人教版（2019）选择性必修第三册《5.3 核力与结合能》2022年同步练习卷（1）

人教版（2019）选择性必修第三册《5.3 核力与结合能》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共6小题，共36分）
1.（6分）下列说法中正确的是
A. 粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的
B. 比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
C. 核力是短程力，其表现一定为吸引力
D. 若质子、中子、粒子的质量分别为、、，由个质子和个中子结合成一个粒子，释放的能量是
2.（6分）太阳因核聚变释放出巨大的能量，其质量不断减少。太阳光从太阳射到月球表面的时间约，月球表面垂直太阳光线方向每平方米每秒钟接收到太阳辐射的能量约为，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近
A. B.
C. D.
3.（6分）年，爱因斯坦发表狭义相对论时提出了质能方程，质能方程的正确性已被大量的实验所证实，并为现代核能的研究和应用提供理论指导，具有深刻意义并发挥出巨大的作用。下列关于质能方程的说法中不正确的是
A. 根据可以计算核反应中释放的能量
B. 根据质能方程可知，在核反应中仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律
C. 中的是核反应中释放的核能
D. 中的是质量为的物体所对应的能量
4.（6分）下列说法正确的是
A. 原子核的质量大于组成它的核子的总质量，这个现象叫做质量亏损
B. 玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的
C. 在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为，若用波长为的单色光照射该金属，会产生光电效应
D. 爱因斯坦提出质能方程，其中是物体以光速运动时的动能
5.（6分）下列说法正确的是
A. 粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的
B. 比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
C. 核力是短程力，任意两个核子之间一定存在核力
D. 质子、中子、粒子的质量分别为、、，由个质子和个中子结合成一个粒子，释放的能量是
6.（6分）核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。原子核的比结合能随质量数变化的曲线如图所示，根据该曲线判断正确的是
A. 核比核更稳定
B. 核的结合能约为
C. 两个核结合成核时释放能量约为
D. 核和核的平均核子质量相等
二 、多选题（本大题共8小题，共48分）
7.（6分）在下列判断中，正确的是
A. 组成核的核子中只有相邻核子之间才存在不可忽略的核力作用
B. 组成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. 组成核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用
8.（6分）下列说法正确的是
A. 卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，发现了原子核内有中子存在
B. 核泄露事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断为电子
C. 铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能
D. 质子、中子、粒子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是
9.（6分）原子核的比结合能曲线如图所示，下列判断中正的有

