高中物理选择性必修第三册课后习题 第5章 原子核 3 核力与结合能 (2).docVIP

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3核力与结合能

课后·训练提升

基础巩固

一、单项选择题

1.下列有关原子核的说法正确的是()

A.结合能是指将原子核中的核子分开所需要的能量

B.结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定

C.质量亏损是指原子核的质量大于组成它的核子的质量之和

D.因为存在质量亏损,所以在原子核发生衰变时,质量数不守恒

答案:A

解析:结合能是指将原子核中的核子分开所需要的能量,故选项A正确;比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,故选项B错误;质量亏损是指原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,故选项C错误;原子核发生衰变时,质量数守恒,故选项D错误。

2.下图是原子核的平均核子质量与原子序数Z的关系图像,下列说法正确的是()

A.若D、E能结合成F,结合过程一定要释放能量

B.若D、E能结合成F,结合过程一定要吸收能量

C.若C、B能结合成A,结合过程一定要释放能量

D.若F、C能结合成B,结合过程一定要释放能量

答案:A

解析:由平均核子质量与原子序数Z的关系图像可知,D与E的平均核子质量大于F的平均核子质量,所以D、E结合成F,平均核子质量减小,有质量亏损,根据爱因斯坦质能方程,有能量释放,故选项A正确,B错误;同理可知,C、B结合成A要吸收能量,F、C结合成B要吸收能量,选项C、D错误。

3.恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应,已知氘核?12H的比结合能为E1,氦核24He的比结合能为E2,则热核反应

A.E2-E1 B.E2-2E1

C.4E2-2E1 D.4E2-4E1

答案:D

解析:该反应放出热量,氘核的比结合能为E1,氦核的比结合能为E2,根据比结合能等于结合能与核子数的比值,则核反应中释放的核能为ΔE=4E2-(2E1+2E1)=4E2-4E1,故选项D正确,A、B、C错误。

4.原子核A、B结合成放射性原子核C,核反应方程是A+BC,已知原子核A、B、C的质量分别为mA、mB、mC,结合能分别为EA、EB、EC,以下说法正确的是()

A.原子核A、B、C中比结合能最小的是原子核C

B.原子核A、B结合成原子核C,释放的能量ΔE=(mA+mB-mC)c2

C.原子核A、B结合成原子核C,释放的能量ΔE=EA+EB-EC

D.大量原子核C经历两个半衰期时,已发生衰变的原子核占原来的1

答案:B

解析:原子核A、B结合成放射性原子核C,要释放能量,原子核C的比结合能最大,释放的能量ΔE=EC-(EA+EB),根据质能方程得ΔE=(mA+mB-mC)c2,故选项A、C错误,B正确;原子核的半衰期是原子核有半数发生衰变所需要的时间,大量原子核C经历两个半衰期时,未发生衰变的原子核占原来的14

二、多项选择题

5.用天然放射性元素镭放出α粒子轰击氮原子核,核反应可能不只有一种,比如①24He+714N817O+11H,

?2

?7

?9

?0

m1=

4.002603u

m2=

14.003074u

m3=

17.002095u

m4=

1.008665u

A.第②种核反应为放能反应,一次核反应放出的能量约为4.735MeV

B.第②种核反应为吸能反应,一次核反应吸收的能量约为4.735MeV

C.用该α粒子(Ekα=4.793MeV)轰击静止的靶核(714N),不可能发生第

D.用该α粒子(Ekα=4.793MeV)轰击静止的靶核(714N),可能发生第

答案:BC

解析:第②种核反应的质量亏损Δm=(m1+m2-m3-m4)=-0.005083u,核反应后质量增加,该反应为吸能反应,故选项A错误;ΔE=Δmc2=0.005083×931.5MeV=4.735MeV,一次核反应吸收的能量约为4.735MeV,故选项B正确;用α粒子轰击静止的靶核,当发生完全非弹性碰撞时,系统损失动能最多,由动量守恒有m1v1=(m1+m2)v2,由能量守恒有12m1v12=12(m1+m2)v22+ΔE,解出ΔE=m

6.关于核子结合成原子核,下列说法正确的是()

A.原子核内的核子间均存在核力

B.原子核内的质子间均存在核力和库仑力

C.当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时,其间“势能”一定减小

D.对质子数较多的原子核,其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用

答案:CD

解析:核力是强相互作用的一种表现,它的作用范围在1.5×10-15m之内,质子和中子统称为核子,由于核力为短程力,只会发生在相邻核子之间,故选项A、B错误;当n个核子靠近到核力作用范围1.5×10-15m之内,而距离大于0.8×10-15m时,核力表现为引力,在此过程核力必做正功,其间“势能”必定减小,形成原子核后距离一般