四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：3.4原子核的结合能 跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：3.4原子核的结合能 跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 267.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 12:58:11 | ||
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文档简介
3.4原子核的结合能
1．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是
A．核反应方程是
B．聚变反应中的质量亏损 m1+m2-m3
C．辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)c
D．γ光子的波长
2．关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（ ）
A．原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力
B．原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定
C．温度越高放射性元素的半衰期越小
D．β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子
3．以下关于原子核的说法正确的是（ ）
A．放射性元素的半衰期决定于原子的化学状态，与物理状态无关
B．天然放射现象中的β射线，来源于原子的最外层电子
C．β射线的穿透能力比射线强，能穿透几厘米厚的铅板
D．原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
4．关于原子物理知识的叙述，下列说法正确的是（ ）
A．β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子
B．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10﹣10m以内，核力才能起作用
C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．对于一个特定的氡原子，只要知道了半衰期，就可以准确地预言它将在何时衰变
5．现代技术的发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
B．β衰变说明原子核内部存在自由电子
C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为
D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能
6．下列说法正确的是（ ）
A． 衰变成 要经过 6 次衰变和 3 次衰变
B．氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程，原子要吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增大
C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．原子核的结合能越大，原子核越稳定
7．下列说法正确的是（ ）
A．玻尔通过对氢原子模型的研究，提出了原子的核式结构学说
B．根据放射性元素的半衰期可以确定某个特定的原子核何时发生衰变
C．太阳释放出的能量来源于太阳内部原子核的裂变
D．原子核内部核子之间距离非常的近，但是，核子之间的核力远大于它们之间的万有引力和库仑力
8．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（ ）
A．由图可知，原子核和聚变成原子核时会有质量亏损要释放能量
B．由图可知，原子核裂变成原子核和时会有质量亏损要释放能量
C．已知原子核裂变成原子核和时放出的射线能使某金属板逸出光，若增加射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了增加核反应速度
9．原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．核的结合能约为14MeV
B．核比核更稳定
C．三个中子和三个质子结合成核时放出能量
D．在核反应中，要吸收热量
10．关于原子结构和核反应的说法中正确的是（ ）
A．卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．发现中子的核反应方程是
C．200个原子核经过两个半衰期后一定剩下50个原子核未衰变
D．据图可知，原子核B和C结合成原子核A要放出能量
11．三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（42He）,则下面说法正确的是
A．X核比Z核多一个原子
B．X核比Z核少一个中子
C．X核的质量数比Z核质量数大3
D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
12．放射性元素氡()的半衰期为T，氡核放出一个X粒子后变成钋核()．设氡核、钋核和X粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是________．
A．该过程的核反应方程是→＋
B．发生一次核反应释放的核能为(m2＋m3－m1)c2
C．1g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量为0.5g
D．钋核的比结合能比氡核的比结合能大
13．如果要把分成8个质子和8个中子，需给它多少能量？要把它分为4个，需给它多少能量？已知的核子平均结合能是7.98 MeV，的核子平均结合能是7.07 MeV.
参考答案
1．B
【解析】
该核反应方程质量数不守恒，A错误；聚变反应中的质量亏损，故B正确；据质能方程，光子能量为E=（m1+m2-m3）c2，故C错误；根据，得光子的波长为：，故D错误．
2．B
【解析】
A．原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A错误；
B．原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B正确；
C．放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C错误；
D．射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，选项D错误。
故选B。
3．D
【解析】
A．放射性元素的半衰期与原子的化学状态和物理状态均无关，选项A错误；
B．天然放射现象中的β射线，来源于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；
C．射线的穿透能力比β射线强，选项C错误；
D．原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项D正确。
故选D。
4．A
【解析】
A．衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故A正确；
B．能使核子之间的核力发生作用的范围非常小，所以要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到m以内，核力才能起作用，故B错误；
C．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C错误；
D．对于一个特定的氡原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发生多少衰变，故D错误；
故选A。
5．C
【解析】
A．卢瑟福根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，不是汤姆逊，所以A错误；
B．β衰变放出的电子是由原子核里的中子转变而来，所以B错误；
C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为
发现了质子，所以C正确；
D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，根据爱因斯坦的质能方程，可知应放出核能，所以D错误。
故选C。
6．B
【解析】
A．衰变成要经过次衰变和次衰变，选项A错误；
B．氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程，原子要吸收光子，电子轨道半径变大，根据可知电子的动能减少，原子的电势能增大，选项B正确；
C．由光电效应方程可知，发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比，选项C错误；
D．原子核的比结合能越大，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。
