核力與結(jié)合能練習(xí)一、單選題1.下面關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中，正確的有(????)A.原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大2.2020年12月17日1時59分，“嫦娥五號”探測器在月球上采集了約2kg月壤成功返回地球。月壤中含有的“氦—3”(?23He)被科學(xué)家們稱為“完美能源”。已知兩個氘核(?12H)通過反應(yīng)可產(chǎn)生“氦—3”，并釋放出一個X粒子。則下列說法正確的是A.X粒子是質(zhì)子B.該反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒但存在質(zhì)量虧損C.該反應(yīng)既不是裂變反應(yīng)，也不是聚變反應(yīng)D.該反應(yīng)中反應(yīng)物的比結(jié)合能大于生成物的比結(jié)合能3.我國著名物理學(xué)家，曾任浙江大學(xué)物理系主任的王淦昌先生曾提出一種探測中微子的方案，?7Be原子核可以俘獲原子的K層電子而成為?7Li的激發(fā)態(tài)(7Li)?，并放出中微子(當(dāng)時寫作η)，即?7Be+e→(7Li)?+η，而(7Li)?又可以放出光子γ而回到基態(tài)?7Li，即(7Li)?→7Li+γ，下列說法中正確的是A.?7Be+e→(7Li)?+η是核聚變反應(yīng)B.(7Li)?和?7Li的核子數(shù)相同C.(7Li)?和Li的比結(jié)合能相同D.(7Li)?→7Li+γ的過程中由于質(zhì)量數(shù)守恒，故未出現(xiàn)質(zhì)量虧損4.2020年12月17日1時59分，“嫦娥五號”探測器在月球上采集了約2kg月壤成功返回地球.月壤中含有的“氦?3′”23He被科學(xué)家們稱為“完美能源”.已知兩個氘核12H通過反應(yīng)可產(chǎn)出“氦?3”并釋放出一個X粒子.則下列說法正確的是(???)A.X粒子是質(zhì)子B.該反應(yīng)既不是裂變反應(yīng)，也不是聚變反應(yīng) C.該反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒但存在質(zhì)量虧損D.該反應(yīng)中反應(yīng)物的比結(jié)合能大于生成物的比結(jié)合能1.關(guān)于核反應(yīng)和核能，下列說法正確的是(??)A.核子結(jié)合成原子核時，要克服核力做功，從外界吸收能量B.原子核分解為核子時，總質(zhì)量數(shù)減少，向外界釋放能量C.重核裂變(92235U+01n→54139Xe+3895Sr+201n)釋放出能量，54139Xe的結(jié)合能比92235U的大D.放射性原子核92238U衰變?yōu)樵雍?8226Ra，需要經(jīng)3次α衰變和2次β衰變2.一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變反應(yīng)會產(chǎn)生氦核，核反應(yīng)方程是12H+13H→24He+X，關(guān)于該反應(yīng)，下列說法中正確的是A.該反應(yīng)為α衰變B.該方程中的X表示質(zhì)子11pC.12H的比結(jié)合能比24He的比結(jié)合能大D.該反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量將減小3.據(jù)悉我國第四代反應(yīng)堆—釷基熔鹽堆能源系統(tǒng)(TMSR)研究已獲重要突破。該反應(yīng)堆以釷為核燃料，釷俘獲一個中子后經(jīng)過若干次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾；軸的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪，同時釋放巨大能量。下列說法正確的是A.釷核90232T?有90個中子，142個質(zhì)子B.鈾核裂變的核反應(yīng)方程為92233U+01n→56142Ba+3689Kr+301nC.放射性元素衰變的快慢與核內(nèi)部自身因素?zé)o關(guān)，由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件決定D.重核分裂成中等大小的核，核子的比結(jié)合能減小4.準(zhǔn)確理解和掌握物理知識是非常重要的，否則同學(xué)們在做選擇題時，會覺得每個選項(xiàng)都似乎都是正確的，更可怕的是在多選題中可能由于對某一個選項(xiàng)的知識的模糊，往往會導(dǎo)致整個題目的完全潰敗，下列對物理方面知識的說法錯誤的是A.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)B.光的干涉、衍射、偏振體現(xiàn)了光的波動性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)體現(xiàn)了光的粒子性C.比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越不牢固，原子核越不穩(wěn)定D.