【配套K12】高中物理 19.5 核力与结合能课时作业 新人教版选修3-5
人教版高中物理选修3-519.5核力与结合能名师精编作业(3)
2017-2018学年度人教版选修3-5� 19.5核力与结合能作业（3）1．一个质量为m的小钢球，以大小为v1的速度竖直向下撞到水平地面上，碰撞后被竖直向上弹出，速度大小为v2，若v1 = v2 = v，那么下列说法中正确的是A. 因为v1 = v2，小钢球的动量没有变化B. 小钢球的动量变化了，大小是2mv，方向竖直向上C. 小钢球的动量变化了，大小是2mv，方向竖直向下D. 小钢球的动量变化了，大小是mv，方向竖直向上2．下列关于动量的说法中，正确的是A. 物体的运动状态改变，其动量一定改变B. 物体运动速度的大小不变，其动量一定不变C. 物体的动量改变，其速度方向一定改变D. 物体的动量改变，其速度大小一定改变3．初动量相同的A、B两球在光滑水平桌面上沿同一方向运动，A在前，B在后，且A球速度为v．一段时间后两球发生碰撞，碰后A球速度变为2v，则A. 碰后B球运动方向不变B. 碰后B球运动方向反向C. A球质量大于B球质量D. A球质量小于B球质量4．航天器离于发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化 (即电离出正离子)，正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。
已知单个正离子的质量为m,电荷量为q,正、负极栅板间加速电压为U,从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。
忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对卫星质量的影响。
该发动机产生的平均推力F的大小为A. B. C. D.5．当车辆发生碰撞事故时，为了尽可能地减轻驾乘人员的伤害程度，在汽车内前方(正副驾驶位)设置了安全气囊，在汽车发生猛烈撞击时安全气囊将自动弹出．则该安全气囊的功能是( )A. 减小驾乘人员的动量变化率B. 减小驾乘人员受到的冲量C. 减小驾乘人员的动量变化量D. 减小驾乘人员与气囊的作用时间6．如图所示，一轻质弹簧，两端连着物体A和B放在光滑水平面上，静止放在光滑水平面上，如果物体A被水平速度为的子弹射中并嵌在物体A中(时间极短)，已知物体B的质量为m，已知物体A的质量为物体B的质量的，子弹的质量是物体B质量的，弹簧被压缩到最短时物体B的速度及弹簧的弹性势能为（）A.，B.，C.，D.，7．在2017花样滑冰世锦赛上，隋文静、韩聪以232.06分的总成绩获得冠军。
高中物理 第十九章 原子核 5 核力与结合能课时作业(含解析)新人教版选修3-5
核力与结合能[A组素养达标]1．下列说法正确的是( )A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力B．对质子数较多的原子核，其中的中子起到维系原子核稳定的作用C．重核比中等质量的核更稳定D．两个质子之间不管距离如何，核力总大于库仑力解析：只有相邻质子间才存在核力，选项A、D错误；中子与其他核子间没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，起到维系原子核稳定的作用，选项B正确；中等质量大小的核最稳定，选项C错误．答案：B2.12 6C的核由6个质子与6个中子组成，两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则三种力从大到小的排列顺序是( )A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：核力是强相互作用力，是它将核子束缚在原子核内；库仑力如果大于核力，原子核内质子就不能存在于这么小的范围内；万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略．所以A、B、C错，选D.答案：D3．(多选)对公式ΔE＝Δmc2的正确理解是( )A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少ΔmB．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量D．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm解析：一定的质量对应一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，所以选项A、D正确；如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2，所以选项B正确；某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C错误．答案：ABD4．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C．核子间存在着强大的核力D．核子间存在着复杂的磁力解析：核子结合成原子核，核力做正功，要释放能量，原子核分解成核子要克服核力做功，需要能量，因核力很大，故伴随着巨大的能量变化，库仑力、万有引力、磁力都没有这么强，不可能产生这么大的能量变化，故A、B、D错，C对．答案：C5．(多选)原子核内的核子能稳定地结合在一起，是因为有核力的作用．下列说法中正确的是( )A．核力是核子间的库仑力和万有引力的合力B．每个核子与核内的其他核子之间都存在着核力的作用C．每个核子只跟与它相邻的核子之间有核力作用D．核力是一种很强的力，是在核子之间存在的、超短距离的作用力解析：核力属于强相互作用区别于库仑力和万有引力，A错误；核力是短程力，每个核子只跟它相邻的核子间有核力作用，B错误，C正确；核力是一种强力，是在核子之间存在的超短距离的作用力，D正确．答案：CD6．中子n、质子p、氘核D的质量分别为m n、m p、m D.