2018-2019学年高二物理人教版选修3-5同步小练：(17)核力与结合能

19.5-1核力与结合能1、关于核力和结合能,下列说法正确的是()A.强力是原子核内部的力,弱力是原子核外部的力B.强力和弱力都是短程力,其力程均在10-18米范围内C.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性D.组成原子核的核子越多,它的结合能越低2、碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的,各质子之间存在着三种相互作用力,万有引力、库仑力和核力。这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是()A.万有引力、库仑力、核力B.万有引力、核力、库仑力C.库仑力、万有引力、核力D.核力、万有引力、库仑力3、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,不可能无节制地增大原子核而仍稳定存在4、下列关于核力与结合能的说法中正确的是()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5、质子、中子和氘核的质量分别为1m、2m和3m.当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速)()A.123()mmmcB.123()mmmc19.5-2C.2123()mmmcD.2123()mmmc6、目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的,u夸克带电荷量为2e3,d夸克带电荷量为1-e3,e为元电荷,下列论断正确的是()A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和1个d夸克组成7、关于结合能、比结合能,下列说法正确的是()A.原子核的结合能越大表示该原子核越稳定B.质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损,释放出能量C.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能D.23592U在中子轰击下生成9038Sr和13654Xe的过程中,原子核中的平均核子质量变大8、大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是22311120HHHen,已知21H的质量为2.0136u,32He的质量为3.0150u,10n的质量为1.0087u,29311MeVuc。氘核聚变反应中释放的核能约为()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV9、核泄漏中的钚Pu是一种具有放射性的超铀元素,它可破坏细胞基因,提高罹患癌症的风险。已知钚的一种同位素23994Pu的半衰期为24100年,其衰变方程为2394942PuXHe,下列有关说法正确的是()A.X原子核中含有92个中子。B.100个23994Pu经过24100年后一定还剩余50个。C.由于衰变时释放巨大能量,根据2Emc,衰变过程总质量增加。D.衰变发出的放射线是波长很短的光子,具有很强的穿透能力。10、某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q,其方程为:BDFACEXYZ,并假设释放的能量全部转化为新核Y和Z的动能,测得其中Z的速度为v,以下结论正确的是()19.5-3A.Y原子核的速度大小为EvCB.Y原子核的动能是Z原子核的动能的DF倍C.Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大21Qc(1c为光速)D.Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能11、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1510m内,核力比库仑力大得多B.原子核中,质子与质子间有核力,质子与中子间没有核力C.结合能是指由核子构成原子核时而具有的能量D.比结合能越大,表示原子核中的核子结合得越牢固12、下列说法正确的是()A.放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度有关B.α、β、γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强C.卢瑟福通过实验发现质子,其核反应方程为:4141712781HeNOHD.质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3,两个质子和两个中子结合成一个α粒子所释放的核能ΔE=(m1+m2-m3)c213、关于原子核的结合能,下列说法正确的是()A.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B.—重原子核衰变成a粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能D.比结合能越大,原子核越不稳定14、原子核的比结合能曲线如图所示,根据该曲线,下列判断中正确的是()19.5-4A.42He核的结合能约为14MeVB.42He核比63Li核更稳定C.