7．D
【解析】
A、卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A错误；
B、放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期．半衰期并不能指少数原子，半衰期描述的是统计规律，微观世界规律的特征之一在于"单个的微观事件是无法预测的"，放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，故B错误．
C、太阳能来源于太阳内部的热核反应，是由内部氢原子核发生聚变时释放出巨大核能而产生的能，故C错误．
D、核子之间的核力是强相互作用力，核力是短程力，核力的作用范围在1.5m内，每个核子只跟它相邻的核子发生核力作用，核子之间的核力远大于它们之间的万有引力和库仑力，故D正确．
故选D
8．AB
【解析】
A． 由图象可知，D和E核子的平均质量大于F核子的平均质量，原子核D和E聚变成原子核F时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放出核能，故A正确；
B． 由图象可知，A的核子平均质量大于B与C核子的平均质量，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能，故B正确；
C． 光电电子的最大初动能是由入射光的频率决定的，与入射光的强度无关，增加入射光的强度，光电子的最大初动能不变，故C错误；
D． 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度，故D错误。
故选AB。
9．BC
【解析】
A．分析图象可知，核的平均结合能为7MeV，根据平均结合能的定义可知，核的结合能为
故A错误；
B．平均结合能越大的原子核越稳定，分析图象可知，核比核的平均结合能大，所以核比核更稳定，故B正确；
C．核子结合成原子核时，质量亏损，释放核能，故三个中子和三个质子结合成核时释放能量，故C正确；
D．重核裂变时，质量亏损，释放能量，故D错误。
故选：BC。
10．AB
【解析】
A． 卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，故A正确；
B． 发现中子的核反应方程：，故B正确；
C． 半衰期针对大量原子核才有统计意义，故C错误；
D．因为A的比结合能较低，故原子核B和C结合成原子核A要吸收能量，故D错误。
故选AB。
11．CD
【解析】
试题分析：设原子核X的质量数为x，电荷数为y，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为，原子核Z的质量数为，电荷数为．由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（）多2个， X核的中子比Z核的中子多1个，故AB错误；X核的质量数（x）比Z核的质量数（x-3）多3个，故C正确；X核与Z核的总电荷（2y-2）是Y核电荷（y-1）的2倍，故D正确．
考点：考查了核反应方程
名师点睛：关键是知道反映前后质量数和核电荷数守恒的知识，属于基础知识，应仔细阅读题目，一步一步向下分析．
12．AD
【解析】粒子X的质量数为222-218=4，电荷数86-84=2，所以X为氦核，核反应方程为，A正确；发生一次核反应释放的核能为，B错误；1 g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量，C错误；核反应释放的核能，故钋核的比结合能比氡核的比结合能大，D正确。
13．127.68 MeV 14.56 MeV
【解析】
把分成质子和中子需要提供的能量
△E1=16×7.98MeV=127.68MeV
将质子和中子结合成一个所放出的能量为
△E2=4×7.07MeV=28.28MeV
则将分成4个，需要提供的能量
△E=△E1﹣4△E2=127.68MeV﹣4×28.28MeV=14.56MeV
1．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是
A．核反应方程是
B．聚变反应中的质量亏损 m1+m2-m3
C．辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)c
D．γ光子的波长
2．关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（ ）
A．原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力
B．原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定
C．温度越高放射性元素的半衰期越小
D．β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子
3．以下关于原子核的说法正确的是（ ）
A．放射性元素的半衰期决定于原子的化学状态，与物理状态无关
B．天然放射现象中的β射线，来源于原子的最外层电子
C．β射线的穿透能力比射线强，能穿透几厘米厚的铅板
D．原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
4．关于原子物理知识的叙述，下列说法正确的是（ ）
A．β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子
B．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10﹣10m以内，核力才能起作用
C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．对于一个特定的氡原子，只要知道了半衰期，就可以准确地预言它将在何时衰变
5．现代技术的发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
B．β衰变说明原子核内部存在自由电子
C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为
D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能
6．下列说法正确的是（ ）
A． 衰变成 要经过 6 次衰变和 3 次衰变
B．氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程，原子要吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增大
C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．原子核的结合能越大，原子核越稳定
7．下列说法正确的是（ ）
A．玻尔通过对氢原子模型的研究，提出了原子的核式结构学说
B．根据放射性元素的半衰期可以确定某个特定的原子核何时发生衰变
C．太阳释放出的能量来源于太阳内部原子核的裂变
D．原子核内部核子之间距离非常的近，但是，核子之间的核力远大于它们之间的万有引力和库仑力
8．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（ ）
A．由图可知，原子核和聚变成原子核时会有质量亏损要释放能量
B．由图可知，原子核裂变成原子核和时会有质量亏损要释放能量
C．已知原子核裂变成原子核和时放出的射线能使某金属板逸出光，若增加射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了增加核反应速度
9．原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．核的结合能约为14MeV
B．核比核更稳定
C．三个中子和三个质子结合成核时放出能量
D．在核反应中，要吸收热量
10．关于原子结构和核反应的说法中正确的是（ ）
A．卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．发现中子的核反应方程是
C．200个原子核经过两个半衰期后一定剩下50个原子核未衰变
D．据图可知，原子核B和C结合成原子核A要放出能量
11．三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（42He）,则下面说法正确的是
A．X核比Z核多一个原子
B．X核比Z核少一个中子
C．X核的质量数比Z核质量数大3
D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
12．放射性元素氡()的半衰期为T，氡核放出一个X粒子后变成钋核()．设氡核、钋核和X粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是________．
A．该过程的核反应方程是→＋
B．发生一次核反应释放的核能为(m2＋m3－m1)c2
C．1g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量为0.5g
D．钋核的比结合能比氡核的比结合能大
13．如果要把分成8个质子和8个中子，需给它多少能量？要把它分为4个，需给它多少能量？已知的核子平均结合能是7.98 MeV，的核子平均结合能是7.07 MeV.
