XX省专用学年高中物理 第十九章 原子核 课时跟踪检测二十二核力与结合能含解析新人教选修

PAGE课时跟踪检测（二十二）核力与结合能1．中子比质子更容易击中原子核的原因是()A．中子体积较小 B．中子速度较大C．中子能量较大 D．中子不带电解析：选D由于中子不带电，与原子核之间不存在库仑斥力，所以，它比质子更易接近原子核并打进内部去，D项正确。2．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用。我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上是属于()A．引力相互作用B．电磁相互作用C．强相互作用和弱相互作用的共同作用D．四种基本相互作用的共同作用解析：选B分子力作用范围约在10－10m数量级上。强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在10－15m和10－18m之内，在分子力作用距离上都不存在。在分子力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用。3．[多选]一静止的铝原子核eq\o\al(27,13)Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*。下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和解析：选AB核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，A正确。核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，B正确，C错误。核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误。4．轰击锂核(eq\o\al(7,3)Li)生成两程的实验，已知质子初动能是0.6MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.0073u、4.0015u和7.0160u。已知1u相当于931.5MeV，则下列叙述中正确的是()A．此反应过程质量减少0.0103uB．生成的两个α粒子的动能之和是18.3MeV，与实验相符C．核反应中释放的能量是18.9MeV，与实验相符D．生成的两个α粒子的动能之和是19.5MeV，与实验相符解析：选CD此反应过程质量亏损Δm＝1.0073u＋7.0160u－2×4.0015u＝0.0203u，核反应中释放的能量ΔE＝Δmc2＝0.0203×931.5MeV＝18.9MeV，而生成的两个α粒子的动能之和为ΔE＋Ek质＝18.9MeV＋0.6MeV＝19.5MeV，故选项C、D均正确，选项A、B均错误。5．[多选]对于核子结合成原子核的认识，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：选CD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。6．“正电子湮灭”是指正电子与电子相遇后一起消失而放出光子的过程，若一个电子和一个正电子相撞发生湮灭转化成一对光子，正、负电子的质量均为m，相碰前动能均为Ek，光速为c，普朗克常量为h，则对撞过程中系统动量________(填“守恒”或“不守恒”)，光子的频率为________。解析：对撞过程中动量守恒，根据能量守恒可得2Ek＋2mc2＝2hν，故光子的频率为ν＝eq\f(Ek＋mc2,h)。答案：守恒eq\f(Ek＋mc2,h)7．[多选]对于核力，下列说法正确的是()A．核力是弱相互作用，作用力很小B．核力是强相互作用，是强力C．核子之间的距离小于0.8×10－15m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－15m时，核力的变化规律更清楚解析：选BC核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.5×10－15m之内，核力比库仑力大得多，选项B正确，选项A错误。核力在大于0.8×10－15m时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于0.8×10－15m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起，选项C正确。人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们正在奋力攻克的堡垒，故选项D错误。8．如图所示，图线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eq\o\al(235,92)U，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定B．锂核eq\o\al(6,3)Li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，比结合能的定义是原子核的结合能与其核子数之比，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：选C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，而组成原子核的核子越多，它的比结合能并不是越大，只有当比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，故C正确，A、B、D错误。9．一个电子(质量为m、电荷量为－e)和一个正电子(质量为m、电荷量为e)以相等的初动能Ek相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν。若这两个光子的能量都为hν，动量分别为p和p′，下面关系中正确的是()A．hν＝mc2，p＝p′B．hν＝eq\f(1,2)mc2，p＝p′C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′D．hν＝eq\f(1,2)(mc2＋Ek)，p＝－p′解析：选C能量守恒和动量守恒为普适定律，故以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正、负电子总能量为：2Ek＋2mc2，化为两个光子后，总动量守恒，为零，故p＝－p′，且2Ek＋2mc2＝2hν，即hν＝Ek＋mc2，故C正确。10．(2017·全国卷Ⅱ)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)9Th＋eq\o\al(4,2)He。下列说法正确的是()A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：选B静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的