高中物理 第四章 原子核 第四節(jié) 核力與結合能分層訓練 粵教版選修35

1、我 我 國 國 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 進 進 入 入 新 新 常 常 態(tài) 態(tài) ， ， 需 需 要 要 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 變 變 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 方 方 式 式 ， ， 改 改 變 變 粗 粗 放 放 式 式 增 增 長 長 模 模 式 式 ， ， 不 不 斷 斷 優(yōu) 優(yōu) 化 化 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 結 結 構 構 ， ， 實 實 現(xiàn) 現(xiàn) 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 健 健 康 康 可 可 持 持 續(xù) 續(xù) 發(fā) 發(fā) 展 展 進 進 區(qū) 區(qū) 域 域 協(xié) 協(xié) 調(diào) 調(diào) 發(fā) 發(fā) 展 展 ， ， 推 推 進 進 新 新 型 型 城 城 鎮(zhèn) 鎮(zhèn) 化 化 ， ， 推 推 動 動 城 城 鄉(xiāng) 鄉(xiāng) 發(fā) 發(fā) 展 展

2、一 一 體 體 化 化 因 因 ： ： 我 我 國 國 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 還 還 面 面 臨 臨 區(qū) 區(qū) 域 域 發(fā) 發(fā) 展 展 不 不 平 平 衡 衡 、 、 城 城 鎮(zhèn) 鎮(zhèn) 化 化 水 水 平 平 不 不 高 高 、 、 城 城 鄉(xiāng) 鄉(xiāng) 發(fā) 發(fā) 展 展 不 不 平 平 衡 衡 不 不 協(xié) 協(xié) 調(diào) 調(diào) 等 等 現(xiàn) 現(xiàn) 實 實 挑 挑 戰(zhàn) 戰(zhàn) 。 。第四節(jié)第四節(jié)核力與結合能核力與結合能a 級抓基礎1氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則三種力從大到小的順序是()a核力、萬有引力、庫侖力b萬有引力、庫侖力、核力c庫侖力、核力、萬有引力d核力

3、、庫侖力、萬有引力解析：核力是核子之間的一種強相互作用，其相互作用力巨大，遠超過兩個質(zhì)子之間的庫侖力，兩質(zhì)子之間的萬有引力遠小于庫侖力，故選項 d 正確答案：d2質(zhì)子與中子發(fā)生核反應，生成氘核，放出的能量為e，則()a氘核的平均結合能是eb氘核的結合能是ec氘核中質(zhì)子與中子間沒有相互作用力d質(zhì)子與中子的總質(zhì)量小于氘核的質(zhì)量解析：質(zhì)子與中子發(fā)生核反應，生成氘核，放出的能量為e，從而得知氘核的結合能為e，氘核的平均結合能為12e，故 a 錯誤，b 正確；氘核中質(zhì)子與中子間存在核力作用，故 c錯誤；因為有能量放出，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知，有質(zhì)量虧損，所以中子和質(zhì)子的總質(zhì)量大于氘核的質(zhì)量，故 d 錯誤

4、答案：b3 如圖， 原子核的平均核子質(zhì)量a與原子序數(shù)z的關系圖象， 下列說法正確的是()a若d、e能結合成f，結合過程一定要釋放能量b若d、e能結合成f，結合過程一定要吸收能量c若c、b能結合成g，結合過程一定要釋放能量d若f、c能結合成b，結合過程一定要釋放能量解析：由平均核子質(zhì)量a與原子序數(shù)z的關系圖象可知，d與e的平均質(zhì)量大于f的平均質(zhì)量，所以d、e結合成f，平均質(zhì)量減小，有質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，有能我 我 國 國 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 進 進 入 入 新 新 常 常 態(tài) 態(tài) ， ， 需 需 要 要 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 變 變 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 方 方 式 式 ，

5、， 改 改 變 變 粗 粗 放 放 式 式 增 增 長 長 模 模 式 式 ， ， 不 不 斷 斷 優(yōu) 優(yōu) 化 化 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 結 結 構 構 ， ， 實 實 現(xiàn) 現(xiàn) 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 健 健 康 康 可 可 持 持 續(xù) 續(xù) 發(fā) 發(fā) 展 展 進 進 區(qū) 區(qū) 域 域 協(xié) 協(xié) 調(diào) 調(diào) 發(fā) 發(fā) 展 展 ， ， 推 推 進 進 新 新 型 型 城 城 鎮(zhèn) 鎮(zhèn) 化 化 ， ， 推 推 動 動 城 城 鄉(xiāng) 鄉(xiāng) 發(fā) 發(fā) 展 展 一 一 體 體 化 化 因 因 ： ： 我 我 國 國 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 還 還 面 面 臨 臨 區(qū) 區(qū) 域 域 發(fā) 發(fā) 展 展 不 不 平 平 衡 衡 、 、 城

