高中物理选修3-5核力与结合能综合练习题测试题复习题

高中物理人教版选修3-5第十九章第5节核力与结合能同步练习A卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共7题；共14分)1. （2分）关于卢瑟福的α粒子散射实验，下列叙述中与得到的实验结果相符的是（）A . 所有α粒子穿过金箔后偏转角度都很小B . 大多数α粒子发生较大角度的偏转C . 向各个方向运动的α粒子数目基本相等D . 极少数α粒子产生超过90°的大角度偏转2. （2分） (2017高二下·邯郸期中) 下列叙述正确的是（）A . 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B . 由爱因斯坦质能方程E=mc2可知，质量可以转变为能量C . 质子与中子的质量不等，但质量数相等D . 天然放射现象说明原子核内部有电子3. （2分）有关对原子的说法正确的是（）A . 汤姆孙通过研究阴极射线得出电子是构成原子的微粒，且测出了电子的电量B . 密立根是通过对电子在电场中做匀速直线运动的研究，测出了电子的电量C . 汤姆孙提出的原子模型不能解释原子呈电中性D . 卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型4. （2分）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3 ，普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是（）A . 核反应方程是 + n→ H+γB . 聚变反应中的质量亏损△m=m1+m2﹣m3C . 辐射出的光子的能量E=（m3﹣m1﹣m2）c2D . 光子的波长λ=5. （2分）关于宇宙，下列说法中正确的是（）A . 地球是宇宙中唯一有卫星的星球B . 恒星的寿命取决于亮度C . 太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应D . 银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上6. （2分） (2017高二下·海南期末) 一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→ Th+ He，下列说法正确的是（）A . 衰变后钍核与α粒子的动能之比为1：1B . 衰变后钍核与α粒子的动量大小之比为1：1C . 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D . 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量7. （2分）原来静止的原子核发生α衰变时，放出α粒子的动能为E0。

