2019高中物理 第十九章 原子核 5 核力与结合能课堂演练 新人教版选修3-5.doc

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1、15 5 核力与结合能核力与结合能1对原子核的组成，下列说法正确的是( )A核力可使一些中子组成原子核B核力可使非常多的质子组成原子核C不存在只有质子的原子核D质量较大的原子核内一定有中子解析：由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子集聚在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”库仑力，A、B 错误；自然界中存在只有一个质子的原子核， H，C 错误；较大质量的原子核内只有1 1存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故 D 正确答案：D2.一个91Pa 原子核内的质子数、中子数、核子数分别为（ ）234A.91 个 91 个 234 个

2、B.143 个 91 个 234 个C.91 个 143 个 234 个 D.234 个 91 个 143 个解析：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子.91Pa 的原子序数为23491，即质子数为 91，核子数为 234，中子数等于核子数减去质子数，即为 23491143，故 C 正确，ABD 错误.故选：C.答案：C3(多选)对核子结合成原子核的下列说法正确的是( )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解析：由于核

3、力为短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知 A、B 错误；当n个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于 0.81015 m，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不小于 0.81015 m，故 C 正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的质子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力，随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故 D 正确答案：CD4某核反应方程为 H H HeX.已知 H 的质量为 2.013 6 u， H 的质量为 3.018 2 13 14 22 13 10 u， He 的质量为 4.0

4、02 6 u，X 的质量为 1.008 7 u则下列说法中正确的是( )4 2AX 是质子，该反应释放能量2BX 是中子，该反应释放能量CX 是质子，该反应吸收能量DX 是中子，该反应吸收能量解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过程中质量数，电荷数守恒规律，可得：H H He n，X 为中子，在该反应发生前，反应物的总质量m12.013 6 u3.018 0 2 13 14 21 0u5.031 6 u，反应后产物总质量m24.002 6 u1.008 7 u5.011 3 u，总质量减少，出现了质量亏损，根据爱因斯坦的质能方程可知，该反应释放能量答案：B5.如图所示，表示原子核的比结合能

5、与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是（ ）A.重的原子核，例如铀核（92U） ，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳235定B.锂核（ Li）的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳6 3定C.原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能；比结合能越大的原子核越稳定D.以上三个表述都错误解析：比结合能是指要把原子核内核子分开平均每个核子需要的能量，所以比结合能越大，原子核越稳定，由图知，中等大小的原子核比结合能最大，最稳定，故 ABD 错误；C 正确.答案：CA 级 抓基础1.（多选）如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数

6、Z的关系图象，下列说法正确的是（ ）3A.若DE能结合成F，结合过程一定能放出核能B.若DE能结合成F，结合过程一定要吸收能量C.若CB能结合成A，结合过程一定要放出能量D.若CB能结合成A，结合过程一定要吸收能量解析：DE结合成F，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，A 正确，B 错误；若CB能结合成A，也有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，要吸收能量，D 正确，C错误；故选 AD.答案：AD2.原子质量单位为 u，1 u 相当于 931.5 MeV 的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是（ ）A.（Mm1m2） uc2B.（m1

7、m2M） u931.5 JC.（m1m2M）c2D.（m1m2M）931.5 eV解析：在核能计算时，如果质量的单位是 kg，则用 Emc2进行计算，如果质量的单位是 u，则利用 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量计算，即 Em931.5 MeV 进行计算，故 C 正确，A、B、D 错误.答案：C3中子 n、质子 p、氘核 D 的质量分别为mn、mp、mD.现用光子能量为E的 射线照射静止氘核使之分解，反应方程为 Dpn，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A. (mDmpmn)c2E1 2B. (mDmnmp)c2E1 2C. (mDmpmn)c2E1 2D. (

8、mDmnmp)c2E1 2解析：因为轻核聚变时放出能量，质量亏损，所以氘核分解为核子时，要吸收能量，质量增加，本题核反应过程中 射线能量E对应质量的增加和中子与质子动能的产生，4即Emc22Ek(mpmnmD)c22Ek得Ek E(mpmnmD)c2 (mDmpmn)c2E，1 21 2故选 C.答案：C4(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为 m，相应的能量 Emc22.2 MeV 是氘核的结合能，下列说法正确的是( )A用能量小于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B用能量小于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，

9、它们的动能之和不为零C用能量大于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D用能量大于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零解析：用能量小于结合能的光子照射氘核时，氘核一定不能分解，所以 A 正确，B 错误用能量大于结合能的光子照射氘核时，氘核可能分解，只要分解，分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了)，所以 C 错误，D 正确答案：ADB 级 提能力5.（多选）我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上，核电池是通过半导体换能器，

10、将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转变为电能.嫦娥三号采用放射性同位素94Pu，静止的94Pu 衰变为铀核92U 和 239239235粒子，并放出频率为的 光子，已知94Pu、92U 和 粒子的质量分别为239235mPu、mU、m.下列说法正确的是（ ）A.94Pu 的衰变方程为94Pu92U He2392392354 2B.此核反应过程中质量亏损为 mmPumUmC.释放出的 光子的能量为（mPumUm）c2D.反应后92U 和 粒子结合能之和比94Pu 的结合能大235239解析：根据质量数守恒与电荷数守恒可知，94Pu 的衰变方程为94Pu92U239239235He，故 A 正确

11、；此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为4 2mmpumUm，故 B 正确；释放的 光子的能量为h，核反应的过程中释放的能量：E（mpumUm）c2，由于核反应的过程中释放的核能转化为新核与 粒子的动能以及光子的能量，所以光子的能量小于（mpumUm）c2，故 C 错误； 94Pu 衰变成92U239235和 粒子后，释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，所以反应后92U 和 粒子结合能之和比94Pu 的结合能大，故 D 正确；故选 ABD.2352395答案：ABD6. H 的质量为 3.016 050 u，质子的质量是 1.007 277 u，中子的质

12、量是 1.008 655 u.求：3 1（1）一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？（2）氚核的结合能和比结合能各是多少？（3）如果此能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？解析：（1）一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程是： H2 n H，1 11 03 1反应前各核子总质量为：mp2mn1.007 277 u21.008 665 u3.024 607 u，反应后新核的质量mH3.016 050 u，质量亏损m3.024 607 u3.016 050 u0.008 557 u，因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应释放能量；释放的核能E0.008

13、557931.5 MeV7.97 MeV.（2）氚核的结合能 E7.97 MeV，它的比结合能为：2.66 MeV.E 3（3）放出光子的频率 Hz1.921021 Hz.E h7.97 106 1.6 1019 6.63 1034答案：（1）放出能量 7.97 MeV（2）7.97 MeV 2.66 MeV（3）1.921021 Hz7镭核Ra 发生衰变放出一个粒子变为氡核Rn.已知镭核 226 质量为 226.025 4 2268822286u，氡核 222 质量为 222.016 3 u，放出粒子的质量为 4.002 6 u.(1)写出核反应方程；(2)求镭核衰变放出的能量；(3)若衰变

14、放出的能量均转变为氡核和放出粒子的动能，求放出粒子的动能解析：(1)核反应方程为RaRn He.22688222864 2(2)镭核衰变放出的能量为 Emc2(226.025 44.002 6222.016 3)931.5 MeV6.05 MeV.(3)设镭核衰变前静止，镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得mRnvRnmv0.又因为衰变放出的能量转变为氡核和 粒子的动能，则6EmRnvmv.1 22 Rn1 22 由可得EE6.05 MeV5.94 MeV.mRn mRnm222.016 3 222.016 34.002 6答案：(1)RaRn He22688222864 2(2)6.05 MeV (3)5.94 MeV