6、城 鎮(zhèn) 鎮(zhèn) 化 化 水 水 平 平 不 不 高 高 、 、 城 城 鄉(xiāng) 鄉(xiāng) 發(fā) 發(fā) 展 展 不 不 平 平 衡 衡 不 不 協(xié) 協(xié) 調(diào) 調(diào) 等 等 現(xiàn) 現(xiàn) 實 實 挑 挑 戰(zhàn) 戰(zhàn) 。 。量釋放，故 a 正確，b 錯誤；由平均核子質(zhì)量a與原子序數(shù)z的關系圖象可知，b與c的平均質(zhì)量小于g的平均質(zhì)量，所以若c、b能結合成g，則質(zhì)量增加，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，要吸收能量，故 c 錯誤；由平均核子質(zhì)量a與原子序數(shù)z的關系圖象可知，f與c的平均質(zhì)量小于b的平均質(zhì)量，所以若c、f能結合成b，則質(zhì)量增加，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，要吸收能量，故 d 錯誤答案：a4太陽因核聚變釋放出巨大能量，同時其質(zhì)量不斷減少.

7、太陽每秒鐘輻射出的能量約為 41026j，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近()a1036kgb1018kgc1013kgd109kg解析：根據(jù)emc2得： mec241026(3108)2kg4.4109kg，故 d 正確答案：d5氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3、m4，氘核與氚核結合成一個氦核并釋放一個中子：21h31h42he10n.對于這個反應，以下看法正確的是()a氘核和氚核的平均結合能比氦核大，所以該反應會釋放核能b氘核和氚核的核子的平均質(zhì)量比氦核大，所以該反應會吸收一定的能量c對應的質(zhì)量虧損是mm1m2(m3m4)d反應中釋放的核能為(m3m4m1

8、m2)c2解析： 根據(jù)平均結合能與核子數(shù)目的關系可以知道， 氘核和氚核的平均結合能比氦核的平均結合能小， 所以該反應會釋放核能， 故 a 錯誤； 氘核和氚核的核子的平均質(zhì)量比氦核大，所以該反應的過程中由質(zhì)量虧損，會釋放一定的能量，故 b 錯誤；根據(jù)質(zhì)量之間的關系可以知道對應的質(zhì)量虧損是mm1m2(m3m4)，故 c 正確；該反應是輕核的聚變，根據(jù)質(zhì)能方程可以知道，反應中釋放的核能為(m1m2m3m4)c2，故 d 錯誤答案：cb 級提能力6(多選)光子的能量為h，動量的大小為hc.如果一個靜止的放射性元素的原子核在發(fā)生衰變時只發(fā)出一個光子，則下列說法錯誤的是()a衰變后的原子核仍然靜止b衰變后

9、的原子核沿著與光子運動方向相反的方向運動c該過程中質(zhì)量虧損為hc2我 我 國 國 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 進 進 入 入 新 新 常 常 態(tài) 態(tài) ， ， 需 需 要 要 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 變 變 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 方 方 式 式 ， ， 改 改 變 變 粗 粗 放 放 式 式 增 增 長 長 模 模 式 式 ， ， 不 不 斷 斷 優(yōu) 優(yōu) 化 化 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 結 結 構 構 ， ， 實 實 現(xiàn) 現(xiàn) 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 健 健 康 康 可 可 持 持 續(xù) 續(xù) 發(fā) 發(fā) 展 展 進 進 區(qū) 區(qū) 域 域 協(xié) 協(xié) 調(diào) 調(diào) 發(fā) 發(fā) 展 展 ， ， 推 推 進 進 新 新 型 型 城 城 鎮(zhèn) 鎮(zhèn)

10、 化 化 ， ， 推 推 動 動 城 城 鄉(xiāng) 鄉(xiāng) 發(fā) 發(fā) 展 展 一 一 體 體 化 化 因 因 ： ： 我 我 國 國 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 還 還 面 面 臨 臨 區(qū) 區(qū) 域 域 發(fā) 發(fā) 展 展 不 不 平 平 衡 衡 、 、 城 城 鎮(zhèn) 鎮(zhèn) 化 化 水 水 平 平 不 不 高 高 、 、 城 城 鄉(xiāng) 鄉(xiāng) 發(fā) 發(fā) 展 展 不 不 平 平 衡 衡 不 不 協(xié) 協(xié) 調(diào) 調(diào) 等 等 現(xiàn) 現(xiàn) 實 實 挑 挑 戰(zhàn) 戰(zhàn) 。 。d該過程中質(zhì)量虧損大于hc2解析： 由動量守恒知， 衰變后的原子核沿著與光子運動方向相反的方向運動， 故 a 錯誤、b 正確；hc2僅僅是光子對應的質(zhì)量虧損，而原子核具

