人教版 (2019)选择性必修 第三册3 核力与结合能教课ppt课件

5.3核力与结合能  同步练习

一、单选题

1．（2022·广东·高三学业考试）通过百余年核物理的发展和进步，人们已经对原子核有了更进一步的认识，下列说法正确的是（　　）

A．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力

B．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量

C．比结合能越小，原子核越稳定

D．由爱因斯坦质能方程可知，质量和能量可以相互转化

【答案】B

【解析】A．核力属于短程力，当两个质子相距很近时，核力大于库仑力；两质子的间距大于一定距离时，核力小于库仑力，故A错误；

B．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量，故B正确；

C．比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；

D．爱因斯坦质能方程只是反映了质量与能量之间的关系，质量和能量不可以相互转化，故D错误。故选B。

2．（2022·全国·模拟预测）居里夫人是原子能时代的开创者之一，是世界上第一个两次诺贝尔奖获得者。1934年，居里夫人用α粒子轰击铝片获得放射性磷，该反应的核反应方程为，发生衰变生成和另一种粒子Y。则下列说法正确的是（　　）

A．方程式中的X为质子 B．粒子Y是电子

C．是磷矿石的主要成份 D．的比结合能比的小

【答案】D

【解析】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知核反应方程为，

因此X为中子，Y是正电子，AB错误；

C．是磷矿石的主要成份，C错误；

D．自发的衰变为，放出能量，比结合能增大，因此的比结合能比的小，D正确。故选D。

3．（2022·福建三明·三模）氘核聚变反应方程为，已知氘核（）的质量为2.0136u，氦核（）的质量为3.0150u，的质量为1.0087u。u为原子质量单位，已知质量亏损lu将释放931MeV的核能，，则核反应过程中释放的核能为（　　）

A．3.2585MeV B．0.0035MeV

C． D．

【答案】A

【解析】核反应过程中损失的质量为

释放的核能为

故A正确，BCD错误。故选A。

4．（2022·江西省临川第二中学高二期中）下列关于结合能和比结合能的说法中正确的是（     ）

A．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大

B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大

C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大

D．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能

【答案】A

【解析】A．中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的核子数又比轻核的多，所以结合能比轻核的也大，A正确；

B．比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，B错误；

C．比结合能越大的原子核越稳定，但其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核小，C错误；

D．将原子核拆散成核子与核子结合成原子核两个过程质量的变化相等，将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量叫结合能，D错误。故选A。

5．（2022·河南·焦作市第一中学高二期中）在核反应堆中，U吸收一个中子后生成Pu，Pu衰变方程式为Pu→U+X。以下说法正确的是（　　）

A．衰变方程中的X是β粒子

B．降低温度可以减缓Pu的衰变

C．Pu衰变过程中产生的质量亏损等于Pu的质量减去被U与X的质量

D．U吸收一个中子后生成Pu的核反应过程是一个α衰变过程

【答案】C

【解析】A．根据电荷数和质量守恒可推知衰变方程中的X是α粒子，故A错误；

B．半衰期与温度无关，降低温度不能减缓Pu的衰变，故B错误；

C．Pu衰变过程中产生的质量亏损等于Pu的质量减去U与X的质量，故C正确；

D．U吸收一个中子后生成Pu的核反应过程中核电荷数增加了2，所以该过程是两个β衰变过程，故D错误。故选C。

6．（2022·广东·盐田高中高二阶段练习）如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线，根据两曲线，下列说法正确的是（　　）

A．根据图甲可知，核的结合能约为7MeV

B．根据图甲可知，核的结合能比核的结合能更大

C．根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，比结合能减小

D．根据图乙可知，若A、B能结合成C，结合过程一定要吸收能量

【答案】B

【解析】A．图甲中核的比结合能约为7MeV，但图中不能看出核的比结合能，不能计算核的结合能，故A错误；

B．分析图甲可知，核比核的比结合能略小，但核子数远大于核，根据结合能等于比结合能与核子数的乘积可知，核的结合能比核的结合能更大，故B正确；

C．将D分裂成E、F，由图可知是重核的裂变，因此核子的比结合能将增大，故C错误；

D．若A、B能结合成C，平均核子质量减少，会有质量亏损，释放出核能，故D错误。故选B。

二、多选题

7．（2022·陕西·泾阳县教育局教学研究室高二期中）关于原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的是（　　）

A．核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间

B．某原子经过一次衰变和两次衰变后，核内质子数不变

C．放射性原子核X发生衰变，衰变产物的结合能之和一定大于原来X的结合能

D．原子核发生衰变时，不遵循能量守恒定律，但遵循动量守恒定律

【答案】BC

【解析】A．核力是一种强相互作用，是一种短距作用，只能发生在原子核内相邻核子之间，A错误；

B．经过一次衰变，原子核内质子数少2个，经过一次衰变，原子核内一个中子转化为一个质子和一个电子，即质子数多1个，可知经过一次衰变和两次衰变后，核内质子数不变，B正确；

C．放射性原子核发生衰变，要释放能量，故衰变产物的结合能之和一定大于原来的结合能，C正确

D．原子核发生衰变时，遵循能量守恒定律和动量守恒定律，D错误；故选BC。

8．（2022·浙江金华·模拟预测）铀核裂变的一种方程为，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法中正确的有（　　）

