2012高中物理 4.4 核力与结合能每课一练1 粤教版选修3-5

4.4 核力与结合能 每课一练（粤教版选修3-5）

1．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是( )

A．核力、万有引力、库仑力 B．万有引力、库仑力、核力 C．库仑力、核力、万有引力 D．核力、库仑力、万有引力

2．(双选)关于核力，下列说法中正确的是( )

A．核力是电磁力的一种，是核子中电荷间的相互作用 B．核力就是分子力，都属于短程力 C．只有相邻核子之间才存在核力的作用

－15－15

D．核子间的距离大于0.8×10 m时核力表现力引力，距离小于0.8×10 m时核力表

－15

现为斥力，超过1.5×10 m时核力急剧下降几乎消失

3．下列关于原子核中质子和中子的说法中正确的是( ) A．原子核中质子数和中子数一定相等 B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多 C．原子核都是非常稳定的

D．由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在

4．一个中子和一个质子能结合成氘核，结合这一事实，下列说法正确的是( ) A．核子结合成原子核时，一定要放出能量 B．核反应中放出的电磁波，可称之为X射线

C．发生这一反应的过程中，出现了质量亏损，因此核反应前后质量数不守恒 D．这一核反应的过程中，有质量转化为能量，因此总能量增加

2

5．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc，下列说法中不正确的是( )

2

A．E＝mc表明物体具有的能量与其质量成正比

2

B．根据ΔE＝Δmc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

2

D．E＝mc中的E是发生的核反应中释放的核能

23

6．一个氘核1H质量为m1，一个氚核1H质量为m2，它们结合成一个质量为m3的氦核．核反

234

应方程如下：1H＋1H→2He＋X.在这一核反应过程中释放的能量为ΔE.已知光速为c，则以下判断正确的是( )

A．X是质子 B．X是正电子

C．X的质量为m1＋m2－m3

D．X的质量为m1＋m2－m3－

ΔE2 c

7．一个质子和一个中子结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是( )

113

A．核反应方程是1H＋0n→1H＋γ

用心 爱心 专心

- 1 -

B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3

2

C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c D．γ光子的波长λ＝

h1＋m2－m3

2

8．对结合能，平均结合能的认识，下列正确的是( )

1

A．除1H外一切原子核均具有结合能

B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量 C．结合能越大的原子核越稳定 D．平均结合能越大的原子核越稳定

A

9．原来静止的原子核ZX，质量为m1，处在区域足够大的匀强磁场中，经α衰变后变成质量为m2的原子核Y，α粒子的质量为m3，已测得α粒子的速度垂直磁场B，且动能为E0，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是( )

2

A．核Y与α粒子在磁场中运动的周期之比为 Z－2Z－2

B．核Y与α粒子在磁场中运动的半径之比为 2C．此衰变过程中的质量亏损为m1－m2－m3 AE0

D．此衰变过程中释放的核能为

A－4题 号 答 案 1 2 3 4 5 6 7 8 19 10.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1H轰击静A4－13

止的ZX，生成两个动能均为8.9 MeV的2He.(1 MeV＝1.6×10 J)

(1)上述核反应方程为________________________________________； (2)质量亏损为________kg. 11．已知氮核质量mN＝14.007 53 u，氧核质量mO＝17.004 54 u，氦核质量mHe＝4.003 87

411417u，质子质量mH＝1.008 15 u，试判断核反应7N＋2He→8O＋1H是吸能反应还是放能反应？

能量变化是多少？(1 u＝931.5 MeV)

12．太阳中能量来源的一种途径是4个质子和两个电子结合成一个α粒子，并释放能量．若质子的质量mp＝1.007 277 u，电子的质量me＝0.000 549 u，α粒子质量mα＝4.001 50

－27

u，则上述该反应释放的能量为多少eV？(1 u＝1.66×10 kg)

用心 爱心 专心

- 2 -

7

13．一个锂3Li受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氦原子核的质量是6.646 －27－26

6×10 kg，一个锂原子核的质量是1.165 06×10 kg，一个氢原子核的质量是1.673 6×10－27

kg，

(1)试写出这一过程的核反应方程； (2)计算这一过程中的质量亏损； (3)计算这一过程中所释放的核能．

2102064

14.已知 84Po原子核质量为209.982 87 u， 82Pb原子核的质量为205.974 46 u，2He原子

210206

核的质量为4.002 60 u，静止的 84Po核在α衰变中放出α粒子后变成 82Pb，求：

(1)在衰变过程中释放的能量． (2)α粒子从Po核中射出的动能．

(3)反冲核的动能(已知核反应释放的能量只转化为动能)． 3

15.1H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u，求：

(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ (2)氚核的结合能和比结合能各是多少？

(3)如果这些能量是以光子形式放出，则光子的频率是多少？

用心 爱心 专心

- 3 -

参考答案

1．D [核子间的核力最大，万有引力最小，D正确．] 2．CD [由核力的特点知只有C、D正确．]

3．D [自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多．因此选项D正确．]

4．A [考查原子物理中核反应的各种守恒规律及对质能方程的理解．由质量数守恒知，C错；由能量守恒知，D错；核反应中放出的是γ射线，B错．]

22

5．D [E＝mc中c为光速，所以物体具有的能量E与其质量成正比，A正确；ΔE＝Δmc可以计算核反应中释放的核能，B正确；一个中子和一个质子结合成氘核，释放出核能，表明

22

此过程中出现了质量亏损，C正确；E＝mc中，E是指物体所具有的能量，ΔE＝Δmc中，ΔE是核反应中发生质量亏损释放的核能，D错误．]

6．D [由电荷数守恒知，X的质子数为0，由质量数守恒知，X的质量数为1，故X为中

2

子，设X的质量为m，反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m，释放的核能ΔE＝Δmc＝(m1＋ΔE2

m2－m3－m)c，则X的质量为m1＋m2－m3－2，故选项D正确．]

c

7．B [根据该反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：1H＋0n→1H＋γ，故选项A错误；聚变过程中辐射出γ光子，质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，故选项B正确；由质hc2

能方程知，辐射出的γ光子的能量E＝(m1＋m2－m3)c，故选项C错误；由E＝知，γ光子

λ的波长λ＝

h1＋m2－m3

，故选项D错误．]

1

1

2

8．AD [由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量．反之，将原子核分开变为自由核子它需要赋予相应的能量，该能量即为结合能，故A选项正确，B选项错误；核子越多的原子核的结合能越大，但它的平均结合能不一定大，平均结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C选项错误，D选项正确．]

9．CD [原子核发生α衰变时核子质量数减小4而核电荷数减小2.由题知X核原先静止，mv

则衰变后α粒子和反冲核Y的动量大小相等，由R＝，知RY∶Rα＝qα∶qY＝2∶(Z－2)，

Bq2πmmYqα

故B项错误；而周期之比由T＝，知TY∶Tα＝×＝

BqqYmα

2

A－4

－

，故A项错误；该过

p4E0

程质量亏损Δm＝m1－(m2＋m3)，故C项正确；由Ek＝知Y核的动能EkY＝，则释放的核

2mA－4AE0

能ΔE＝Ekα＋EkY＝，故D项正确．]

A－4

10．(1)1H＋3X→2He＋2He或1H＋3Li→2He＋2He

－29

(2)3.1×10 kg

1744

解析 (1)1H＋3X→2He＋2He 1744

或1H＋3Li→2He＋2He

2

(2)Δmc＝E末－E初 E末－E初

Δm＝＝2c

－

82－13

1

7

4

4

1

7

4

4

kg - 4 -

用心 爱心 专心