11、有動能，還對應部分質(zhì)量虧損，故 c錯誤、d 正確答案：ac7放射性物質(zhì)碘 131 的衰變方程為13153i13154xey，若13153i 的質(zhì)量為m1，13154xe 的質(zhì)量為m2，y 粒子的質(zhì)量為m3.真空中的光速為c，則下列說法中正確的是()ay 粒子具有很強的電離本領by 粒子具有很強的穿透本領c核反應中釋放出的核能為(m1m2m3)c2d核反應中釋放出的核能為(m1m2m3)c解析：根據(jù)核電荷數(shù)守恒可知，y 的核電荷數(shù)為 53541，質(zhì)量數(shù)為 1311310，則 y 是01e，即為粒子，而射線具有很強的電離本領，射線具有很強的穿透本領，故a、b 錯誤；核反應過程中的質(zhì)量虧損mm1m2

12、m3，根據(jù)質(zhì)能方程，那么這個核反應中釋放的核能emc2(m1m2m3)c2，故 c 正確，d 錯誤答案：c8原子質(zhì)量單位為 u，1 u 相當于 931.5 mev 的能量，真空中光速為c，當質(zhì)量分別為m1kg 和m2kg 的原子核結合為質(zhì)量為mkg 的原子核時釋放出的能量是()a(mm1m2)uc2b(m1m2m)u931.5 jc(m1m2m)c2d(m1m2m)931.5 ev解析：在核能計算時，如果質(zhì)量的單位是 kg，則用emc2進行計算，如果質(zhì)量的單位是 u，則利用 1 u 相當于 931.5 mev 的能量計算，即em931.5 mev 進行計算，故 c 正確，a、b、d 錯誤答案：

13、c9當兩個中子和兩個質(zhì)子結合成一個粒子時，放出 28.30 mev 的能量，當三個粒子結合成一個碳(c)核時，放出 7.26 mev 能量，則當 6 個中子和 6 個質(zhì)子結合成一個碳(c)核時，釋放的能量約為()a21.04 mevb35.56 mevc77.64 mevd92.16 mev解析：6 個中子和 6 個質(zhì)子可結合成 3 個粒子，放出能量 328.30 mev84.9 mev，我 我 國 國 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 進 進 入 入 新 新 常 常 態(tài) 態(tài) ， ， 需 需 要 要 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 變 變 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 方 方 式 式 ， ， 改 改 變 變 粗 粗

14、放 放 式 式 增 增 長 長 模 模 式 式 ， ， 不 不 斷 斷 優(yōu) 優(yōu) 化 化 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 結 結 構 構 ， ， 實 實 現(xiàn) 現(xiàn) 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 健 健 康 康 可 可 持 持 續(xù) 續(xù) 發(fā) 發(fā) 展 展 進 進 區(qū) 區(qū) 域 域 協(xié) 協(xié) 調(diào) 調(diào) 發(fā) 發(fā) 展 展 ， ， 推 推 進 進 新 新 型 型 城 城 鎮(zhèn) 鎮(zhèn) 化 化 ， ， 推 推 動 動 城 城 鄉(xiāng) 鄉(xiāng) 發(fā) 發(fā) 展 展 一 一 體 體 化 化 因 因 ： ： 我 我 國 國 經(jīng) 經(jīng) 濟 濟 發(fā) 發(fā) 展 展 還 還 面 面 臨 臨 區(qū) 區(qū) 域 域 發(fā) 發(fā) 展 展 不 不 平 平 衡 衡 、 、 城 城 鎮(zhèn) 鎮(zhèn) 化 化 水 水

15、平 平 不 不 高 高 、 、 城 城 鄉(xiāng) 鄉(xiāng) 發(fā) 發(fā) 展 展 不 不 平 平 衡 衡 不 不 協(xié) 協(xié) 調(diào) 調(diào) 等 等 現(xiàn) 現(xiàn) 實 實 挑 挑 戰(zhàn) 戰(zhàn) 。 。3 個粒子再結合成一個碳核，放出 7.26 mev 能量，故 6 個中子和 6 個質(zhì)子結合成一個碳核時，釋放能量為 84.9 mev7.26 mev92.16 mev.故選 d.答案：d10原來靜止的原子核abx 發(fā)生衰變時，放出粒子的動能為e0.假設衰變時產(chǎn)生的能量全部以動能的形式釋放出來，則在此衰變過程中的質(zhì)量虧損是()a.e0c2b.e0（a4）c2c.（a4）e0c2d.ae0（a4）c2解析：粒子與新核質(zhì)量比為4a4，衰變過程滿足動量守恒，即mvm新v新，根據(jù)動量和動能的關系p22mek可知，新核動能為4a4e0.由emc2，得me04a4e0c2ae0（a4）c2，故 d 選項正確答案：d11三個粒子結合成一個碳