2023版新教材高中物理第五章原子核微点9结合能和比结合能的关系理解课时作业新人教版选择性必修第三册

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微点9　结合能和比结合能的关系理解　1．下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的是(　　)A．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．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大2．[2023·浙江6月，5]“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜．核电池将 eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(94)) Pu衰变释放的核能一部分转换成电能． eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(94)) Pu的衰变方程为 eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(94)) Pu―→ eq \o\al(\s\up1(X),\s\do1(92)) U＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He，则(　　)A．衰变方程中的X等于233B． eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He的穿透能力比γ射线强C． eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(94)) Pu比 eq \o\al(\s\up1(X),\s\do1(92)) U的比结合能小D．月夜的寒冷导致 eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(94)) Pu的半衰期变大3．2021年5月28日，中科院合肥物质研究院的EAST装置，首次使中国“人造太阳”等离子体的电子温度达到1.2亿度，维持了101秒．已知中国“人造太阳”中的核反应方程是 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H―→ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n＋17.6MeV， eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H的比结合能为1.09MeV， eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H的比结合能为2.78MeV，由此可知 eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He的比结合能为(　　)A．7.03MeVB．5.56MeVC．4.36MeVD．3.87MeV4．[2023·重庆沙坪坝一中校考期中]氦核作用能将恒星中的氦转换成重元素，其中α粒子融合到O核中的核反应方程为 eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋O―→ eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne.已知α粒子的结合能为28.4MeV，O核的结合能为128MeV，该反应释放的能量为4.73MeV，则 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne的比结合能约为(　　)A.0.230MeVB．6.40MeVC．7.58MeVD．8.06MeV5．[2023·江苏南通海门中学高二期中]“玉兔二号”月球车在太阳光照射不到时，由同位素Pu电池为其保暖供电．Pu－238衰变时放出α粒子，生成X原子核，产生大量的γ射线，Pu－238半衰期为88年，则(　　)A．X原子核的核子数为236B．γ射线是Pu－238跃迁产生的C．X原子核和α粒子的结合能之和大于Pu－238原子核的结合能D．衰变产生的γ射线，它的电离能力很强6．日本福岛第一核电站核污水排入大海．核废水中包含氘、钴60、锶90、碘129、铀235等60多种高污染核素，这些放射性物质直接排入大海，会对太平洋周边海域造成极大的危害．氚经过β衰变放出的电子被人体吸入是有害的，其他核素的半衰期更长，危害更大，例如锶90的半衰期约为28年，碘129的半衰期约为1570万年，这些核素与海洋生物具有很强的亲和力，对人类具有很强的危害性．下列判断正确的是(　　)A．氚的β衰变方程为 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H―→ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(　0),\s\do1(－1)) eB．β衰变的实质为 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n―→eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋ eq \o\al(\s\up1(　0),\s\do1(－1)) eC．钴60的比结合能小于碘129的比结合能D．温度升高，分子热运动剧烈程度增加，铀235的半衰期会缩短微点9　结合能和比结合能的关系理解1．答案：D解析：核子结合成原子核时放出能量，原子核拆解成核子时吸收能量，A选项错误；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，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，B、C选项错误；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D选项正确．2．答案：C解析：根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为 eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(94)) Pu―→ eq \o\al(\s\up1(234),\s\do1(92)) U＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He即衰变方程中的X＝234，故A错误； eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误；比结合能越大越稳定，由于 eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(　94)) Pu衰变成为了 eq \o\al(\s\up1(234),\s\do1(　92)) U，故 eq \o\al(\s\up1(234),\s\do1(　92)) U比 eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(　94)) Pu稳定，即 eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(94)) Pu比 eq \o\al(\s\up1(234),\s\do1(92)) U的比结合能小，故C正确；半衰期由原子本身的特点决定的，与温度等外部因素无关，故D错误．故选C.3．答案：A解析：设 eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He的比结合能为E1，根据放能的核反应发生规律是：生成物释放的结合能与反应物吸收的结合能之差，有17.6MeV＝ΔE＝4E1－(2×1.09MeV＋3×2.78MeV)解得E1＝7.03MeV.故选A.4．答案：D解析：根据核反应过程中，释放的能量等于生成物的结合能与反应物的结合能之差可得， eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne的结合能为E＝28.4MeV＋128MeV＋4.73MeV＝161.13MeV，则 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne的比结合能约为ENe＝eq \f(E,N)≈8.06MeV.故选D.5．答案：C解析：由核反应过程质量数(核子数)守恒可知，X原子核的核子数为m＝238－4＝234，故A错误；γ射线是衰变产生的新核X从高能级向低能级跃迁产生的，不是Pu－238跃迁产生的，故B错误；核反应方程式生成物比反应物稳定，比结合能大，则X原子核和α粒子的结合能之和大于Pu－238原子核的结合能，故C正确；γ射线不带电荷，它有很强的穿透能力，但电离本领很弱，故D错误．6．答案：B解析：由原子核衰变时质量数和电荷数都守恒可知，氚的β衰变方程为 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(　0),\s\do1(－1)) e，A错误；β衰变的实质为核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，转化方程是eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(　0),\s\do1(－1)) e，B正确；中等大小的核的比结合能较大，因此钴60的比结合能大于碘129的比结合能，C错误；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，所以铀235的半衰期不会改变，D错误．