现用能量为E的γ射线照射静止的氘核使之分解，反应方程为γ＋D＝p＋n.若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D－m p－m n)c2－E]B.12[(m p＋m n－m D)c2－E]C.12[(m D－m p－m n)c2＋E]D.12[(m p＋m n－m D)c2＋E]解析：核反应过程中的质量亏损Δm＝m D－m p－m n. 核反应过程中释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m D－m p－m n)c2.质子和中子的总动能E k＝ΔE＋E.中子的动能是总动能的一半，故选项C正确．答案：C7．(多选)用质子轰击锂核(73Li)生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验．已知质子的初动能是0.6 MeV ，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u 、4.001 5 u 和7.016 0 u ．已知1 u 相当于931.5 MeV ，则下列叙述中正确的是( )A ．此反应过程质量减少0.010 3 uB ．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV ，与实验相符C ．核反应中释放的能量是18.9 MeV ，与实验相符D ．生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV ，与实验相符解析：核反应前的总质量为1.007 3 u ＋7.016 0 u ＝8.023 3 u ，核反应后的总质量为2×4.001 5 u ＝8.003 0 u ，此反应过程中质量减少了0.020 3 u ，故A 错；根据质能方程ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ＝18.9 MeV ，故核反应释放的核能为18.9 MeV ，C 对；由反应过程中能量守恒知反应后两个α粒子的总动能E 总＝18.9 MeV ＋0.6 MeV ＝19.5 MeV ，故B 错，D 对．答案：CD8．一个α粒子轰击硼(11 5B)核变成碳14和一个未知粒子，并放出7.5×105 eV 的能量，写出核反应方程并求出反应过程中的质量亏损．解析：根据质量数守恒和核电荷数守恒可得42He ＋11 5B→14 6C ＋11HΔE ＝7.5×105×1.6×10－19 J ＝1.2×10－13 J. 由ΔE ＝Δmc 2可得Δm ＝ΔE c 2≈1.3×10－30 kg. 答案：42He ＋11 5B→14 6C ＋11H 1.3×10－30 kg[B 组 素养提升]9.如图所示是描述原子核核子的平均质量m 与原子序数Z 的关系曲线，由图可知下列说法正确的是( )A ．将原子核A 分解为原子核B 、C 可能吸收能量B ．将原子核D 、E 结合成原子核F 可能吸收能量C ．将原子核A 分解为原子核B 、F 一定释放能量D ．将原子核F 、C 结合成原子核B 一定释放能量解析：因B 、C 核子平均质量小于A 的核子平均质量，故A 分解为B 、C 时，出现质量亏损，故放出核能，A 错；同理可得B 、D 错，C 对．答案：C10．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV 的能量，当三个α粒子结合成一个碳核时，放出7.26 MeV 的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量为( )A ．21.04 MeVB ．35.56 MeVC ．92.16 MeVD ．77.64 MeV解析：设中子的质量为m n ，质子的质量为m p ，α粒子的质量为m α，碳原子核的质量为m C . 根据质能方程得ΔE 1＝28.30 MeV ＝[2(m n ＋m p )－m α]c 2ΔE 2＝7.26 MeV ＝(3m α－m C )c 2ΔE 3＝(6m n ＋6m p －m C )c 2由各式得ΔE 3＝92.16 MeV.答案：C11．一个锂核(73Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氢原子核的质量是1.673 6×10－27 kg ，一个锂核的质量是11.650 5×10－27 kg ，一个氦核的质量是6.646 6×10－27 kg.(1)试写出这一过程的核反应方程；(2)计算这一过程中的质量亏损；(3)计算这一过程中所释放的核能．解析：(1)这一过程的核反应方程为73Li ＋11H→242He. (2)质量亏损Δm ＝m Li ＋m H －2m α＝11.650 5×10－27 kg ＋1.673 6×10－27 kg －2×6.646 6×10－27 kg ＝ 3.09×10－29 kg.(3)释放核能ΔE ＝Δmc 2＝3.09×10－29×(3×108)2 J ＝2.781×10－12 J. 答案：(1)73Li ＋11H→242He(2)3.09×10－29 kg(3)2.781×10－12J [C 组 学霸冲刺]12．一静止的氡核(22286Rn)发生α衰变，放出一个速度为v 0、质量为m 的α粒子和一个质量为M 的反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．(1)写出衰变方程；(2)求出反冲核的速度；(3)求出这一衰变过程中亏损的质量．解析：(1)由已知得222 86Rn→218 84Po ＋42He.(2)设反冲核的速度为v ，由动量守恒可知 mv 0＝Mv即v ＝mv 0M .(3)由质能方程可知ΔE ＝Δmc 2＝12mv 20＋12Mv 2＝12mv 20＋12M (mv 0M )2，解得Δm ＝(M ＋m )mv 22Mc 2.答案：(1)222 86Rn→218 84Po ＋42He(2)mv 0M(3)(M ＋m )mv 22Mc 2。
