2019_2020学年高中物理第三章原子核第4节原子核的结合能练习（含解析）教科版.docx

原子核的结合能 A组素养达标1(多选)由爱因斯坦质能方程可以说明()A任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减少C虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不变的D若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大解析：在任何核反应中，只要伴随能量的产生，则反应中一定造成质量亏损，反应前后质量不相等，故A项正确太阳不断向外辐射能量，造成质量亏损，因而太阳的总质量一定不断减少，故B项正确，C项错误地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的能量增加，根据质能方程知能量与质量的对应关系，则地球的质量将不断增加，故D项正确答案：ABD2原子核的比结合能与核子数的关系如图所示由图可知，下列说法错误的是()A比结合能越大，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度B曲线中间高两头低，表明中等质量的核最稳定C质量较大的重核和质量较小的轻核比结合能都较小D轻核的比结合能呈单调变化，没有起伏解析：由比结合能曲线可知，比结合能越大，取出一个核子就越困难，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度；曲线中间高两头低，说明中等质量的原子核(A40120)的比结合能最大，近似于一个常数(8.6 MeV)，表明中等质量的核最稳定；质量较大的重核(A120)和质量较小的轻核(A40)比结合能都较小，且轻核的比结合能还有些起伏答案：D3(多选)对公式Emc2的正确理解是()A如果物体的能量减少了E，它的质量也一定相应地减少mB如果物体的质量增加了m，它的能量也一定相应地增加mc2Cm是某原子核在衰变过程中增加的质量D在把核子结合成原子核时，若放出的能量是E，则这些核子的质量和与组成原子核的质量之差就是m解析：一定的质量对应一定的能量，物体的能量减少了E，它的质量也一定相应地减少m，即发生质量亏损，所以选项A、D正确如果物体的质量增加了m，它的能量一定相应地增加mc2，所以选项B正确某原子核衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C错误答案：ABD4关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A原子核的比结合能等于将其完全分解成自由核子所需能量的最小值B原子核衰变成粒子和另一原子核，并释放出能量，衰变产物的结合能之和一定小于原来原子核的结合能C铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb )的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定解析：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，故A错误；一重原子核衰变成粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，而衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故B错误；钯原子核的核子数比铅原子核的核子数少，其结合能也小，故C正确；比结合能越大，原子核越稳定，故D错误答案：C5(多选)一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出光子，核反应方程是HnH，以下说法中正确的是()A反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B反应前后的质量数不变，因而质量不变C光子的能量为mc2，m为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度D因存在质量亏损m，所以“物质不灭”的说法不正确解析：核反应中质量数与电荷数及能量均守恒由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量减少，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放，则光子的能量为mc2(m为反应中的质量亏损，c为真空中的光速)，故正确答案为A、C.答案：AC6(多选)在某些恒星内，3个粒子结合成1个C原子，C原子的质量是12.000 0 u，He原子的质量是4.002 6 u已知1 u1.661027 kg，则()A反应过程中的质量亏损是0.007 8 uB反应过程中的质量亏损是1.291029 kgC反应过程中释放的能量是7.26 MeVD反应过程中释放的能量是1.161019 J解析：由题意可得核反应方程为3HeC，则核反应中的质量亏损为m(34.002 612.000 0) u0.007 8 u0.007 81.661027 kg1.291029 kg，由质能方程得Emc21.291029(3108)2 J1.1611012 J7.26 MeV.故正确答案为A、B、C.答案：ABC7质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()A(m1m2m3)cB(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2解析：一个质子和一个中子结合成氘核时，质量亏损mm1m2m3，根据质能方程，释放的能量Emc2(m1m2m3)c2，选项C正确，A、B、D错误答案：C8(1)原子核的比结合能曲线如图所示根据该曲线，下列判断正确的有_A.He核的结合能约为14 MeVB.He核比Li核更稳定C两个H核结合成He核时释放能量D.U核中核子的比结合能比Kr核中的大(2)质子(H)和粒子(He)被加速到相同动能时，质子的动量_(选填“大于”“小于”或“等于”)粒子的动量解析：(1)由图可知，氦核的结合能大约为7 MeV，氦核的核子数为4，则氦核的结合能大约为28 MeV，故A错误比结合能越大，原子核越稳定，由图可知，氦核的比结合能大，则He核比Li核更稳定，故B正确两个H核结合成He核时有质量亏损，释放能量，故C正确由图可知，U核中核子的比结合能比Kr核中的小，故D错误(2)动能与动量的关系为p，质子质量小，则动量小答案：(1)BC(2)小于B组素养提升9一个氘核H质量为m1，一个氚核H质量为m2，它们结合成一个质量为m3的氦核核反应方程如下：HHHeX.在这一核反应过程中释放的能量为E.已知真空中的光速为c，则以下判断正确的是()AX是质子BX是正电子CX的质量为m1m2m3DX的质量为m1m2m3解析：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为中子，设X的质量为m，反应中的质量亏损mm1m2m3m，释放的能量Emc2(m1m2m3m)c2，则X的质量为m1m2m3，故选项D正确答案：D10(多选)用质子轰击锂核(Li)生成两个粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验已知质子的初动能是0.6 MeV，质子、粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是()A此反应过程质量亏损0.010 3 uB生成的两个粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符C核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符D生成的两个粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符解析：核反应前的总质量为1.007 3 u7.016 0 u8.023 3 u，核反应后的总质量为24.001 5 u8.003 0 u，此反应过程中质量减少了0.020 3 u，故A错；根据质能方程Em931.5 MeV18.9 MeV，故核反应释放的核能为18.9 MeV，C对；由反应过程中能量守恒知反应后两个粒子的总动能E总18.9 MeV0.6 MeV19.5 MeV，故B错，D对答案：CD111个质子的质量mp1.007 277 u,1个中子的质量mn1.008 665 u，氦核的质量为4.001 509 u这里u表示原子质量单位，1 u1.660 5661027 kg.由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量及氦核的比结合能(已知1 u相当于931.5MeV)解析：根据电荷数守恒、质量数守恒得2个质子和2个中子结合成氦核的核反应方程为：2H2nHe，则2个中子和2个质子结合成氦核时质量亏损：m2mn2mpmHe根据爱因斯坦质能方程知，放出的能量为：Emc2(2mn2mpmHe)c20.030 375931.5 MeV28.3 MeV氦核的比结合能为 MeV7.1 MeV.答案：28.3 MeV7.1 MeVC组学霸冲刺12一个静止在磁场中的Ra(镭核)，发生衰变后转变为氡核(元素符号为Rn)已知衰变中释放出的粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直设镭核、氡核和粒子的质量依次是m1、m2、m3，衰变的核能都转化为氡核和粒子的