課時訓練17　核力與結(jié)合能

1、.課時訓練17核力與結(jié)合能題組一核力、四種根本互相作用1.核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時,都伴隨著宏大的能量變化,這是因為A.原子核帶正電,電子帶負電,電荷間存在很大的庫侖力B.核子具有質(zhì)量且相距很近,存在很大的萬有引力C.核子間存在著強大的核力D.核子間存在著復(fù)雜的磁力解析:核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子都有核力在做功,只有核子間存在著強大的核力,才伴隨著宏大的能量變化,因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度,有宏大的能量變化,就得做功多,所以選C。答案:C2.多項選擇關(guān)于核子結(jié)合成原子核,以下說法中正確的選項是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侖力C.當n個核子靠近

2、到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時,其間“勢能一定減小D.對質(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,只會發(fā)生在相鄰核子之間,故A、B錯誤。當n個核子靠近到核力作用范圍內(nèi),而間隔 大于0.8×10-15 m的核力表現(xiàn)為引力,在此過程核力必做正功,其間勢能必定減小,形成原子核后間隔 一般不小于0.8×10-15 m,故C正確。對質(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,但各個質(zhì)子間均有很強的庫侖斥力,隨著質(zhì)子數(shù)的增加,其庫侖斥力增加,對于穩(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:CD題組二結(jié)合能與比

3、結(jié)合能3.下面關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中,正確的選項是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.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,因此它的結(jié)合能也越大C.重核與中等質(zhì)量的原子核相比較,重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大D.中等質(zhì)量的原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大解析:根據(jù)結(jié)合能與比結(jié)合能的定義可知,只有D正確。答案:D4.以下關(guān)于原子和原子核的說法正確的選項是A.衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分B.玻爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化C.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短D.比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越結(jié)實解析:衰變是原子核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子,同時

4、放出一個電子,核反響方程為 01n11H+ -10e,選項A錯誤;放射性元素的半衰期不隨外界溫度、壓強等發(fā)生改變,選項C錯誤;比結(jié)合能越大,核子結(jié)合的越結(jié)實,選項D錯誤。答案:B題組三核能、愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系方程5.以下說法正確的選項是A.自由核子結(jié)合成原子核時,一定遵循質(zhì)量守恒B.在發(fā)生核反響時,反響前物質(zhì)的總質(zhì)量一定等于反響后所生成物質(zhì)的總質(zhì)量C.發(fā)生核反響時,反響前的總質(zhì)量大于反響后的總質(zhì)量,這個反響是放能反響D.發(fā)生核反響時,反響前的總質(zhì)量大于反響后的總質(zhì)量,這個反響必須吸收能量才能發(fā)生核反響解析:核反響過程滿足電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,其中質(zhì)量數(shù)守恒并不是質(zhì)量守恒。核

5、反響過程中往往伴隨著質(zhì)量虧損,并有能量變化。假設(shè)反響后質(zhì)量減小,那么釋放出能量,反之那么吸收能量,所以選項C正確。答案:C6.一個粒子轟擊一個硼 511B變成一個未知粒子和碳14,還放出0.75×106 eV的能量,寫出核反響方程式,反響過程中質(zhì)量虧損為 kg。 解析:根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以寫出核反響方程為 24He+511B614C+11H;由愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2得m=Ec2,代入數(shù)據(jù)計算得m=1.3×10-30 kg。答案:24He+511B614C+11H1.3×10-307. 2760Co發(fā)生一次衰變后

6、變?yōu)镹i,其衰變方程為;在該衰變過程中還發(fā)出頻率為1、2的兩個光子,其總能量為。 解析:發(fā)生一次衰變,原子核質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)增加1,產(chǎn)生一個電子,衰變方程為 2760Co2860Ni+ -10e;每個光子的能量為h,總能量為h1+2。答案:2760Co2860Ni+-10eh1+28.鐳核 88226Ra發(fā)生衰變放出一個粒子變?yōu)殡焙?#160;86222Rn。鐳核226質(zhì)量為226.025 4 u,氡核222質(zhì)量為222.016 3 u,放出粒子質(zhì)量為4.002 6 u1 u相當于931.5 MeV。1寫出核反響方程;2求鐳核衰變放出的能量。解析:1核

7、反響衰變方程為 88226Ra86222Rn+24He。2鐳核衰變放出的能量為E=mc2=226.025 4-4.002 6-222.016 3×931.5 MeV=6.05 MeV。答案:1)88226Ra86222Rn+24He26.05 MeV建議用時:30分鐘1.關(guān)于原子核內(nèi)的核力和庫侖力,以下說法中正確的選項是A.組成 92238U核的核子中任何兩個核子之間都存在著不可忽略的核力的作用B.組成 92238U核的中子中任何兩個中子之間都存在著不可忽略的核力的作用C.組成 92238U核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間都存在著不可忽略的庫侖力的作