人教版物理高二选修3-5 19.5核力与结合能同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分） (2017高二下·邯郸期中) 下列叙述正确的是（）A . 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B . 由爱因斯坦质能方程E=mc2可知，质量可以转变为能量C . 质子与中子的质量不等，但质量数相等D . 天然放射现象说明原子核内部有电子2. （2分）下列说法正确的是（）A . 结合能越大的原子核，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定B . 较轻的原子核和较重的原子核的比结合能比中等大小原子核的比结合能要小，在重核裂变反应和轻核聚变反应中都会出现质量亏损的现象C . 核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库伦力小得多，在原子的尺度内，电磁力比核力要大，核力是短程力D . 目前，人类已经可以做到稳定地输出聚变能，所以人类不再有“能源危机”3. （2分）下列说法中正确的是6（）A . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应B . 中等核的平均结合能比重核的平均结合能小，所以重核裂变要放出能量C . 只要有核反应发生，就一定会释放出核能D . 轻核中质子数与中子数大致相等，重核中中子数小于质子数4. （2分）太阳内部持续不断地发生着4个质子（ H）聚变为1个氦核（ He）的热核反应，核反应方程是4 H→ He+2X．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3 ，真空中的光速为c．下列说法中正确的是（）A . 方程中的X表示中子B . 方程中的X表示电子C . 这个核反应中的质量亏损△m=4m1﹣m2D . 这个核反应中释放的核能△E=（4m1﹣m2﹣2m3）c25. （2分）以下说法正确的是（）A . 中子与质子结合成氘核后，吸收能量B . 天然放射现象说明原子核内部都是有结构的C . 阴极射线与β射线都是带负电的电流子，都是由原子核受激发后产生的D . 公式△E=△mc2的含义是：质量为△m的物质所具有的能量为△E6. （2分）(2017·东城模拟) 已知质子、中子、氘核的质量分别是m1、m2、m3 ，光速为c．在质子和中子结合成氘核的过程中（）A . 释放的能量为（m1+m2+m3 ）c2B . 释放的能量为（m1+m2﹣m3）c2C . 吸收的能量为（ml+m2+m3）c2D . 吸收的能量为（ml+m2﹣m3 ）c27. （2分） (2017高二下·九江期末) 下列说法正确的是（）A . 某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B . 在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子C . 结合能越大，原子核越稳定D . 入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同8. （2分）如图所示，印度第一艘自主研发的核潜艇于2009年7月26日正式下水，成为世界第六个拥有核潜艇的国家．核动力潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应堆为动力来源设计的潜艇．在核反应中有一种是一个U原子核在中子的轰击下发生的一种可能的裂变反应，其裂变方程为 U+ n→X+ Sr+10 n，则下列叙述正确的是（）A . X原子核中含有54个质子B . X原子核中含有53个中子C . 裂变时释放能量是因为亏损的质量变成了能量D . 裂变时释放能量，出现质量亏损，质量数不守恒9. （2分）重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是（）A . 裂变和聚变过程都有质量亏损B . 裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加C . 裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损D . 裂变和聚变过程质量都有所增加10. （2分）氘和氚发生聚变反应的方程式是： H+ H→ He+ n+17.6MeV，若有2g氘3g氚全部发生聚变反应，NA为阿伏加德罗常数，则释放出的能量是（）A . NA×17.6MeVB . 2NA×17.6MeVC . 3NA×17.6MeVD . 5NA×17.6MeV11. （2分）下列说法正确的是（）A . 卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，发现了原子是可以再分的B . 射线与射线一样都是电磁波，但穿透本领远比射线弱C . 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最大能量D . 裂变时释放能量是因为发生了亏损质量12. （2分） (2019高二下·承德月考) 大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是： .已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2.则氘核聚变反应中释放的核能约为（）A . 3.7 MeVB . 3.3 MeVC . 2.7 MeVD . 0.93 MeV13. （2分） (2017高二下·离石期中) 下列对原子结构的认识中，不正确的是（）A . 原子中绝大部分是空的，原子核很小B . 电子在核外运动，库仑力提供向心力C . 原子的全部正电荷都集中在原子核里D . 原子核的直径大约是10﹣10m14. （2分）对公式,下列说法中正确的是（）A . 能量可以转化为质量B . 质量可以转化为能量C . 能量的转化与质量的转化是成比例的D . 在核反应中，能量与质量都不守恒15. （2分）在日本福岛核电站的核泄漏事故中，泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射，其中137I的衰变方程为I→ Xe+ e，其半衰期为8天，下列说法正确的是（）A . 该核反应中放出的电子来自原子的外层电子B . I原子核中含有53个中子C . 因为该反应出现质量亏损，所以核反应后的原子核总质量数减少了D . 经过16天，75%的 I原子核发生了衰变二、填空题 (共5题；共10分)16. （3分）中国第三代核电自主化依托项目﹣﹣山东海阳核电站一期工程，已于2009年10月正式开工．在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．核反应方程式 + → + +aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a=________．以mu、mBa、mKr分别表示、、核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为真空中的光速，则在上述核反应过程中放出的核能△E=________．17. （1分）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与H 核碰撞减速，在石墨中与C核碰撞减速．上述碰撞可简化为弹性碰撞模型．某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？________．18. （1分）质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3 ，质子和中子结合成氘核时，发出γ射线，已知普朗克恒量为h，真空中光速为c，则γ射线的频率υ=________．19. （2分）(2017·镇江模拟) 2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，强震引发了福岛核电站危机．核电中的 U发生着裂变反应，试完成下列反应方程式 U+ n→ Ba+ Kr+________；已知 U、 Ba、 Kr和中子的质量分别是mU、mBa、mKr、mn ，该反应中一个 U裂变时放出的能量为________．（已知光速为c）20. （3分）我国自行设计并研制的“人造太阳”﹣﹣﹣托卡马克实验装置，热核反应进行的聚变反应方程式为 H+ H→ He+ n，其中反应原料氘（ H）富存于海水中，氚（ H）可以通过中子轰击锂核（ Li）产生一个氚核（ H）和一个新核的人工转变方程式为Li+________→________+ H；如果一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6×10﹣13J．则该聚变过程中的质量亏损为________kg；（已知光速为3.0×108m/s）三、解答题 (共5题；共55分)21. （15分）(2017·北京) 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R．以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．（3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损△m．22. （5分）原子核聚变可望给人类未来提供丰富洁净的能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为6 H→k He+d H+2 n+43.15MeV ，（1MeV=1.6×10﹣13J）那么该反应方程中的K和d各位多少？质量亏损为多少？．23. （10分）的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u．1 u相当于931.5 MeV的能量，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？24. （15分）“人造太阳”并不是像太阳一样悬挂在天空，而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站，它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量，进而发电，在合肥科学岛，我国最新一代核聚变实验装置“EAST”首次成功获得电流超过200 kA ．时间近3 s的高温等离子放电，人造太阳能来自下面的反应：4个质子(氢核)聚变成1个a粒子，同时发射2个正电子和2个没有静止质量的中微子，“人造太阳”的总功率为P，质子、氢核、正电的质分别为，真空中的光速为c ．（1）写出核反应方程；（2）求核反应所释放的能量△E（3）求在时间内参与上述热核反应的质子数目。

