238U經(jīng)過3次α衰變和2次β衰變后變?yōu)?8226Ra，D項(xiàng)正確。

6.【答案】D

【解答】

A.該反應(yīng)為輕核聚變，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，X為中子，故B錯(cuò)誤；

CD.聚變反應(yīng)放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量將減小，的比結(jié)合能比24He的比結(jié)合能小，故C錯(cuò)誤，D正確。

7.【答案】【解析】解：A、由圖象可知，D和E核子的平均質(zhì)量大于F核子的平均質(zhì)量，原子核D和E聚變成原子核F時(shí)，核子總質(zhì)量減小，有質(zhì)量虧損，要釋放出核能，故A正確；

B、由圖象可知，A的核子平均質(zhì)量大于B與C核子的平均質(zhì)量，原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出核能，故B正確；

C、光電子的最大初動(dòng)能是由入射光的頻率決定的，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，增加入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，故C錯(cuò)誤；

D、在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度，故D正確。

10.【答案】B

【解答】

A.β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，因此β衰變不能說明電子是原子核的組成部分，A錯(cuò)誤；

B.原子核發(fā)生β衰變，產(chǎn)生新原子核趨于穩(wěn)定，所以新的原子核的比結(jié)合能增大，B正確；

C.半衰期是衡量衰變的快慢的物理量，而半衰期與衰變物質(zhì)所處狀態(tài)無關(guān)，C錯(cuò)誤；

D.原子核發(fā)生β衰變，產(chǎn)生新原子核的核子數(shù)不變，D錯(cuò)誤。

11.【答案】AC

【解得】

AB.由圖象可知，A的核子平均質(zhì)量大于B與C核子的平均質(zhì)量，原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出核能，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.由圖象可知，D和E核子的平均質(zhì)量大于F核子的平均質(zhì)量，原子核D和E聚變成原子核F時(shí)，核子總質(zhì)量減小，有質(zhì)量虧損，要釋放出核能，故D錯(cuò)誤，C正確；

故選AC。

12.【答案】BC

【解答】

A、當(dāng)兩個(gè)質(zhì)子相距很近時(shí)，核力大于庫(kù)侖力，大于一定距離時(shí)，核力小于庫(kù)侖力，核子只和相鄰核子發(fā)生核力作用，故A錯(cuò)誤；

B、原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量，故B正確；

C、比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故C正確；

D、愛因斯坦質(zhì)能方程只是反映了質(zhì)量與能量之間的關(guān)系，質(zhì)量和能量不可以相互轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。

13.【答案】BD

【解答】

A.該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)，不是衰變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知方程中的X表示中子01n，B項(xiàng)正確；

CD.聚變反應(yīng)是放出能量的反應(yīng)，會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量將減小，12H的比結(jié)合能比24He的比結(jié)合能小，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。

14.【答案】AD

【解答】

A.一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放出核能，由質(zhì)能方程可知，此過程中有質(zhì)量虧損，故A正確；

B.一個(gè)處于n=4能級(jí)的氫原子向較低能級(jí)躍遷，最終躍遷到基態(tài)，躍遷情況可能是：4→1，釋放1種頻率的光子?；蛘呤牵?→3→1，4→2→1，釋放2種頻率的光子?；蛘呤牵?→3→2→1，釋放3種頻率的光子，可能最多產(chǎn)生3種不同頻率的光子，故B錯(cuò)誤；

C.原子核衰變的半衰期由原子核自身性質(zhì)決定，是不變的，與核外的壓強(qiáng)、溫度等因素均無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.核反應(yīng)

是輕核的聚變，故D【解答】A.原子序數(shù)中等的原子核，比結(jié)合能越大，故A錯(cuò)誤；B.粒子被加速后，動(dòng)量增大，由λ=?p，其物質(zhì)波的波長(zhǎng)將變短，故C.玻爾的能