根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小5.人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法錯誤的是(????) A.由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損要放出能量B.由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損，要放出核能C.已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若不改變頻率只增加γ射線強(qiáng)度，則逸出光電子的最大初動能增大D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度1.關(guān)于β衰變，下列說法正確的是A.β衰變說明電子是原子核的組成部分B.原子核發(fā)生β衰變，產(chǎn)生新原子核的比結(jié)合能增大C.β衰變的快慢與衰變物質(zhì)所處狀態(tài)有關(guān)D.原子核發(fā)生β衰變，產(chǎn)生新原子核的核子數(shù)減少二、多選題2.如圖給出了核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)Z的關(guān)系的示意圖線，由圖可知：A.原子核A裂變成原子核B和C要放出核能B.原子核A裂變成原子核B和C要吸收能量C.原子核D和E聚變成原子核F要放出核能D.原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量3.核物理通過百余年的發(fā)展和進(jìn)步，人們已經(jīng)對原子核有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，下列說法正確的是(??) A.不管兩個質(zhì)子之間距離如何，核力總是大于庫侖力B.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量C.比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定D.由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化1.一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變反應(yīng)會產(chǎn)生氦核，核反應(yīng)方程是12H+13H→24He+X，關(guān)于該反應(yīng)，下列說法中正確的是A.該反應(yīng)為α衰變B.該方程中的X表示中子01nC.12H的比結(jié)合能比24He的比結(jié)合能大D.該反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量將減小2.下列說法正確的是(????)A.一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合生成氘核時，會發(fā)生質(zhì)量虧損B.一個處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷，可能產(chǎn)生6種不同頻率的光子C.氡(?86222Rn)衰變的半衰期為3.8天，升高溫度后其半衰期將小于3.8天D.核反應(yīng)?13H+?12H→?24He+?01n是輕核的聚變3.下列說法正確的有(???)A.質(zhì)量數(shù)越小的原子核，比結(jié)合能越大B.粒子被加速后，其物質(zhì)波的波長將變短C.玻爾的能級和電子軌道不連續(xù)的觀點(diǎn)，成功地解釋了氫原子的光譜D.某放射性元素的400個原子核中有200個發(fā)生衰變的時間為它的一個半衰期三、填空題4.一個中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng)，生成一個氘核，其核反應(yīng)方程式為_____________.該反應(yīng)放出的能量為Q，則氘核的比結(jié)合能為_____________．5.原子物理中，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)互換的原子核稱為鏡像核的鏡像核是____(鏡像核的元素符號可用X表示)．的比結(jié)合能是____.(設(shè)質(zhì)量為mLi，中子質(zhì)量為mn，質(zhì)子質(zhì)量為mp，真空中光速為c)6.太陽能量來源與太陽內(nèi)部氫核的聚變。1個(12H)和1個(13H)結(jié)合成1個氦核(24He)。該核反應(yīng)的方程式為：________。已知12H的質(zhì)量為m1，11H的質(zhì)量為m2，氦核的質(zhì)量為m3，中子的質(zhì)量為m4，真空中光速為c。該反應(yīng)釋放的核能為________。 1.太陽內(nèi)部不斷進(jìn)行著各種核聚變反應(yīng)，一個氘核和一個氚核結(jié)合成一個氦核是其中一種，請寫出其核反應(yīng)方程________________；如果氘核的比結(jié)合能為E1，氚核的比結(jié)合能為E2，氦核的比結(jié)合能為E3，則上述反應(yīng)釋放的能量可表示為________。 