2020最新高中物理 第十九章 原子核 5 核力与结合能课堂演练 新人教版必备3-5

5 核力与结合能

1．对原子核的组成，下列说法正确的是( )

A．核力可使一些中子组成原子核

B．核力可使非常多的质子组成原子核

C．不存在只有质子的原子核

D．质量较大的原子核内一定有中子

解析：由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子集聚在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B 错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，11H，C错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．

答案：D

2.一个23491Pa原子核内的质子数、中子数、核子数分别为（）

A.91个91个234个

B.143个91个234个

C.91个143个234个

D.234个91个143个

解析：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子.23491Pa的原子序数为91，即质子数为91，核子数为234，中子数等于核子数减去质子数，即为234－91＝143，故C 正确，ABD错误.故选：C.

答案：C

3．(多选)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

解析：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．

答案：CD

4．某核反应方程为21H＋31H→42He＋X.已知21H的质量为2.013 6 u，31H的质量为3.018 0 u，4

2He的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u．则下列说法中正确的是( )

A ．X 是质子，该反应释放能量

B ．X 是中子，该反应释放能量

C ．X 是质子，该反应吸收能量

D ．X 是中子，该反应吸收能量

解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过程中质量数，电荷数守恒规律，可得：

21

H ＋31H →42He ＋1

0n ，X 为中子，在该反应发生前，反应物的总质量m 1＝2.013 6 u ＋3.018 0 u

＝5.031 6 u ，反应后产物总质量m 2＝4.002 6 u ＋1.008 7 u ＝5.011 3 u ，总质量减少，出现了质量亏损，根据爱因斯坦的质能方程可知，该反应释放能量．

答案：B

5.如图所示，表示原子核的比结合能与质量数A 的关系，据此下列说法中正确的是（ ）

A.重的原子核，例如铀核（235

92U ），因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定 B.锂核（6

3Li ）的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定

C.原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能；比结合能越大的原子核越稳定

D.以上三个表述都错误

解析：比结合能是指要把原子核内核子分开平均每个核子需要的能量，所以比结合能越大，原子核越稳定，由图知，中等大小的原子核比结合能最大，最稳定，故ABD 错误；C 正确.

答案：C

[A 级 抓基础]

1.（多选）如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图象，下列说法正确的是（ ）

A.若DE能结合成F，结合过程一定能放出核能

B.若DE能结合成F，结合过程一定要吸收能量

C.若CB能结合成A，结合过程一定要放出能量

D.若CB能结合成A，结合过程一定要吸收能量

解析：DE结合成F，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，A正确，B错误；若CB能结合成A，也有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，要吸收能量，D正确，C错误；故选AD.

答案：AD

2.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，如果质量的单位是u，则利用1 u相当于931.5 MeV的能量计算，即ΔE＝Δm×931.5 MeV进行计算，故C正确，A、B、D错误.

答案：C

3．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.1

2

[(m D－m p－m n)c2－E]

B.1

2

[(m D＋m n－m p)c2＋E]

C.1

2

[(m D－m p－m n)c2＋E]

D.1

2

[(m D＋m n－m p)c2－E]

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