高中物理-核力与结合能达标练习

高中物理-核力与结合能达标练习

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,42 He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：21H ＋31H→42He＋10n,X为中子,在该反应发生前,反应物的总质量m1＝2.013 6 u＋3.018 0 u＝5.031 6 u,反应后产物总质量m2＝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（23592U）,因为它的核子多,核力大,所以结合得坚固而稳定

B.锂核（63Li）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m 1和m 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 1－m 2） u ·c 2

B.（m 1＋m 2－M ） u ×931.5 J

C.（m 1＋m 2－M ）c 2

D.（m 1＋m 2－M ）×931.5 eV

解析：在核能计算时,如果质量的单位是kg,则用ΔE ＝Δmc 2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.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 ] 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. 答案：C

4．(多选)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＝2.2 MeV 是氘核的结合能,下列说法正确的是( )