人教版物理选修3-5同步配套19.5
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一二
二、核能的计算 1.判断核反应过程是释放能量还是吸收能量的方法。 反应前各核总质量之和若大于反应后各核总质量之和,则为释放 能量;反之,为吸收能量。即Δm=m反应物-m生成物>0,释放能量;Δm=m 反应物-m生成物<0,吸收能量。 2.根据质量亏损计算。 其步骤如下: (1)根据核反应方程,计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm。 (2)根据爱因斯坦质能方程E=mc2或ΔE=Δmc2计算核能。 注意:计算过程中Δm的单位是千克,ΔE的单位是焦耳。
是否只有带电的质子之间存在核力,而中子之间不存在核力呢? 提示：不是。核力与核子是否带电无关,质子与质子之间、质子 与中子之间、中子与中子之间都可以有核力作用。
一二三四
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三、结合能 1.结合能:原子核是凭借核力结合在一起构成的,要把它们分开, 也需要能量,这就是原子核的结合能。 2.比结合能:结合能与核子数之比称为比结合能。比结合能越大, 原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
5 核力与结合能
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1.了解四种基本相互作用,知道什么是核力,了解核力的特点。 2.认识原子核的结合能和质量亏损。 3.能应用质能方程进行相关分析与计算。
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一二三四
一、核力与四种基本相互作用 1.核力是强相互作用的一种表现,在它的作用范围内,核力比库仑
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一二三四
四、质量亏损 1.质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现 象叫质量亏损。 2.爱因斯坦质能方程:E=mc2。 3.核能的计算:ΔE=Δmc2,其中Δm是质量亏损。
高中物理选修3-5课时作业6：19.5 核力与结合能
19.5 核力与结合能1．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用，我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于( )A．引力相互作用B．电磁相互作用C．强相互作用和弱相互作用的共同作用D．四种基本相互作用的共同作用2．对核子结合成原子核的下列说法正确的是( )A．原子核内的核子间均存在核力B．原子核内的质子间均存在核力和库仑力C．当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间“势能”一定减小D．对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用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，如果继续增大原子核，形成的核也一定是不稳定的4．下列关于结合能和比结合能的说法中正确的是( )A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大5．下列说法中正确的是( )A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量D．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒6．对公式ΔE＝Δmc2的正确理解是( )A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少ΔmB．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量D．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE，则这些核子的质量和与组成原子核的质量之差就是Δm7．中子n、质子p、氘核D的质量分别为m n、m p、m D.现用能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，核反应方程为γ＋D―→p＋n，若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D－m p－m n)c2－E]B.12[(m p＋m n－m D)c2－E]C.12[(m D－m p－m n)c2＋E]D.12[(m p＋m n－m D)c2＋E]8．原子质量单位为u,1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c.当质量分别为m1 kg和m2 kg的原子核结合为质量为M kg的原子核时，释放出的能量是( ) A．(M－m1－m2)u·c2 JB．(m1＋m2－M)u×931.5 JC．(m1＋m2－M)c2 JD．(m1＋m2－M)×931.5 eV9．三个α粒子结合成一个碳12 6C，已知碳原子的质量为12.0000 u，氦原子的质量为4.0026 u．(1 u＝1.66×10－27 kg)(1)写出核反应的方程；(2)这个核反应放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?10．已知：氮核质量M N＝14.007 53 u，氧17核的质量为M O＝17.004 54 u，氦核质量M He＝4.003 87 u，氢核质量为M H＝1.008 15 u.