新教材2024-2025学年高中物理第5章原子核分层作业23核力与结合能新人教版选择性必修第三册

第五章分层作业23核力与结合能A级必备学问基础练1.关于自然界中四种基本相互作用,下列说法正确的是()A.核外电子与原子核间的万有引力和库仑力大小相当B.原子核内随意两个核子间都存在核力C.核力是强相互作用,肯定是引力D.弱相互作用是短程力2.下列有关原子核的说法正确的是()A.结合能是指将原子核中的核子分开而须要的能量B.结合能越大,原子核中核子结合得越坚固,原子核越稳定C.质量亏损是指原子核的质量大于组成它的核子的质量之和D.因为存在质量亏损,所以在原子核发生衰变时,质量数不守恒3.雷蒙德·戴维斯因探讨来自太阳的电子中微子(υe)而获得了2002年诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶。电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程式为υe+

1737Cl

1837Ar+-10e,已知

1737Cl核的质量为36.95658u,1837A.0.82MeV B.0.31MeVC.1.33MeV D.0.51MeV4.(2024江西赣州一中月考)中子和质子结合成氘核的核反应中发生质量亏损,放出能量,核反应方程为

01n+H+3.5×10-13J,据此计算出

12A.3.5×10-13J B.1.75×10-13JC.2.1×10-12J D.4.2×10-12J5.(多选)关于核反应方程:①92238UTh+24He和②90234Th

91A.①是α衰变,有能量放出B.②是β衰变,没有能量放出C.Pa、U、Th三者的比结合能由大到小是Pa、Th、UD.Pa、Th、U的结合能由大到小是U、Th、Pa6.核电池可通过半导体换能器,将放射性同位素

94239Pu衰变过程释放的能量转变为电能。一静止的

94239Pu核衰变为核

92235U和新粒子,并释放出γ光子。已知

94239Pu、92A.

94239Pu的衰变方程为

94239PuU+B.释放的核能转变为

92235U的动能、新粒子的动能和C.92235U的结合能比D.核反应过程中释放的核能为ΔE=(mPu-mU)c27.运动的原子核X放出α粒子后变成静止的原子核Y,已知原子核X、α粒子的质量分别是M、m,α粒子的动能为E,真空中的光速为c,α粒子的速度远小于光速。则在上述核反应中的质量亏损是()A.M-mmc2C.m(M-m)8.(2024江西抚州高二期末)已知

49Be核的质量为14.9607×10-27kg,11H的质量为1.6726×10-27kg,01n的质量为1.6749×10-27kg,1MeV=1.(1)4个质子和5个中子结合为

4(2)4B级关键实力提升练9.原子核的比结合能随质量数的改变图像如图所示,依据该曲线对核能的相识正确的是()A.质量数越大,比结合能越大B.质量较小的轻核结合成质量较大的重核时要汲取能量;质量较大的重核分裂成质量较小的轻核时要放出能量C.质量较大的重核和质量较小的轻核比结合能都较小,但轻核的比结合能还有些起伏D.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的质量之和肯定大于原来重核的质量10.(多选)(2024广东肇庆高二月考)钍基熔盐核反应堆工作原理如图所示,钍232(90232Th)汲取一个中子后会变成钍233,钍233不稳定,会变成易裂变核素铀233(92A.核反应中放出的射线来源于电子跃迁过程中释放的能量B.新核镤233变成铀233的核反应方程式是91233PaU+C.新核铀

92233U的比结合能大于钍D.新核铀

92233U的比结合能小于钍11.(多选)(2024山东潍坊高二月考)居里夫妇发觉放射性元素镭226的衰变方程为

88226RaRn+ZAX,已知

88226Ra的半衰期为1620年,88226Ra原子核的质量为226.0254u,衰变后产生的

相当于931MeV,对

88226Ra的衰变,以下说法正确的是(A.ZB.6g88C.1个

88226Ra原子核发生衰变放出的能量约为4D.8812.(2024广东韶关高二期末)静止的镭核

86226Ra发生α(24He)衰变,释放出的α粒子的动能为A.Ec2 BC.113E111c13.“快堆”中的钚239裂变释放出快中子,反应区四周的铀238汲取快中子后变成铀239,铀239很不稳定,经过两次β衰变后变成钚239,从而实现钚燃料的“增殖”。某5kg的钚239核燃料,每秒钟约有1.1×1013个钚239发生自然衰变,放出α粒子,已知钚239原子的α衰变质量亏损了0.0057u。已知1u相当于931.5MeV的能量,α粒子在核燃料中减速会释放出热能,下列说法正确的是()A.铀239两次β衰变后,比结合能减小B.原子核衰变时,动量守恒,质量守恒C.原子核衰变时释放的α射线比β射线穿透实力更强D.假设衰变释放的能量最终变成内能,该5kg的钚239核燃料的发热功率约为9.4W14.(多选)一个静止的原子核发生衰变,核反应中放出的能量为Q,其方程为

