5.3核力與結(jié)合能（原卷版）-2024年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第三冊）

5.3核力與結(jié)合能知識點(diǎn)一、核力與四種基本相互作用1．核力：原子核中的之間存在一種很強(qiáng)的相互作用，即存在一種，它使得核子緊密地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的原子核．這種作用稱為2．強(qiáng)相互作用的特點(diǎn)(1)強(qiáng)相互作用是力，作用范圍只有約m.(2)距離增大時，強(qiáng)相互作用急劇超過10－15m，相互作用不存在．3．弱相互作用(1)弱相互作用是引起原子核衰變的原因，即引起中子—質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因．(2)弱相互作用是力，其力程只有m.4．四種基本相互作用知識點(diǎn)二、結(jié)合能1．結(jié)合能原子核是憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開，也需要，這就是原子核的結(jié)合能．2．比結(jié)合能原子核的結(jié)合能與之比，叫作比結(jié)合能，也叫作結(jié)合能．比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越，原子核越的核的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定．結(jié)合能和比結(jié)合能結(jié)合能把原子核分成核子時吸收的能量或核子結(jié)合成原子核時放出的能量比結(jié)合能等于原子核的結(jié)合能與原子核中核子個數(shù)的比值，它反映了原子核的穩(wěn)定程度比結(jié)合能曲線不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化圖線如圖所示從圖中可看出，中等大小的核的比結(jié)合能最大，輕核和重核的比結(jié)合能都比中等大小的核的比結(jié)合能要小知識點(diǎn)三、質(zhì)量虧損1．質(zhì)能方程物體的能量與它的質(zhì)量的關(guān)系是：E＝.2．質(zhì)量虧損原子核的質(zhì)量組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象．質(zhì)量虧損1．質(zhì)量虧損Δm的理解所謂質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，而是減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成核的過程中以能量的形式輻射出去了．反過來，把原子核分裂成核子，總質(zhì)量要增加，總能量也要增加，增加的能量要由外部供給．2．質(zhì)能方程E＝mc2的理解(1)根據(jù)質(zhì)能方程，物體的總能量與其質(zhì)量成正比．物體質(zhì)量增加，則總能量隨之增加；質(zhì)量減少，總能量也隨之減少，這時質(zhì)能方程也寫作ΔE＝Δmc2.(2)運(yùn)用質(zhì)能方程時應(yīng)注意單位．一般情況下，公式中各量都應(yīng)取國際單位制單位．但在微觀領(lǐng)域，用國際單位制單位往往比較麻煩，習(xí)慣上常用“原子質(zhì)量單位”和“電子伏特”作為質(zhì)量和能量的單位，1u對應(yīng)931.5MeV能量．核能的計算方法1．根據(jù)質(zhì)量虧損計算(1)根據(jù)核反應(yīng)過程，計算核反應(yīng)前和核反應(yīng)后的質(zhì)量虧損Δm.(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2計算核能．①若Δm的單位是千克，則需要將c＝3×108m/s代入，計算得到的ΔE的單位為焦耳．②若Δm的單位是原子質(zhì)量單位u，則可用ΔE＝Δm×931.5MeV計算，即用質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV.(1u相當(dāng)于931.5MeV)2．利用比結(jié)合能來計算核能原子核的結(jié)合能＝核子的比結(jié)合能×核子數(shù)，核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能．下列對核力的認(rèn)識，正確的是（）A．核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，比靜電力大得多 B．核力存在于質(zhì)子和電子之間 C．核力是核子間相互吸引的力，是短程力 D．核力只存在于相鄰的核子之間，具有飽和性（2021春?虎丘區(qū)校級期中）原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化的圖像如圖，下列說法正確的是（）A．質(zhì)量數(shù)越大的原子核，核子結(jié)合得越牢固 B．12H核比C．3689Kr核的結(jié)合能大于D．兩個12H核結(jié)合成一個靜止的钚核94239Pu自發(fā)衰變成一個鈾核92A．X是氦（He）原子，又叫α粒子 B．該反應(yīng)質(zhì)量增加 C．鈾核與X的動量大小之比為1：2 D．X與鈾核的動能之比為235：4（2023?廣東學(xué)業(yè)考試）由中科院等離子體物理研究所設(shè)計制造的EAST全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置試用已經(jīng)成功，標(biāo)志著我國站在了世界核聚變研究的前端。設(shè)可控?zé)岷朔磻?yīng)前氘核（12H）的質(zhì)量為m1，氚核（13H）的質(zhì)量為m2，反應(yīng)后氦核（24He）的質(zhì)量為mA．核反應(yīng)放出的能量為（m1+m2﹣m3﹣m4）c2 B．上述核反應(yīng)過程中原子核的比結(jié)合能減小 C．這種熱核反應(yīng)釋放出氦核，是α衰變 D．這種裝置的核反應(yīng)原理與我國大亞灣核電站所使用核裝置的原理相同（多選）下列關(guān)于核力與結(jié)合能的說法正確的是（）A．強(qiáng)相互作用和弱相互作用都是短程力 B．弱相互作用是引起原子核β衰變的原因 C．原子核的結(jié)合能與質(zhì)子數(shù)之比，叫作比結(jié)合能 D．