四川省资阳市普州高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5:3.4原子核的结合能 学业测评(含解析)

文档属性

名称 四川省资阳市普州高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5:3.4原子核的结合能 学业测评(含解析)
格式 doc
文件大小 232.5KB
资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-07-12 12:59:21

图片预览

文档简介

3.4原子核的结合能
1.如图所示,图线表示原子核的比结合能与质量数A的关系,下列说法中正确的是( )
A.核的结合能约为15MeV
B.核比核更稳定
C.两个核结合成核时要放出能量
D.核裂变成核和核过程中,核子的平均质量增加
2.以下关于近代物理的叙述中,正确的是
A.β射线是电子流,是原子的外层电子受激发而辐射产生的
B.放射性元素的半衰期与外界的温度、压强、是否是化合态都有关
C.一群处于量子数为4能级的原子向各较低能级跃时可释放6种不同频率的光子
D.中子与质子结合成氘核时吸收能量
3.下列说法正确的是
A.中子和质子结合成氘核,若亏损的质量为,则需要吸收的能量
B.衰变中放出的射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
C.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能产生3种不同频率的光子
D.发生光电效应时,人射光的光照强度越强,光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大
4.以下叙述正确的是
A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
B.有10个放射性元素的原子核,当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期
C.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,会辐射一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能减小
D.重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损,都向外界放出核能
5.在核反应堆中,为了使快中子的速度减慢,可选用作为中子减速剂的物质是( )
A.氢 B.镉 C.氧 D.水
6.我国自主研发的钍基熔盐堆是瞄准未来20?30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆,是一种液态燃料堆,使用钍铀核燃料循环,以氟化盐为冷却剂,将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氟化盐中,携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环.钍232不能直接使用,需要俘获一个中子后经过2次p衰变转化成铀233再使用,铀233的一种典型裂变方程是。己知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3,则
A.铀233比钍232多一个中子
B.铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大,比结合能也最大
C.铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小,比结合能却最大
D.铀233的裂变反应释放的能量为
7.下列说法中正确的是( )
A.氢原子由高能级跃迁到低能级时,电子的动能增加,原子的电势能减少,总能量不变
B.原子核的平均结合能越小,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
C.天然放射现象中的β射线实际是高速电子流,穿透能力比α粒子强
D.放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化
8.下列说法正确的是
A.两个带电质点,只在相互作用的静电力下运动,若其中一个质点的动量增加,另一个质点的动量一定减少
B.波尔将量子观念引入原子领域,成功解释了氢原子光谱的特征
C.在原子核中,比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固
D.已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV,则动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰,可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态
9.关于原子核的结合能,下列说法正确的是( )
A.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
B.一重原子核衰变成粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C.比结合越大,原子核越不稳定
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
10.下列说法正确的是
A.原子核是否稳定,与原子核的结合能大小无关
B.放射性元素衰变快慢,与温度高低、压强大小无关
C.铀核()裂变一旦发生就能自动延续下去,与铀块体积大小无关
D.原子核只要发生衰变,产生的新核核子数一定减少,与它发生何种衰变无关
11.下列说法中正确的是( )
A.两个轻核发生聚变反应,产生的新核的质量一定等于两个轻核的质量和
B.在核反应中,比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时,会释放核能
C.当用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射某金属时有光电子逸出,则用从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光照射该金属也一定会有光电子逸出
D.氢原子从n=2跃迁到n=1能级辐射的光的能量为10.2ev,只要是能量大于10.2eV的光子都能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
12.下列说法中正确的是(  )
A.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B.衰变成要经过6次α衰变和4次β衰变
C.β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D.比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
13.用速度大小为v的中子()轰击静止的锂核(),发生核反应后生成氚核和α粒子.已知氚核速度方向与中子的初速度方向相反,氚核与α粒子的速度之比为7∶8,质子与中子的质量近似相等为m,光速为c.
(1)写出核反应方程;
(2)求氚核与α粒子的速度大小;
(3)若核反应过程中放出的核能也全部转化为氚核和α粒子的动能,求该过程中的质量亏损.
14.________ 和 ______ 统称为核子。
15.核子的平均质量与原子序数的关系曲线如图所示.由表可知:将A分裂成B、C,核子的比结合能将______(填“增大”或“减小”);D、E合并成F,F的质量_______(填“大于”、“等于”或“小于”)D、E的总质量.
参考答案
1.C
【解析】
A. 比结合能是指把原子核内核子分开平均每个核子需要的能量,核的比结合能约为5 MeV,核的核子数为6,核的结合能约为30MeV,故A错误;
