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1、第十九章原子核5核力与结合能课堂演练当堂达标1对原子核的组成，下列说法正确的是（）A核力可使一些中子组成原子核B. 核力可使非常多的质子组成原子核C不存在只有质子的原子核D质量较大的原子核内一定有中子解析：由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核但核力也 不能把非常多的质子集聚在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”库仑力，A、B错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，円C错误；较大质量的原子核内只有存在 一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确.答案：D2 关于核力的说法正确的是（）A核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B.核力就是电磁力C核力是短程力，
2、作用范围在1.5X10-15 m之内D 核力与电荷有关解析：核力是短程力，超过1.5X10-15 m ,核力急剧下降几乎消 失，故C对；核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对；核力与 电荷无关，故D错.答案：C3（多选）对核子结合成原子核的下列说法正确的是（）A原子核内的核子间均存在核力B.原子核内的质子间均存在核力和库仑力C当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间 “势能”一定减小D对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原 子核稳定的作用解析：由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间由此知A、B错误；当n个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于0.8X10-15 m，
3、核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定减小,形成原子核后距离般不小于0.8X10-15 m,故C正确；对质子数较多的原子核,由于只有相邻的质子间才有核力，但各个质子间均有很 强的库仑斥力，随着质子数的増加，其库仑斥力増加，对于稳定的原 子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确.答案：CD4某核反应方程为2He+X已知H的质量为2.013 6 u,JH的质量为3.018 0 u, 2He的质量为4002 6 u, X的质量为1.008 7 u则下列说法中正确的是（）AX是质子，该反应释放能量B. X是中子，该反应释放能量C. X是质子，该反应吸收能量DX是中子，该反应吸收
4、能量解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过程中质量数，电守恒规律，可得：2H + 3H-4He + 0n , X为中子，在该反应发生前，反应物的总质量叱2013 6 u + 3018 0吩5031 6 u，反应后产，总质量减少，出现了物总质量 m - 4.002 6 u +1.008 7 u = 5.011 3 u2质量亏损，根据爱因斯坦的质能方程可知，该反应释放能量答案：B5.当两个中子和两个质子结合成一个a粒子时，放出28.30 MeV 的能量，当三个a粒子结合成一个碳核时，放出7.26 MeV的能量， 则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量为（）A 21.04 MeVB
5、35.56 MeVC 92.16 MeVD 77.64 MeV解析：设中子的质量为m，质子的质量为m , a粒子的质量为npma，碳原子核的质量mC根据质能方程，得AE = 28.30 MeV = 2(m +m ) - m c2 ,1n /aJAE2 = 7.26 MeV = (3ma - m” ,AE =(6m +6m3np-mC)C2由上式得AE = 92.16 MeV.3答案：C课后巩固知能提升A级抓基础1.（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2.0X10-15 m的距离内远大于
6、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解析：电子在原子核与电子之间库仑力的作用下绕原子核做圆周运动，选项A正确，D错误；中子和质子、质子与质子间的核力，主要是表现在相邻的核子之间在1.5X10 -15m的距离内远大于它们相互间的库仑力大于1.5X10-15 m的距离核力几乎为零故选项B正确，C错误.答案：AB2如图所示是描述原子核核子的平均质量仏与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是（）A将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量B将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C将原子核A分解为原子核B、F 一定释放能量D将原子核F、C结合成原子核B 一定释放能量
7、解析：因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分 解为B、C时，出现质量亏损，则放出能量，故A错同理可知B、D错，C正确.答案：C3原子质量单位为u, 1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光 速为c当质量分别为m和m2的原子核结合为质量为M的原子核 时释放出的能量是（）A(Mm1m2) u c2B(m1+m2M) u X 931.5 J1 2C(m1+m2M)c2D(m1+m2M)X 931.5 eV解析：在核能计算时，如果质量的单位是kg，则用AE = Amc2进行计算，如果质量的单位是u ,则利用1 u相当于931.5 MeV的能 量计算，即AE = AmX9315 MeV进
