高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 核力与结合能课后练习题

5.3核力与结合能同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的说法是（   ）

A．结合能越大的原子核越稳定

B．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型

C．安培首先发现了通电导线的周围存在磁场，并提出“分子环流”假说

D．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

2．的衰变方程为，则下列说法正确的是（　　）

A．X是电子 B．此衰变为衰变

C．的比结合能比的比结合能大 D．光子是由发出的

3．对物质世界的认识，下列说法正确的是（　　）

A．玻尔把量子观念引入到原子理论中，否定了原子的“核式结构”模型

B．比结合能越大表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定

C．特定频率的光照在金属上会使金属表面有电子逸出，电子的最大初动能与光的强度有关

D．用化学反应改变放射性元素存在状态，可以改变半衰期，从而实现对衰变的控制

4．铀核裂变的核反应方程有多种，其中一种为：，∆E表示核反应释放的能量并且∆E=3.216×10－11J，则核反应方程中X、Y的值和核反应发生的质量亏损∆m为（　　）

A．X=36，Y=3，∆m=3.57×10－28kg

B．X=33，Y=2，∆m=2.23×10－15kg

C．X=36，Y=3，∆m=2.23×10－15kg

D．X=36 ，Y=2，∆m=3.57×10－28kg

5．下列说法中正确的是（　　）

A．结合能越大的原子核越稳定

B．卢瑟福发现中子的核反应方程是：

C．U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变

D．一个氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，最多可以辐射6种不同频率的光

6．假设氢核、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，那么氢核与中子结合成氘核时放出的能量是（　　）

A．m3c2 B．（m1+m2）c2

C．（m3-m2-m1）c2 D．（m1+m2-m3）c2

7．“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是，反应原料氘（）富存于海水中；氚（）可以用某种粒子X轰击锂核（） 得到，核反应方程为。则下列说法正确的是（　　）

A．X为质子

B．核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领和很强的穿透能力

C．在粒子X轰击锂核（）的核反应生成物中有粒子，故该核反应属于衰变

D．氦核（）的比结合能大于氘核（）的比结合能，也大于氚核（）的比结合能

8．判断下列说法正确的是（　　）

A．、、的化学性质不同 B．、、的原子光谱不同

C．衰变后变为 D．衰变后生成的新核比的质量数少

9．下列说法正确的是

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．由可知，能量与质量之间存在着正比关系

C．核反应中的“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

10．下列说法正确的是（　　）

A．Th（钍）核衰变为Pa（镤）核时，衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与粒子的总质量

B．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减小

C．光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光的频率越高，所产生的光电流就越强

D．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

11．关于原子和原子核，下列说法中正确的是（　　）

A．质子、中子、粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是（m1+m2-m3）c2

B．根据玻尔理论可知，一个氢原子的电子从n=4能级向低鳍级跃迁最多可辐射6种频率的光子

C．已知的半衰期是24d，48g的经过72d，衰变42g

D．原子核的结合能是指组成原子核的所有核子所具有的能量之和

12．下列说法正确的是（　　）

A．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生衍射现象

B．英国物理学家卡文迪许用扭秤实验测出了静电力常量k

C．炽热的固体发出的光谱是连续谱，而太阳光谱是吸收谱

D．越是结构稳定的原子核，其平均核子质量就越大

13．某行星内部含有氦核（），在一定条件下氦核经过核反应会生成碳核（）。已知1个质子的质量为，1个中子的质量为，1个氦核（）的质量为、1个碳核（）的质量为，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　）

A．转变为的核反应方程为

B．转变为的核反应中质量亏损为

C．碳核（）的比结合能为

D．的同位素中有6个中子，14个核子

14．铀衰变成，氡核不稳定，会进一步衰变成，其半衰期为3.8天，下列说法正确的是（　　）

A．铀衰变成要经历4次衰变和3次衰变

B．4个氡核经过3.8天后还剩下2个

C．的比结合能大于的比结合能

D．通过升高温度，可以缩短氡核的半衰期

15．静止的镭核发生衰变生成Rn，并释放光子，衰变方程：。已知，，的质量分别为226.0254u，222.0175u，4.0026u。不计光子的动量和能量，1u相当于931MeV，此衰变产生的粒子的动能约为（　　）

A．0.087MeV B．1.67MeV C．3.25MeV D．4.85MeV

二、填空题（共4题）

16．原子核的结构发生变化时放出的能量，叫做________．克服核力做功，________能量；核力做正功，________能量．

17．在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个核，已知核的质量为=1.99302×kg，α粒子的质量为=6.64672×kg，真空中光速c=3×m/s，这个核反应是____________，这个反应中释放的核能为__________，（保留一位有效数字），α粒子和比较，α粒子的比结合能_______的比结合能，（填大于.等于或者小于）

18．（1）太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源其核反应方程是_______；若，，.则该反应中发生的质量亏损是_______u；如果1u相当于931.5MeV能量，则该反应中释放的能量是_______MeV.由于核反应中的质量亏损，太阳的质量缓慢减少，与现在相比，在很久很久以前，地球公转的周期______（填“较长”“较短”或“没有变化”）.

（2）利用光电转换装置可以将太阳能转化为电能.若地球附近某太空站上的太阳能电池接收板的面积是，光电转化效率为.已知太阳辐射的总功率为，太阳辐射穿过太空的能量损失忽略不计，光速为，太阳光射到地球上经历的时间是.试求该太阳能电池能够输出的最大电功率______

19．氘核和氚核聚变的核反应方程为，的比结合能是2.78MeV，的比结合能是1.09MeV，的比结合能是7.03MeV，则该核反应_____（选填“吸收”或“释放”）了_____MeV能量。

三、综合题（共4题）

20．原子物理中常把碳12原子质量的叫作“原子质量单位”，用表示（）。请根据证明：相当于的能量。已知光速为，元电荷为。

21．Ra经α衰变变成Rn，已知Ra，Rn，He的原子核质量分别为226.0254u，222.0175u，4.0026u，1u=931.5MeV/c2.：

(1)写出Ra经α衰变变成Rn的核反应方程；

(2)求Ra发生α衰变所放出的能量。

22．静止的镭核发生衰变，放出一个α粒子变为氡核Rn，已知镭核的质量为224.0248u，氡核的质量为220.0162u，α粒子的质量为4.0026u.（1u=931.5MeV的能量）

（1）写出核反应方程

（2）镭核衰变放出多少MeV的能量（结果保留2位有效数字）

（3）若衰变放出的能量全部转变为氡核和α粒子的动能，沿用第二问的结果，求出氡核的动能为多少MeV（结果保留1位有效数字）

23．某核反应方程为，方程中Q表示释放的能量。已知的质量为，的质量为， 的质量为，的质量为，且相当于，求：

(1)求Z原子核的质量数x和电荷数y；

(2)该反应释放的能量Q（用表示，结果保留三位有效数字）。

参考答案：

1．D

2．C

3．B

4．A

5．C

6．D

7．D

8．B

9．B

10．D

11．C

12．C

13．C

14．C

15．D

16．     核能     吸收     放出

17．          ΔE=9×10−13J     小于

18．          0.0255     23.75     较短    

19．     放出     17.6

20．

根据公式代入数据得

且

联立解得

21．(1) ；(2)4.937MeV

22．(1)        (2)      (3)

23．(1)；(2)