5.3核力与结合能 自主提升过关练（word版含答案）

5.3核力与结合能 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．下列有关核反应方程的说法正确的是（　　）
A．居里夫妇发现放射性磷的反应方程式为
B．查德威克发现中子的方程式为
C．太阳内部的热核反应，产物X是电子
D．是铀核裂变方式之一，其产物的结合能比的结合能大
2．核某种裂变方式的核反应方程为，已知、、、的质量分别为、、、，真空中的光速为c.则下列说法正确的是（　　）
A．核反应方程式中 B．中含有56个中子
C．该反应释放的核能为 D．比的比结合能小
3．关于核反应方程，其中X为原子核的质量数，则下列说法正确的是（　　）
A．该反应属于衰变 B．中含有144个中子
C．的平均结合能比大 D．该反应新生成的粒子不具有放射性
4．用粒子轰击氩40（），产生一个中子和新核X。关于该核反应，下列说法正确的是（　　）
A．核反应方程式为
B．核反应方程式为
C．该核反应属于衰变
D．反应前粒子和氩核的总质量与反应后中子和新核X的总质量相等
5．真空管中的电子在电压下被加速到高速，电子的质量增大到，已知电子的静止质量为，则此时的加速电压为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．下列说法正确的是（　　）
A．光电效应现象表明，光具有波动性
B．在α粒子散射实验中，极少数α粒子运动方向发生了变化，可说明原子中有一个很小的核
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子
D．一个质子和一个中子结合成氘核，氘核的质量等于质子与中子的质量和
7．太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为4H→He＋2e＋2ν；已知H和He的质量分别为mp＝1.0078 u和mα＝4.0026 u，1 u＝931 MeV/c2，c为光速。在4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约为（　　）
A．8 MeV B．16 MeV
C．26 MeV D．52 MeV
8．已知的裂变反应方程为，其反应产物会发生β衰变，且半衰期为28.5年，则下列说法正确的是（ ）
A．的平均结合能比裂变产物的平均结合能大
B．衰变产生的β射线是其核外电子吸收能量后跃迁产生的
C．的β衰变方程为→
D．密闭容器中装有1g，经过28.5年容器中剩余物质质量为0.5g
9．近代物理和技术的发展，极大地改变了人类的生产和生活方式，推动了人类文明与进步。关于近代物理知识下列说法正确的是（　　）
A．原子核的结合能越大，原子核越稳定
B．某些原子核能够放射出粒子，说明原子核内有粒子
C．核泄漏污染物铯能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为，为中子
D．若氢原于从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
10．关于原子核的有关说法，下列正确的是（　　）
A．在原子核衰变过程中，质子数和中子数守恒
B．放射性样品经过一个半衰期，样品总质量将减半
C．核力是短程力，原子核内核子之间都存在核力作用
D．原子核的能量变化是不连续的，能量越低原子核越稳定
11．物理学是一门实验科学，也是一门崇尚理性、遵循逻辑推理的理论学科.下列有关原子、原子核的说法正确的是（　　）
A．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
B．天然放射现象说明原子核是有复杂结构的
C．粒子散射实验证明了原子核内存在中子
D．结合能越大，原子核越稳定
12．下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（　　）
A．光电效应中，光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比
B．在天然放射现象中，产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
C．氧的半衰期为3.8天，10个氡核经过3.8天一定会有5个发生衰变
D．两个质子和两个中子结合成，若释放的核能为，则的比结合能为
13．关于原子和原子核，下列说法正确的是（　　）
A．平均结合能越大，原子核越稳定
B．在核聚变反应中，X为中子
C．形成化合物H3PO4后不再具有放射性
D．氡在-30℃时的半衰期为3.8天，1g氡原子核在常温下经过7.6天只剩下0.2g氡原子核
14．一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为，下列说法正确的是（　　）
A．衰变后钍核的动能小于粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小
C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间
D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
15．关于核反应方程式：① ②中，说法正确的是（　　）
A．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、U
D．Pa、Th、U的结合能由大到小是U、Th、Pa
二、解答题
16．氦核由2个质子和2个中子组成。1个质子的质量是，1个中子的质量是，氦核的质量是，试求氦核的结合能。
参考答案
1．D
【详解】
A．居里夫妇发现放射性磷的反应方程式为，选项A错误；
B．查德威克发现中子的方程式为，选项B错误；
C．太阳内部的热核反应，产物X是，是电子，选项C错误；
D．是铀核裂变方式之一，原子核的核子数越多其结合能越大，所以其产物的结合能比的结合能大，选项D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．由核反应中的质量数守恒以及电荷数守恒可知
选项A错误；
B．原子核中电荷数为92，质量数为235，则中子数为
选项B错误；
C．根据爱因斯坦质能方程知，裂变时释放的能量
选项C正确；