8、行计算，故C正确，A、B、D错误.答案：C4中子n、质子p、氘核D的质量分别为m、m、mD现用光n p D子能量为E的y射线照射静止氘核使之分解，反应方程为y+Dp+n,若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）m m )c2_E p n+m m )c2+E n pm m )c2+E p n+m m )c2E n p解析：因为轻核聚变时放出能量，质量亏损，所以氘核分解为核 子时要吸收能量质量增加本题核反应过程中 圍线能量E对应 质量的增加和中子与质子动能的产生，即E = Amc2 + 2E =（m +mkp n-mD）C2 + 2Ek 得 Ek = 1E -（mp + mn - %
9、0 =，叫0 +E,故选C.答案：C5（多选）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Am,相应的能 量AE=Amc2=22 MeV是氘核的结合能，下列说法正确的是（）A. 用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解 为一个质子和一个中子B. 用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解 为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零C. 用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解 为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D. 用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解 为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零解析：用能量小于结合能的光子照
10、射氘核时氘核一定不能分解， 所以A正确 B错误.用能量大于结合能的光子照射氘核时,氘核可 能分解，只要分解，分解出的质子和中子动能之和一定不为零（若动 能之和为零就分不开了），所以C错误，D正确.答案：ADB级提能力6一个静止的铀核232U（原子质量为232.037 2 u）放出一个a粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核囁工垠原子质量为228.028 7 u), 已知原子质量单位1 u=167X 10F kg, 1 u相当于931.5 MeV的能 量.(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a粒子的动能是多
11、少？解析：(1)232U 220Th + 4He.质量亏损皿=叫-叫-%=0005 9 u所以AE = Lmc2 = 0.005 9X931.5 MeV = 5.50 MeV.(3)系统动量守恒，钍核和a粒子的动量大小相等，即PTh + (Pa)= 0，PTh=Pa，又E +E =AE ,kThka所以a粒子获得的动能m228E =X5.5 MeV = 5.41 MeV.ka ma+mTh4 + 228答案：(1)232U220Th+2He(2)5.50 MeV (3)5.41 MeV7；H的质量为3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的 质量是1.008 655 u
12、.求：一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？ 该能量为多少？氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果此能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？解析:一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程是严20计，反应前各核子总质量为m +2m = 1.007 277 u + 2X 1.008 665 uPn=3.024 607 u ,反应后新核的质量为m - 3.016 050 u ,H质量亏损为Am = 3.024 607 u - 3.016 050 u = 0.008 557 u ,因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应释放能量.释放的核能为AE = 0.008 557X
13、931.5 MeV = 7.97 MeV.氚核的结合能即为AE = 7.97 MeV ,A E它的比结合能为可66 MeV.放出光子的频率为AE 7.97X106X1.6X10-19v =Hz1.92X1021 Hz.h6.63X10-34答案：(1)放出能量7.97 MeV(2) 7.97 MeV 2.66 MeV(3) 1.92X1021 Hz8镭核Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核286Rn已知镭核226 质量为226.025 4 u氡核222质量为222.016 3 u放出粒子的质量 为 4.002 6 u.(1) 写岀核反应方程；(2) 求镭核衰变放出的能量；若衰变放出的能量均转变为氡
14、核和放出粒子的动能，求放出 粒子的动能.解析：(1)核反S方程226Ra2|2Rn + 2He.镭核衰变放出的能量为AE = Am c2 = (226025 4 - 4.002 6 -222.016 3) X 931.5 MeV6.05 MeV.设镭核衰变前静止，镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定 律可得m v - m v = 0.0Rn Rn a a又因为衰变放出的能量转变为氡核和a粒子的动能，则1 1AE = 2mRnVRn + 2maVa*由可得Ea二一丛=. X6.05 MeV5.94 MeV.m +m222.016 3 + 4.002 6Rn a答案：(1)226Ra222Rn+4He(2)6.05 MeV (3)5.94 MeV
