第五章第三节《核力与结合能》达标检测 （满分 100 分，答题时间 50 分钟） 一、单选题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分） 1．国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站”，首次记录到能量达 1.40 �1015 eV  的伽马（ 射线）光子，这是人 类观测到的最高能量光子，开启了“超高能伽马天文学”的时代。若该伽马光子为核反应产物，已知真空中光速为 3 �108 m / s A． C． ，则该核反应质量亏损约为（　　） 2.5 �1016 kg 2.5 �10 21 kg B． D． 2.5 �1019 kg 2.5 �10 23 kg 2．原子质量单位为 u，1u 相当于 931.5MeV 的能量，真空中光速为 c，当质量分别为 m1kg 和 m2kg 的原子核结合为 质量为 M 的原子核时释放出的能量是（　　） A．（M－m1－m2）u×c2 B．（m1＋m2－M）u×931.5J C．（m1＋m2－M）c2 D．（m1＋m2－M）×931.5eV 3．原子核的比结合能与核的质量数之间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A． He 核比 Li 核更稳定 B． Ba 核比 Kr 核核子数多，比结合能大 C．U 核比 Ba 核结合能大，比结合能也大 D．两个 H 核结合成 He 核，需要吸收能量 1  4 1 4．太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为 4 1 H→ 2 He＋2 1 e＋2ν；已知 1 H 和 1 1 4 2 4 2 He 的质量分别为 mp＝1.0078 u 和 mα＝4.0026 u，1 u＝931 MeV/c2，c 为光速。在 4 个 H 转变成 1 个 He 的过程 中，释放的能量约为（　　） A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV 5．下列有关结合能的说法正确的是（　　） A．结合能是核子结合成原子核而具有的能量 B．结合能越大，原子核越稳定 C．质量数大的原子核，比结合能不一定越大 D．所有原子核的比结合能都相同 6．近代物理和技术的发展，极大地改变了人类的生产和生活方式，推动了人类文明与进步。关于近代物理知识下 列说法正确的是（　　） A．原子核的结合能越大，原子核越稳定 B．某些原子核能够放射出 C．核泄漏污染物铯 137 55 Cs  粒子，说明原子核内有  粒子 能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为 137 55 Cs �� � 137 56 Ba  X ， X 为中子 D．若氢原于从 n  6 能级向 n  1 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n  6 能级向 n2 能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应 7．下列说法中正确的是（　　） A．发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构 B．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能 C．原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用 D．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道过程中，放出光子，电子动能增加，原子 的电势能增加 8．2021 年 4 月，某国政府不计后果决定将其一座核电站产生的核废水排放入海。核废水即使经处理，还是含有氚、 90 38 锶-90、铯-137、碘-129 等放射性元素。其中 Sr 半衰期为 30 年，它能通过 β 衰变变为新核，用 X 表示新核的元素 符号，下列有关说法错误的是（　　） A．锶发生 β 衰变时，产生的 β 射线不能穿透几厘米厚的铅板 B．锶发生 β 衰变的变方程为 90 38 0 Sr �90 39 X  1 e C．10 个锶核发生 β 衰变时，经过 30 年，一定还有 5 个锶核未发生衰变锶发生 90 38 D．新核 X 的比结合能比 Sr 大 9．比结合能可以反映原子核的稳定程度。已知氦核的质量为 4.0015u，质子的质量为 1.0078u，中子的质量为 1.0087u， 1u  931MeV / c 2 A．5 MeV ，c 为光速。则氦核的比结合能约为（　　） B．6 MeV C．7 MeV 10．下列有关核反应方程的说法正确的是（　　） D．8 MeV A．居里夫妇发现放射性磷的反应方程式为 B．查德威克发现中子的方程式为 235 90 1 U+10 n �136 54 Xe+ 38Sr+10 0 n 11．关于核反应方程 A．该反应属于 C． 238 92 U  238 92 27 31 He+13 Al � 15 P+ 01 n 1 Be+24 He �14 6 C+ 0 n 411H �42 He+2X C．太阳内部的热核反应 D． 92 9 4 4 2 ，产物 X 是电子 是铀核裂变方式之一，其产物 X U �90 Th  42 He B． X 90 Th Xe 90 的结合能比 38 Sr 的结合能大 ，其中 X 为 Th 原子核的质量数，则下列说法正确的是（　　） 衰变 的平均结合能比 136 54 大 X 90 Th 中含有 144 个中子 D．