（浙江專版）2019年高中物理 第十九章 原子核 課時跟蹤檢測（三十四）核力與結(jié)合能（含解析）新人教版選修3-5

核力與結(jié)合能一、單項選擇題1核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時，都伴隨著巨大的能量變化，這是因為()A原子核帶正電，電子帶負電，電荷間存在很大的庫侖力B核子具有質(zhì)量且相距很近，存在很大的萬有引力C核子間存在著強大的核力D核子間存在著復雜磁力解析：選C核子之間存在核力作用，核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時，都有核力作用，故伴隨著巨大的能量變化，故選C。2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m1 kg和m2 kg的原子核結(jié)合為質(zhì)量為M kg的原子核時，釋放出的能量是()A(Mm1m2)·c2 JB(m1m2M)×931.5 JC(m1m2M)c2 JD(m1m2M)×931.5 MeV解析：選C在核能計算時，如果質(zhì)量單位是kg，則用Emc2進行計算，單位是J；若質(zhì)量單位是u，則利用Em×931.5 MeV進行計算，所以選項C正確。3科學研究表明，自然界存在四種基本相互作用。我們知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力實質(zhì)上屬于()A引力相互作用B電磁相互作用C強相互作用和弱相互作用的共同作用D四種基本相互作用的共同作用解析：選B分子作用范圍約在1010 m數(shù)量級上，而強相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范圍在1015 m和1018 m之間，故C錯誤；在分子作用范圍內(nèi)，引力作用和電磁相互作用都存在，但由于電磁力遠大于萬有引力，引力相互作用可以忽略不計，因此分子力本質(zhì)上屬于電磁力。故B正確，A、D錯誤。4對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程Emc2，下列說法中不正確的是()AEmc2表明物體具有的總能量與其質(zhì)量成正比B根據(jù)Emc2可以計算核反應中釋放的結(jié)合能C一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核時，釋放出能量，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損DEmc2中的E是發(fā)生核反應中釋放的能量解析：選D公式Emc2中的E表示物體具有的總能量，m表示物體的質(zhì)量，故選項A正確，D錯誤；Emc2表示的意義則是當物體的質(zhì)量變化m時，它的能量就會相應的變化E，故可以計算結(jié)合能，故選項B正確；核反應過程中出現(xiàn)質(zhì)量虧損時，才能釋放核能，故選項C正確。5關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法，正確的是()A原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C原子核都是非常穩(wěn)定的D由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，不可能無節(jié)制的增大原子核而仍穩(wěn)定存在解析：選D質(zhì)量越大的原子核內(nèi)中子數(shù)越多于質(zhì)子數(shù)，A、B錯誤；放射現(xiàn)象說明原子核也會發(fā)生變化，C錯誤；由核力作用特點可知，D正確。二、多項選擇題6對于核力，以下哪些說法是正確的()A核力是弱相互作用，作用力很小B核力是強相互作用，是強力C核子之間的距離小于0.8×1015 m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起D人們對核力的了解很清楚，特別是在核子之間的距離小于0.8×1015 m時，核力的變化規(guī)律更清楚解析：選BC核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，它的作用范圍在 1.5×1015 m之內(nèi)，核力比庫侖力大得多，選項B正確，A錯誤；核力在核子之間的距離大于0.8×1015 m時，表現(xiàn)為吸引力，且隨距離增大而減小，在距離小于0.8×1015 m時，表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起，選項C正確；人們對核力的了解還不是很清楚，故選項D錯誤。7一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，產(chǎn)生光子，由此可見()A氘核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和B氘核的質(zhì)量小于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和C核子結(jié)合成原子核時會釋放核能D原子核分解成核子時會釋放核能解析：選BC由于結(jié)合成氘核時產(chǎn)生光子，即產(chǎn)生能量，故反應中有質(zhì)量虧損，B對，A錯；質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，該反應為核子結(jié)合成原子核的反應，故C對，D錯。8中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時，質(zhì)量虧損為m，相應的能量Emc22.2 MeV是氘核的結(jié)合能。下列說法正確的是()A用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核不能分解為一個質(zhì)子和一個中子B用能量等于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零C用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零D用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和不為零解析：選AD中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時放出的能量為2.2 MeV，所以要使氘核分解為中子和質(zhì)子至少也需要2.2 MeV的能量，所以A正確；因為動能為標量，氘核分解為中子和質(zhì)子時，二者不可能都是靜止的，所以動能之和不為零，這一部分動能來自于光子的能量，所以B、C錯誤，D正確。9在某些恒星內(nèi)，3個粒子結(jié)合成1個6C原子的質(zhì)量是12.000 0 u，He原子的質(zhì)量是4.002 6 u。已知1 u1.66×1027 kg，則()A反應過程中的質(zhì)量虧損是0.007 8 uB反應過程中的質(zhì)量虧損是1.29×1029 kgC反應過程中釋放的能量是7.26 MeVD反應過程中釋放的能量是1.16×1019 J解析：選ABC由題意可得核反應方程為3He6CE。則核反應中的質(zhì)量虧損為m(3×4.002 612.000 0)u1.29×1029 kg，由質(zhì)能方程得Emc21.29×1029×(3×108)2 J1.161×1012 J7.26 MeV。故正確選項為A、B、C。三、非選擇題10如果要把8O分成8個質(zhì)子和8個中子，要給它多少能量？要把它分成4個He，要給它多少能量？(已知8O的核子比結(jié)合能是7.98 MeV，He的核子比結(jié)合能是7.07 MeV)解析：將8O分成8個質(zhì)子和8個中子所提供的能量為8O的結(jié)合能，即為其核子數(shù)與比結(jié)合能的乘積。需提供的能量為E16×7.98 MeV127.68 MeV。8O的結(jié)合能為EO127.68 MeV。4個He的總的結(jié)合能為EHe4×4×7.07 MeV113.12 MeV。將8O分成4個He需提供的能量為EEOEHe127.68 MeV113.12 MeV14.56 MeV。答案：127.68 MeV14.56 MeV11一個靜止的鈾核 U(原子質(zhì)量為232.037 2 u)放出一個粒子(原子質(zhì)量為4.002 6 u)后衰變成釷核 Th(原子質(zhì)量為228.028 7 u)。(已知原子質(zhì)量單位1 u1.67×1027 kg,1 u相當于931.5 MeV的能量)(1)寫出鈾核的衰變反應方程。(2)算出該衰變反應中釋放出的核能。(3)若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能，則粒子的動能為多少？解析：(1)UThHe。(2)質(zhì)量虧損mmUmmTh0.005 9 uEmc20.005 9×931.5 MeV5.50 MeV。(3)系統(tǒng)動量守恒，釷核和粒子的動量大小相等，即pTh(p)0，pThp，EkTh，Ek，EkThEkE，所以粒子獲得的動能Ek·E×5.50 MeV5.41 MeV。答案：(1)UThHe(2)5.50 MeV(3)5.41 MeV- 4 -