人教版高中物理选择性必修三 同步精讲精练专题5.3 核力与结合能（解析版）.docx

专题5.3核力与结合能

【人教版】

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【题型1核力特点】

【题型2结合能】

【题型3比结合能】

【题型4质量亏损】

【题型5核能释放】

【题型6综合问题】

【题型7对比问题】

【题型8联系实际】

【题型1核力特点】

【例1】核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为(???)

A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力

B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力

C．核子间存在着强大的核力

D．核子间存在着复杂的磁力

答案：C

解析：核子间存在着强大的核力，故核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，答案为C．

【变式1-1】下列关于核力与核能的说法正确的是（）

A．核力是引起原子核β衰变的原因

B．原子核中所有核子单独存在时的质量总和大于该原子核的质量

C．核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用

D．原子核的结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

【答案】B

【解析】弱相互作用是引起原子核衰变的原因，故A错误；核子结合成原子核时释放能量，发生质量亏损，所以原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，故B正确；核力是强相互作用的一种表现，只有相邻的两个核子之间存在核力作用，故C错误；原子核的平均结合能越大，原子核中核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)就越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D错误。

故选B。

【变式1-2】下列说法正确的是（）

A．原子核的质量越大，比结合能越小

B．居里夫人通过粒子轰击铝原子核，首次发现了中子

C．核力属于强相互作用，原子核内，核力比库仑力小

D．比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时会释放核能

【答案】D

【解析】比结合能为原子核的结合能与核子数的比值，中等大小的核的比结合能最大，也最稳定，A错误；

B．查德威克在粒子轰击铍核实验中首次发现了中子，B错误；核力是强相互作用，原子核尺度内，核力比库仑力大得多，C错误；比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时会有质量亏损，放出核能，D正确。故选D。

【变式1-3】关于核力，下列说法正确的是（）

A．核力的作用范围只有约m B．核力本质上属于电磁相互作用

C．中子和中子之间不会有核力作用 D．核力减小是发生衰变的原因

答案：A

解析：核力是短程力，作用范围在原子核内部，作用范围只有约m，选项A正确；核力属于强相互作用，不属于电磁相互作用，选项B错误；核力存在于核子之间，质子与质子，质子与中子，中子与中子之间均存在核力，选项C错误；弱相互作用才是引起衰变的原因，选项D错误。故选A。

【题型2结合能】

【例2】目前人类探索太空需要用核电池对探测器提供电能和热能，某“核电池”是利用放射性元素钚238（）发生衰变释放的能量工作，其衰变方程为，钚238的半衰期为88年，下列说法正确的是（）

A．m=92，n=4，比的中子数多4

B．的结合能小于与的结合能之和

C．400个钚238经过176年还剩下100个

D．若改变238钚的温度、浓度及其所受的压力，它的半衰期将会改变

【答案】B

【解析】与的中子数之差为A错误；衰变释放能量，的结合能小于与的结合能之和，B正确；半衰期是统计规律，对少量不适用，C错误；半衰期与温度、浓度及其所受的压力无关，它的半衰期不会改变，D错误。故选B。

【变式2-1】（多选）原子比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列说法正确的有（）

A．比结合能大于，所以可以裂变成而放出核能

B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

C．比更稳定，结合能更大

D．平均核子质量小于

【答案】BD

【解析】比结合能大于，所以可以通过聚变成释放能量，故A错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B正确；比比结合能更大，更稳定，但结合能小于结合能，故C错误；比结合能大，所以平均核子质量小，故D正确。故选BD。

【变式2-2】2021年4月，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀，并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致粒子形成的概率显著增强的现象。以下说法正确的是（）

A．铀核发生核反应方程为，是核裂变反应

B．若静止的铀核发生衰变，产生的新核速度方向与粒子速度方向可能相同

C．产生的新核从高能级向低能级跃迁时，将发射出射线

D．新核（）的结合能大于铀核的结合能

【答案】C

【解析】铀核发生核反应的方程为此反应为衰变，选项A错误；若静止的轴核发生衰变，根据动量守恒定律可知产生的新核速度方向与粒子速度方向相反，选项B错误；