1、第十九章5核力与结合能第十九章 原子核5 核力与结合能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，H，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1.51015 m之内D核力与电荷有关解析：核力是短程力，超过1.51015 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0.81015 m，核力表现为引力，在此过程核
3、力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于0.81015 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，随着质子数的增加，其库仑斥力增加，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HHHeX.已知H的质量为2.013 6 u，H的质量为3.018 0 u，He的质量为4.002 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BX是中子，该反应释放能量CX是质子，该反应吸收能量DX是中子，该反应吸收能量解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过
4、程中质量数，电荷数守恒规律，可得：HHHen，X为中子，在该反应发生前，反应物的总质量m12.013 6 u3.018 0 u5.031 6 u，反应后产物总质量m24.002 6 u1.008 7 u5.011 3 u，总质量减少，出现了质量亏损，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粒子时，放出28.30 MeV的能量，当三个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()A21.04 MeV B35.56 MeVC92.16 MeV D77.64 MeV解析：设中子的质量为mn，质子的质
5、量为mp，粒子的质量为m，碳原子核的质量mC.根据质能方程，得E128.30 MeV2(mnmp)mc2，E27.26 MeV(3mmC)c2，E3(6mn6mpmC)c2，由上式得E392.16 MeV.答案：CA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2.01015 m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
6、的核子之间，在1.51015 m的距离内远大于它们相互间的库仑力，大于1.51015 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，
7、当质量分别为m1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) uc2B(m1m2M) u931.5 JC(m1m2M)c2D(m1m2M)931.5 eV解析：在核能计算时，如果质量的单位是kg，则用Emc2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Em931.5 MeV进行计算，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mn、mp、mD.现用光子能量为E的射线照射静止氘核使之分解，反应方程为Dpn，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是()A.(mDmpmn)c2EB.(mDmnmp)c2
8、EC.(mDmpmn)c2ED.(mDmnmp)c2E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，本题核反应过程中射线能量E对应质量的增加和中子与质子动能的产生，即Emc22Ek(mpmnmD)c22Ek得EkE(mpmnmD)c2(mDmpmn)c2E，故选C.答案：C5(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量Emc22.2 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
9、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U(原子质量为232.037 2 u)放出一个粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.028 7 u)
10、，已知原子质量单位1 u1.671027 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，则粒子的动能是多少？解析：(1)UThHe.(2)质量亏损mmUmmTh0.005 9 u所以Emc20.005 9931.5 MeV5.50 MeV.(3)系统动量守恒，钍核和粒子的动量大小相等，即pTh(p)0，pThp，EkTh，Ek又EkThEkE，所以粒子获得的动能EkE5.5 MeV5.41 MeV.答案：(1)UThHe(2)5.50 MeV(3)5.41 MeV7.H的质量为3.016 05
11、0 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 655 u求：(1)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？(2)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：(1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程是H2nH，反应前各核子总质量为mp2mn1.007 277 u21.008 665 u3.024 607 u，反应后新核的质量为mH3.016 050 u，质量亏损为m3.024 607 u3.016 050 u0.008 557 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
12、能为E0.008 557931.5 MeV7.97 MeV.(2)氚核的结合能即为E7.97 MeV，它的比结合能为2.66 MeV.(3)放出光子的频率为 Hz1.921021 Hz.答案：(1)放出能量7.97 MeV(2)7.97 MeV2.66 MeV(3)1.921021 Hz8镭核Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核Rn.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)写出核反应方程；(2)求镭核衰变放出的能量；(3)若衰变放出的能量均转变为氡核和放出粒子的动能，求放出粒子的动能解析：(1)核反应方程为RaRnHe.(2)镭核衰变放出的能量为Emc2(226.025 44.002 6222.016 3)931.5 MeV6.05 MeV.(3)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mRnvRnmv0.又因为衰变放出的能量转变为氡核和粒子的动能，则EmRnvmv.由可得EE6.05 MeV5.94 MeV.答案：(1)RaRnHe(2)6.05 MeV(3)5.94 MeV