该反应新生成的粒子 X 90 Th 不具有放射性 12．如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲 线，根据两曲线，下列说法正确的是（　　） A．根据图甲可知， B．根据图甲可知， 4 2 He 235 92 核的结合能约为 7 MeV U 核比 89 36 Kr 核更稳定 C．根据图乙可知，核 D 裂变成核 E 和 F 的过程中，比结合能增大 D．根据图乙可知，若 A、B 能结合成 C，结合过程一定要吸收能量 二．多选题（本题共 5 小题，每小题 6 分，漏选得 3 分，共 30 分） 13．下列说法正确的是（　　） A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能 B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小 C．某一频率的光照射到某金属表面可以发生光电效应，入射光频率越高，光电子的最大初动能越大 D．铋 210 的半衰期是 5 天，1 克铋 210 经过 10 天衰变，总质量变为 0.25 克 14．关于原子结构和核反应的说法中正确的是（　　） A．原子核的半衰期会随着温度的升高而缩短 9 12 4 1 B．发现中子的核反应方程是 4 Be＋ 2 He→ 6 C＋ 0 n C．200 万个 238 92 U 的原子核经过两个半衰期后剩下 50 万个 238 92 U D．据图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 要释放能量 15．关于力的说法，正确的是（　　） A．强相互作用力和弱相互作用力都属于短程力 B．施力物体是主动施加力的作用的物体，而受力物体是被动接受力的作用的物体 C．重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出 D．在不同地点，质量大的物体一定比质量小的物体所受的重力大 16．对核力的认识，下列说法正确的是（　　） A．任何核子之间均存在核力 B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 C．核力只存在于质子之间 D．核力是原子核能稳定存在而不“分崩离析”的原因 17．核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出 3 个中子，核反应方程是 235 92 89 1 U 10 n �144 56 Ba  36 Kr  30 n ，铀核的质量为  核反应中放出 光子，能使逸出功为 W0 m1 ，钡核的质量为 m2 的金属板放出最大初动能为 ，氪核的质量为 Ek  m1  m2  m3  3m4  c 2 B．  光子是原子核外最外层电子向基态跃迁时放出的，因此能量很高 h 2 mE C．这些光电子的德布罗意波长不小于 k D．该核反应产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能 ，中子的质量为 的光电子，已知电子的质量为 普朗克常量为 h ，则（　　） A．该核反应放出的核能为 m3 m m4 。此类 c ，光速为 ， 三．填空题（本题共 10 分） 18．一个静止的钚核 239 94 235 Pu �92 U＋X 自发衰变成一个铀核 235 92 U 和另一个原子核 X，并释放出一定的能量。其核衰变方程为： 。 （1）方程中的 X 核符号为________。 （2）钚核的质量为 239.0522u，铀核的质量为 235.0439u，X 核的质量为 4.0026u，已知 1u 相当于 931.5MeV 的能 量，则该衰变过程放出的能量是________MeV； （3）假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和 X 核的动能，则 X 核与铀核的动能之比是________。 19．在 β 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出，中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953 年， 莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中 1 1 H 的核反应，间接地证实了中微 子的存在。 0 1 1 e H n  1 H � 01 n  01 e （1）中微子与水中的 1 发生核反应，产生中子（ 0 ）和正电子（ +1 ），即中微子 1 ，可以判定中微 子的质量数和电荷数分别是（______） A．0 和 0 B．0 和 1 C．1 和 0 D．1 和 1 （2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ）， 即 0 1 e  01 e � 2 。已知正电子和电子的质量都为 9.1×10-31kg，反应中产生的每个光子的能量约为___________J（保 留 2 位有效数字）。 参考答案 1.C 2.C 3.A 4.C 5.C 6.D 7.A 8.C 9.C 10.D 11.B 12.C 13.AC 14.BD 15.AB 16.BD 17.CD 18． 4 2 He 5.31 19．A 8.2×10-14 235 : 4