2019_2020学年高中物理第三章4原子核的结合能练习（含解析）教科版

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1、4　原子核的结合能1.(多选)关于核力与比结合能的说法正确的是(　　)A.核力具有饱和性和短程性B.原子核为了稳定,故重核在形成时其中子数多于质子数C.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能D.中等核的比结合能比较小的核与较大核的比结合能小解析:核力是短程力,只能在1.5×10-15m的距离内起作用,且只有相邻的核子间才有核力作用,核力具有饱和性,选项A正确;核力克服了原子核中质子与质子间的库仑斥力,使原子核稳定,重核在形成时,核力比库仑斥力减小得快,只有中子数多于质子数才能使核稳定,选

2、项B正确;比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能,选项C正确;中等核的比结合能比较小的核与较大核的比结合能大,选项D错误.答案:ABC2.如图表示原子核的比结合能与质量数A的关系,据此下列说法正确的是(　　)A.重的原子核,例如铀核(92235U),因为它的核子多,核力大,所以结合得坚固而更稳定B.锂核(36Li)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.

3、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,由题图知,中等大小的原子核比结合能最大,最稳定,故A、B、D错误,C正确.答案:C3.(多选)对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,下列说法正确的是(　　)A.E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能C.一个中子和一个质子结合成氘核时释放出核能,表明此过程中出现了质量亏损D.E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能解析:E=mc2表明物体具有的能量与其质

4、量成正比,其中E不能理解为发生核反应中释放的核能,选项A正确,D错误;根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能,选项B正确;一个中子和一个质子结合成氘核时发生聚变反应,会有质量亏损,亏损的质量以能量的形式释放出来,即释放出核能,选项C正确.答案:ABC4.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[(mD-mp-mn)c2-E]B.12[(mp-mn-mD)c2

5、-E]C.12[(mD-mp-mn)c2+E]D.12[(mp-mn-mD)c2+E]解析:据能量守恒可知,E+Δmc2=2Ek,得Ek=12(E+Δmc2),即Ek=12[(mD-mp-mn)c2+E],故C正确.答案:C5.右图是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图像,下列说法正确的是(　　)①如D和E结合成F,结合过程一定会吸收核能;②如D和E结合成F,结合过程一定会释放核能;③如A分裂成B和C,分裂过程一定会吸收核能;④如A分裂成B和C,分裂过程一定会释放核能.A.①④　　B.②④　　C.②③　　D.

6、①③解析:由图像知F的核子平均质量小于D、E的核子平均质量,B、C的核子平均质量小于A的,所以当D、E结合成F时,A分裂成B和C时,均会有质量亏损,由爱因斯坦质能方程知均会有核能放出,所以正确的为②④.答案:B6.(多选)我国首次使用核电池随嫦娥三号软着陆月球,并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上,核电池是通过半导体换能器,将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转变为电能.嫦娥三号采用放射性同位素 94239Pu,静止的 94239Pu衰变为铀核 92235U和α粒子,并放出频率为ν的γ光子,已知 94239Pu、92

7、235U和α粒子的质量分别为mPu、mU、mα.下列说法正确的是(　　)A. 94239Pu的衰变方程为 94239Pu→92235U+24He+γB.此核反应过程中质量亏损为Δm=mPu-mU-mαC.释放出的γ光子的能量为(mPu-mU-mα)c2D.反应后 92235U和α粒子结合能之和比 94239Pu的结合能大解析:根据质量数守恒与电荷数守恒可知,94239Pu的衰变方程为 94239Pu→92235U+24He+γ,故A正确;此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差,为Δm=mPu-mU-mα,故

8、B正确;释放的γ光子的能量为hν,核反应的过程中释放的能量为E=(mPu-mU-mα)c2,由于核反应的过程中释放的核能转化为新核与α粒子的动能以及光子的能量,所以光子的能量小于(mPu-mU-mα)c2,故C错误;94239Pu衰变成 92235U和α粒子后,释放核能,将原子核分解为单个的核子需要的能量更大,原子变得更稳定,所以反应后 92235U和α粒子结合能之和比