四川省合江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：3.4原子核的结合能 同步练习（含解析）
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| 名称 | 四川省合江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：3.4原子核的结合能 同步练习（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 314.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 11:06:37 | ||
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3.4原子核的结合能
1．在科学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是
A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子
C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力
D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
2．恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，已知氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，则热核反应释放的能量可表示为（ ）
A．E2－E1 B．E2－2E1 C．4E2－2E1 D．4E2－4E1
3．原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，核子组合成原子核时（ ）
A．小质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大
B．中等质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大
C．大质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大
D．不同质量数的原子核平均每个核子的质量亏损相同
4．下列说法正确的是（ ）
A．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律
B．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
C．天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的
D．镭 226 衰变为氡222 的半衰期为1620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1620 年后一定还剩下 50 个镭226没有发生衰变
5．一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q1，两个氘核发生核反应生成一个氦核，氘核聚变反应方程是。该反应放出的能量为Q2，聚变反应中生成氦核的比结合能（ ）
A． B． C． D．
6．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（ ）
A．天然放射现象说明原子核内部有电子
B．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子
C．结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律
7．以下说法正确的是（ ）
A．射线是高速电子流,来源于原子的核外电子
B．衰变为要经过4次衰变和2次衰变
C．10个经过一个半衰期一定会有5个发生衰变
D．重核裂变后核子的比结合能会增加,轻核聚变后核子的比结合能会减小
8．如图是原子核的平均结合能（也称比结合能）与质量数的关系图象，通过该图象可以得出一些原子核的平均结合能，如的核子平均结合能约为8Mev，的核子平均结合能约为7Mev，根据该图象判断，下列说法正确的是（ ）
A．随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能增大
B．核最稳定
C．由图象可知，两个核结合成核会释放出能量
D．把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约112Mev的能量
9．关于核反应方程（ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子），已知的半衰期为T，则下列说法正确的是（ ）
A．没有放射性
B．比少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变
C．N0个经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为（N0数值很大）
D．的比结合能为
10．某静止的原子核发生核反应且放出能量Q，其方程为，假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（ ）
A．Y原子核的动能与Z原子核的动能之比为F：D
B．Y原子核的速度大小为
C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（c为光速）
D．Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能
11．下列说法中正确的是______
A．射线、射线、射线本质上都是电磁波，且射线的波长最短
B．单色光从光密介质进入光疏介质，光子的能量变小
C．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的
D．电子束通过铝箔时可以产生衍射图样
12．下列说法中正确的是_________
A．光电效应和电子的衍射现象说明粒子具有波动性
B．α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径
C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越不牢靠，原子核越不稳定
13．镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核.已知镭核质量为226.0254u，氡核质量为222.0163u，放出粒子质量为4.0026u.
（1）写出核反应方程；
（2）求镭核衰变放出的能量．
参考答案
1．B
【解析】
A．放射性元素的半衰期是由原子核决定的，温度、压强、是否与其他元素化合都不能改变原子核，因此采用物理或化学方法不能改变半衰期，故A错误；
B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时，能量减少，会放出光子，故B正确；
C．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，故C错误；
D．核子结合成原子核时，质量亏损，因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】
该反应放出热量，氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，则核反应中释放的核能为
故D正确ABC错误。
故选D。
3．B
【解析】
由图可知，中等质量数的原子核的比结合能最大，因此中等质量数的核子的平均质量最小，中等质量数的核子组合成原子核时质量亏损最大，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．A
【解析】
A． 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律，故A正确；
B． 原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故B错误；
C． β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，故C错误；
D． 半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，故D错误。
故选：A。
5．C
【解析】
两个中子和两个质子结合成两个氘核放出的能量为2Q1，两个核子结合成氦核放出的能量为Q2，核子结合成氦核释放的能量为，氦核的核子数等于3，氦核的比结合能为
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【解析】
A． 天然放射现象说明原子核内部有复杂结构，但没有说原子核内有电子，故A错误；
B． 卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子的核式结构，没有证明了原子核内存在中子，故B错误；
C．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，结合能越大，不能说明原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定。故C错误；
D． 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律，故D正确；
故选D。
7．B
【解析】
射线是高速电子流，来源于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项A错误；衰变为质量数减小16，而质子数减小6，经过一次α衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次β衰变质量数不变，则质子数增大1，因此要经过4次α衰变和2次β衰变，故B正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，选项C错误；重核裂变后核子的比结合能会增加，轻核聚变后核子的比结合能也会增加，选项D错误；故选B.
