2019-2020学年人教新课标选修3-5 19.5核力与结合能 达标作业(解析版)

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名称 2019-2020学年人教新课标选修3-5 19.5核力与结合能 达标作业(解析版)
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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 2020-02-11 22:33:11

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19.5核力与结合能
达标作业(解析版)
1.关于天然放射现象,下列说法正确的是(  )
A.β衰变说明原子核里有电子 B.某原子核经过一次β衰变后,核内质子数增加1个
C.放射性物质的温度升高,其半衰期将缩短 D.比结合能越大,原子核越不稳定
2.一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.衰变后钍核的动能等于粒子的动能
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
3.下列说法正确的是( )
A.目前我国核电事业蓬勃发展,新建核电站的能量来源可以是轻核聚变
B.无论裂变还是聚变都要从比结合能小的原子核向比结合能大的原子核变化
C.半衰期是大量原子核内的核子有统计意义上的半数发生变化的时间,它不随温度或压强变化而变化
D.重核发生α衰变后的产物的总结合能小于原重核的结合能
4.的衰变方程式为→+X,则下列说法正确的是
A.的衰变过程属于α衰变,X为氦原子核
B.原子核内的中子数比原子核内的中子数多一个
C.通过降低温度的方法可使的半衰期变短,降低危害
D.原子核的比结合能等于原子核的比结合能
5.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是,已知的质量为,的质量为,的质量为,。氘核聚变反应中释放的核能约为( )
A. B.
C. D.
6.下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是
A.维系原子核稳定的力是核力,核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力
B.核力是强相互作用的一种表现,原子核尺度内,核力比库仑力小
C.比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能
D.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
7.下列说法正确的是
A.比结合能越小的原子核,核子结合得越牢固,原子核越稳定
B.根据玻尔理论可知,氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能与动能之和不变
C.原子核发生一次β衰变,原子核内的一个质子转变为一个中子
D.处于激发态的原子核辐射出γ射线时,原子核的核子数不会发生变化
8.已知、、的静止质量分别是226.0254u、22.0175u、4.0026,u为原子质量单位,且1u相当于931.5MeV。当发生α衰变时,下列说法正确的是( ??)
A.的质量等于组成它的核子的质量之和
B.发生一次α衰变释放的核能为4.93695MeV
C.因的比结合能比小,所以比更稳定
D.一个静止的发生一次α衰变,产生的和的速度之比约为111:2
9.下列说法正确的是
A.人类关于原子核内部的信息,最早来自天然放射现象
B.在α、β、γ三种射线中γ射线电离作用最强
C.放射性元素的半衰期会随着温度的升高而缩短
D.较重的核分裂成中等质量大小的核,核子的比结合能都会增加
10.氘核和氚核的核反应方程为+→e+,己知的比结合能是2.78MeV,的比结合能是1.09MeV,的比结合能是7.03MeV,下列说法中正确的是
A.氦原子核由两个质子和两个中子组成,其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为:核力、库仑力、万有引力
B.聚变反应后生成的氦核的结合能为14.06MeV
C.该核反应过程释放出的能量为17.6MeV
D.原子核的比结合能大小可反映原子核的稳定程度,该值随质量数的增加而增大
11.中科院等离子物理研究所设计并制造的世界上首个“人造太阳”实验装置大部件已安装完毕.若在此装置中发生核反应的方程是, 已知、核的比结合能分别为EH=1.11MeV、EHe=7.07MeV, 试求此核反应过程中释放的核能.
12.已知镭的原子序数是88,原子核质量数是226.试问:
(1)镭核中质子数和中子数分别是多少?
(2)镭核的核电荷数和所带电荷量是多少?
(3)若镭原子呈中性,它核外有多少电子?
13.(1) 如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光. 在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是 _____________.
(2) 一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________.
(3) A、B 两种光子的能量之比为2 :1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EkA 、EkB ,求A、B 两种光子的动量之比________和该金属的逸出功.___________
14.核的平均结合能为7.1MeV,核的平均结合能为1.61MeV,两个氘()核结合成一个氦核释放的结合能△E=________.
参考答案
1.B
【解析】
【详解】
A.β衰变时,原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子,释放出来的电子就是β粒子,可知β衰变现象不是说明电子是原子核的组成部分,故A错误;
B.某放射性元素经过1次β衰变,质量数不变,核电荷数增加1,即质子数增加1,故B正确;
C.半衰期是由原子核内部性质决定的,与温度无关,所以升高放射性物质的温度,不能缩短其半衰期,故C错误;
D.比结合能越大,原子核越稳定,故D错误;
故选B。
2.B
【解析】
【详解】
A.根据可知,衰变后钍核的动能小于粒子的动能,故A错误;
B.根据动量守恒定律可知,生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向,故B正确;
C.铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间,而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间,故两者不等,故 C错误;
D.由于该反应放出能量,由质能方程可知,衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量,故 D错误。
3.B
【解析】
【详解】
新建核电站的能量来源是重核裂变,选项A错误;无论裂变还是聚变都要从比结合能小的原子核向比结合能大的原子核变化,选项B正确;放射性元素的半衰期是有一半该元素的原子核发生衰变所用的时间.放射性元素的原子核内的核子并不都要发生变化,它不随温度或压强变化而变化,故C错误.重核发生α衰变后放出能量,则衰变后的产物的总结合能大于原重核的结合能,选项D错误.
4.B
【解析】
【详解】
原子核衰变过程中质量数和电荷数守恒,所以X为电子,该衰变为β衰变,选项A错误;原子核的半衰期与原子核的物理化学性质无关,不能通过降低温度的方法使的半衰期变短,选项C错误;在β衰变中原子核内的一个中子转变成一个电子和一个质子,所以原子核内的中子数比原子核内的中子数多一个,选项B正确;不同原子核的比结合能是不同的,选项D错误。
5.B
【解析】
【详解】
氘核聚变反应的质量亏损,则该反应释放的核能为