A. 核的结合能约为
B. 核比核更稳定
C. 两个核结合成核时释放能量
D. 核中核子的平均结合能比核中的大
10.（6分）核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线判断下列说法正确的是
A. 核的比结合能大于核的比结合能，因此核更稳定
B. 两个核结合成核时释放能量
C. 核的结合能约为
D. 的比结合能大于的比结合能
11.（6分）重核裂变和轻核聚变是人们利用原子能的两种主要途径，下列关于它们的说法中正确的是
A. 聚变和裂变过程都有质量亏损
B. 是聚变
C. 是裂变
D. 是聚变
12.（6分）下列说法正确的是
A. 比结合能越大的原子核越稳定，核子平均质量越小
B. 射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚而形成的电子流
C. “核反应堆”是核电站的核心设施，它通过可控制的链式反应实现核能的释放
D. “太阳内部持续不断地发生着热核反应，其中一种核反应方程为，表示的是中子
13.（6分）核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，增加罹患癌症的风险。已知钚的一种同位素的半衰期为年，其衰变方程为，下列有关说法正确的是
A. 原子核质量数为
B. 个经过年后一定还剩余个
C. 由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程总质量增加
D. 若温度升高，的半衰期不变
14.（6分）对于结合能、比结合能的认识，下列说法正确的是
A. 一切原子核均具有结合能 B. 自由核子结合成原子核，可能吸收能量
C. 结合能越大的原子核越稳定 D. 比结合能越大的原子核越稳定
三 、计算题（本大题共2小题，共24分）
15.（12分）一个锂核受到一个质子轰击变为个粒子已知质子的质量为，锂原子的质量为，一个粒子的质量为。
写出该核反应的方程。
该核反应释放的核能是多少？真空中光速
16.（12分）用速度大小为的中子轰击静止的锂核，发生核反应后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为：中子的质量为，质子的质量可近似看做，光速为．
写出核反应方程；
求氚核和粒子的速度大小；
若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，求出质量亏损．
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】粒子散射实验的结果使卢瑟福根据它提出了原子的核式结构模型，故错误；比结合能是衡量原子核结构是否牢固的指标，它越大原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故正确；核力是短程力，其作用的范围是 ，其表现既有吸引力也有排斥力，故错误；个质子和个中子结合成个粒子，根据质能方程知：，故错误。
2.【答案】B;
【解析】解：由题可知，太阳每秒钟辐射的能量为：
，
其中，
由爱因斯坦质能方程可知，
，
代入解得：，
故正确，错误。
故选：。
先计算出太阳每秒钟辐射的总能量，再根据爱因斯坦质能方程求减少的质量。
此题主要考查爱因斯坦质能方程的应用，属于基础题，注意每秒辐射总能量的计算。
3.【答案】C;
【解析】解：、根据可以计算核反应中释放的能量，故正确；
、在核反应中仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律，故正确；
、质能方程中的表示质量为的物体所对应的能量，故正确，错误。
本题选不正确的，
故选：。
了解爱因斯坦质能方程的含义，知道核反应过程中发生质量亏损会释放能量。
考查质能方程的应用，认识质量亏损的概念，清楚和的各个量的意义。
4.【答案】B;
【解析】解：、原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故A错误；
B、玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的假设，故B正确；
C、根据光电效应发生的条件可知，在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为，若用波长为的单色光照射该金属，会产生光电效应，故C错误；
D、爱因斯坦出质能方程，其中是质量为的物体相当于的能量为，而不是物体以光速运动时的动能，故D错误；
故选：。
玻尔的能量、轨道量子化，及跃迁的三种假设；质量亏损是反应后的质量小于反应前，从而以能量形式释放，从而即可各项求解。
考查玻尔的原子模型，爱因斯坦质能方程等，注意质量亏损的含义是关键。
5.【答案】B;
【解析】解：、粒子散射实验的结果得出了原子的核式结构模型，并没有证明原子核是由质子和中子组成的，故错误；
、比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故正确；
、核力是短程力，其作用范围约，只有相邻的核子之间才有核力，故错误；
、质子、中子、粒子的质量分别为、、由个质子和个中子结合成一个粒子，根据爱因斯坦质能方程知，释放的能量，故错误。
故选：。
粒子散射实验的结果得出了原子的核式结构模型；比结合能越大，原子核中核子结合越牢固；核力是短程力，作用范围在之内，可以表现为引力，也可以表现为斥力；根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能。
此题主要考查了粒子散射实验、比结合能、核力、爱因斯坦质能方程等基础知识点，关键要熟悉教材，理清这些基础知识点，掌握爱因斯坦质能方程，会通过质量亏损求解释放的能量。注意易错选项。出错的原因在于对核力的理解不够，核力是短程力，作用范围只有约，超过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了。
6.【答案】C;
【解析】解：、比结合能越大，原子核越稳定，由图可知，氦核的比结合能大，则核比核更稳定，故错误；
、由图可知，氦核的比结合能大约为，氦核的核子数为，则氦核的结合能大约为，故错误；
、两个核结合成核时有质量亏损，释放能量，，核和核的平均核子质量不等，故正确；
故选：。
由图得出氦核的比结合能，抓住比结合能等于结合能与核子数的比值得出氦核的结合能；比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小。
此题主要考查了结合能和比结合能的基本运用，知道结合能与比结合能的关系，知道比结合能越大，原子核越稳定。
7.【答案】AC;
【解析】解：、核力是核子间强相互作用力，核力是短程力，作用范围在，原子核的半径数量级在，所以核力只存在于相邻的核子之间，故A正确，BD错误；
C、库仑力是远程力，所以原子核内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．故C正确．
故选：
核力与万有引力性质不同．核力只存在于相邻的核子之间．核力是短程力，与相邻核子间存在，从而即可求解．
此题主要考查对核力的理解．核力是自然界四种基本作用力之一，与万有引力性质、特点不同．
8.【答案】BCD;
【解析】解：、卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出原子核式结构模型，故错误；
、根据电荷数守恒、质量数守恒知，的电荷数为，质量数为，可知为电子，故正确；
、铯原子核的核子数小于铅原子核的核子数，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，故正确；
、根据爱因斯坦质能方程知，质子和中子结合成粒子，核反应方程为，释放的能量是，故正确；
故选：。
依据粒子散射实验意义，即可判定；根据电荷数守恒、质量数守恒判断的电荷数和质量数，从而确定为何种粒子；核子在结合成原子核的过程中会释放能量，产生质量亏损；根据爱因斯坦质能方程求出释放的能量。
此题主要考查了粒子散射实验、核反应、结合能大小与核子数的关系等知识点，关键掌握这些知识点的基本概念和基本规律，大多需要记忆，因此注意平时多加积累。
9.【答案】BC;
【解析】
由图得出氦核的比结合能，抓住比结合能等于结合能与核子数的比值得出氦核的结合能；比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小。此题主要考查了结合能和比结合能的基本运用，知道结合能与比结合能的关系，知道比结合能越大，原子核越稳定。

A.由图可知，氦核的结合能大约为，氦核的核子数为，则氦核的结合能大约为，故错误；
B.比结合能越大，原子核越稳定，由图可知，氦核的比结合能大，则核比核更稳定，故正确；
C.两个核结合成核时有质量亏损，释放能量，故正确；
D.由图可知，核中核子的平均结合能比核中的小，故错误。
故选。