8．BCD
【解析】
A．有图可知，随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能先增大后减小，所以A错误；
B．核的平均结合能最大，是最稳定的，所以B正确；
C．两个平均结合能小的结合成平均结合能大的时，会释放出能量，所以C正确；
D．把分成质子和中子需要提供的能量约为
将质子和中子结合成一个所放出的能量约为
则将分为4个需要提供的能量约为
故要多提供的能量为
所以D正确。
故选BCD。
9．BC
【解析】
A．原子序数大于或等于83的元素都有放射性，A错误；
B．X粒子是电子，它是由中子衰变成一个质子而放出电子，所以此核反应为β衰变，B正确；
C．有半数原子核发生衰变的时间为半衰期，N0个经2T时间发生两次衰变，其中共有个原子核发生了衰变，放出的核能为，选项C正确；
D．ΔE不是原子核分解成自由核子的结合能，则的比结合能不等于，则D错误。
故选BC。
10．AD
【解析】
AB．静止的原子核发生衰变的过程中动量守恒，设Y的速度为v′，以Y的方向为正方向，则
Fv-Dv′=0
所以
即大小为，负号表示方向与Z的方向相反；
所以Y原子核的动能是Z原子核的动能关系
故A正确，B错误；
C．由于该反应的过程中释放能量，所以Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小。故C错误；
D．由于该反应的过程中释放能量，所以Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能。故D正确。
故选AD。
11．D;
【解析】
射线是氦核，射线是高速运动的电子，只有射线本质上是电磁波，A错误；光子的能量，故光子的能量仅由频率决定，当光子从一种介质进入另外一种介质时光子的频率保持不变，故光子的能量保持不变，B错误；中等核的比结合能最大，因此这些核是最稳定的，C错误；电子具有波动性，电子束通过铝箔时可以产生衍射图样，D正确．
12．B
【解析】
光电效应说明了光的粒子性，电子的衍射现象说明粒子具有波动性，选项A错误；α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径．故B正确．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，轨道半径减小，库仑力增大，电子的加速度增大。故C错误。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，选项D错误；故选B.
13．（1）（2）6.05MeV
【解析】
（1）由质量数与核电荷数守恒可知，该反应方程中放射出一个粒子；
核衰变反应方程为；
（2）该核衰变反应中质量亏损为：，
?根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能；
1．在科学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是
A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子
C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力
D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
2．恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，已知氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，则热核反应释放的能量可表示为（ ）
A．E2－E1 B．E2－2E1 C．4E2－2E1 D．4E2－4E1
3．原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，核子组合成原子核时（ ）
A．小质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大
B．中等质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大
C．大质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大
D．不同质量数的原子核平均每个核子的质量亏损相同
4．下列说法正确的是（ ）
A．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律
B．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
C．天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的
D．镭 226 衰变为氡222 的半衰期为1620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1620 年后一定还剩下 50 个镭226没有发生衰变
5．一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q1，两个氘核发生核反应生成一个氦核，氘核聚变反应方程是。该反应放出的能量为Q2，聚变反应中生成氦核的比结合能（ ）
A． B． C． D．
6．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（ ）
A．天然放射现象说明原子核内部有电子
B．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子
C．结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律
7．以下说法正确的是（ ）
A．射线是高速电子流,来源于原子的核外电子
B．衰变为要经过4次衰变和2次衰变
C．10个经过一个半衰期一定会有5个发生衰变
D．重核裂变后核子的比结合能会增加,轻核聚变后核子的比结合能会减小
8．如图是原子核的平均结合能（也称比结合能）与质量数的关系图象，通过该图象可以得出一些原子核的平均结合能，如的核子平均结合能约为8Mev，的核子平均结合能约为7Mev，根据该图象判断，下列说法正确的是（ ）
A．随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能增大
B．核最稳定
C．由图象可知，两个核结合成核会释放出能量
D．把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约112Mev的能量
9．关于核反应方程（ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子），已知的半衰期为T，则下列说法正确的是（ ）
A．没有放射性
B．比少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变
C．N0个经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为（N0数值很大）
D．的比结合能为
10．某静止的原子核发生核反应且放出能量Q，其方程为，假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（ ）
A．Y原子核的动能与Z原子核的动能之比为F：D
B．Y原子核的速度大小为
C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（c为光速）
D．Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能
11．下列说法中正确的是______
A．射线、射线、射线本质上都是电磁波，且射线的波长最短
B．单色光从光密介质进入光疏介质，光子的能量变小
C．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的
D．电子束通过铝箔时可以产生衍射图样
12．下列说法中正确的是_________
A．光电效应和电子的衍射现象说明粒子具有波动性
B．α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径
C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越不牢靠，原子核越不稳定
13．镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核.已知镭核质量为226.0254u，氡核质量为222.0163u，放出粒子质量为4.0026u.