8、用D.組成 92238U核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間,除庫侖力之外還都存在著不可忽略的核力作用解析:原子核內(nèi)任何兩個質(zhì)子之間都存在庫侖力作用,但每個核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用,應(yīng)選項C正確。答案:C2.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3,當一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時,釋放的能量是c表示真空中的光速A.m1+m2-m3cB.m1-m2-m3cC.m1+m2-m3c2D.m1-m2-m3c2解析:根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2,此核反響放出的能量E=m1+m2-m3c2,故C正確。答案:C3.以下說法中正確的選項是A.原子核內(nèi)的所有質(zhì)子間都存在核力和庫侖力B.對質(zhì)子數(shù)較多

9、的原子核,其中的中子起到維系原子核穩(wěn)定的作用C.重核比中等質(zhì)量的核更穩(wěn)定D.兩個質(zhì)子之間不管間隔 如何,核力總大于庫侖力解析:只有相鄰質(zhì)子間才存在核力,選項A、D錯誤;中子與其他核子間沒有庫侖斥力,但有互相吸引的核力,起到維系原子核穩(wěn)定的作用,選項B正確;中等質(zhì)量大小的核最穩(wěn)定,選項C錯誤。答案:B4.關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法,正確的選項是A.原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B.穩(wěn)定的重原子核里,質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C.原子核都是非常穩(wěn)定的D.由于核力的作用范圍是有限的,以及核力的飽和性,假如繼續(xù)增大原子核,形成的核也一定是不穩(wěn)定的解析:自然界中較輕的原子核,質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等,但對于較重的

10、原子核,中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù),越重的元素兩者相差越多,穩(wěn)定的重原子核里,中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。答案:D5.多項選擇對結(jié)合能、比結(jié)合能的認識,以下說法正確的選項是A.一切原子核均具有結(jié)合能B.自由核子結(jié)合為原子核時,可能吸收能量C.結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定D.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定解析:由自由核子結(jié)合成原子核的過程中,核力做正功,釋放出能量,反之,將原子核分開變?yōu)樽杂珊俗铀枰x予相應(yīng)的能量,該能量即為結(jié)合能,故A正確,B錯誤;對核子較多的原子核的結(jié)合能越大,但它的比結(jié)合能不一定大,比結(jié)合能的大小反映了原子核的穩(wěn)定性,故C錯誤,D正確。答案:AD6.多項選擇關(guān)于質(zhì)能方程,以下說法中正確的選項是A.

11、質(zhì)量減少,能量就會增加,在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量B.物體獲得一定的能量,它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值C.物體一定有質(zhì)量,但不一定有能量,所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系D.某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)絡(luò)的解析:質(zhì)能方程E=mc2說明某一定量的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)絡(luò)的,當物體獲得一定的能量,即能量增加某一定值時,它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一定值,并可根據(jù) E=mc2進展計算,所以選項B、D正確。答案:BD7.2019全國理綜2一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核,衰變方程為 92238U90234Th+24He。以下說法正確的選項是A.衰變后釷核的動能等于粒子的動能B.衰變后

12、釷核的動量大小等于粒子的動量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間D.衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量解析:靜止的鈾核發(fā)生衰變,衰變過程中動量守恒,所以衰變后粒子的動量和釷核的動量大小相等、方向相反,應(yīng)選項B正確;由于m釷>m,根據(jù)Ek=p22m可知,釷核的動能小于粒子的動能,應(yīng)選項A錯誤;半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間,并不是放出一個粒子所經(jīng)歷的時間,應(yīng)選項C錯誤;鈾核發(fā)生衰變過程中有質(zhì)量虧損,衰變后粒子與釷核的質(zhì)量和小于衰變前鈾核的質(zhì)量,應(yīng)選項D錯誤。答案:B8.質(zhì)子的質(zhì)量是1.008 665 u、中子的質(zhì)量也是1.008 665 u

13、,氫原子的質(zhì)量是1.007 825 u,碳原子的原子量是12.000 000 u,12個核子結(jié)合成碳原子核時,質(zhì)量虧損是,碳原子核的比結(jié)合能是。 解析:碳原子可以看成是6個氫原子與6個中子結(jié)合而成,質(zhì)量虧損m=6×1.007 825 u+6×1.008 665 u-12.000 000 u=0.098 940 u比結(jié)合能E=E12=mc212=0.098 940×931.5MeV127.68 MeV。答案:0.098 940 u7.68 MeV9.鈹核在俘獲一個粒子后放出一個中子并生成一個新核,鈹核  49Be質(zhì)量為9.012 190 u,粒子質(zhì)量為4.002 600 u,中子質(zhì)量為1.008 665 u。1寫出核反響方程;2算出釋放的能量。解析:1根