5.3 核力与结合能同步练习 2021—2022 学年高中物理人教版（2019） 选择性必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．下列说法正确的是 A．哥白尼发现了行星运动三定律，并由此提出了日心说 B．牛顿发现了万有引力定律，并精确测出了引力常量 C．伦琴发现了 X 射线，并拍下了世界上第一张 X 射线照片 D．爱因斯坦质能关系式 E=mc2 中的 m 是物体的静质量，m 与物体的速率无关 2．关于近代物理学知识的说法中正确的是（　　） A．红光照射某金属发生了光电效应，则用紫光照射该金属也定能发生光电效应 B．玻尔的原子模型不仅能解释氢原子光谱规律，也能解释其他原子的光谱规律 C．结合能越大表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定 D．原子核发生一次 β 衰变，该原子外层就失去一个电子 3．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大于两个轻核的质量和 B．在核反应中，只有比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能 C．氢原子从 n  2 能级跃迁到 n  1 能级辐射的光是紫外线，则从 n  3 能级跃迁到 n  1 能级辐射的光可能 是可见光 D．当用紫光照射某金属表面时有电子逸出，则改用蓝光照射该金属也一定会有电子逸出 4．关于核反应方程 234 90 Th→ 234 91 Pa＋X＋ΔE（ΔE 为释放出的核能，X 为新生成粒子），已知 为 T，则下列说法正确的是（　　） A． 234 91 Pa 没有放射性 234 91 Pa 的半衰期 B． 234 Th 的比结合能为 90 E 3 C．N0 个 234 Th 经 2T 时间因发生上述核反应而放出的核能为 N0ΔE（N0 数值很 90 234 4 大） D． 234 91 Pa 比 234 90 α Th 多 1 个中子，X 粒子是从原子核中射出的，此核反应为 衰变 5．太阳每秒释放的能量是 92 千万亿吨 已知光在真空中速度 A． c  3.0 �108 m s 1.3 �1018 kg B． TNT 当量，折合能量约 3.9 �10 26 J 。如果该能量为核反应产生的。 ，则每秒钟太阳的质量亏损约为（　　） 4.3 �109 kg C． 4.3 �106 kg D． 2.3 �103 kg 6．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 7．下列说法正确的是（　　） A． 238 92 U 衰变为 222 86 Rn 经过 4 次  衰变，2 次  衰变 B．  衰变中产生的  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 C．氡的半衰期为 3.8 天，若有 16 个氡原子核，经过 7.6 天后一定只剩下 4 个氡原子核 D．结合能越大原子核越稳定 5 5 8．放射性同位素 3 Li（锂 5）是不稳定的，它会分解成一个 α 粒子和一个质子。已知 3 Li、α 粒子、质子的 质量分别为 m1、m2、m3，真空中光速为 c，则上述过程（　　） A．释放的能量为（m1-m2-m3）c2 B．释放的能量为（m2+m3-m1）c2 C．吸收的能量为（m1-m2-m3）c2 D．吸收的能量为（m1+m2+m3）c2 9．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的情形是生成钡和氪，同时放出 3 个中子，核反应方程是 235 92 89 1 U+ 01 n � 144 56 Ba  36 kr  3 0 n ，以下说法正确的是(　　) A．该反应质量数守恒，没有质量亏损 B． C． D． 235 92 U 235 92 U 144 56 Ba 的中子数比 144 56 的比结合能比 Ba 144 56 89 的结合能比 36 kr 的多 91 个 Ba 的大 的大 10．关于下列四幅图中实验现象和规律的说法中，正确的是（　　） A．甲图为  粒子散射实验，卢瑟福通过此实验发现了原子核是由质子和中子组成的 B．乙图为光电效应，爱因斯坦首先发现紫外线灯照射到金属板上会有光电子逸出 C．丙图所示的光谱中，连续光谱可以用来分析物质的元素组成 D．由丁图可知，中等质量的原子核与重核和轻核相比，核子结合得更牢固 11．关于图中四幅图的有关说法中正确的是（　　） A．图甲中的 α 粒子散射实验说明了原子核是由质子与中子组成 B．图乙中若改用绿光照射，验电器金属箔片一定不会张开 C．图丙一群氢原子处于 n=4 的激发态，最多能辐射 6 种不同频率的光子 D．图丁原子核 C、B 结合成 A 时会有质量亏损，要释放能量 12．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（　　） A． 4 2 He 4 He B． 2 的结合能约为 核比 C．两个 235 D． 92 U 2 1 H 6 3 Li 14MeV 核更稳定 核结合成 4 2 He 核时吸收能量 核中核子的平均结合能比 13．