【优质精选】2018-2019学年高中物理第十九章原子核19.5核力与结

19.5 核力与结合能

[基础达标练]

1．(多选)下列说法正确的是( )

A．中子不带电，故相邻中子间无核力作用

B．由E＝mc2可知：质量和能量可以相互转化

C．β衰变是由弱相互作用引起的

D．比结合能越大的原子核越稳定

答案CD

解析质子和中子统称为核子，中子间也有核力作用，A错误。公式E＝mc2指能量与质量存在正比关系，B错误，C、D正确。

2．下列判断中正确的是( )

A．组成238 92U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用

B．组成238 92U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用

C．组成238 92U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用

D．组成238 92U核的质子中任何两个质子之间，除库仑斥力之外还都存在不可忽略的核力作用

答案 C

解析核力是组成原子核的相邻核子之间存在的特殊的力，它是短程力，超过 1.5×10－15 m，核力急剧下降几乎消失，所以并非任何两个核子、质子、中子之间都存在不可忽略的核力作用，故A、B 错误；库仑力与距离的平方成反比，所以在距离很小的尺度内库仑力不可忽略，故C正确；由A、B 分析可知，D错误。

3．下列关于核反应的说法正确的是( )

A．爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化

B．由质能方程可知，能量与质量之间存在正比关系，可以用物体的质量作为它所含有的能量的量度

C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的

D．因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量不守恒答案 B

解析质能方程说明了质量与能量之间具有一定的联系，但不能说物体质量就是能量，在核反应中，能量随着质量亏损释放出来，二者不是互相转化的关系，故A、C错误；根据E＝mc2，可知物体的能量与质量存在正比关系，所以可以将物体的质量作为它所含有的能量的量度，故B正确；在核反应中，系统的质量数守恒，总能量也守恒，产生的能量是由反应前后的质量亏损释放出来的，而所谓的

1

质量亏损也是指静质量转化为动质量的部分，故D错误。

4．(多选)对核子结合成原子核的下列说法正确的是( )

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

答案CD

解析由于核力为短程力，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0.8×10－15 m，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0.8×10－15 m，故C正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的核子间才有核力，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。

5．如图所示是原子核的平均核子质量A与原子序数Z的关系图象，下列说法正确的是(

)

A．若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量

B．若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量

C．若C、B能结合成A，结合过程一定要释放能量

D．若F、C能结合成B，结合过程一定要释放能量

答案 A

解析D、E平均核子质量大于F平均核子质量，D、E结合成F，出现质量亏损，要释放能量，A 正确，B错误；C、B结合成A，F、C结合成B都是质量增加，结合过程要吸收能量，C、D错误。

6．一个铍原子核(74Be)从最靠近核的K层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核(73 Li)，并放出一个不带电的、质量接近零的中微子νe(质量不计)，人们把这种衰变叫做铍核的EC衰变，核反应方程为：74Be＋0－1e→73Li＋νe。已知一个铍原子质量为m1，一个锂原子质量为m2，一个电子质量为m e，光速为c，则一个铍原子核发生上述核反应释放的能量为( )

A．(m1－m2)c2B．(m1＋m e＋m2)c2

C．(m1＋m e－m2)c2D．(m2－m1－m e)c2

答案 A

2

3 解析 铍原子核的质量为m 1－4m e ，锂原子核的质量为m 2－3m e ，则质量亏损为(m 1－4m e ＋m e )－(m 2－3m e )＝m 1－m 2，故核反应中释放的能量为(m 1－m 2)c 2。A 正确。

7．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子，假设γ光子携带所有释放的核能。已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3，普朗克常量为h ，真空中的光速为c 。下列说法正确的是( )

A ．核反应方程是11H ＋10n →31H ＋γ

B ．聚变反应中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3

C ．辐射出的γ光子的能量E ＝(m 3－m 1－m 2)c

D ．γ光子的波长λ＝h m 1＋m 2－m 3c 2 答案 B

解析 根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知该核反应方程为：11H ＋10n →21H ＋γ，故选项A 错误；聚变过程中辐射出γ光子，质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3，故选项B 正确；由质能方程知，辐射出的γ光子的能量E ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2，故选项C 错误；由E ＝hc λ知，γ光子的波长λ＝h

m 1＋m 2－m 3c ，故选项D 错误。

[题组通关练]

8．(1)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E k 相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生的光子频率为ν，若这两个光子的能量都为h ν，动量分别为p 和p ′，下面关系中正确的是( )

A ．h ν＝mc 2，p ＝p ′

B ．h ν＝12

mc 2，p ＝p ′ C ．h ν＝mc 2＋E k ，p ＝－p ′

D ．h ν＝12

(mc 2＋E k )，p ＝－p ′ (2)镭核226 88Ra 发生衰变放出一个粒子变成氡核222 86Rn 。已知镭核226质量为226.0254 u ，氡核222质量为222.0163 u ，放出粒子的质量为4.0026 u 。

①写出核衰变方程；

②求镭核衰变放出的能量；

③若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，求放出粒子的动能。

答案 (1)C (2)①226 88Ra →222 86Rn ＋42He ②6.055 MeV ③5.95 MeV

解析 (1)能量守恒定律和动量守恒定律为普适定律，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：2E k ＋2mc 2，转化为两个光子后，总动量守恒，为零，故p ＝－p ′，且2E k ＋2mc 2＝2h ν，即h ν＝E k ＋mc 2，C 正确，A 、B 、D 错误。

4 (2)①核衰变方程为226 88Ra →222 86Rn ＋42He 。

②镭核衰变放出的能量为

ΔE ＝Δm ×931.5 MeV/u

＝(226.0254－4.0026－222.0163)×931.5 MeV

≈6.055 MeV 。

③设镭核衰变前静止，镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得m Rn v Rn －m αv α＝0。

又根据衰变放出的能量转变为氡核和α粒子的动能，则

ΔE ＝12m Rn v 2Rn ＋12

m αv 2α。 联立可得E α＝m Rn m Rn ＋m α×ΔE ＝222222＋4

×6.055 MeV ≈5.95 MeV 。 9．静止的氮核14 7N 被速度是v 0的中子10n 击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速度方向同碰撞

前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为1∶1，动能之比为1∶4，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为1∶6。问：甲、乙 …… 此处隐藏：2650字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……