两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大15、两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰,聚变后生成氦323()He,同时放出一个中子.已知氘核的质量为273.342610kg,氦3的质量为275.004910kg,中子的质量为271.674510kg.求:1.写出上述核反应方程;2.核反应中释放的核能;16、H的质量是3.016050u,质子的质量是1.007277u,中子的质量是1.008665u.1uc2=931.5MeV(兆电子伏特),c为光速,普朗克常量h=6.63×10-34Js,则:1.写出一个质子和两个中子结合为氚核时的核反应方程。2.氚核的结合能和比结合能各是多少3.如果这些能量是以射出2个相同光子的形式释放,则每个光子的频率是多少?19.5-51答案及解析：答案：C解析：2答案及解析：答案：A解析：3答案及解析：答案：D解析：库仑力是长程力,它作用于核内所有质子,而核力只作用于相邻的核子,故随着质量数的增加,为使原子核保持稳定,必须靠中子数的增多来抵消库仑力的作用,故稳定的重原子核里中子数大于质子数.但如果继续增大原子核,一些核子间的距离会增大到其间根本没有核力的作用,这时即使再增加中子,形成的核也一定是不稳定的,故只有D项正确.4答案及解析：答案：C解析：比结合能越大,将核子分解需要的能量越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,选项A错误;核力与万有引力性质不同,核力只存在于相邻粒子之间,而万有引力存在于宇宙万物之间,选项B错误、C正确;核子数越多,原子核不一定越稳定,应是比结合能越大,原子核越稳定,选项D错误.5答案及解析：答案：C解析：根据爱因斯坦质能方程2Emc此核反应放出的能量2123()Emmmc，C正确、ABD错误．故选：C．点评：记住爱因斯坦质能方程，在计算时要细心，一般数据都较大．19.5-66答案及解析：答案：B解析：题目中给出的信息是u夸克与d夸克的带电荷量,据质子11H带一个元电荷的电荷量及中子10n不带电,分析可知B项正确.7答案及解析：答案：B解析：原子核的比结合能越大表明该原子核越稳定,A项错误;质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损,释放出能量,B项正确:比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时会出现质量亏损,根据爱因斯坦质能方程可知,一定释放核能,故C项错误;根据爱因斯坦质能方程知.核反应过程中，伴随着能量的释放,所以存在质量亏损,核子的平均质量变小,故D项错误。8答案及解析：答案：B解析：本题考査核能的计算.聚变反应中的质量亏损为△m=2x2.0136u-(3.0150u+1.0087u)=0.0035u,则释放的核能为△E=△mc2=0.0035x931MeV/c2xc2=3.3MeV,B正确.9答案及解析：答案：D解析：根据核反应方程遵循的电荷数守恒和质量数守恒,X原子核中含有92个质子,235个核子,143个中子,A错误.半衰期是对大量原子核衰变的统计规律,100个23994Pu经过24100年后不一定还剩余50个,B错误.由于衰变时释放巨大能量,根据E=△m•c2,可知衰变过程总质量减少,C错误.衰变发出的射线的实质是频率很高、波长很短的电磁波,具有很强的穿透能力,D正确。10答案及解析：答案：D解析：由动量守恒有:0=Dv′-Fv,19.5-7所以v′=FDv,所以A错;Y原子的动能2212kYFEvD,Z原子的动能:212kzEFv,他们之比为F/D,所以B错;因为放出能量,有质量亏损,所以Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小,结合能之和比X的大,故C错误,D正确。11答案及解析：答案：AD解析：12答案及解析：答案：BC解析：13答案及解析：答案：ABC解析：原子核分解成自由核子时,需要的最小能量就是原子核的结合能,选项A正确.重核衰变时释放能量,衰变产物更稳定,即衰变产物的比结合能更大,衰变前后核子数不变,所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,选项B正确.铯核的核子数比铅核的核子数少,其结合能也小,选项C正确.比结合能越大,原子核越稳定,选项D错误.14答案及解析：答案：BC解析：15答案及解析：答案：1.聚变的核反应方程:2311202HHen2.核反应过程中的质量亏损:3025.810nmmgmHemkg释放的核能:2823013(310)5.8105.2210EmcJ解析：19.5-816答案及解析：答案：1.核反应方程式是1131012?HnH2.反应前各核子总质量为mp+2mn=1.007277u+2×1.008665u=3.024607u反应后新核的质量为mH=3.016050u质量亏损为Δm=3.024607u-3.016050u=0.008557u释放的核能为ΔE=ΔmC2=Δm×931.5MeV=0.008557×931.5MeV=7.97MeV.氚核的结合能即为ΔE=7.97MeV它的比结合能为2.663EMeV3.放出光子的频率为ΔE=2hν619203417.97101.61019.61026.63102EHzHzh解析：