【名師一號】2021年人教版物理雙基限時練-選修3-5：第十九章《原子核》5

雙基限時練(十八)核力與結(jié)合能1．對核力的生疏，下列說法中正確的是()A．任何物體之間均存在核力B．核力存在于原子核內(nèi)各核子之間C．核力只發(fā)生在相距1.5×10－15m的核子之間，大于0.8×10－15m為吸引力，而小于0.8×10－D．核力只存在于質(zhì)子與質(zhì)子之間答案C2．核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時，都伴隨著巨大的能量變化，這是由于()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．核子間存在著簡單的磁力答案C3．關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法，正確的是()A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)肯定相等B．穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C．原子核都是格外穩(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，不行能無節(jié)制的增大原子核而仍穩(wěn)定存在解析原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不肯定相等，特殊是原子序數(shù)越大的原子核中，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多，且原子序數(shù)大的和小的都沒有中等質(zhì)量原子穩(wěn)定，故A、B、C選項錯誤．又由于核力是極短程力及飽和性的特點，使原子核不行能無節(jié)制的增大，故D選項正確．答案D4．對于公式ΔE＝Δmc2下列說法正確的是()A．能量可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)量B．質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化成能量C．能量的轉(zhuǎn)化與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化是成比例的D．在核反應中，能量與質(zhì)量都不守恒答案C5．質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，那么質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時放出的能量是()A．m3c2 B．(m1＋m2)cC．(m1＋m2－m3)c2 D．(m3－m1－m2)c2答案C6．下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中正確的是()A．核子結(jié)合成原子核吸取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)合能也肯定越大C．重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大D．中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大解析核子結(jié)合成原子核時放出能量，原子核拆解成核子時吸取能量，A項錯；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，但比結(jié)合能越大的原子核，其結(jié)合能不肯定大，例如中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結(jié)合能比重核小，B、C項錯；中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比輕核的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多，因此它的結(jié)合能也比輕核大，D項正確．答案D7．下列說法中正確的是()A．愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化B．由E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系C．核反應中發(fā)覺的“質(zhì)量虧損”是消逝的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成為能量D．因在核反應中能產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒解析E＝mc2說明能量和質(zhì)量之間存在著聯(lián)系，即能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，并不是說明白能量和質(zhì)量之間存在相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，A項錯誤，B項正確．核反應中的“質(zhì)量虧損”并不是質(zhì)量消逝，實際上是由靜止的質(zhì)量變成運動的質(zhì)量，并不是質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量，C項錯誤．在核反應中，質(zhì)量守恒，能量也守恒，在核反應前后只是能量的存在方式不同，總能量不變，在核反應前后只是物質(zhì)由靜質(zhì)量變成動質(zhì)量，D項錯誤．答案B8．如圖所示是描述原子核核子的平均質(zhì)量eq\x\to(m)與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線，由圖可知下列說法正確的是()A．將原子核A分解為原子核B、C可能吸取能量B．將原子核D、E結(jié)合成原子核F可能吸取能量C．將原子核A分解為原子核B、F肯定釋放能量D．將原子核F、C結(jié)合成原子核B肯定釋放能量解析因B、C核子平均質(zhì)量小于A的核子平均質(zhì)量，故A分解為B、C時，消滅質(zhì)量虧損，放出核能，故A項錯；同理可得B、D項錯，C項正確．答案C9．(多選題)對于結(jié)合能、比結(jié)合能的生疏，下列說法正確的是()A．一切原子核均具有結(jié)合能B．自由核子結(jié)合成原子核，可能吸取能量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)定解析自由核子結(jié)合成原子核的過程，核力做正功，釋放出能量，反之，將原子核分開變?yōu)樽杂珊俗?，它將賜予相應的能量，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結(jié)合能越大，但它的比結(jié)合能不肯定大，比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，故C選項錯誤，D選項正確．答案AD10．關(guān)于核力的說法正確的是()A．核力同萬有引力沒有區(qū)分，都是物體間的作用B．核力與電荷有關(guān)C．核力是弱相互作用，作用力很小D．核力是強相互作用，是強力答案D11．(多選題)中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時，質(zhì)量虧損為Δm，ΔE＝Δmc2＝2.2MeV是氘核的結(jié)合能．下列說法正確的是()A．用能量小于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核不能分解為一個質(zhì)子和一個中子B．用能量等于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零C．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零D．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和不為零解析中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核所釋放的能量或氘核分解成質(zhì)子和中子所吸取的能量都相等，即為此反應的結(jié)合能，依據(jù)動量守恒，用光子照射靜止的氘核，系統(tǒng)的總動量不為零，故照射后總動量也不能為零，則總動能亦不能為零，故A、D選項正確．答案AD12．原子質(zhì)量單位為u,1u相當于931.5MeV的能量，真空中光速為c.當質(zhì)量分別為m1kg和m2kg的原子核結(jié)合為質(zhì)量為A．(M－m1－m2)u·c2(J)B．(m1＋m2－M)u×931.5(J)C．(m1＋m2－M)c2(J)D．(m1＋m2－M)×931.5(eV)解析在核能計算時，假如質(zhì)量單位是kg，則用ΔE＝Δmc2進行計算，單位是J；若質(zhì)量單位是u，則利用ΔE＝Δm×931.5MeV進行計算，則選項C正確．答案C13．2個質(zhì)子和1個中子結(jié)合成氦3(eq\o\al(3,2)He)反應方程式為：2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,2)He.已知每個質(zhì)子質(zhì)量為1.007277u，中子質(zhì)量為1.008665u，氦核的質(zhì)量為3.002315u，求eq\o\al(3,2)He的結(jié)合能．(已知1u＝1.6606×10－27kg)解析求出反應過程中的質(zhì)量虧損，再由愛因斯坦的質(zhì)能方程即可求解．粒子結(jié)合前后的質(zhì)量虧損Δm＝2mH＋mn－mα＝0.020904u由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2＝0.020904×1.6606×10－27×(3.00×108)2J＝3.1198×10－12J.答案3.1198×10－12J14．一個原來靜止的鋰核(eq\o\al(6,3)Li)俘獲一個速度為7.7×104m/s的中子后，生成一個氚核和一個氦核，已知氚核的速度大小為1.0×103m(1)試寫出核反應方程．(2)求出氦核的速度．(3)若讓一個氘和一個氚核發(fā)生聚變，可產(chǎn)生一個氦核同時放出一個中子，求這個核反應釋放出的能量，(已知氘核質(zhì)量mD＝2.014102u，氚核質(zhì)量為mT＝3.016050u，氦核的質(zhì)量mα＝4.002603u，中子質(zhì)量mn＝1.008665u，1u＝1.6606×10－27kg解析(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He.(2)由動量守恒mnv0＝－mTv1＋mαv2v2＝eq\f(mnv0＋mTv1,mα)＝eq\f(1×7.7×104＋3×1.0×103,4)m/s＝2×104(3)質(zhì)量虧損為Δm＝mD＋mT－mα