下列说法中正确的是 89 36 Kr 核中的大 A．结合能越大的原子核越稳定 B． 232 90 Th 经过 6 次 α 衰变和 4 次 β 衰变后成为 208 82 Pb C．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电势能减小 D．用绿光或紫光照射某金属发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能可能相等 14．关于原子核的结合能，下列说法不正确的是(　　) 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 α 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．比结合能越大，原子核越不稳定 D．铯原子核( 133 55 Cs)的结合能小于铅原子核( 208 82 Pb)的结合能 15．下列说法正确的是（　　） A．  粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的 B．康普顿效应说明光子不仅具有能量，而且具有动量 C．核力是短程力，其表现一定为吸引力 D．天然放射性现象说明原子具有核式结构模型 二、填空题（共 4 题） 16．原子核是由质子和中子组成的，它们统称为______，在原子核内把它们紧紧拉在一起的力叫做______。 17．一个中子和一个质子能结合成一个氘核，请写出该核反应方程式：______；已知中子的质量是 mn，质 子的质量是 mp，氘核的质量是 mD，光在真空的速度为 c，氘核的结合能的表达式为___________． 18．(1)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有________． A． B． 4 2 He 4 2 He 核的结合能约为 14 MeV 核比 6 3 Li 核更稳定 2 C．两个 1 235 92 D． U H 核结合成 4 2 He 核时释放能量 核中核子的平均结合能比 1 4 H (2)质子( 1 )和 α 粒子( 2 He 89 36 Kr 核中的大 )被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α 粒子的 动量，质子和 α 粒子的德布罗意波波长之比为________． 19．1932 年查德威克用 α 粒子去轰击铍核 铍核的质量为 mp ，中子的质量为 mn 9 4 Be ，发现了中子，并产生一个碳核 ，碳核的质量为 mC 12 6 C ， 已知 α 粒子质量为 m ， 。该核反应方程为_________，核反应过程的质量 亏损为________________。 三、综合题（共 4 题） 20．完成以下核反应方程： 9 (1) 4 (2) (3) Be    � 126 C  01 n 19 9 F  24 He � 11 H   11 5 B  42 He �     147 N 21．在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，静止的原子核 A Z X 发生衰变，放出的粒子与反冲核 Y 都做匀速 圆周运动，两个圆的半径之比为 27：2，如图所示， (1)写出衰变方程； A (2)已知 Z X 出能量为 ，Y 和放出的粒子的质量分别为 E mX 、 mY 和 m0 光在真空中的速度为 c，若  的 光子，且衰变放出的光子的动量可忽略，求放出的粒子的动能． A Z X 衰变过程的同时放 22．钚的放射性同位素 核 235 92 U 239 94 Pu 静止时衰变为铀核激发态  ，并放出能量为 0.097MeV 的 光子．已知： mPu  239.0521u、mu  235.0439u 和 239 94 和 Pu 、 mu  4.0026u、lu  931.5 粒子，而铀核激发态 235 92 U 和 U 235 92 立即衰变为铀  粒子的质量分别为 MeV （1）写出衰变方程； （2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，求  粒子的动能． 23．一个静止的铀核 核 228 90 Th 232 92 （原子质量为 U （原子质量为 228.0287u 232.0372u ），已知 1u ）放出一个 相当于  931.5MeV 粒子（原子质量为 ( 4.0026u ）后衰变成钍 ) 的能量 结果保留三位有效数字 。 （1）写出铀核的衰变反应方程； （2）算出该衰变反应中释放出的核能； （3）若释放的核能全部转化为新核的动能，则  粒子的动能为多少？ 参考答案： 1．C 2．A 3．B 4．C 5．B 6．A 7．A 8．A 9．D 10．D 11．C 12．B 13．B 14．C 15．B 16． 核子 1 0 17． 18． n  11 H � 21 H BC； 4 2 19． 20．(1) 核力 4 2 (mn+mp-mD)c2 小于； 2:1  m  m    m He+94 Be � 126 C+10 n He ；(2) 22 10 Ne p 1 ；(3) 0 22．（1） 239 94  mn  n A 4 4 21．