A. 与上述计算结果不符,故A不符合题意;
B. 与上述计算结果相符,故B符合题意;
C. 与上述计算结果不符,故C不符合题意;
D. 与上述计算结果不符,故D不符合题意。
6.C
【解析】
【分析】
核力与万有引力性质不同.核力只存在于相邻的核子之间;比结合能: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.用于表示原子核结合松紧程度;
结合能:两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量.自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能,分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能。
【详解】
A项:维系原子核稳定的力是核力,核力可以是核子间的相互吸引力,也可以是排斥力,故A错误;
B项:核力是强相互作用的一种表现,原子核尺度内,核力比库仑力大的多,故B错误;
C项:比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会亏损质量,放出核能,故C正确;
D项:自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等该原子核的结合能,故D错误。
故选:C。
【点睛】
本题考查对核力的理解.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,同时考查了结合能和比结合能的区别,注意两个概念的联系和应用,同时掌握质量亏损与质能方程。
7.D
【解析】
【详解】
A.比结合能越大的原子核,核子结合得越牢固,原子核越稳定,A错误;
B.根据玻尔理论可知,氢原子核外电子跃迁过程,氢原子要辐射(或吸收)光子,电子的总能量变化,B错误;
C.原子核β衰变所放出的电子为原子核内一个中子转化为一个质子和一个电子而来的,C错误;
D.处于激发态的原子核放出γ射线时,只是能量减小,核子数并没有发生变化,D正确。
故选D。
8.B
【解析】
【详解】
A.原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象就是质量亏损,A不符合题意;
B. 发生α衰变释放出核能,一次衰变释放的核能
E=(2.0254-22.0175-4.0026) ×931.5MeV=4.93695MeV
B符合题意;
C.原子核的比结合能越大,说明把它分成单个的核子需要赋予更多的能量,因此原子核更稳定, 的比结合能比小,所以据比更稳定,C不符合题意;
D.衰变时动量守恒可知,和的速度之比为两者质量的反比质量之比约为质量数之比,故和 的速度之比约为2:11,D不符合题意。
故选B。
9.AD
【解析】
【详解】
A.人类最初对原子核的认识就是来源于天然放射现象,A正确;
B.α、β、γ三种射线中α射线的电离本领最强,B错误;
C.半衰期由原子核本身决定,与外界任何因素都无关,C错误;
D.不同原子核的平均结合能不同,中等质量的核的平均结合能比轻核、重核的平均结合能都大,故D正确。
故选AD。
10.AC
【解析】
【详解】
A.根据原子核的组成理论,氦原子核由两个质子和两个中子组成,其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为:核力、库仑力、万有引力。故A正确。
B.聚变反应后生成的氦核的结合能为4×7.03MeV =28.12MeV,选项B错误;
C.氘核的比结合能为E1,氚核的比结合能为E2,氦核的比结合能为E3,根据比结合能等于结合能与核子数的比值,则有该核反应中释放的核能
△E=4E3-2E1-3E2=4×7.03-2×1.09-3×2.78=17.6MeV.
选项C正确;
D.比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定,比结合能并非随着质量数的最大而增大,故D错误;
故选AC.
11.△E=23.84MeV
【解析】
【详解】
则核反应过程中释放的核能:△E=4EHe?4EH=4×(7.07?1.11)MeV=23.84MeV,
答:此核反应过程中释放的核能23.84MeV.
12.(1)88;138(2)88;1.41×10-17C(3)88
【解析】
【详解】
(1)镭核中质子数等于电荷数为88;中子数为226-88=138;
(2)镭核的核电荷数为88,镭核所带的电荷量Q=Ze=1.41×10-17C。
(3)若镭原子呈中性,它核外有88个电子.
【点睛】
根据电荷数守恒和质量数守恒分析质子数和质量数的变化.中子数+质子数=质量数,质子数=原子序数=核外电子数.
13.c Q/2 2:1 EkA-2EkB
【解析】
【详解】
(1)从第3能级跃迁到第1能级,能级差最大,知a光的频率最大,波长最短,从第3能级跃迁到第2能级,能级差最小,知b光的光子频率最小,波长最长,所以波长依次增大的顺序为a、c、b.故C正确,ABD错误.
(2)根据电荷数守恒、质量数守恒得,,该反应释放的能量为Q,则结合能为Q,所以氘核的比结合能为Q/2.
(3)光子的频率与能量成正比,则A、B两种光子的频率之比为2:1;由光子能量公式和动量公式知,A、B两种光子的动量之比等于A、B两种光子的能量之比为2:l;由EKA=EA-W和EKB=EB-W;联立得W=EkA-2EkB;
14.21.96MeV
【解析】
【详解】
核结合方程为:,
聚变反应前两个的总结合能为E1=1.61×4MeV=6.44MeV;
反应后生成的氦核的结合能为E2=7.1×4MeV=28.4MeV;
所以反应释放的核能△E=E2-E1=(28.4-6.44)MeV=21.96MeV;
【点睛】
核反应向平均结合能增大的方向进行,要释放能量,同时平均质量减少.