結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定（多選）（2023?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）中國自主三代核電“華龍一號”示范工程第2臺機(jī)組福清核電6號機(jī)組于2022年3月25日投入商業(yè)運(yùn)行，至此“華龍一號“示范工程全面建成投運(yùn)?！叭A龍一號”利用鈾核裂變釋放能量，原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖線如圖所示，兩臺機(jī)組每年總發(fā)電量約200億千瓦?時。下列說法正確的是（）A．鈾核裂變的一個重要核反應(yīng)方程是92235U→56144Ba+B．“華龍一號”兩臺機(jī)組發(fā)電一年需消耗核約為0.8kg C．24He核的平均核子質(zhì)量小于D．三個中子和三個質(zhì)子結(jié)合成3（2023春?秦淮區(qū)校級期中）在火星上太陽能電池板發(fā)電能力有限，因此科學(xué)家們用放射性材料—PuO2作為發(fā)電能源為火星車供電（PuO2中的Pu是94238Pu）。已知94238Pu衰變后變?yōu)殁櫤耍ǚ枮閁）和α粒子。若靜止的94238Pu在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變，α粒子的動能為E，（1）寫出衰變方程；（2）94（3）從開始衰變到9224U和氮原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是（）A．核力、庫侖力、萬有引力 B．萬有引力、庫侖力、核力 C．庫侖力、核力、萬有引力 D．核力、萬有引力、庫侖力下面關(guān)于結(jié)合能和平均結(jié)合能的說法中，正確的有（）A．核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能 B．平均結(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)合能和平均結(jié)合能都大 D．中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能均比輕核的要大一個中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng)，生成一個氘核，該反應(yīng)放出的能量為Q，則氘核的比結(jié)合能為（）A．Q2 B．Q C．Q3對公式ΔE＝Δmc2，下列說法中正確的是（）A．能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量 B．質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量 C．能量的轉(zhuǎn)化與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化是成比例的 D．發(fā)生核反應(yīng)時，反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個反應(yīng)必須吸收能量才能發(fā)生下列關(guān)于核力、原子核的結(jié)合能、比結(jié)合能的說法正確的是（）A．維系原子核穩(wěn)定的力是核力，核力就是表現(xiàn)為相鄰核子間的相互吸引力 B．核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，原子核尺度內(nèi)，核力比庫侖力小 C．比結(jié)合能小的原子核分解成比結(jié)合能大的原子核時會釋放核能 D．自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能88226RaA．該衰變是β衰變 B．Y粒子是2C．Y粒子的穿透能力很強(qiáng) D．20個88（2022?源匯區(qū)模擬）原子核的比結(jié)合能與原子序數(shù)的關(guān)系圖所示，大多數(shù)恒星內(nèi)部溫度非常高，可進(jìn)行輕核聚變，核反應(yīng)方程為A+B→C．但對于金、鉑等重金屬產(chǎn)生，目前科學(xué)界有一種理論認(rèn)為，兩顆中子星合成過程中會釋放巨大的能量，在能量的作用下能夠合成金、鉑等重金屬，其核反應(yīng)為D+E→F，下列說法正確的是（）A．重核F裂變成D和E的過程中，會產(chǎn)生質(zhì)量虧損 B．較輕的核A和B聚合成C的過程中核子平均質(zhì)量變大 C．較重的核D和E聚合成F的過程中，會釋放較大能量 D．A和B聚合成C的過程中，C的結(jié)合能小于A和B的結(jié)合能之和（2023春?寶雞期末）用中子轟擊靜止的鋰核，核反應(yīng)方程為01n+36Li→24He+X+γ，已知光子的頻率為ν，鋰核的比結(jié)合能為EA．X核為12B．γ光子的動量p=?cC．釋放的核能ΔE＝（4E2+3E3）﹣6E1+hν D．質(zhì)量虧損Δm=如圖所示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．原子核A比原子核F的比結(jié)合能大 B．原子核D比原子核F更穩(wěn)定 C．由原子核A分裂出原子核B、C的過程一定釋放能量 D．由原子核D、E結(jié)合出原子核F的過程一定吸收能量一個靜止的原子核baX經(jīng)α衰變放出一個α粒子并生成一個新核，α粒子的動能為E設(shè)衰變時產(chǎn)生的能量全部變成A．E0c2 C．(a?4)E0c（多選）下列說法正確的是（）A．光在真空中運(yùn)動的速度在任何慣性系中測得的數(shù)值都是相同的 B．愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2中的m是物體靜止時的質(zhì)量 C．愛因斯坦指出：對不同的慣性系，物理規(guī)律是不一樣的 D．空中繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的質(zhì)量比靜止在地面上時大得多（多選）（2022春?榆陽區(qū)校級期中）下列說法正確的是（）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Δm B．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 C．Δm是某原子核在衰變過程中增加