试判断：14 7N＋42He―→17 8O＋11H这一核反应吸收能量还是放出能量？能量变化多少？——★参考答案★——1．选B 分子力作用范围约在10－10m数量级上，强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在10－15 m和10－18 m之内，在这个距离上分子力不存在．在这个范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．故正确[答案]为B.2．选CD 由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知A、B错误；当n个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于0.8×10－15m，核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于0.8×10－15m，故C正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的质子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力，随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确．3．选D 较轻的原子核中质子数与中子数大致相等，但在重原子核内中子数多于质子数，A、B错．有些原子核是不稳定的，如具有放射性的原子核，C错．由于核力是短程力及核力的饱和性，原子核增大到一定程度，即使能形成原子核，原子核也是不稳定的．综上所述，只有选项D正确．4．选D 核子结合成原子核时放出能量，原子核拆解成核子时吸收能量，A错；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核小，B、C错；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D正确．5．选B E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量和质量之间存在相互转化的关系，A错误，B正确．核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，C 错误．在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，D错误．故正确[答案]为B.6．选ABD 一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，所以选项A、D正确．如果物体的质量增加了Δm，它的能量一定相应增加Δmc2，所以选项B正确．某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C 错误．7．选C 核反应过程中释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m D－m p－m n)c2，质子和中子的总动能为E k＝ΔE＋E，中子的动能是总动能的一半，故C正确．8．选C 在核能计算时，如果质量单位是kg，则用ΔE＝Δmc2进行计算，单位是J；若质量单位是u，则利用ΔE＝Δm×931.5 MeV进行计算，则选项C正确．9．[解析](1)342He―→12 6C＋ΔE(2)Δm＝3×4.0026 u－12.0000 u＝0.0078 uΔm＝0.0078×1.66×10－27 kg＝12.948×10－30 kgΔE＝Δmc2≈1.165×10－12 J(3)ΔE＝1.165×10－12/(1.6×10－19) eV≈7.28×106eV＝7.28 MeV[答案](1)342He―→12 6C＋ΔE(2)1.165×10－12 J(3)7.28 MeV10．[解析]反应前总质量：M N＋M He＝18.011 40 u.反应后总质量：M O＋M H＝18.012 69 u.可以看出：反应后总质量增加，故该反应是吸收能量的反应．吸收的能量利用ΔE＝Δmc2来计算，若反应过程中质量亏损1 u，就会释放931.5 MeV 的能量，故：ΔE＝(18.012 69－18.011 40)×931.5 MeV≈1.2 MeV[答案]吸收能量，能量变化1.2 MeV。
人教版 高中物理 选修3-5 19.5核力与结合能 同步练习习题(含答
人教版高中物理选修3-5 19.5核力与结合能同步练习习题（含答人教版高中物理选修3-5 19.5核力与结合能同步练习习题（含答案解析）1．组成原子核的核子之间有很强的___________，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为___________，它是一种强相互作用力。
2．自然界中原子序数较___________的原子核，其质子数与中子数大致相等；但原子序数较___________的原子核，中子数比质子数多，越重的元素，两者的差越大。
3．核子结合在一起时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量称为原子核的____________，它与核子数的比值叫________________。
在结合或分解过程中，反应物与生成物的质量之差叫______________。
4．已知氮核的质量为14.00735u，氧核的质量为17.00454u，氦核的质量为4.00387u，质子的质量41为1.00815u，则核反应7N＋2He →8O＋1H是____________（填“释能”“吸能”）反应，能量变化1417了________________J。
5．一个铀235衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×1025kg，钍核的质-量为3.786567×1025kg，α粒子的质量为6.64672×1027kg，则在该衰变过程中释放出的能量为--_______________J。
