高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册7.3 原子核的结合能当堂达标检测题

7.3原子核的结合能基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列关于核力、原子核的结合能、比结合能、核子平均质量的说法正确的是（       ）

A．维系原子核稳定的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力

B．核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小

C．比结合能小的原子核拆分成比结合能大的原子核时会释放核能

D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收能量

2．下列说法正确的是（　　）

A．碳14在活体生物体内和死亡后生物体内的半衰期是一样的

B．原子核发生一次衰变，质量数和质量均不变

C．铀核（）裂变后的产物之一钡核（），其平均结合能比铀核（）的平均结合能小

D．维系原子核稳定的力是核力，核力是一种强相互作用的引力

3．关于核力与结合能，下列说法正确的是（     ）

A．比结合能越大表示原子核中核子结合得越松散，原子核越不稳定

B．核力与万有引力性质相同

C．核力只存在于相邻的核子之间

D．核子数越多，原子核越稳定

4．下列说法中错误的是(        )

A．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性

B．物质波的波长与其动量成反比

C．研究原子核的结构是从α粒子的散射实验开始的

D．组成原子核的核子数目越多，其结合能就越大

5．下列说法正确的是

A．卢瑟福粒子散射实验证明了汤姆孙的“西瓜模型”的正确性

B．贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子具有复杂结构

C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

D．康普顿效应说明光具有波动性

6．关于自然界中四种基本相互作用，下列说法正确的是（　　）

A．核外电子与原子核间的万有引力和库仑力大小相当

B．原子核内任意两个核子间都存在核力

C．核力是强相互作用，一定是引力

D．弱相互作用是短程力

7．下列说法正确的是      

A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能

B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

C．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的

D．β射线的速度接近光速，普通一张白纸就可挡住

8．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为，相应的能量是氘核的结合能．已知波长为λ的光子的动量大小为，下列说法正确的是（　　）

A．用能量小于2.2MeV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

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个中子，它们的动能之和为零

C．用能量大于2.2MeV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2.2MeV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

9．下列说法正确的是（　　）

A．原子核的比结合能越大，原子核越稳定

B．电源的电动势为3V，把电源接在电路中，电源每秒将3J的化学能转化为电能

C．对于原子核的衰变，改变外部环境条件，原子核的半衰期也会变化

D．对于给定的闭合线圈，放在不同的磁场中，磁场的磁感应强度越大，穿过线圈的磁通量越大

10．下列说法正确的是（　　）

A．已知阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，可估算该种气体分子体积的大小

B．将较重的核分裂成中等大小的核，或者将较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增大

C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向

D．的半衰期是24天，32个核经过72天后一定剩下4个核

11．以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是（　　）

A．居里夫人最早发现了天然放射现象

B．比结合能越大的原子核，结合能不一定越大，但其原子核越稳定

C．放射性元素的半衰期会随着外部条件的变化而变化

D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要吸收一定频率的光子

12．2021年4月13日日本政府不计后果决定将福岛核废水排放入海，核废水中是最具危害的放射性元素，其衰变方程为，的半衰期约为30年，下列说法正确的是（　　）

A．衰变方程中的电子是来自铯的核外电子

B．经过60年后，废水中的铯会衰变完

C．排放到海水中，可以改变铯的衰变快慢

D．的比结合能比的大

13．下列说法正确的是

A．光电效应表明光子既具有能量也具有动量

B．氢原子光谱是连续谱

C．在原子核的尺度内，核力比库仑力小得多

D．放射性元素的衰变表明原子核的能量变化是不连续的

14．比结合能可以反映原子核的稳定程度。已知氦核的质量为4.0015u，质子的质量为1.0078u，中子的质量为1.0087u，，c为光速。则氦核的比结合能约为（　　）

