第十九章 核力与结合能+课时跟踪检测（二十二）+Word版含答案
文档属性
| 名称 | 第十九章 核力与结合能+课时跟踪检测（二十二）+Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 83.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-11 15:00:47 | ||
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文档简介
课时跟踪检测（二十二） 核力与结合能
1．中子比质子更容易击中原子核的原因是( )
A．中子体积较小 B．中子速度较大
C．中子能量较大 D．中子不带电
解析：选D 由于中子不带电，与原子核之间不存在库仑斥力，所以，它比质子更易接近原子核并打进内部去，D项正确。
2．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用。我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上是属于( )
A．引力相互作用
B．电磁相互作用
C．强相互作用和弱相互作用的共同作用
D．四种基本相互作用的共同作用
解析：选B 分子力作用范围约在10－10 m数量级上。强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在10－15 m和10－18 m之内，在分子力作用距离上都不存在。在分子力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用。
3．[多选]一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*。下列说法正确的是( )
A．核反应方程为p＋Al→Si*
B．核反应过程中系统动量守恒
C．核反应过程中系统能量不守恒
D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
解析：选AB 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋Al→Si*，A正确。核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，B正确，C错误。核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误。
4．[多选]用质子轰击锂核(Li)生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验，已知质子初动能是0.6 MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是 1.007 3 u、 4.001 5 u 和
7.016 0 u。已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是( )
A．此反应过程质量减少0.010 3 u
B．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符
C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符
D．生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符
解析：选CD 此反应过程质量亏损Δm＝1.007 3 u＋7.016 0 u－2×4.001 5 u＝0.020 3 u，核反应中释放的能量ΔE＝Δmc2＝0.020 3×931.5 MeV＝18.9 MeV，而生成的两个α粒子的动能之和为ΔE＋Ek质＝18.9 MeV＋0.6 MeV＝19.5 MeV，故选项C、D均正确，选项A、B均错误。
5．[多选]对于核子结合成原子核的认识，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
解析：选CD 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，由于只有相邻的质子间才有核力，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。
6．“正电子湮灭”是指正电子与电子相遇后一起消失而放出光子的过程，若一个电子和一个正电子相撞发生湮灭转化成一对光子，正、负电子的质量均为m，相碰前动能均为Ek，光速为c，普朗克常量为h，则对撞过程中系统动量________(填“守恒”或“不守恒”)，光子的频率为________。
解析：对撞过程中动量守恒，根据能量守恒可得2Ek＋2mc2＝2hν，
故光子的频率为ν＝。
答案：守恒
7．[多选]对于核力，下列说法正确的是( )
A．核力是弱相互作用，作用力很小
B．核力是强相互作用，是强力
C．核子之间的距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起
D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－15 m时，核力的变化规律更清楚
解析：选BC 核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.5×10－15 m之内，核力比库仑力大得多，选项B正确，选项A错误。核力在大于0.8×10－15 m时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起，选项C正确。人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们正在奋力攻克的堡垒，故选项D错误。
8．如图所示，图线表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是( )
A．重的原子核，例如铀核U，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定
B．锂核Li的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定
C．原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是原子核的结合能与其核子数之比，比结合能越大的原子核越稳定
D．以上三个表述都错误
解析：选C 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，而组成原子核的核子越多，它的比结合能并不是越大，只有当比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，故C正确，A、B、D错误。
9．一个电子(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Ek相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν。若这两个光子的能量都为hν，动量分别为p和p′，下面关系中正确的是( )
A．hν＝mc2，p＝p′
B．hν＝mc2，p＝p′
C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′
D．hν＝(mc2＋Ek)，p＝－p′
解析：选C 能量守恒和动量守恒为普适定律，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：2Ek＋2mc2，化为两个光子后，总动量守恒，为零，故p＝－p′，且2Ek＋2mc2＝2hν，即hν＝Ek＋mc2，故C正确。
10．(2017·全国卷Ⅱ)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→9Th＋He。下列说法正确的是( )
A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