A．X粒子是中子

B．X粒子是质子

C．相比，的比结合能最大，最稳定

D．相比，的质量数最多，结合能最大

【答案】ACD

【解析】AB．根据质量数和电荷数守恒，X的质量数为1，电荷数为0，X为中子，故A正确，B错误；

CD．根据图像可知，的比结合能最大，最稳定。的质量数最多，结合能最大。故CD正确。故选ACD。

9．（2022·黑龙江·大庆实验中学高二阶段练习）现有两动能均为的在一条直线上相向运动，两个发生对撞后能发生核反应，得到和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为和新粒子的动能。已知的质量为2.0141u，的质量为3.0160u，新粒子的质量为1.0087u，核反应时质量亏损1u释放的核能约为931.5MeV。则下列说法正确的是（　　）

A．核反应方程为 B．核反应释放的核能约为3.26MeV

C．的动能约为0.815MeV D．新粒子的动能约为2.97MeV

【答案】ABD

【解析】A．设新粒子为，核反应方程为

根据质量数守恒和电荷守恒可得

解得

由此可得新粒子为中子，核反应方程为，A正确；

B．核反应的质量损失为

核反应时质量亏损1u释放的核能约为931.5MeV，由此可得核反应释放的核能为

，B正确；

CD．新核与新粒子的动能动量分别为、、、，根据能量守恒和动量守恒可得

又因为动能和动量的关系为

联立解得

C错误，D正确。故选ABD。

10．（2022·贵州·贵阳修文北大新世纪贵阳实验学校模拟预测）原子核的比结合能与质量数的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．核比核更稳定

B．结合能越大，质量数越大，原子核越稳定

C．核比核结合能小，比结合能大

D．原子核的结合能等于把其完全分解成自由核子所需的最小能量

【答案】ACD

【解析】A．由图可知核比核的比结合能大，比结合能越大，越稳定，则核比核更稳定。故A正确；

B．结合能与质量数之比越大，则原子核越稳定，结合能越大，质量数越大，他们之比不一定大。故B错误；

C．核的结合能为

核的结合能为

结合题图可得核比核结合能小，比结合能大。故C正确；

D．原子核的结合能等于把其完全分解成自由核子所需的最小能量。故D正确。故选ACD。

11．（2020·宁夏·永宁县回民高级中学高二阶段练习）关于原子核中的核力与结合能，下列说法中正确的是（　　）

A．核力是短程力，作用范围在m内，在核力作用范围内核力比库仑力大得多

B．原子核中，质子与质子间有核力，质子和中子间没有核力

C．结合能是指核子构成原子核时原子核具有的能量

D．比结合能越大，表示原子核中的核子结合得越牢固

【答案】AD

【解析】A. 核力与万有引力、库仑力性质不同，核力是短程力，作用范围在m内，在核力作用范围内核力比库仑力大得多，A正确；

B. 原子核中，相邻质子与质子间有核力，相邻质子与中子间、相邻中子与中子间都有核力，B错误；

C. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，C错误；

D. 比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，D正确。故选AD。

12．（2022·全国·高三课时练习）对于核力与四种基本相互作用，以下说法正确的是（　　）

A．核力是弱相互作用力，作用力很小

B．核力是强相互作用的表现，是强力

C．核力使核子紧密结合为稳定的原子核

D．核力是万有引力在短距离内的表现

【答案】BC

【解析】ABD．核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围约10-15m，选项B正确，A、D错误；

C．核力使核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核，选项C正确。故选BC。

13．（2022·浙江·舟山中学高三阶段练习）如图是不同原子核的比结合能与其质量数的关系图。已知太阳中主要发生的核聚变反应方程为：。下列说法正确的是（　　）

A．该核反应发生时，必须克服两原子核之间的核力

B．太阳每进行一次核聚变反应亏损质量17.6Mev/c2

C．利用图中数据可以估算出的比结合能约为2.8Mev

D．利用图中规律可知核比核更稳定

【答案】BC

【解析】A．轻核聚变反应，必须克服两原子核之间的库仑斥力，故A错误；

B．根据质能方程，故B正确；

C．图中给了与的比结合能，设的比结合能为E，

聚变反应前氘核和氚核的总结合能E1＝（1.09×2＋E×3）MeV

反应后生成的氦核的结合能E2＝7.03×4MeV＝28.12MeV

由于单个核子无结合能，所以聚变过程释放出的能量为ΔE＝E2－E1＝17.6MeV

解得，故C正确；

D．由图可得，中等大小的核的比结合能最大，也越稳定，故D错误。故选BC。

14．（2021·全国·高三课时练习）关于四种基本相互作用，下列说法正确的是（　　）

A．原子核中质子间的万有引力和电磁力可以达到平衡

B．核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大

C．弱相互作用是引起原子核衰变的原因

D．强相互作用的力程大于弱相互作用的力程

【答案】CD

【解析】A．根据万有引力和库仑力的公式计算可知，原子核中质子间电磁力远大于万有引力，不可能达到平衡，选项A错误；

B．强相互作用是短程力，库仑力是长程力，故选项B错误；

C．原子核发生衰变的原因是弱相互作用，选项C正确；

D．强相互作用、弱相互作用都是短程力，但弱相互作用的力程更短，选项D正确。故选CD。