高中物理3 核力与结合能精品课堂检测

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1．（2022春·广东深圳·高二校考期中）物理学上的四种基本相互作用是（ ）
A．万有引力、相互作用力、电磁力、强力
B．重力、弹力、摩擦力、其它力
C．作用力、反作用力、电磁力、强力
D．万有引力、电磁力、弱力、强力
【答案】D
【详解】到现在为止，物理学家们发现了四种基本的相互作用。它们是万有引力作用，电磁相互作用，强相互作用、弱相互作用。故ABC错误，D正确。
故选D。
2．（2020秋·北京昌平·高一阶段练习）（多选）下列关于四种基本相互作用的说法正确的是（ ）
A．万有引力把行星、恒星等聚在一起形成太阳系、银河系和其他星系，故万有引力只存在于天体之间
B．四种基本相互作用是独立存在的，有一种相互作用存在时，就一定不存在其他相互作用
C．强相互作用和弱相互作用只存在于微观粒子之间
D．四种基本相互作用的规律有很多相似之处，因此科学家可能建立一种“统一场论”将四者统一起来
【答案】CD
【详解】A．宇宙万物任何两个物体之间都存在着相互作用的吸引力，这种引力叫做万有引力，故A错误；
B．四种基本相互作用的规律既是独立的，又是统一的，有一种相互作用存在时，还可以存在其它相互作用，故B错误；
C．强相互作用存在于原子核内，作用范围在1.5×10-15m之内，弱相互作用力是微观粒子之间的一种作用力，作用距离约10-18m，强相互作用和弱相互作用是短程力，只存在于微观粒子之间；故C正确；
D．四种基本相互作用的规律既是独立的，又是统一的，四种基本相互作用的规律有很多相似之处，因此，科学家可能建立一种“统一场论”将四者统一起来，故D正确。
故选CD。
3．（2022·全国·高三专题练习）（多选）关于原子内的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A．原子核与电子之间的作用力主要是电磁力
B．中子和质子间的作用力主要是核力
C．质子与质子间的核力，在的距离内远大于它们相互间的库仑力
D．原子核与电子之间的万有引力大于它们之间的电磁力
【答案】AB
【详解】A．原子核与电子之间的作用力主要是电磁力，故A正确；
B．中子和质子间的作用力主要是核力，故B正确；
C．核力与万有引力、库仑力的性质不同，核力是短程力，作用范围约，故C错误；
D．原子核与电子之间的万有引力远小于它们之间的电磁力，故D错误。
故选AB。
4．（2022·高三课时练习）（多选）对于核力与四种基本相互作用，以下说法正确的是（ ）
A．核力是弱相互作用力，作用力很小
B．核力是强相互作用的表现，是强力
C．核力使核子紧密结合为稳定的原子核
D．核力是万有引力在短距离内的表现
【答案】BC
【详解】ABD．核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围约10-15m，选项B正确，A、D错误；
C．核力使核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核，选项C正确。
故选BC。
题组二 结合能的理解
5．（2022春·北京·高二期末）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ）
A．原子核的比结合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量
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．原子核的核子越多，则比结合能越大
D．比结合能越大，原子核越不稳定
【答案】B
【详解】A．根据结合能的定义可知，分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能，所以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，原子核的比结合能等于结合能除以核子数，指平均分解出一个自由核子所需要提供的能量，故A错误；
B．重核衰变时释放能量，衰变产物的结合能之和大于原来重核的结合能，故B正确；
C．原子核的核子越多，则结合能越大，但比结合能不一定越大，质量数为40左右的原子核的比结合能最大，故C错误；
D．比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。
故选B。
（2022春·高二课时练习）如图为原子核的比结合能曲线。根据该曲线，下列说法正确的是（ ）
A．核比核更稳定
B．核的结合能约为7MeV
C．两个核结合成核时释放能量
D．质量数越大的原子核越稳定
【答案】C
【详解】A．核的比结合能大于核的比结合能，因此核更稳定，故A错误；
BC．核的比结合能约为7MeV，核的比结合能约为1MeV，则两个核结合成核时释放能量，故B错误，C正确；
D．中等质量数的原子核比较稳定，故D错误。
故选C。
7．（2023·山东滨州·统考二模）不同原子核的比结合能不同，如图是按照实际测量结果画的图像，根据图像和所学知识，下列说法中正确的是（ ）．
A．结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量
B．随着原子质量数的增加，原子核的比结合能增大
C．铀核比钡核结合能大
D．两个氘核结合成氦核，需要吸收能量
【答案】C
【详解】A．结合能不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为了把核子分开而需要的能量，故A错误；
B．由图像可知随着原子质量数的增加，原子核的比结合能先增大后减小，故B错误；
C．由图像可知铀核的比结合能与核子数的乘积大于钡核的比结合能与核子数的乘积，即铀核比钡核结合能大，故C正确；
D．两个氘核结合成氦核，需要释放能量，故D错误。
故选C。
8．（2019春·河北石家庄·高二石家庄二中校考阶段练习）（多选）如图所示，表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是（ ）
A．重的原子核，例如轴核，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定
B．锂核的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定