10.【答案】BD;
【解析】
比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小。
该题考查了结合能和比结合能的基本运用，知道结合能与比结合能的关系，知道比结合能越大，原子核越稳定。

A、核的比结合能大于核的比结合能，因此核更稳定，故A错误；
、核的比结合能约为 ，核的比结合能约为 ，则两个核结合成核时释放能量，故B正确，C错误；
D、由图可知的比结合能大于的比结合能，故D正确，
故选：。
11.【答案】AB;
【解析】解：、重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能，根据爱因斯坦的质能方程，一定有质量亏损，故正确；
、 是聚变反应，故正确；
、 是衰变，故错误；
、即不是聚变，又不是裂变，故错误；
故选：
核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能，根据爱因斯坦的质能方程，一定有质量亏损．
本题关键是明确中等大小的原子核最稳定，比结合能最大，然后根据根据爱因斯坦的质能方程分析，基础题．
12.【答案】AC;
【解析】解：、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，核子平均质量越小，故正确；
、衰变中产生的射线实际上是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，故错误；
、目前核电站是利用可控制的链式反应释放的核能的，故正确；
、根据核反应过程中电荷数和质量数守恒可知，的核电荷数为：，质量数为：，则是，即为正电子，故错误。
故选：。
比结合能为原子核结合能对其中所有核子的平均值，比结合能越大的原子核越稳定；根据衰变的本质判断；核电站是利用核裂变释放的核能来发电的；根据核反应过程中质量数与核电荷数守恒，求出的核电荷数及质量数，确定其种类。
此题主要考查了比结合能、核聚变，衰变、核裂变等内容，要求学生熟知这些基础知识，平时可多加强记忆。
13.【答案】AD;
【解析】解：、根据质量数守恒可得：原子核中的质量数为，故正确；
、半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故错误；
、衰变后释放巨大能量，根据爱因斯坦质能方程知有质量亏损，故错误；
、改变元素所处的物理环境和化学状态，不会影响半衰期，故正确。
故选：。
根据质量数守恒得出原子核中质量数；半衰期是一种统计规律，适用于大量原子核，半衰期的大小与元素所处的物理环境和化学状态无关；根据爱因斯坦质能方程分析反应前的质量和反应后质量的大小关系。
解决本题的关键知道衰变过程中电荷数守恒、质量数守恒，知道影响半衰期的因素。在反应过程中，若放出能量，则反应前的质量大于反应后的质量，若吸收能量，则反应前的质量小于反应后的质量。
14.【答案】AD;
【解析】
分散的自由核子组成原子核时放出的能量叫做原子核的结合能。
原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量叫做原子核的比结合能。
当核子结合成原子核时有质量亏损，要释放能量。
比结合能越大，原子核越稳定。
此题主要考查了原子核的结合能的相关知识，解决本题的关键是注意区分结合能与比结合能的含义，比结合能用于表示原子核结合松紧程度。

A.分散的自由核子组成原子核时放出的能量叫做原子核的结合能，一切原子核均具有结合能，故A正确；
B.核子组成原子核时，发生质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，一定释放能量，故B错误；
比结合能用于表示原子核结合松紧程度，比结合能越大，原子核越稳定，故C错误，D正确。
故选AD。
15.【答案】解：（1）根据题意可知该反应的核反应方程式：→2；
（2）根据质能方程得：
△E=（+-2）
代入数据得，此过程释放能量为：
△E=（11.650 5×10-27+1.6726×10-27-2×6.6467×10-27）×（3×108）2J=2.673×10-12J；
答：（1）该核反应的方程为→2；
（2）该核反应释放的核能是2.673×10-12J。;
【解析】
根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程；
算出亏损质量，依据，可以求得释放的核能。
本题比较简单考查了核反应方程、核能计算等基础知识，越是简单基础问题，越要加强理解和应用，为解决复杂问题打下基础。
16.【答案】解：
（1）根据质量与电荷数守恒，则有：n+Li-→H+He；
（2）由动量守恒定律得v=-+；
由题意得：=7：8
解得：=v，=v
（3）氚核和α粒子的动能之和为
Ek=×3mv+×4mv=m
释放的核能为
△E=Ek-Ekn=m-m=m；
由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为
△m==；
答：（1）核反应方程n+Li-→H+He；
（2）氚核和α粒子的速度大小分别为：=v，=v；
（3）则质量亏损．;
【解析】
根据质量数和电荷数守恒，书写核反应方程；
根据动量守恒定律求解氦核的速度；
求出质量亏损，再根据爱因斯坦质能方程求解核反应释放出的能量．
核反应遵守两大基本规律：能量守恒定律和动量守恒定律．注意动量守恒定律的矢量性．