如果有1kg铀发生这样的衰变，则铀全部衰变完，释放的能量为________________J。
6．下列关于核反应的说法正确的是 ( ) A．爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由质能方程可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所含有的能量的量度C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的D．因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的的总能量不守恒 7．下列四个核反应中，X表示中子的是 ( ) A．7N＋2He →8O＋X B．13Al＋2He →15P＋X C．1H＋1H →2He＋X D．23592U＋X 2714417430324→13654Xe＋38Sr＋100n9018．用α粒子轰击硼10后，生在了氮13，并放出X粒子；而氮13不稳定，它放出Y粒子后变成碳13，则X和Y分别是 ( ) A．质子和中子B．质子和正电子 C．中子和电子 D．中子和正电子9．对质能方程，下列说法正确的是 ( ) A．能量可以转化为质量 B．质量可转化为能量C．能量的转化与质量的转化是成比例的 D．在核反应中能量与质量都不守恒10．中子n、质子P、氘核D的质量分别为mn、mP、mD，现用光子能量为E的γ射线照射静止的氘核使之分解，核反应方程为γ＋D → P＋n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，且能量都以动能的形式存在，则中子的动能是 ( ) A．2( mD－mP－mn)c2－2E121C．21D．2111B．( mD＋mn－mP)c2＋2E ( mD－mP－mn)c2＋23686121( mD＋mP－mn)c2－2E E11．静止的镭核Ra发生α衰变，释放出的α粒子的动能为E，设衰变过程中释放的能量全部以动能的形式释放，则衰变过程中的质量亏损为 ( )2E4E226EEA． B． C． D． 2222c222c222cc12．一个α粒子轰击硼（5B）核变成碳14和一个未知粒子，并放出7.5×105eV的能量，写出核反应方程并求出反应过程中的质量亏损。
高中物理 19.5 核力与结合能课时训练 新人教版选修3-5(2021年整理)
河北省邢台市高中物理19.5 核力与结合能课时训练新人教版选修3-5 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（河北省邢台市高中物理19.5 核力与结合能课时训练新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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19。
5 核力与结合能一、单项选择1、一个U原子核在中子的轰击下会发生多种形式的裂变反应，其中一种可能的裂变反应方程为U+n→Ba+X+3n，关于该核反应下列叙述正确的是（）A．X原子核中含有89个中子B．X原子核中含有35个质子C．反应前U核的结合能小于反应后生成物的总结合能D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少2、发展核电既是中国发展突破能源、交通、环保瓶颈的上策，也符合国家关于“节能减排”的号召,下列关于核电站的说法中正确的是( ）A．核反应方程可能是：U→Ba+Kr+2nB．核反应过程中质量和质量数都发生了亏损C．在核反应堆中利用控制棒吸收中子从而减小中子对环境的影响D．核电站的能量转换过程是：通过核反应堆将核能转化为热能，再通过汽轮机将热能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能3、关于核反应与核能，下列说法正确的是（）A.目前建成的核电站能源来自于轻核聚变B。
核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能C。
重核裂变和轻核聚变过程有质量亏损，均能向外界释放核能D.核子平均质量越大的原子核越稳定4、太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核（H)结合成1个氦核（He），同时释放出正电子（e）．已知氢核的质量为m p，氦核的质量为mα，正电子的质量为m e,真空中光速为c．下列关于氢核聚变的说法正确的是( ）A。
高中物理 19.5核力与结合能学案(无答案)新人教版选修3-5(2021年整理)
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19。
5 核力与结合能1．核力原子核内核子之间的相互作用力．2．核力的特点（1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核内,核力比库仑力大得多．（2）核力是短程力，作用范围在1。