A．5 B．6 C．7 D．8

15．衰变是原子核内质子和中子自发相互转化并发射或吸收电子（或正电子）的过程，这个过程伴随着电子中微子或反电子中微子的发射，最常见的衰变是衰变（比如），其次还有衰变（比如），和轨道电子俘获（比如原子核从核外俘获一个K层轨道的电子而衰变为Li原子核），下列关于衰变的说法中正确的是（　　）

A．原子核发生一次衰变，新生成的原子核相对原来的原子核质量数不变，电荷数增加1

B．原子核发生衰变时核内中子转化为质子，发生衰变或轨道电子俘获时核内质子转化为中子

C．电子中微子和反电子中微子的质量数均为0，电荷数为“-1”或“+1”

D．衰变是释放能量的反应，因此新生成的原子核的比结合能小于原来的原子核的比结合能

二、填空题（共2题）

16．关于天然放射现象，下列叙述正确的是_________

A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少

B、当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生衰变

C、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强

D、铀核()衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变

E、铀核()衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能

17．我国科学家因中微子项目研究获得2016年基础物理学突破奖。中微子是一种静止质量很小的不带电粒子，科学家在1953年找到了中微子存在的直接证据：把含氢物质置于预计有很强反中微子流（反中微子用表示）的反应堆内，将会发生如下反应：＋H→n＋e，实验找到了与此反应相符的中子和正电子。

（1）若反中微子的能量是E0，则反中微子的质量＝________，该物质波的频率＝________。（普朗克常量为h，真空中光速为c）

（2）在＋H→n＋e反应过程中，

①若质子认为是静止的，测得正电子的动量为p1，中子的动量为p2，p1、p2方向相同，求反中微子的动量p=_______；

②若质子的质量为m1，中子的质量为m2，电子的质量为m3，m2＞m1。要实现上述反应，反中微子的能量至少是______。（真空中光速为c）

三、综合题（共4题）

18．兆电子伏（）和原子质量单位（u）是核物理领域常用的两个单位，请根据质能方程证明，相当于的能量。

19．一个静止的核发生α衰变生成，放出α粒子的运动速度为v0。已知一个核子的质量为m，真空中的光速为c，设衰变过程中放出的能量全部转化成动能。求：

(1)写出衰变方程；

(2)核的运动速度；

(3)衰变过程中的质量亏损。

20．已知的核子比结合能是7.98MeV，的核子比结合能是7.07 MeV。如果要把分成8个质子和8个中子，需提供多少能量？要把它分成4个，需提供多少能量？

21．吸烟有害健康，香烟中含有钋210，是一种很强的放射性同位素，为了探测放射线的性质，真空室中在放射源钋210的对侧放有一荧光屏，可以根据荧光屏上的打点情况来检测放射线的强弱．

（1）在放射源与荧光屏之间不加任何场时发现荧光屏的中间有闪光产生，当施加一垂直的匀强磁场时，发现荧光屏的闪光都向一侧偏移，撤去磁场在放射源与荧光屏中间放一厚纸，发现荧光屏上没有闪光产生，请你根据上面的情况分析判断是什么射线，同时写出衰变方程（新原子核用Y表示）

（2）α粒子以初速度v0轰击静止的氮14原子核打出一种新的粒子，同时产生一个新的原子核，新的粒子速度为3v0，且方向不变，反应过程中释放的能量完全转化为系统的动能，已知中子质量为m，质子质量和中子质量相等，光速为c，试计算此反应过程中的质量亏损．

参考答案：

1．C

2．A

3．C

4．C

5．C

6．D

7．A

8．D

9．A

10．B

11．B

12．D

13．D

14．C

15．B

16．CDE

17．               p1+p2     (m2+m3-m1)c2

18．

碳12的质量为 ，一原子质量是碳12的质量的，又

根据质能方程

全部转化为能量

19．（1）；（2），方向与相反；（3）

20．127.68MeV，14.56MeV

21.（1）射线是α射线，该衰变方程为：PoHe（2）此反应过程中的质量亏损是．