答案和解析1.【答案】D【解答】A.原子核拆解成核子吸收的能量稱為結(jié)合能，A錯誤；B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，結(jié)合能就是比結(jié)合能乘以核子數(shù)，因此比結(jié)合能大的結(jié)合能不一定大，B錯誤；C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能大但比結(jié)合能小，C錯誤；D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大，因此輕核聚變成中等質(zhì)量的原子核會放出核能，D正確。2.【答案】B【解答】A.根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，可知X為中子，故A錯誤；B.該反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，但是有質(zhì)量虧損，反應(yīng)物的質(zhì)量大于生成物的質(zhì)量，故B正確；CD.該反應(yīng)是聚變反應(yīng)，放出能量，所以反應(yīng)物的比結(jié)合能小于生成物的比結(jié)合能，故BD錯誤。3.【答案】B【解答】A.?7Be+e→(7Li)?+η是原子核的人工轉(zhuǎn)變，故A錯誤；B.(7Li)?→7Li+γ沒有質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的變化，所以(7Li)?和?7Li的核子數(shù)相同，故B正確；C.(7Li)?→7Li+γ放出了能量，所以?7Li比(7Li)?更穩(wěn)定，?7Li的比結(jié)合能大，故C錯誤；D.(7Li)?→7Li+γ放出了能量，該過程發(fā)生了質(zhì)量虧損，故D錯誤。4.【答案】C【解答】A.根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，可知X為中子，故A錯誤。B.該反應(yīng)是聚變反應(yīng)，放出能量，所以反應(yīng)物的比結(jié)合能小于生成物的比結(jié)合能，故BD錯誤。C.該反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，但是有質(zhì)量虧損，反應(yīng)物的質(zhì)量大于生成物的質(zhì)量，故C正確。5.【答案】D【解答】A. 核子結(jié)合成原子核時，核子間的核力做正功，所以要向外界釋放能量，A項(xiàng)錯誤；B.核子結(jié)合成原子核的過程存在質(zhì)量虧損，向外界釋放能量，但總質(zhì)量數(shù)不變，B項(xiàng)錯誤；C.重核裂變過程釋放出能量，組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能越大，C項(xiàng)錯誤；D.設(shè)92238U經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變后變?yōu)?8226Ra，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得238=226+4x和92=88+2x?y，解得x=3，y=2，即放射性原子核92238U經(jīng)過3次α衰變和2次β衰變后變?yōu)?8226Ra，D項(xiàng)正確。6.【答案】D【解答】A.該反應(yīng)為輕核聚變，故A錯誤；B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，X為中子，故B錯誤；CD.聚變反應(yīng)放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量將減小，的比結(jié)合能比24He的比結(jié)合能小，故C錯誤，D正確。7.【答案】B【解答】A.原子核常用ZAX表示，A表示核的質(zhì)量數(shù)，Z表示核的電荷數(shù)，所以釷核有90個質(zhì)子，142個中子，故A錯誤；B.鈾核裂變的核反應(yīng)方程為?，核裂變方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，故B正確；C.放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身因素決定的，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，故C錯誤；D.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，如果使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核，核的比結(jié)合能均會增大，故D錯誤。8.【答案】C9.