参考答案
1．B
【解析】
该核反应方程质量数不守恒，A错误；聚变反应中的质量亏损，故B正确；据质能方程，光子能量为E=（m1+m2-m3）c2，故C错误；根据，得光子的波长为：，故D错误．
2．B
【解析】
A．原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A错误；
B．原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B正确；
C．放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C错误；
D．射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，选项D错误。
故选B。
3．D
【解析】
A．放射性元素的半衰期与原子的化学状态和物理状态均无关，选项A错误；
B．天然放射现象中的β射线，来源于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；
C．射线的穿透能力比β射线强，选项C错误；
D．原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项D正确。
故选D。
4．A
【解析】
A．衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故A正确；
B．能使核子之间的核力发生作用的范围非常小，所以要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到m以内，核力才能起作用，故B错误；
C．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C错误；
D．对于一个特定的氡原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发生多少衰变，故D错误；
故选A。
5．C
【解析】
A．卢瑟福根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，不是汤姆逊，所以A错误；
B．β衰变放出的电子是由原子核里的中子转变而来，所以B错误；
C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为
发现了质子，所以C正确；
D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，根据爱因斯坦的质能方程，可知应放出核能，所以D错误。
故选C。
6．B
【解析】
A．衰变成要经过次衰变和次衰变，选项A错误；
B．氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程，原子要吸收光子，电子轨道半径变大，根据可知电子的动能减少，原子的电势能增大，选项B正确；
C．由光电效应方程可知，发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比，选项C错误；
D．原子核的比结合能越大，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。
7．D
【解析】
A、卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A错误；
B、放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期．半衰期并不能指少数原子，半衰期描述的是统计规律，微观世界规律的特征之一在于"单个的微观事件是无法预测的"，放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，故B错误．
C、太阳能来源于太阳内部的热核反应，是由内部氢原子核发生聚变时释放出巨大核能而产生的能，故C错误．
D、核子之间的核力是强相互作用力，核力是短程力，核力的作用范围在1.5m内，每个核子只跟它相邻的核子发生核力作用，核子之间的核力远大于它们之间的万有引力和库仑力，故D正确．
故选D
8．AB
【解析】
A． 由图象可知，D和E核子的平均质量大于F核子的平均质量，原子核D和E聚变成原子核F时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放出核能，故A正确；
B． 由图象可知，A的核子平均质量大于B与C核子的平均质量，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能，故B正确；
C． 光电电子的最大初动能是由入射光的频率决定的，与入射光的强度无关，增加入射光的强度，光电子的最大初动能不变，故C错误；
D． 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度，故D错误。
故选AB。
9．BC
【解析】
A．分析图象可知，核的平均结合能为7MeV，根据平均结合能的定义可知，核的结合能为
故A错误；
B．平均结合能越大的原子核越稳定，分析图象可知，核比核的平均结合能大，所以核比核更稳定，故B正确；
C．核子结合成原子核时，质量亏损，释放核能，故三个中子和三个质子结合成核时释放能量，故C正确；
D．重核裂变时，质量亏损，释放能量，故D错误。
故选：BC。
10．AB
【解析】
A． 卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，故A正确；
B． 发现中子的核反应方程：，故B正确；
C． 半衰期针对大量原子核才有统计意义，故C错误；
D．因为A的比结合能较低，故原子核B和C结合成原子核A要吸收能量，故D错误。
故选AB。
11．CD
【解析】
试题分析：设原子核X的质量数为x，电荷数为y，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为，原子核Z的质量数为，电荷数为．由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（）多2个， X核的中子比Z核的中子多1个，故AB错误；X核的质量数（x）比Z核的质量数（x-3）多3个，故C正确；X核与Z核的总电荷（2y-2）是Y核电荷（y-1）的2倍，故D正确．
考点：考查了核反应方程
名师点睛：关键是知道反映前后质量数和核电荷数守恒的知识，属于基础知识，应仔细阅读题目，一步一步向下分析．
12．AD
【解析】粒子X的质量数为222-218=4，电荷数86-84=2，所以X为氦核，核反应方程为，A正确；发生一次核反应释放的核能为，B错误；1 g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量，C错误；核反应释放的核能，故钋核的比结合能比氡核的比结合能大，D正确。
13．127.68 MeV 14.56 MeV
【解析】
把分成质子和中子需要提供的能量
△E1=16×7.98MeV=127.68MeV
将质子和中子结合成一个所放出的能量为
△E2=4×7.07MeV=28.28MeV
则将分成4个，需要提供的能量
△E=△E1﹣4△E2=127.68MeV﹣4×28.28MeV=14.56MeV