（1）写出核反应方程；
（2）求镭核衰变放出的能量．
参考答案
1．B
【解析】
A．放射性元素的半衰期是由原子核决定的，温度、压强、是否与其他元素化合都不能改变原子核，因此采用物理或化学方法不能改变半衰期，故A错误；
B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时，能量减少，会放出光子，故B正确；
C．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，故C错误；
D．核子结合成原子核时，质量亏损，因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】
该反应放出热量，氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，则核反应中释放的核能为
故D正确ABC错误。
故选D。
3．B
【解析】
由图可知，中等质量数的原子核的比结合能最大，因此中等质量数的核子的平均质量最小，中等质量数的核子组合成原子核时质量亏损最大，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．A
【解析】
A． 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律，故A正确；
B． 原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故B错误；
C． β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，故C错误；
D． 半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，故D错误。
故选：A。
5．C
【解析】
两个中子和两个质子结合成两个氘核放出的能量为2Q1，两个核子结合成氦核放出的能量为Q2，核子结合成氦核释放的能量为，氦核的核子数等于3，氦核的比结合能为
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【解析】
A． 天然放射现象说明原子核内部有复杂结构，但没有说原子核内有电子，故A错误；
B． 卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子的核式结构，没有证明了原子核内存在中子，故B错误；
C．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，结合能越大，不能说明原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定。故C错误；
D． 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律，故D正确；
故选D。
7．B
【解析】
射线是高速电子流，来源于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项A错误；衰变为质量数减小16，而质子数减小6，经过一次α衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次β衰变质量数不变，则质子数增大1，因此要经过4次α衰变和2次β衰变，故B正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，选项C错误；重核裂变后核子的比结合能会增加，轻核聚变后核子的比结合能也会增加，选项D错误；故选B.
8．BCD
【解析】
A．有图可知，随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能先增大后减小，所以A错误；
B．核的平均结合能最大，是最稳定的，所以B正确；
C．两个平均结合能小的结合成平均结合能大的时，会释放出能量，所以C正确；
D．把分成质子和中子需要提供的能量约为
将质子和中子结合成一个所放出的能量约为
则将分为4个需要提供的能量约为
故要多提供的能量为
所以D正确。
故选BCD。
9．BC
【解析】
A．原子序数大于或等于83的元素都有放射性，A错误；
B．X粒子是电子，它是由中子衰变成一个质子而放出电子，所以此核反应为β衰变，B正确；
C．有半数原子核发生衰变的时间为半衰期，N0个经2T时间发生两次衰变，其中共有个原子核发生了衰变，放出的核能为，选项C正确；
D．ΔE不是原子核分解成自由核子的结合能，则的比结合能不等于，则D错误。
故选BC。
10．AD
【解析】
AB．静止的原子核发生衰变的过程中动量守恒，设Y的速度为v′，以Y的方向为正方向，则
Fv-Dv′=0
所以
即大小为，负号表示方向与Z的方向相反；
所以Y原子核的动能是Z原子核的动能关系
故A正确，B错误；
C．由于该反应的过程中释放能量，所以Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小。故C错误；
D．由于该反应的过程中释放能量，所以Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能。故D正确。
故选AD。
11．D;
【解析】
射线是氦核，射线是高速运动的电子，只有射线本质上是电磁波，A错误；光子的能量，故光子的能量仅由频率决定，当光子从一种介质进入另外一种介质时光子的频率保持不变，故光子的能量保持不变，B错误；中等核的比结合能最大，因此这些核是最稳定的，C错误；电子具有波动性，电子束通过铝箔时可以产生衍射图样，D正确．
12．B
【解析】
光电效应说明了光的粒子性，电子的衍射现象说明粒子具有波动性，选项A错误；α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径．故B正确．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，轨道半径减小，库仑力增大，电子的加速度增大。故C错误。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，选项D错误；故选B.
13．（1）（2）6.05MeV
【解析】
（1）由质量数与核电荷数守恒可知，该反应方程中放射出一个粒子；
核衰变反应方程为；
（2）该核衰变反应中质量亏损为：，
?根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能；