5×10－15_m之内．（3)核力的饱和性:每个核子只跟相邻的核子发生核力作用．3．四种基本相互作用4．原子核中质子与中子的比例（1）较轻原子核:质子数和中子数大致相等．（2)较重原子核：中子数大于质子数,越重的元素两者相差越多．错误!1．原子核中粒子所受的万有引力和电磁力可以达到平衡．2．核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大．3．弱相互作用是引起原子核β衰变的原因．错误!四种基本相互作用分别在不同尺度上发挥作用，将他们按照作用距离由小到大排列，应怎样排列？【提示】弱相互作用的作用距离为10－18 m,强相互作用的作用距离为10－15 m,电磁力主要体现在原子、分子层面，万有引力主要在宏观和宏观尺度上发挥作用．所以顺序为：弱相互作用、强相互作用、电磁相互作用、万有引力．错误!探讨1：原子核中的质子数与中子数有怎样的数量关系？【提示】较轻的原子核（原子序数小于20)质子数与中子数大致相等，但随着原子序数的增加(原子序数大于20），稳定原子核中的中子数大于质子数,且原子序数越大，两者相差越大．探讨2：原子核中任意两个核子之间都存在核力吗？【提示】不是．核力是短程力，只有相邻的两个核子之间才存在核力．［核心点击］1．四种基本相互作用在不同尺度上发挥作用（1)引力相互作用，引力主要在宏观和宏观尺度上“独领风骚”．是引力使行星绕着恒星转,并且联系着星系团，决定着宇宙的现状．万有引力是长程力．（2）电磁相互作用：电磁力在原子核外,电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体．（3）强力：即强相互作用，在原子核内，强力将核子束缚在一起，强力是短程力．(4)弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因．弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10－18 m，作用强度则比电磁力小．2．核力的性质(1）核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现．（2）核力是短程力．约在10－15m数量级时起作用，距离大于0.8×10－15m时为引力，距离小于0。
高中物理选修3-5课时作业1：19.5核力与结合能
学案5 核力与结合能题组一对核力和结合能的理解1．下列对核力的认识正确的是()A．任何物体之间均存在核力B．核力广泛存在于自然界中的核子之间C．核力只存在于质子之间D．核力只发生在相距1.5×10－15m内的核子之间，大于0.8×10－15m为吸引力，而小于0.8×10－15m为斥力[答案] D[解析]由核力的特点知道，只有相距1.5×10－15m内的核子之间才存在核力，核力发生在质子与质子、质子与中子及中子与中子之间，由此知D正确，A、B、C错误．2．下列对结合能、比结合能的认识，正确的是()A．一切原子核均具有结合能B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定D．比结合能越大的原子核越不稳定[答案] A[解析]自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量，反之，将原子核分开变为自由核子时需要吸收相应的能量，该能量即为结合能，故A正确，B错误；核子较多的原子核的结合能大，但它的比结合能不一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C、D均错误．题组二质量亏损和核能的计算3．根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E＝mc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程．质子的质量为m p，中子的质量为m n，氦核的质量为mα，下列关系式正确的是() A．mα＝(2m p＋2m n) B．mα<(2m p＋2m n)C．mα>(2m p＋2m n) D．以上关系式都不正确[答案] B4．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是() A．ΔE＝(m1－m2－m3)c2B．ΔE＝(m1＋m3－m2)c2C．ΔE＝(m2－m1－m3)c2D．ΔE＝(m2－m1＋m3)c2[答案] B[解析]反应前的质量总和为m1＋m3，质量亏损Δm＝m1＋m3－m2，核反应释放的能量ΔE ＝(m1＋m3－m2)c2，选项B正确．5．有一种核反应为：21H＋21H→11H＋X.已知21H的质量为2.0136u，11H的质量为1.0073u，X的质量为3.0180u．则下列说法正确的是()A．X是质子，该反应吸收能量B．X是氕，该反应吸收能量C．X是氘，该反应释放能量D．X是氚，该反应释放能量[答案] D[解析]根据核反应过程中的质量数、电荷数守恒，X应为氚；又2×2.0136u>3.0180u＋1.0073u，所以核反应过程中存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知该反应释放能量．6．用质子轰击锂核(73Li)生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验，已知质子的初动能是0.6MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.0073u、4.0015u和7.0160u．已知1u相当于931.5MeV的能量，则下列叙述中正确的是()A．此反应过程质量减少0.0103uB．若生成的两个α粒子的动能之和是18.3MeV，与质能方程相符C．若核反应中释放的能量是18.9MeV，与质能方程不相符D．若生成的两个α粒子的动能之和是19.5MeV，与质能方程相符[答案] D7．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D →p ＋n ，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D －m p －m n )c 2－E ] B.12[(m D ＋m n －m p )c 2＋E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m D ＋m n －m p )c 2－E ] [答案] C[解析] 因为轻核聚变时放出能量，质量亏损，所以氘核分解为核子时，要吸收能量，质量增加，本题核反应过程中γ射线能量E 对应质量的增加和中子与质子动能的产生，即E ＝Δmc 2＋2E k ＝(m p ＋m n －m D )c 2＋2E k 得E k ＝12[E －(m p ＋m n －m D )c 2]＝12[(m D －m p －m n )c 2＋E ]，故选C.8．