B. 比结合能越大,原子核越稳定,由图知,核比核的比结合能小,核更稳定,故B错误;
C. 两个核结合成核时有质量亏损,要放出能量,故C正确;
D. 核裂变成核和核过程中,有质量亏损,要释放能量,组成原子核的核子的平均质量会减小,故D错误。
2.C
【解析】
A.β射线是电子流,是从原子核内一个中子转化成一个质子而来的,故A项与题意不相符;
B.半衰期是元素本身的性质,与外界所有条件无关,故B项与题意不相符;
C.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,依据,能辐射出6种不同频率的光,故C项与题意相符;
D. 中子与质子结合成氘核的过程中有质量亏损,释放能量,故D项与题意不相符。
3.C
【解析】
A.核子结合成原子核的过程中存在质量亏损,该过程会释放能量,故选项A错误;
B.衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子,并不是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的,故选项B错误;
C.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能产生3种不同频率的光子,故选项C正确;
D.光子的能量由光的频率决定,与光照强度无关,入射光的频率越大,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能就越大,故选项D错误。
4.D
【解析】
A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能与频率有关,与光强无关.故选项A不符合题意.
B.放射性元素的半衰期是统计概念,需要对大量原子核才有意义.故选项B不符合题意.
C.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,会辐射一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能增大.故选项C不符合题意.
D.重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损,都向外界放出核能.故选项D符合题意.
5.D
【解析】
试题分析:在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂,D正确
考点:核反应堆
【名师点睛】了解核反应堆的原理及减速剂的作用;在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂。
6.C
【解析】
铀233 中含有的中子数为:233-92=141,钍232中的中子数为:232-90=142,可知铀233 比钍232少一个中子,A错误;中等大小的核最稳定,比结合能最大,B错误C正确;由于该核反应的过程中释放核能,所以裂变后的新核的结合能大于原来的结合能,所以铀233的裂变反应释放的能量为,D错误.
7.C
【解析】
电子绕原子核做圆周运动时由库伦力提供向心力故有,则电子的动能,电子由高能级跃迁到较低能级时轨道半径减小,故电子的动能增大,当电子由较高能级向较低能级跃迁时,库伦力对电子做正功,电势能减小,总能量减少。故A错误;原子核的比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,故B错误;天然放射现象中的β射线实际是高速电子流,穿透能力比α粒子强,故C正确;放射性元素的半衰期是由原子核内的结构决定的,与温度或压强无关,故D错误。
故本题选C.
8.BC
【解析】
两个带电质点,只在相互作用的静电力下运动,若其中一个质点的动量增加,另一个质点的动量也可能增加,例如两带同性电荷的小球在斥力作用下逐渐远离时,速度逐渐变大,动量逐渐变大,选项A错误;波尔将量子观念引入原子领域,成功解释了氢原子光谱的特征,选项B正确;在原子核中,比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固,选项C正确;根据能量守恒可知,要使原来静止并处于基态的氢原子从基态跃迁到某一激发态,需要吸收的能量为12.09eV,则必须使动能比12.09?eV大得足够多的另一个氢原子与这个氢原子发生碰撞,才能跃迁到某一激发态,故D错误;故选BC.
9.AB
【解析】
A.原子的结合能等于核子在结合成原子核的过程中释放的能量,也是把原子核分解成核子所需吸收的最小能量,A正确
B.一重原子核衰变成粒子和另一原子核,要释放能量,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,B正确
C.比结合能越大,结合过程中核子平均释放能量越大,原子核越稳定,C错误
D.自由核子组成原子核时,根据爱因斯坦质能方程其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,D错误
10.AB
【解析】
A.原子核是否稳定,与原子核的比结合能有关,与结合能无关,故选项A符合题意;
B.放射性元素衰变快慢,由元素本身的性质决定,与物理状态无关,故选项B符合题意;
C.铀核()裂变即使发生了,如果铀块体积小于临界体积,则核反应不能持续下去,故选项C不符合题意;
D.发生衰变,产生的新核的核子数不变,故选项D不符合题意。
11.BC
【解析】
两个轻核发生聚变反应,由于反应放出能量,有质量亏损,则产生的新核的质量一定小于两个轻核的质量和,选项A错误;在核反应中,比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时,会释放核能,选项B正确;氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子能量小于从n=3能级跃迁到n=1能级时释放的光子的能量,则当用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射某金属时有光电子逸出,则用从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光照射该金属也一定会有光电子逸出,选项C正确;使处于基态的氢原子跃迁到激发态所吸收的光子的能量必须等于两个能级的能级差,否则将不能被吸收,选项D错误.
12.BD
【解析】
A. 卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型,故A项与题意不相符;
B. 衰变成电荷数少8,质量数少24,设经过n次α衰变,m次β衰变,则有:

解得:
故B项与题意相符;
C. 衰变中产生的β射线实际上是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子,电子释放出来,不是来自核外电子,故C项与题意不相符;
D. 比结合能的大小反映原子核的稳定程度,比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,故D项与题意相符。
13.(1) (2), (3)
【解析】
(1)根据质量数和电荷数守恒,书写核反应方程;
(2)根据动量守恒定律求解α粒子的速度;
(3)根据爱因斯坦质能方程求解核质量亏损;
【详解】
(1)根据质量与电荷数守恒,则有:;
(2)由动量守恒定律得;
由题意得,解得:,
(3)氚核和α粒子的动能之和为
释放的核能为;
由爱因斯坦质能方程得,质量亏损为;
【点睛】
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.
14. 质子 中子
【解析】质子和中子统称为核子
15. 增大 小于
【解析】将A分裂成B、C,B、C原子核子结合的比A牢固,故比结合能增大;由平均核子质量与原子序数的关系图象可知,D与E的平均质量大于F的平均质量,所以DE结合成F,平均质量减小.