【答案】C【解析】解：A、由圖象可知，D和E核子的平均質(zhì)量大于F核子的平均質(zhì)量，原子核D和E聚變成原子核F時，核子總質(zhì)量減小，有質(zhì)量虧損，要釋放出核能，故A正確；B、由圖象可知，A的核子平均質(zhì)量大于B與C核子的平均質(zhì)量，原子核A裂變成原子核B和C 時會有質(zhì)量虧損，要放出核能，故B正確；C、光電子的最大初動能是由入射光的頻率決定的，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，增加入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動能不變，故C錯誤；D、在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度，故D正確。10.【答案】B【解答】A.β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，因此β衰變不能說明電子是原子核的組成部分，A錯誤；B.原子核發(fā)生β衰變，產(chǎn)生新原子核趨于穩(wěn)定，所以新的原子核的比結(jié)合能增大，B正確；C.半衰期是衡量衰變的快慢的物理量，而半衰期與衰變物質(zhì)所處狀態(tài)無關(guān)，C錯誤；D.原子核發(fā)生β衰變，產(chǎn)生新原子核的核子數(shù)不變，D錯誤。11.【答案】AC【解得】AB.由圖象可知，A的核子平均質(zhì)量大于B與C核子的平均質(zhì)量，原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損，要放出核能，故A正確，B錯誤；CD.由圖象可知，D和E核子的平均質(zhì)量大于F核子的平均質(zhì)量，原子核D和E聚變成原子核F時，核子總質(zhì)量減小，有質(zhì)量虧損，要釋放出核能，故D錯誤，C正確；故選AC。12.【答案】BC【解答】A、當(dāng)兩個質(zhì)子相距很近時，核力大于庫侖力，大于一定距離時，核力小于庫侖力，核子只和相鄰核子發(fā)生核力作用，故A錯誤；B、原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量，故B正確；C、比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故C正確；D、愛因斯坦質(zhì)能方程只是反映了質(zhì)量與能量之間的關(guān)系，質(zhì)量和能量不可以相互轉(zhuǎn)化，故D錯誤。13.【答案】BD【解答】A.該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)，不是衰變，A項(xiàng)錯誤； B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知方程中的X表示中子01n，B項(xiàng)正確；CD.聚變反應(yīng)是放出能量的反應(yīng)，會發(fā)生質(zhì)量虧損，反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量將減小，12H的比結(jié)合能比24He的比結(jié)合能小，C項(xiàng)錯誤、D項(xiàng)正確。14.【答案】AD【解答】A.一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核時，釋放出核能，由質(zhì)能方程可知，此過程中有質(zhì)量虧損，故A正確；B.一個處于n=4能級的氫原子向較低能級躍遷，最終躍遷到基態(tài)，躍遷情況可能是：4→1，釋放1種頻率的光子?；蛘呤牵?→3→1，4→2→1，釋放2種頻率的光子?；蛘呤牵?→3→2→1，釋放3種頻率的光子，可能最多產(chǎn)生3種不同頻率的光子，故B錯誤；C.原子核衰變的半衰期由原子核自身性質(zhì)決定，是不變的，與核外的壓強(qiáng)、溫度等因素均無關(guān)，故C錯誤；D.核反應(yīng)?是輕核的聚變，故D正確；15.【答案】BC【解答】A.原子序數(shù)中等的原子核，比結(jié)合能越大，故A錯誤；B.粒子被加速后，動量增大，由λ=?p，其物質(zhì)波的波長將變短，故B正確；C.玻爾的能級和電子軌道不連續(xù)的觀點(diǎn)，成功地解釋了氫原子的光譜，故C正確；D.半衰期是一個對放射性元素的大量原子核而言的統(tǒng)計概念，對個別原子核來說沒有什么意義，故D錯誤。16.【答案】o1n+11H→12H；Q2【解答】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，該反應(yīng)釋放的能量為Q，則結(jié)合能為Q，所以氘核的比結(jié)合能為Q2。故答案為：o1n+11H→12H；Q217.【答案】?47X(或?47Be) ??17(4mn+3mp?mLi)c2【解析】?47X(或?47Be)??17(4mn+3mp?mLi)c2【解析】根據(jù)題意，鏡像核的質(zhì)子數(shù)為4，質(zhì)量數(shù)為7，所以鏡像核為?47X，根據(jù)比結(jié)合能的概念得E=(3mp+4mn)?mLi7?c2．18.【答案】；(m1+m2?m3?m4)c219.【答案】?12H+?13H→?24He+?01n4E3?2E1?3E2【解析】【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量守恒守恒，知核反應(yīng)方程為?12H+?13H→?24He+?01n，根據(jù)比結(jié)合能等于結(jié)合能與核子數(shù)的比值，則有：該核反應(yīng)中釋放的核能ΔE=4E3?2E1?3E2。