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm ，相应的能量ΔE ＝Δmc 2＝2.2MeV 是氘核的结合能．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，氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．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，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[答案] AD[解析] 用能量小于结合能的光子照射氘核时，氘核一定不能分解，所以A 正确，B 错误．用能量大于结合能的光子照射氘核时，氘核可能分解，只要分解，分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了)，所以C 错误，D 正确．题组三 综合应用9.31H 的质量是3.016050u ，质子的质量是1.007277u ，中子的质量是1.008665u ．1u 相当于931.5MeV 的能量，求：(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果此能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？[答案] (1)放出能量 7.97MeV(2)7.97MeV 2.66MeV(3)1.92×1021Hz[解析] (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程是11H ＋210n →31H ，反应前各核子总质量为m p ＋2m n ＝1.007277u ＋2×1.008665u ＝3.024607u ，反应后新核的质量为m H ＝3.016050u ，质量亏损为Δm ＝3.024607u －3.016050u ＝0.008557u因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应释放能量．释放的核能为ΔE ＝0.008557×931.5MeV ≈7.97MeV .(2)氚核的结合能即为ΔE ＝7.97MeV .它的比结合能为ΔE 3≈2.66MeV . (3)放出光子的频率为ν＝ΔE h ＝7.97×106×1.6×10－196.63×10－34Hz ≈1.92×1021Hz. 10．一个静止的镭核22688Ra 发生衰变放出一个粒子变为氡核22286Rn.已知镭核226质量为226.0254u ，氡核222质量为222.0163u ，放出粒子的质量为4.0026u,1u 相当于931.5MeV 的能量．(1)写出核反应方程；(2)求镭核衰变放出的能量；(3)若衰变放出的能量均转变为氡核和放出粒子的动能，求放出粒子的动能．[答案] (1)22688Ra →22286Rn ＋42He (2)6.05MeV(3)5.94MeV[解析] (1)核反应方程为22688Ra →22286Rn ＋42He.(2)镭核衰变放出的能量为ΔE ＝Δm ·c 2＝(226.0254－4.0026－222.0163)×931.5MeV≈6.05MeV.(3)镭核衰变前静止，镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得m Rn v Rn －m αv α＝0①又因为衰变放出的能量转变为氡核和α粒子的动能，则ΔE ＝12m Rn v 2Rn ＋12m αv 2α② 由①②可得E α＝m Rn m Rn ＋m α·ΔE ＝222.0163222.0163＋4.0026×6.05MeV ≈5.94MeV . 11．钚的放射性同位素23994Pu 静止时衰变为铀核激发态23592U *和α粒子，而铀核激发态23592U *立即衰变为铀核23592U ，并放出能量为0.097MeV 的γ光子．已知：23994Pu 、23592U 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.0521u 、m U ＝235.0439u 和m α＝4.0026u,1u 相当于931.5MeV 的能量．已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．[答案] 5.034MeV[解析] 上述衰变过程的质量亏损为Δm ＝m Pu －m U －m α①放出的能量为ΔE ＝Δmc 2②此能量等于铀核23592U 的动能E kU 、α粒子的动能E k α和γ光子的能量E γ之和，即ΔE ＝E kU ＋E k α＋E γ③由①②③式得E kU ＋E k α＝(m Pu －m U －m α)c 2－E γ④设衰变后的铀核和α粒子的速率分别为v U 和v α，则由动量守恒有m U v U ＝m αv α⑤又由动能的定义知E kU ＝12m U v 2U ，E k α＝12m αv 2α⑥ 由⑤⑥式得E kU E k α＝m αm U⑦ 由④⑦式得E k α＝m U m U ＋m α[(m Pu －m U －m α)c 2－E γ] 代入题给数据得E k α≈5.034MeV。
近年高中物理 第十九章 原子核 5 核力与结合能课时训练 新人教版选修3-5(2021年整理)
2017高中物理第十九章原子核 5 核力与结合能课时训练新人教版选修3-5 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017高中物理第十九章原子核 5 核力与结合能课时训练新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2017高中物理第十九章原子核 5 核力与结合能课时训练新人教版选修3-5的全部内容。
