浙江專版2023-2024學年新教材高中物理第5章原子核3核力與結合能訓練提升新人教版選擇性必修第三冊

3核力與結合能課后·訓練提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.下列有關原子核的說法正確的是()A.結合能是指將原子核中的核子分開所需要的能量B.結合能越大,原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩(wěn)定C.質量虧損是指原子核的質量大于組成它的核子的質量之和D.因為存在質量虧損,所以在原子核發(fā)生衰變時,質量數(shù)不守恒答案:A解析:結合能是指將原子核中的核子分開所需要的能量,故選項A正確;比結合能越大,原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,故選項B錯誤;質量虧損是指原子核的質量小于組成它的核子的質量之和,故選項C錯誤;原子核發(fā)生衰變時,質量數(shù)守恒,故選項D錯誤。2.下圖是原子核的平均核子質量與原子序數(shù)Z的關系圖像,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A,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答案:A解析:由平均核子質量與原子序數(shù)Z的關系圖像可知,D與E的平均核子質量大于F的平均核子質量,所以D、E結合成F,平均核子質量減小,有質量虧損,根據(jù)愛因斯坦質能方程,有能量釋放,故選項A正確,B錯誤;同理可知,C、B結合成A要吸收能量,F、C結合成B要吸收能量,選項C、D錯誤。3.恒星向外輻射的能量來自其內部發(fā)生的各種熱核反應,已知氘核

12H的比結合能為E1,氦核24He的比結合能為E2,則熱核反應

1A.E2-E1 B.E2-2E1C.4E2-2E1 D.4E2-4E1答案:D解析:該反應放出熱量,氘核的比結合能為E1,氦核的比結合能為E2,根據(jù)比結合能等于結合能與核子數(shù)的比值,則核反應中釋放的核能為ΔE=4E2-(2E1+2E1)=4E2-4E1,故選項D正確,A、B、C錯誤。4.原子核A、B結合成放射性原子核C,核反應方程是A+BC,已知原子核A、B、C的質量分別為mA、mB、mC,結合能分別為EA、EB、EC,以下說法正確的是()A.原子核A、B、C中比結合能最小的是原子核CB.原子核A、B結合成原子核C,釋放的能量ΔE=(mA+mB-mC)c2C.原子核A、B結合成原子核C,釋放的能量ΔE=EA+EB-ECD.大量原子核C經歷兩個半衰期時,已發(fā)生衰變的原子核占原來的1答案:B解析:原子核A、B結合成放射性原子核C,要釋放能量,原子核C的比結合能最大,釋放的能量ΔE=EC-(EA+EB),根據(jù)質能方程得ΔE=(mA+mB-mC)c2,故選項A、C錯誤,B正確;原子核的半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間,大量原子核C經歷兩個半衰期時,未發(fā)生衰變的原子核占原來的14二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)5.用天然放射性元素鐳放出α粒子轟擊氮原子核,核反應可能不只有一種,比如①24He+714N817O+11H,②24

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0m1=4.002603um2=14.003074um3=17.002095um4=1.008665uA.第②種核反應為放能反應,一次核反應放出的能量約為4.735MeVB.第②種核反應為吸能反應,一次核反應吸收的能量約為4.735MeVC.用該α粒子(Ekα=4.793MeV)轟擊靜止的靶核(714N),不可能發(fā)生第D.用該α粒子(Ekα=4.793MeV)轟擊靜止的靶核(714N),可能發(fā)生第答案:BC解析:第②種核反應的質量虧損Δm=(m1+m2-m3-m4)=-0.005083u,核反應后質量增加,該反應為吸能反應,故選項A錯誤;ΔE=Δmc2=0.005083×931.5MeV=4.735MeV,一次核反應吸收的能量約為4.735MeV,故選項B正確;用α粒子轟擊靜止的靶核,當發(fā)生完全非彈性碰撞時,系統(tǒng)損失動能最多,由動量守恒有m1v1=(m1+m2)v2,由能量守恒有12m1v12=12(m1+m2)v22+ΔE,解出ΔE=m2m1+m2×6.某靜止的原子核發(fā)生核反應且放出能量Q,其方程為

ABX→CA.Y原子核的動能與Z原子核的動能之比為F∶DB.Y原子核的速度大小為ECC.Y原子核和Z原子核的質量之和比X原子核的質量大Qc2(D.Y和Z的結合能之和一定大于X的結合能答案:AD解析:靜止的原子核發(fā)生衰變的過程中動量守恒,設Y的速度為v',以Z的方向為正方向,則Fv+Dv'=0,所以v'=-FvD,即大小為FvD,負號表示方向與Z的方向相反,所以Y原子核的動能與Z原子核的動能關系為三、非選擇題7.用中子轟擊鋰核

36Li發(fā)生核反應,生成氚核

13H和α粒子,并放出4(1)寫出核反應方程。(2)求出質量虧損。(3)若中子和鋰核是以等值反向的動量相碰,則氚核和α粒子的動能之比是多少?(4)α粒子的動能是多少?答案:(1)36Li+01nH+24(2)0.0052u(3)4∶3(4)2.06MeV解析:(2)依據(jù)ΔE=Δm×931.5MeV/u得Δm=4.8931.5(3)