D．核反应方程式生成物比反应物稳定，则原子核的比结合能小于原子核的比结合能，选项D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．该反应属于衰变，故A错误；
B．的质量数为
（个）
中含有的中子数为
（个）
故B正确；
C．衰变过程中释放能量，新核更稳定，因此新核的比结合能较大，故C错误；
D．具有放射性，它能放出一个电子而衰变成镤核，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
AB．核反应方程遵循电荷数和质量数守恒，该核反应方程式为
A项错误，B项正确；
C．该核反应属于人工转变核反应，不是衰变，C项错误；
D．若核反应为放能反应，核反应有质量亏损，反应前粒子和氩核的总质量与反应后中子和新核X的总质量不相等，D项错误；
故选B。
5．A
【详解】
设加速电压为U，由质能方程有
因此
故A正确，BCD错误，
故选A。
6．B
【详解】
A．光电效应现象表明，光具有粒子性，选项A错误；
B．α粒子散射实验表明，在原子的中心有一个很小的核，原子所有的正电荷和几乎所有的质量集中在原子核上，选项B正确：
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发出一些特定频率的光子，选项C错误；
D．一个质子和一个中子结合成氘核，会发生质量亏损，氘核的质量不等于质子与中子的质量和，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】
因电子的质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计。质量亏损Δm＝4mp－mα，由质能方程得
ΔE＝Δmc2＝（4×1.0078－4.0026）×931 MeV≈26.6 MeV
故选C。
8．C
【详解】
A．该裂变反应放出能量，则的平均结合能比裂变产物的平均结合能小，A错误；
B．衰变产生的射线是其核内的中子转化为质子时放出的电子，B错误；
C．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，的衰变方程为，C正确；
D．密闭容器中装有，经过28.5年容器中没有衰变的的质量为，因衰变后后变为别的物质，则剩余物质质量大于，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A. 原子核的比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；
B. 某些原子核能够放射出粒子，这是核内中子转化为质子时放出的负电子，不能说明原子核内有粒子，选项B错误；
C. 核泄漏污染物铯能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为
根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为-1，则X为电子，选项C错误；
D. 因从6→1的能级差大于从6→2的能级差，则若氢原于从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，选项D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．在原子核衰变过程中，遵循质量数守恒和电荷数守恒，质子数和中子数不一定守恒，A错误；
B．放射性元素经过一个半衰期，该元素有一半发生衰变，但衰变过程中，转化成的新元素仍留在样品中，故总质量剩下一半是错误的，B错误；
C．核力是短程力，核力只存在于相邻的核子之间，C错误；
D．原子核的能量变化是不连续的，能量越低原子核越稳定，D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A．电子的发现使人们认识到原子具有复杂结构，选项A错误；
B．天然放射现象说明原子核是有复杂结构的，选项B正确；
C．粒子散射实验得到了原子的核式结构理论，选项C错误；
D．比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．由爱因斯坦光电效应方程
可知光电子的最大初动能与入射光子的频率是一次函数关系，A错误；
B．衰变中产生的射线实际上是原子核内的中子转变成质子释放出的电子，B错误；
C．半衰期是对大量的原子核满足统计规律，对少数的原子核没有任何意义，C错误；
D．比结合能指的是结合能与核子数之比，两个质子和两个中子结合成，释放的核能为，则的结合能为，比结合能为，D正确。
故选D。
13．AB
【详解】
A．比结合能=平均结合能，平均结合能越大,，原子核越稳定，故A正确；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒，X为中子，故B正确；
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C错误；
D．放射性元素的半衰期与温度无关，1g氡原子核在常温下经过7.6天后剩下氡原子核的质量
故D错误。
故选AB。
14．AB
【详解】
AB．静止的铀核在衰变过程中动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和粒子的动量等大反向，即
因此有
因为钍核质量大于粒子质量，所以衰变后钍核的动能小于粒子的动能，故AB正确；
C．半衰期是有半数铀核衰变所用的时间，并不是一个铀核衰变所用的时间，故C错误；
D．由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程
可知，衰变过程有质量亏损，故D错误。
故选AB。
15．ACD
【详解】
A．①是α衰变，有能量放出，选项A正确；
B．②是β衰变，有能量放出，选项B错误；
CD．两个反应都放出能量，则Pa 、U、Th三者的比结合能由大到小是Pa 、Th、U；的结合能由大到小是U、Th、Pa，选项CD正确。
故选ACD。
16．
【详解】
2个质子和2个中子组成氦核时质量亏损
1u的质量亏损对应能量为931.5MeV，故氦核的结合能为
17．（1）；（2）见解析；（3）；；（4）
【详解】
（1）发生衰变的核反应方程为
（2）新核钋（）和粒子的运动轨迹如图所示
（3）根据牛顿第二定律
解得
粒子做圆周运动的周期
环形电流大小
（4）由
得
设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒
由
得