ABXY+EFZ,假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能,其中Z的速度为vA.Y原子核的动能与Z原子核的动能之比为FB.Y原子核的速度大小为DFC.Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大D.Y和Z的结合能之和肯定大于X的结合能分层作业23核力与结合能1.D核外电子与原子核间的万有引力远小于库仑力大小,选项A错误;原子核内只有相邻的两个核子间存在核力,选项B错误;核力是强相互作用,可表现为引力,也可表现为斥力,故C错误;弱相互作用是短程力,选项D正确。2.A结合能是指将原子核中的核子分开而须要的能量,或者是核子结合成原子核释放的能量,故A正确;比结合能越大,原子核中核子结合得越坚固,原子核越稳定,故B错误;质量亏损是指原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,故C错误;因为存在质量亏损,所以在原子核发生衰变时,质量不守恒,质量数守恒,故D错误。3.A先计算出核反应过程中的质量增加Δm=36.95691u+0.00055u-36.95658u=0.00088u,再由爱因斯坦的质能方程得所须要的能量ΔE=Δmc2=0.00088u×931.5MeV=0.82MeV,故选项A是正确的。4.B12H原子核的平均结合能为E=3.5×105.AC因为①中释放出了α粒子,所以①是α衰变,同理②中释放出了β粒子,所以②是β衰变,且都有能量放出,故A正确,B错误;因为比结合能越大越稳定,所以Pa、U、Th三者的比结合能由大到小是Pa、Th、U,故C正确;因为核子数越多,结合能越高,且比结合能等于结合能与核子数之比,故可得Pa、Th、U的结合能由大到小是U、Pa、Th,故D错误。6.B依据质量数守恒与电荷数守恒可知,94239Pu的衰变方程为

94239PuU+24He+γ,故A错误;依据质能方程可知,释放的核能为ΔE=Δmc2=(mPu-mU-mα)c2,释放的核能转变为

92235U的动能、新粒子的动能和γ光子能量,故B正确,D错误;922357.B核反应中动量守恒,有mvα=MvX,α粒子的动能为E=12mvα2,依据能量守恒得ΔE=12mvα2-18.答案(1)411H+501nBe解析(1)依据电荷数守恒和质量数守恒可得,该核反应方程为411H+50(2)该核反应过程的质量亏损为Δm=4×1.6726×10-27kg+5×1.6749×10-27kg-14.9607×10-27kg=0.1042×10-27kg由爱因斯坦质能方程可知,49Be核的结合能为ΔE=Δmc2=0.1042×10-27×(3×108)2J=0.9378×10-11J=58则

49Be核的比结合能为E=ΔE99.C依据质能方程可知,轻核的聚变和重核的裂变过程,都存在质量亏损,都向外界放出能量,故B错误。依据题干图像可知,当质量较小时,比结合能随着质量的增加而增大,但在

36Li处减小;当质量较大时,比结合能随着质量的增加而减小,故A错误,C正确。一重原子核衰变成10.BC核反应中放出的射线来源于生成新核的跃迁过程中释放的能量,选项A错误;依据核反应的质量数和电荷数守恒可知,新核镤233变成铀233的核反应方程式是

91233Pa92233U+-10e,选项B正确;整个过程中释放能量,则生成的新核铀

11.BC依据核反应方程的质量数与电荷数守恒,则A=4,Z=2,故

ZAX是

24He,表示氦核,不是氦原子,故A错误;88226Ra的半衰期为1620年,6g

88226Ra原子核经过1620年肯定有3g发生衰变,故B正确;88226Ra原子核的质量为226.0254u,衰变后产生的

86222Ra原子核的质量为222.0175u,24He原子核的质量为4.0026u,质量亏损为Δm=226.12.C镭核发生α衰变的核反应方程式为

86226RaHe+84222Rn,令氦核的质量为m1,氡核的质量为m2,则依据动量守恒可得m1vm1=m2vm2,其中E=p22m1,所以氡核的动能为E'=p13.D铀239两次β衰变后,放出能量,比结合能增加,选项A错误;原子核衰变时,合外力为零,则动量守恒,质量不守恒,选项B错误;原子核衰变时释放的α射线比β射线穿透实力弱,选项C错误;假设衰变释