解析：选B 静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和α粒子的动量等大反向，即pTh＝pα，B项正确；因此有＝，由于钍核和α粒子的质量不等，因此衰变后钍核和α粒子的动能不等，A项错误；根据半衰期的定义可知，C项错误；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，因此D项错误。
1．中子比质子更容易击中原子核的原因是( )
A．中子体积较小 B．中子速度较大
C．中子能量较大 D．中子不带电
解析：选D 由于中子不带电，与原子核之间不存在库仑斥力，所以，它比质子更易接近原子核并打进内部去，D项正确。
2．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用。我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上是属于( )
A．引力相互作用
B．电磁相互作用
C．强相互作用和弱相互作用的共同作用
D．四种基本相互作用的共同作用
解析：选B 分子力作用范围约在10－10 m数量级上。强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在10－15 m和10－18 m之内，在分子力作用距离上都不存在。在分子力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用。
3．[多选]一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*。下列说法正确的是( )
A．核反应方程为p＋Al→Si*
B．核反应过程中系统动量守恒
C．核反应过程中系统能量不守恒
D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
解析：选AB 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋Al→Si*，A正确。核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，B正确，C错误。核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误。
4．[多选]用质子轰击锂核(Li)生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验，已知质子初动能是0.6 MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是 1.007 3 u、 4.001 5 u 和
7.016 0 u。已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是( )
A．此反应过程质量减少0.010 3 u
B．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符
C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符
D．生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符
解析：选CD 此反应过程质量亏损Δm＝1.007 3 u＋7.016 0 u－2×4.001 5 u＝0.020 3 u，核反应中释放的能量ΔE＝Δmc2＝0.020 3×931.5 MeV＝18.9 MeV，而生成的两个α粒子的动能之和为ΔE＋Ek质＝18.9 MeV＋0.6 MeV＝19.5 MeV，故选项C、D均正确，选项A、B均错误。
5．[多选]对于核子结合成原子核的认识，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
解析：选CD 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，由于只有相邻的质子间才有核力，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。
6．“正电子湮灭”是指正电子与电子相遇后一起消失而放出光子的过程，若一个电子和一个正电子相撞发生湮灭转化成一对光子，正、负电子的质量均为m，相碰前动能均为Ek，光速为c，普朗克常量为h，则对撞过程中系统动量________(填“守恒”或“不守恒”)，光子的频率为________。
解析：对撞过程中动量守恒，根据能量守恒可得2Ek＋2mc2＝2hν，
故光子的频率为ν＝。
答案：守恒
7．[多选]对于核力，下列说法正确的是( )
A．核力是弱相互作用，作用力很小
B．核力是强相互作用，是强力
C．核子之间的距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起
D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－15 m时，核力的变化规律更清楚
解析：选BC 核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.5×10－15 m之内，核力比库仑力大得多，选项B正确，选项A错误。核力在大于0.8×10－15 m时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起，选项C正确。人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们正在奋力攻克的堡垒，故选项D错误。
8．如图所示，图线表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是( )
A．重的原子核，例如铀核U，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定
B．锂核Li的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定
C．原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是原子核的结合能与其核子数之比，比结合能越大的原子核越稳定
D．以上三个表述都错误
解析：选C 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，而组成原子核的核子越多，它的比结合能并不是越大，只有当比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，故C正确，A、B、D错误。
9．一个电子(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Ek相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν。若这两个光子的能量都为hν，动量分别为p和p′，下面关系中正确的是( )
A．hν＝mc2，p＝p′
B．hν＝mc2，p＝p′
C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′
D．hν＝(mc2＋Ek)，p＝－p′
解析：选C 能量守恒和动量守恒为普适定律，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：2Ek＋2mc2，化为两个光子后，总动量守恒，为零，故p＝－p′，且2Ek＋2mc2＝2hν，即hν＝Ek＋mc2，故C正确。
10．(2017·全国卷Ⅱ)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→9Th＋He。下列说法正确的是( )
A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
解析：选B 静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和α粒子的动量等大反向，即pTh＝pα，B项正确；因此有＝，由于钍核和α粒子的质量不等，因此衰变后钍核和α粒子的动能不等，A项错误；根据半衰期的定义可知，C项错误；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，因此D项错误。