44核力与结合能每课一练(粤教版选修3-5).docx

HP HUOYEOUIFANXUNLIAN ............................... 05》活页规范训练 （时间：60分钟）
考查知识点及角度
难度及题号
基础 中档 稍难 核力、结合能 1、2
3 质量亏损、核能的计算 4、5、6 7、8 9> 10 综合提升
11 12 达标基训丨
知识点一对核力及结合能的理解 1.关于原子核的结合能与平均结合能，下列说法中不正确的是
（）・ A ・原子核的结合能等于核子与核子之间结合成原子核时，核力做的功
B. 原子核的结合能等于核子从原子核中分离，外力克服核力做的功
平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能:
D.不同原子核的平均结合能不同，重核的平均结合能比轻核的平均结合能
大
解析 原子核中，核子与核子之间存在核力，要将核子从原子核中分离，需 要外力克服核力做功.当自由核子结合成原子核时，核力将做正功，释放能 量.对某种原子核，平均每个核子的结合能称为平均结合能.不同原子核的 平均结合能不同.重核的平均结合能比中等质量核的平均结合能要小，轻核 的平均结合能比稍重的核的平均结合能要小.
答案D
2・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 第四
HP
核力与结合能
D.核力只发生在相距1.5X1015m的核子之间，大于0.8X10T5m为吸引力, 而小于0.8X1015m为斥力
质子、中子和氛核的质量分别为加1、加2和加3,真空中光速为c,当质子和 中子结合成氛核时，放出的能量是
解析 质子和中子结合成原子核氛核时，总质量减小了，即质量亏损△加= （加1+加2—加3）・依据质能方程可知，放出的能量为△ E= △〃/=（如+加2 — 加3）/・
答案D
（双选）用质子轰击锂核（］Li ）生成两个a 粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦
解析 由核力的特点知道，只有相距1.5X10-15m 的核子之间才存在核力， 核力发生在质子与质子、质子与中子之间，由此知D 正确，A 、B 、C 错误. 答案D
3•如图4一4一1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/分解为原子核B 、C 可能吸收能量
B.将原子核0、£结合成原子核F 可能吸收能量
C.将原子核/分解为原子核〃、F —定释放能量
D.将原子核F 、C 结合成原子核〃一定释放能量
解析 因B 、C 核子平均质量小于力的核子平均质量,
会出现质量亏损，故放出核能，故A 错，同理可得B 、D 错，C 正确.
答案C
知识点二质量亏损、核能的计算
根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E=mc 29这一关系叫
4. 爱因斯坦质能方程.质子的质量为加卩，中子的质量为氨核的质量为加°, 下列关系式正确的是
). A. nia =(2〃?p+2〃2n)
C. nia >(2/w p +2w n )
答案B
B. /Wa ＜（2/H P +2/n n ） D.以上关系式都不正确 A • m^c 2 C ・(加3—ni2—nt i)c 2 B.(加 1+加2)C~
D. (/H1 + 加2 —加 3)/
)• 图 4—4—1
质能方程的实验.已知质子的初动能是0.6 MeV,质子、a粒子和锂核的质
量分别是 1.007 3 u> 4.0015 u 和7.016 0 u.已知lu 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 u
B.生成的两个a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a粒子的动能之和是19.5 MeV,与实验相符
答案CD
7・原子质量单位为in lu相当于931.5 Me V的能量，真空中光速为c,当质量分别为加1和加2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— m| — /«2）w c2B・（/«]+/W2—W M X931・5J
C・（加i+加2一M）/ D・（加i+加2一M）X931・5 eV
解析在核能计算时，如果质量的单位是kg,则用△ E= A me2进行计算，如果质量的单位是u,则利用lu相当于931.5 MeV的能量计算，即厶E=卜wX931.5 MeV进行计算，故C正确，A、B、D错.
答案C
8.（双选）一个质子和一个中子结合成気核，同时放出Y光子，核反应方程是;H
+on—：H+丫，以下说法中正确的是（）.
A.反应后気核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和
B.反应前后的质量数不变，因而质量不变
C. Y光子的能量为△加c?,Am为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速
D.因存在质量亏损Am,所以“物质不灭”的说法不正确
解析核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氛核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放，故正确答案为A、C.
答案AC
9.历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0・5 MeV的质子
；H轰击静止的£X,生成两个动能均为8.9 MeV的；He・（l MeV=1.6X 10 13 J）
（1）上述核反应方程为_____________________________________ .
（2）质量亏损为
解析⑴根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程为；H+］X—扌He+扌He 或jH+jLi—zHe+zHe.
（2）设反应前质子的动能为£ko,反应后扌He的动能为£k,由于质量亏损而释
放的能量为
A£=2E k一Eko=（2X8.9一0.5） MeV = 17.3 MeV,
根据爱因斯坦质能方程，有
NE 17.3 X 1.6 X10-13_29
卜m===(3.0X10*) 2 kg=3.1X10 kg.
答案⑴;H+]X―zHe+lHeC或;H+】Li―扌He+扌He) (2)3.1 X10"29 10・已知氮核质量加N= 14・007 53u,氧核质量叫=17・004 54u,氨核质量加血
= 4.003 87 u,质子质量/w H = 1.008 15 u,试判断核反应骂N+扌He—%O+；H
是吸能反应还是放能反应？能量变化为多少?
解析反应前总质量眛+加He= 18.011 40 U
庾应后总质量〃S+MH =18・012 69 U,因为反应中质量增加，所以此反应是
吸能反应，所吸能量为［伽。

+加H）—（加“+加氐）］/=（18・012 69
-18.011 40) X 931.5 MeV= 1.2 MeV.
答案吸能l・2MeV
II综合提升II
11.一个质子和一个中子聚变结合成一个克核，同时辐射一个Y光子.已知质
子、中子、危核的质量分别为刃1、加2、加3,普朗克常量为〃，真空中的光速为C・下列说法正确的是（）.
A.核反应方程是jH+（）n— 1H+ 丫
B.聚变反应中的质量亏损△加=如+加2—加3
C.辐射出的Y光子的能量£=（加3—加1一加2）C
Y光子的波长人=
（加1+加2—
）
解析此核反应的核反应方程为lH+in—>?H+ Y , A错；由质能方程，V
光子的能量为£*=（/”] +加2—加3）/, C错；由£ =疗知，波长2 =
? D错.故选B・
答案B
12.濟的放射性同位素赞Pu静止时衰变为铀核激发态嶺『和a粒子，而铀核激
发态嶺U*立即衰变为铀核蛍U,并放出能量为0.097 MeV的Y光子.已知：贾Pu、赞U和a粒子的质量分别为加p u=239・052 1 II、加U=235・0439 U 和加. = 4.002 6 u, lu=931.5 MeV/c?.
已知衰变放出的Y光子的动量可忽略，求a粒子的动能.
解析上述衰变过程的质量亏损为
△ m = /Mp u—加u—m * ①
放出的能量为A £= A /W? ②
这能量是铀核的动能Eu、a粒子的动能丘和Y光子的能量E Y之和，即
= E V+E a+E...③
由①②③式解得Eu+E a =（inp u—m[j—m a）c2—Ey④
设衰变后的铀核和a粒子的速度大小分别为％和S,则由动量守恒得
= /MaQa ⑤
又£'U=：2/W U^U⑥
E a=|//I o Pa ⑦
由⑤⑥⑦式解得学=孑⑧
£a 加U
由④⑧式解得E. =^+^[(^Pu-^u-/H a k2-E Y]
代入题给数据解得E a =5.034 MeV.
答案 5.034 MeV。