高中物理 第十九章 原子核 5 核力與結(jié)合能檢測(cè) 新人教版選修3-5

1、第十九章 原子核5 核力與結(jié)合能1對(duì)原子核的組成，下列說(shuō)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(zhǎng)程力”庫(kù)侖力，A、B錯(cuò)誤；自然界中存在只有一個(gè)質(zhì)子的原子核，H，C錯(cuò)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(kù)侖力，維系原子核的穩(wěn)定，故D正確答案：D2關(guān)于核力的說(shuō)法正確的是()A核力同萬(wàn)有引力沒有區(qū)別，都是物體間的作用B核力就是電磁力C核力是短程力，作用范圍在1.5101

2、5 m之內(nèi)D核力與電荷有關(guān)解析：核力是短程力，超過(guò)1.51015 m，核力急劇下降幾乎消失，故C對(duì)；核力與萬(wàn)有引力、電磁力不同，故A、B不對(duì)；核力與電荷無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)答案：C3(多選)對(duì)核子結(jié)合成原子核的下列說(shuō)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(kù)侖力C當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時(shí)，其間“勢(shì)能”一定減小D對(duì)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(huì)發(fā)生在相鄰核子之間，由此知A、B錯(cuò)誤；當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用范圍內(nèi)，而距離大于0.81015 m，核力表現(xiàn)為引力，在此過(guò)程核力必做正功，其間勢(shì)能必

3、定減小，形成原子核后距離一般不小于0.81015 m，故C正確；對(duì)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(gè)質(zhì)子間均有很強(qiáng)的庫(kù)侖斥力，隨著質(zhì)子數(shù)的增加，其庫(kù)侖斥力增加，對(duì)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(shuō)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：由題目所給核反應(yīng)方程式，根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)，電荷數(shù)守恒

4、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當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)粒子時(shí)，放出28.30 MeV的能量，當(dāng)三個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，放出7.26 MeV的能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放的能量為()A21.04 MeVB35.56 MeVC92.16 MeV D77.64 MeV解析：設(shè)中子的質(zhì)量為mn，質(zhì)子的質(zhì)量為mp，粒子的質(zhì)量為m

5、，碳原子核的質(zhì)量mC.根據(jù)質(zhì)能方程，得E128.30 MeV2(mnmp)mc2，E27.26 MeV(3mmC)c2，E3(6mn6mpmC)c2，由上式得E392.16 MeV.答案：CA級(jí)抓基礎(chǔ)1(多選)關(guān)于原子內(nèi)的相互作用力，下列說(shuō)法正確的是()A原子核與電子之間的作用力主要是電磁力B中子和質(zhì)子間的作用力主要是核力C質(zhì)子與質(zhì)子間的核力，在2.01015 m的距離內(nèi)遠(yuǎn)大于它們相互間的庫(kù)侖力D原子核與電子之間的萬(wàn)有引力大于它們之間的電磁力解析：電子在原子核與電子之間庫(kù)侖力的作用下繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，D錯(cuò)誤；中子和質(zhì)子、質(zhì)子與質(zhì)子間的核力，主要是表現(xiàn)在相鄰的核子之間，在1.510

6、15 m的距離內(nèi)遠(yuǎn)大于它們相互間的庫(kù)侖力，大于1.51015 m的距離核力幾乎為零，故選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤答案：AB2如圖所示是描述原子核核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線，由圖可知下列說(shuō)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)，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，則放出能量，故A錯(cuò)同理可知B、D錯(cuò)，C正確答案：C3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

7、原子核結(jié)合為質(zhì)量為M的原子核時(shí)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(jì)算時(shí)，如果質(zhì)量的單位是kg，則用Emc2進(jìn)行計(jì)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(jì)算，即Em931.5 MeV進(jìn)行計(jì)算，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤答案：C4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(dòng)能可視為相等，則中子的動(dòng)能是()A.(mDmpmn)c2EB.(mDmnmp)c2EC.(mDmpmn)c

8、2ED.(mDmnmp)c2E解析：因?yàn)檩p核聚變時(shí)放出能量，質(zhì)量虧損，所以氘核分解為核子時(shí)，要吸收能量，質(zhì)量增加，本題核反應(yīng)過(guò)程中射線能量E對(duì)應(yīng)質(zhì)量的增加和中子與質(zhì)子動(dòng)能的產(chǎn)生，即Emc22Ek(mpmnmD)c22Ek得EkE(mpmnmD)c2(mDmpmn)c2E，故選C.答案：C5(多選)中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為m，相應(yīng)的能量Emc22.2 MeV是氘核的結(jié)合能，下列說(shuō)法正確的是()A用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子B用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和不為零C用能量大于2

9、.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零D用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)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(shí)，氘核一定不能分解，所以A正確，B錯(cuò)誤用能量大于結(jié)合能的光子照射氘核時(shí)，氘核可能分解，只要分解，分解出的質(zhì)子和中子動(dòng)能之和一定不為零(若動(dòng)能之和為零就分不開了)，所以C錯(cuò)誤，D正確答案：ADB級(jí)提能力6一個(gè)靜止的鈾核U(原子質(zhì)量為232.037 2 u)放出一個(gè)粒子(原子質(zhì)量為4.002 6 u)后衰變成釷核Th(原子質(zhì)量為228.028 7 u)，已知原子質(zhì)量單位1 u

10、1.671027 kg，1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量(1)寫出鈾核的衰變反應(yīng)方程；(2)算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能；(3)若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動(dòng)能，則粒子的動(dòng)能是多少？解析：(1)UThHe.(2)質(zhì)量虧損mmUmmTh0.005 9 u所以Emc20.005 9931.5 MeV5.50 MeV.(3)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，釷核和粒子的動(dòng)量大小相等，即pTh(p)0，pThp，EkTh，Ek又EkThEkE，所以粒子獲得的動(dòng)能EkE5.5 MeV5.41 MeV.答案：(1)UThHe(2)5.50 MeV(3)5.41 MeV7.H的質(zhì)量為3.016 050 u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.

11、007 277 u，中子的質(zhì)量是1.008 655 u求：(1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合為氚核時(shí)，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(gè)質(zhì)子和兩個(gè)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)量為mH3.016 050 u，質(zhì)量虧損為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為E0.008 557931.5 MeV7.97 MeV.(2)氚核的結(jié)合能即為E7.97 MeV，它的比結(jié)合能為2.66 MeV.(3)放出光子的頻率為 Hz1.921021 Hz.答案：(1)放出能量7.97 MeV(2)7.97 MeV2.66 MeV(3)1.921021 Hz8鐳核Ra發(fā)生衰變放出一個(gè)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?dòng)能，求放出粒子的動(dòng)能解析：(1)核反應(yīng)方程為RaRnHe.(2