5.3核力与结合能 同步练习（Word版含答案）

5.3核力与结合能专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．2021年4月，某国政府不计后果决定将其一座核电站产生的核废水排放入海。核废水即使经处理，还是含有氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素。其中Sr半衰期为30年，它能通过β衰变变为新核，用X表示新核的元素符号，下列有关说法错误的是（　　）
A．锶发生β衰变时，产生的β射线不能穿透几厘米厚的铅板
B．锶发生β衰变的变方程为
C．10个锶核发生β衰变时，经过30年，一定还有5个锶核未发生衰变锶发生
D．新核X的比结合能比Sr大
2．下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素无论是以单质还是化合物的形式存在，其半衰期不变，说明元素的放射性与核外电子无关
B．某种天然放射性元素及其人工放射性同位素可以有相同的半衰期
C．组成原子核的核子之间存在的核力是短程力，且与电荷有关
D．居里夫妇发现经α粒子轰击的铝片中含有放射性磷，核反应方程为：
3．下面是列出的一些核反应方程：,，；以下选项中正确的是
A．X是质子，Y是中子，Z是正电子 B．X是正电子，Y是质子，Z是中子
C．X是中子，Y是正电子，Z是质子 D．X是正电子，Y是中子，Z是质子
4．正负电子对撞后湮灭生成两个频率相同的光子．已知普朗克常数为h，电子质量为m，电磁波在真空中的速度为c，在折射率为的水中，这种频率的光波长为
A． B． C． D．
5．下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素的半衰期与温度无关
B．原子核式结构模型是由汤姆孙首先提出的
C．核反应方程 属于轻核聚变
试卷第1页，共3页
D．核反应中的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量
6．下列说法中正确的是（ ）
A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化
B．由可知物体的能量与其质量之间的关系
C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成了能量
D．因为核反应中能产生能量，且有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒
7．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的情形是生成钡和氮，同时放出3个中子，并释放出一定的能量核反应方程是，以下说法正确的是（　　）
A．该反应质量数守恒，没有质量亏损 B．的中子数比的多91个
C．的比结合能比的大 D．的结合能比的大
8．两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞发生核聚变，核反应方程为H＋H→He＋n，其中氘核的质量为m1，氦核的质量为m2，中子的质量为m3。假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法正确的是（　　）
A．核反应后氦核与中子的动量相同
B．该核反应释放的能量为E＝（m2+m3-2m1）c2
C．核反应后氦核的动能为
D．核反应后中子的动能为
9．下列说法正确的是
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了光子说
B．康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大
C．由可知，在密闭容器中混合存放一定比例的氦气和N2，几天后将有O2生成
D．由可知，用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核将分解为一个质子和一个中子
10．放射性同位素钍232经、衰变会生成氧，其衰变方程为，其中（　　）
A．， B．， C．， D．，
11．下列说法不正确的是
A．做变速运动的电荷都会在空间产生电磁波
B．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
C．紫外线的波长比X射线的波长短，它有显著的荧光作用
D．根据爱因斯坦质能关系式E=mc2可知，物体的质量m和它所包含的能量E存在确定关系
12．钴－60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐射保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。一个钴60原子核（Co）放出一个β粒子后衰变成一个镍核（Ni），并伴随产生了γ射线。已知钴60的半衰期为5.27年，该反应中钴核、β粒子、镍核的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的（　　）
A．核反应中释放的能量为(m1—m2－m3)c2
B．核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子弱
C．若有16个钴60原子核，经过5.27年后只剩下8个钴60原子核
D．β粒子是钴原子核外的电子电离形成的
13．下列说法正确的是
A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能
B．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
C．衰变中产生的β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
D．β射线的速度接近光速，普通一张白纸就可挡住
14．太阳就是一个巨大的热核反应堆，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，不断地放出能量。太阳的总输出功率约为3.8×1026W，太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。已知光速为3×108m/s，估算太阳每秒失去质量的数量级为（　　）
A．106kg B．109kg C．1012kg D．1015kg
15．下列说法中不正确的是
A．伽利略的理想斜面实验运用了实验和逻辑推理相结合的科学研究方法
B．“合力”、“交流电的有效值”用的是“等效替代”的科学研究方法
C．发生光电效应时，同一频率的入射光越强，光电子的最大初动能越大
D．已知中子质量、质子质量和氘核质量，则可以计算氘核的比结合能
二、填空题（共4题）
16．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为 ，方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：则X是________，Q2________(选填“大于”“等于”或“小于”)Q1.
17．1919年，卢瑟福发现了质子，现在科学家用质子轰击锂核 Li，生成了2个α粒子，这个核反应方程为 ___________，若用m1表示质子质量，m2表示锂核质量，m3表示α粒子质量，则此反应中释放的能量ΔE= ____________ 。
18．用中子轰击发生核反应生成和粒子，并放出4.8Mev的能量（1u相当于931.5Mev的能量）
(1)写出核反应方程 _________________________________ ;
(2)质量亏损为____________ u
(3)和等值反向碰撞，则和粒子的动能之比 _____________________ .
19．重核裂变是释放核能的一种核反应，铀核裂变的一个可能的反应，其中的质量为235.04392u，的质量为140.91963u，的质量为92.92157u，的质量是1.000867u，u是原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量，电子电量．
①核反应中的X是_________；
②核反应中释放的能量是_________J（保留三位有效数字）
三、综合题（共4题）
20．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。
21．一放射性元素的原子核A静止在真空中，某瞬间发生α衰变后变成质量为m1的新原子核B，释放出来的α粒子的质量为m2．已知此核反应中的质量亏损为m，且释放的能量全部变为原子核B和α粒子的动能，光在真空中的传播速度为c．
(1)原子核A的质量大小；
(2)新原子核B的动能．
22．新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”，预计2020年投入运行，该实验装置的建成将为人类真正掌握可控核聚变提供重要技术支撑。已知一种核聚变的方式是两个氘核通过核反应产生一个He核和一个中子，其中氘核的质量为2.013u，该氦核的质量为3.015u，中子的质量为1.0087u，已知1u相当于931.5MeV的能量。
(1)写出核反应方程；
(2)求该核反应方程释放的能量E（计算结果保留四位有效数字）。
23．静止的氡核发生衰变而转变成钋核，若这个反应是在匀强磁场中发生的，且反应过程中释放的能量转化为粒子和钋核的动能，粒子的速度方向与磁场方向垂直，求：
(1)粒子和钋核在磁场中运动的轨道半径之比。
(2)若氡核的质量是222.08663u，钋核的质量是218.07676u，粒子的质量是4.00387u，则粒子和钋核各获得多少电子伏特动能？（）
参考答案：
1．C
2．A
3．D
4．A
5．A
6．B
7．D
8．C
9．B
10．D
11．C
12．A
13．A
14．B
15．C
16． 　 大于
17．
18．
19．
20．
21．(1) (2)
22．(1)；(2)
23．(1)42:1；(2)，
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