核力与结合能题组一核力、四种基本相互作用1。
核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的能量变化，这是因为（）A.原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力C。
核子间存在着强大的核力D.核子间存在着复杂的磁力解析：核子结合成原子核或原子核分解为核子都有核力在做功,只有核子间存在着强大的核力,才伴随着巨大的能量变化,因为功是能量转化的量度，有巨大的能量变化,就得做功多，所以选C。
答案:C2.（多选）关于核子结合成原子核,下列说法中正确的是（)A.原子核内的核子间均存在核力B。
原子核内的质子间均存在核力和库仑力C。
当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间“势能"一定减小D。
对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用解析:由于核力为短程力,只会发生在相邻核子之间,故A、B错误。
当n个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于0。
8×10—15 m的核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于0。
8×10-15 m,故C正确.对质子数较多的原子核,由于只有相邻的质子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力,随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确.答案：CD题组二结合能与比结合能3。
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19.5 核力与结合能基础达标
＝4×10
3×1082
kg≈10
核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用
( )
A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力
B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力
C．核子间存在强大的核力
D．核子间存在着复杂磁力
【解析】核反应中核能的变化是因为核子间存在着特别强大的核力，不是因为万有引力，也不是因为库仑力或磁场力，这些力与核力相比都很小，故C正确．
【答案】 C
7．如图所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是( )
A．将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量
B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量
C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量
D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量
【解析】因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，出现质量亏损，放出核能，故A项错；同理可得B、D项错，C项正确．
【答案】 C
8．一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10－25kg，钍核的质量为3.786567×10－25kg，α粒子的质量为6.64672×10－27kg.在这个衰变过程中释放出来的能量等于________J．(保留两位有效数字)
【解析】先计算质量亏损：
Δm＝[3.853131×10－25－(3.786567×10－25)－6.64672×10－27] kg＝9.68×10－30kg.
再由质能方程：ΔE＝Δmc2＝9.68×10－30×(3×108)2 J＝8.7×10－13 J.
【答案】8.7×10－13
9．如果要把16 8O分成8个质子和8个中子，需给它多少能量？要把它分为4个42He，需给它多少能量？已知16 8O的核子平均结合能是7.98 MeV，42He的核子平均结合能是7.07 MeV.
【解析】将16 8O分成8个质子和8个中子所提供的能量为16 8O的结合能，即为其核子数与平均结合能的乘积．将16 8O分成4个42He可以看做两个过程：一是将16 8O分成8个质子和8个中子，然后再将8个质子和8个中子结合成4个42He，需提供的能量为此两个过程的能量之差．
把16 8O分成8个质子和8个中子需提供的能量为：
ΔE1＝16×7.98 MeV＝127.68 MeV.
将2个质子和2个中子结合成一个42He所放出的能量为：
ΔE2＝4×7.07 MeV＝28.28 MeV.
则将16 8O分成4个42He需提供的能量为：ΔE′＝ΔE1－4ΔE2＝127.68 MeV－4×28.28 MeV ＝14.56 MeV.
【答案】127.68 MeV 14.56 MeV
能力提升
1．原子质量单位为u,1 u相当于931. 5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是( )
A．(M－m1－m2) u·c2
B．(m1＋m2－M) u×931.5 J
C．(m1＋m2－M)c2
D．(m1＋m2－M)×931.5 eV
【解析】在核能计算时，如果质量的单位是kg，则用ΔE＝Δmc2进行计算，如果质
在衰变过程中产生的核能
＝M ＋m mv 20M
Δmc 2
m ＝ΔE ＝M ＋m mv 202Mc
2. 在衰变过程中释放的结合能
＝M ＋m mv 20M
＋【答案】 (1)222 86Rn→(3)M ＋m mv 202Mc 2 (4)M ＋m mv 20M
＋。