（浙江专版）2019年高中物理第十九章原子核课时跟踪检测（三十四）核力与结合能（含解析）新人教版选修3_5.doc

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1、- 1 -核力与结合能一、单项选择题1核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )A原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C核子间存在着强大的核力D核子间存在着复杂磁力解析：选 C 核子之间存在核力作用，核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都有核力作用，故伴随着巨大的能量变化，故选 C。2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 kg 和 m2 kg 的原子核结合为质量为 M kg 的原子核时，释放出的能量是( )A( M m1 m2)c2 JB(

2、 m1 m2 M)931.5 JC( m1 m2 M)c2 JD( m1 m2 M)931.5 MeV解析：选 C 在核能计算时，如果质量单位是 kg，则用 E mc2进行计算，单位是J；若质量单位是 u，则利用 E m931.5 MeV 进行计算，所以选项 C 正确。3科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用。我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于( )A引力相互作用B电磁相互作用C强相互作用和弱相互作用的共同作用D四种基本相互作用的共同作用解析：选 B 分子作用范围约在 1010 m 数量级上，而强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在 1015 m 和 10

3、18 m 之间，故 C 错误；在分子作用范围内，引力作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁力。故 B 正确，A、D 错误。4对于爱因斯坦提出的质能方程 E mc2，下列说法中不正确的是( )A E mc2表明物体具有的总能量与其质量成正比B根据 E mc2可以计算核反应中释放的结合能C一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出能量，表明此过程中出现了质量亏损D E mc2中的 E 是发生核反应中释放的能量解析：选 D 公式 E mc2中的 E 表示物体具有的总能量， m 表示物体的质量，故选项 A- 2 -正确，D 错误； E mc

4、2表示的意义则是当物体的质量变化 m 时，它的能量就会相应的变化 E，故可以计算结合能，故选项 B 正确；核反应过程中出现质量亏损时，才能释放核能，故选项 C 正确。5关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A原子核中质子数和中子数一定相等B稳定的重原子核里，质子数比中子数多C原子核都是非常稳定的D由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在解析：选 D 质量越大的原子核内中子数越多于质子数，A、B 错误；放射现象说明原子核也会发生变化，C 错误；由核力作用特点可知，D 正确。二、多项选择题6对于核力，以下哪些说法是正确的( )A核力是弱相互作用，作用

5、力很小B核力是强相互作用，是强力C核子之间的距离小于 0.81015 m 时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起D人们对核力的了解很清楚，特别是在核子之间的距离小于 0.81015 m 时，核力的变化规律更清楚解析：选 BC 核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在 1.51015 m 之内，核力比库仑力大得多，选项 B 正确，A 错误；核力在核子之间的距离大于 0.81015 m 时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于 0.81015 m 时，表现为斥力，因此核子不会融合在一起，选项 C 正确；人们对核力的了解还不是很清楚，故选项 D 错误。7一个质子和一个中子结合成氘核时，

6、产生 光子，由此可见( )A氘核的质量等于质子和中子的质量之和B氘核的质量小于质子和中子的质量之和C核子结合成原子核时会释放核能D原子核分解成核子时会释放核能解析：选 BC 由于结合成氘核时产生 光子，即产生能量，故反应中有质量亏损，B对，A 错；质子和中子统称核子，该反应为核子结合成原子核的反应，故 C 对，D 错。8中子和质子结合成氘核时，质量亏损为 m，相应的能量 E mc22.2 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用能量等于 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

7、个中子，它们的动能之和为零- 3 -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：选 AD 中子和质子结合成氘核时放出的能量为 2.2 MeV，所以要使氘核分解为中子和质子至少也需要 2.2 MeV 的能量，所以 A 正确；因为动能为标量，氘核分解为中子和质子时，二者不可能都是静止的，所以动能之和不为零，这一部分动能来自于光子的能量，所以 B、C 错误，D 正确。9在某些恒星内，3 个 粒子结合成 1 个 6C 原子的质量是

8、12.000 0 u， He 原子的12 42质量是 4.002 6 u。已知 1 u1.6610 27 kg，则( )A反应过程中的质量亏损是 0.007 8 uB反应过程中的质量亏损是 1.291029 kgC反应过程中释放的能量是 7.26 MeVD反应过程中释放的能量是 1.161019 J解析：选 ABC 由题意可得核反应方程为 3 He 6C E。则核反应中的质量亏损为42 12 m(34.002 6 12.000 0)u1.2910 29 kg，由质能方程得 E mc21.2910 29 (3108)2 J1.16110 12 J7.26 MeV。故正确选项为A、B、C。三、非选

9、择题10如果要把 8O 分成 8 个质子和 8 个中子，要给它多少能量？要把它分成 4 个 He，16 42要给它多少能量？(已知 8O 的核子比结合能是 7.98 MeV， He 的核子比结合能是 7.07 MeV)16 42解析：将 8O 分成 8 个质子和 8 个中子所提供的能量为 8O 的结合能，即为其核子数16 16与比结合能的乘积。需提供的能量为 E167.98 MeV127.68 MeV。8O 的结合能为 EO127.68 MeV。164 个 He 的总的结合能为42EHe447.07 MeV113.12 MeV。将 8O 分成 4 个 He 需提供的能量为16 42 E EO

10、EHe127.68 MeV113.12 MeV14.56 MeV。 答案：127.68 MeV 14.56 MeV11一个静止的铀核 U(原子质量为 232.037 2 u)放出一个 粒子(原子质量为23294.002 6 u)后衰变成钍核 Th(原子质量为 228.028 7 u)。(已知原子质量单位 1 22890u1.6710 27 kg,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量)- 4 -(1)写出铀核的衰变反应方程。(2)算出该衰变反应中释放出的核能。(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则 粒子的动能为多少？解析：(1) U Th He。2329 22890 42(2)质量亏损 m mU m mTh0.005 9 u E mc20.005 9931.5 MeV5.50 MeV。(3)系统动量守恒，钍核和 粒子的动量大小相等，即pTh( p )0， pTh p ，EkTh ， Ek ，p2Th2mTh p22mEkTh Ek E，所以 粒子获得的动能Ek EmThm mTh 5.50 MeV2284 2285.41 MeV。答案：(1) U Th He2329 22890 42(2)5.50 MeV (3)5.41 MeV