C．导原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能；比结合能越大的原子核越稳定
D．核的结合能约为
【答案】CD
【详解】ABC．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，组成原子核的核子数越多，结合越大，比结合能不一定越大，只有比结合能越大，原子核中的核子才结合的越牢固，原子核越稳定，故C正确，AB错误；
D．核的比结合能约为，核子数为2，结合能约为，故D正确。
故选CD。
题组三 质量亏损与核能
9．（2022·河南南阳·高二统考期末）在核反应中，其中的质量为，比结合能为，的质量为，比结合能为，的质量为，比结合能为，X的质量为，比结合能为，下列说法正确的是（ ）
A．X是质子
B．X是电子
C．一次该核反应的质量亏损为
D．一次该核反应释放的能量为
【答案】D
【详解】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒可知的质量数为1，电荷数为0，可知是中子，故AB错误；
C．一次该核反应的质量亏损为，故C错误；
D．根据结合能的概念可知，该核反应释放的能量为，故D正确。
故选D。
10．（2022·山东青岛·高二期中）（多选）年，爱因斯坦发表狭义相对论时提出了质能方程，质能方程的正确性已被大量的实验所证实，并为现代核能的研究和应用提供理论指导，具有深刻意义并发挥出巨大的作用。下列关于质能方程的说法中正确的是（ ）
A．根据可以计算核反应中释放的能量
B．根据质能方程可知，在核反应中仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律
C．中的是核反应中释放的核能
D．中的为质量为的物体所对应的能量
【答案】ABD
【详解】A．根据可以计算核反应中释放的能量，故A正确；
B．在核反应中仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律，故B正确；
CD．质能方程中的表示质量为的物体所对应的能量，故C错误，D正确。
故选ABD。
11．（2023·河北·模拟预测）（多选）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是（ ）
A．重核裂变或轻核聚变过程都释放核能，核反应的产物结合能之和一定大于原来重核的结合能
B．核的结合能约为7MeV
C．中等质量的原子核的平均核子质量最小，核最稳定
D．两个核结合成核要释放能量
【答案】ACD
【详解】A．重核裂变或轻核聚变过程都释放核能，所以其产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故A正确；
B．分析图像可核的平均结合能为7MeV，根据平均结合能的定义可知，核的结合能为，故B错误；
C．中等质量的原子核的平均核子质量最小，比结合能最大，最稳定，故C正确；
D．两个核结合成核，根据图像可知核的比结合能大于核的比结合能，所以生成的核更稳定一些，能量更低，因此该聚变反应也是一个放热反应，故D正确。
故选ACD。
12．（2022秋·陕西渭南·高二统考期末）（多选）中子活化是指将样品用中子照射后，样品中的原子经中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即衰变，释放出粒子同时生成新的活化产物。经中子照射后发生反应，最终生成并释放一粒子X，若、、和X的质量分别为1.0087u、23.9850u、23.9910u、1.0078u、1u相当于931.5MeV，下列说法正确的是（ ）
A．反应方程式：
B．具有放射性，能衰变成和X
C．生成物的质量减少0.0051u
D．反应将吸收能量约4.75MeV
【答案】BD
【详解】A．反应方程式，故A错误；
B．由题，俘获中子后，生成的具有放射性，故B正确；
C．反应前后生成物质量变化为
说明生成物的质量增加，故C错误；
D．生成物的质量增加，所以吸收的能量为
故D正确。
故选BD。
13．（2022春·陕西西安·高二统考期末）（多选）居里夫妇发现放射性元素镭226的衰变方程为，已知的半衰期为1620年， 原子核的质量为226.0254u，衰变后产生的原子核的质量为222.0175u，原子核的质量为4.0026u，已知1u相当于931MeV，对的衰变，以下说法正确的是（ ）
A．表示氦原子
B．6克原子核经过1620年有3克发生衰变
C．1个原子核发生衰变放出的能量约为4.9MeV
D．衰变后比结合能变小
【答案】BC
【详解】A．根据核反应方程的质量数与电荷数守恒，则，
故是，表示氦核，不是氦原子，故A错误；
B．的半衰为1620年，6克原子核经过1620年一定有3克发生衰变，故B正确；
C．原子核的质量为226.0254u，衰变后产生的原子核的质量为222.0175u，原子核的质量为4.0026u，质量亏损为
因1u相当于931MeV，则有1个原子核发生衰变放出的能量约为4.9MeV，故C正确；
D．衰变后变成，放出能量，则其比结合能变大，故D错误。
故选BC。
14．1．（2021·海南·高考真题）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（ ）
A．质量亏损
B．释放的核能
C．铍原子核内的中子数是5
D．X表示的是氚原子核
【答案】B
【详解】CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为
则，，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故CD错误；
AB．核反应质量亏损为
则释放的核能为
故A错误，B正确；
故选B。
15．（2022·辽宁·高考真题）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为，已知、、的质量分别为，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（ ）
A．X为氘核B．X为氚核
C．D．
【答案】D
【详解】AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，为氕核，AB错误；
CD．根据质能方程可知，由于质量亏损核反应放出的能量为
C错误、D正确。
故选D。