XX省專用學(xué)年高中物理 第十九章 原子核 課時(shí)跟蹤檢測(cè)二十二核力與結(jié)合能含解析新人教選修

PAGE課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十二）核力與結(jié)合能1．中子比質(zhì)子更容易擊中原子核的原因是()A．中子體積較小 B．中子速度較大C．中子能量較大 D．中子不帶電解析：選D由于中子不帶電，與原子核之間不存在庫(kù)侖斥力，所以，它比質(zhì)子更易接近原子核并打進(jìn)內(nèi)部去，D項(xiàng)正確。2．科學(xué)研究表明，自然界存在四種基本相互作用。我們知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力實(shí)質(zhì)上是屬于()A．引力相互作用B．電磁相互作用C．強(qiáng)相互作用和弱相互作用的共同作用D．四種基本相互作用的共同作用解析：選B分子力作用范圍約在10－10m數(shù)量級(jí)上。強(qiáng)相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范圍在10－15m和10－18m之內(nèi)，在分子力作用距離上都不存在。在分子力作用范圍內(nèi)引力相互作用和電磁相互作用都存在，但由于電磁力遠(yuǎn)大于萬有引力，引力相互作用可以忽略不計(jì)，因此分子力本質(zhì)上屬于電磁相互作用。3．[多選]一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*。下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和解析：選AB核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，A正確。核反應(yīng)過程中遵從動(dòng)量守恒和能量守恒，B正確，C錯(cuò)誤。核反應(yīng)中發(fā)生質(zhì)量虧損，生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯(cuò)誤。4．轟擊鋰核(eq\o\al(7,3)Li)生成兩程的實(shí)驗(yàn)，已知質(zhì)子初動(dòng)能是0.6MeV，質(zhì)子、α粒子和鋰核的質(zhì)量分別是1.0073u、4.0015u和7.0160u。已知1u相當(dāng)于931.5MeV，則下列敘述中正確的是()A．此反應(yīng)過程質(zhì)量減少0.0103uB．生成的兩個(gè)α粒子的動(dòng)能之和是18.3MeV，與實(shí)驗(yàn)相符C．核反應(yīng)中釋放的能量是18.9MeV，與實(shí)驗(yàn)相符D．生成的兩個(gè)α粒子的動(dòng)能之和是19.5MeV，與實(shí)驗(yàn)相符解析：選CD此反應(yīng)過程質(zhì)量虧損Δm＝1.0073u＋7.0160u－2×4.0015u＝0.0203u，核反應(yīng)中釋放的能量ΔE＝Δmc2＝0.0203×931.5MeV＝18.9MeV，而生成的兩個(gè)α粒子的動(dòng)能之和為ΔE＋Ek質(zhì)＝18.9MeV＋0.6MeV＝19.5MeV，故選項(xiàng)C、D均正確，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤。5．[多選]對(duì)于核子結(jié)合成原子核的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是()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(kù)侖力C．當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時(shí)，其間勢(shì)能一定減小D．對(duì)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：選CD由于核力為短程力，只會(huì)發(fā)生在相鄰核子之間，由此知A、B錯(cuò)誤；當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用范圍內(nèi)，而距離大于0.8×10－15m，核力表現(xiàn)為引力，在此過程核力必做正功，其間勢(shì)能必定減小，形成原子核后距離一般不小于0.8×10－15m，故C正確；對(duì)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(gè)質(zhì)子間均有很強(qiáng)的庫(kù)侖斥力。隨著質(zhì)子數(shù)的增加，其庫(kù)侖斥力增加，對(duì)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。6．“正電子湮滅”是指正電子與電子相遇后一起消失而放出光子的過程，若一個(gè)電子和一個(gè)正電子相撞發(fā)生湮滅轉(zhuǎn)化成一對(duì)光子，正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m，相碰前動(dòng)能均為Ek，光速為c，普朗克常量為h，則對(duì)撞過程中系統(tǒng)動(dòng)量________(填“守恒”或“不守恒”)，光子的頻率為________。解析：對(duì)撞過程中動(dòng)量守恒，根據(jù)能量守恒可得2Ek＋2mc2＝2hν，故光子的頻率為ν＝eq\f(Ek＋mc2,h)。答案：守恒eq\f(Ek＋mc2,h)7．[多選]對(duì)于核力，下列說法正確的是()A．核力是弱相互作用，作用力很小B．核力是強(qiáng)相互作用，是強(qiáng)力C．核子之間的距離小于0.8×10－15m時(shí)，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起D．人們對(duì)核力的了解很清楚，特別是在小于0.8×10－15m時(shí)，核力的變化規(guī)律更清楚解析：選BC核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，它的作用范圍在1.5×10－15m之內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。核力在大于0.8×10－15m時(shí)，表現(xiàn)為吸引力，且隨距離增大而減小，在距離小于0.8×10－15m時(shí)，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起，選項(xiàng)C正確。人們對(duì)核力的了解還不是很清楚，這是科學(xué)家們正在奮力攻克的堡壘，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8．如圖所示，圖線表示原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系，據(jù)此下列說法中正確的是()A．重的原子核，例如鈾核eq\o\al(235,92)U，因?yàn)樗暮俗佣?，核力大，所以結(jié)合得堅(jiān)固而穩(wěn)定B．鋰核eq\o\al(6,3)Li的核子的比結(jié)合能比鈾核的比結(jié)合能小，因而比鈾核結(jié)合得更堅(jiān)固更穩(wěn)定C．原子核結(jié)合的松緊程度可以用“比結(jié)合能”來表征，比結(jié)合能的定義是原子核的結(jié)合能與其核子數(shù)之比，比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定D．以上三個(gè)表述都錯(cuò)誤解析：選C原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，而組成原子核的核子越多，它的比結(jié)合能并不是越大，只有當(dāng)比結(jié)合能越大，原子核中的核子結(jié)合的越牢固，原子核越穩(wěn)定，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。9．一個(gè)電子(質(zhì)量為m、電荷量為－e)和一個(gè)正電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)以相等的初動(dòng)能Ek相向運(yùn)動(dòng)，并撞到一起，發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生光子的頻率為ν。若這兩個(gè)光子的能量都為hν，動(dòng)量分別為p和p′，下面關(guān)系中正確的是()A．hν＝mc2，p＝p′B．hν＝eq\f(1,2)mc2，p＝p′C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′D．hν＝eq\f(1,2)(mc2＋Ek)，p＝－p′解析：選C能量守恒和動(dòng)量守恒為普適定律，故以相等動(dòng)能相向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞而湮滅的正、負(fù)電子總能量為：2Ek＋2mc2，化為兩個(gè)光子后，總動(dòng)量守恒，為零，故p＝－p′，且2Ek＋2mc2＝2hν，即hν＝Ek＋mc2，故C正確。10．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)9Th＋eq\o\al(4,2)He。下列說法正確的是()A．衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能B．衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量解析：選B靜止的鈾核在衰變過程中遵循動(dòng)量守恒，由于系統(tǒng)的總動(dòng)量為零，因此衰變后產(chǎn)生的