5 核力与结合能基础巩固1.下列对核力的相识正确的是( )A.任何物体之间均存在核力B.核力广泛存在于自然界中的核子之间C.核力只存在于质子之间D.核力只发生在相距1.5×10-15 m 内的核子之间,大于0.8×10-15 m 为吸引力,而小于0.8×10-15m 为斥力,只有相距1.5×10-15m 内的核子之间才存在核力,核力发生在质子与质子、质子与中子及中子与中子之间,由此知D 正确,A 、B 、C 错误。

2.(多选)对结合能、比结合能的相识,下列说法正确的是 ( )A.有的原子核没有结合能B.自由核子结合为原子核时,要释放能量C.结合能越大的原子核越稳定D.比结合能越大的原子核越稳定,核力做正功,释放出能量,反之,将原子核分开变为自由核子须要给予它相应的能量,该能量即为结合能,故A 错误,B 正确;对核子较多的原子核的结合能越大,但它的比结合能不肯定大,比结合能的大小反映了原子核的稳定性,故C 错误,D 正确。

3.依据爱因斯坦的探讨成果,物体的能量和质量的关系是E=mc 2,这一关系叫爱因斯坦质能方程。

质子的质量为m p ,中子的质量为m n ,氦核的质量为m α,下列关系式正确的是( ) A.m α=(2m p +2m n ) B.m α<(2m p +2m n ) C.m α>(2m p +2m n ) D.以上关系式都不正确4.为了干脆验证爱因斯坦狭义相对论中闻名的质能方程E=mc 2,科学家用中子轰击硫原子,分别测出原子捕获中子前后质量的改变以及核反应过程中放出的能量,然后进行比较,精确验证了质能方程的正确性。

设捕获中子前的原子质量为m 1,捕获中子后的原子质量为m 2,被捕获的中子质量为m 3,核反应过程放出的能量为ΔE ,则这一试验需验证的关系式是( ) A .ΔE=(m 1-m 2-m 3)c 2B .ΔE=(m 1+m 3-m 2)c 2C .ΔE=(m 2-m 1-m 3)c 2D .ΔE=(m 2-m 1+m 3)c 2m 1+m 3,质量亏损Δm=m 1+m 3-m 2,核反应释放的能量ΔE=(m 1+m 3-m 2)c 2,选项B 正确。

高中物理选修3-5习题精选第十九章原子核第5节核力与结合能一、选择题（本题共12小题，每小题5分.共60分,在每小题给出的四个选项中，第1-8题为单选题，第9-12题为多选题。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）。

1.氦原子核由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力,则三种力从大到小的顺序是 ()A.核力、万有引力、库仑力B.万有引力、库仑力、核力C.库仑力、核力、万有引力D.核力、库仑力、万有引力2.铀核U)经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核Pb),关于该过程,下列说法中正确的是()A.m=5,n=4B.铀核U)的比结合能比铅核U)的比结合能小C.衰变产物的结合能之和小于铀核U)的结合能D.铀核U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关3.下列说法中正确的是( )A.爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量,它们之间可以相互转化B.由E=mc2可知,能量与质量之间存在着正比关系,可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度C.核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量D.因为在核反应中能产生能量,有质量的转化,所以系统只有质量数守恒,系统的总能量和总质量并不守恒4.为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献,联合国将2005年定为“国际物理年”.对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,下列说法中不正确的是( )A.E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据ΔE=Δmc2可以计算核反应时释放的核能C.一个中子和一个质子结合成氘核时,释放出核能,表明此过程中出现了质量亏损D.E=mc2中的E是发生核反应时释放的核能5.氦原子核由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力,则三种力从大到小的顺序是( )A.核力、万有引力、库仑力B.万有引力、库仑力、核力C.库仑力、核力、万有引力D.核力、库仑力、万有引力6.下列说法中,正确的是( )A.爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量,它们之间可以相互转化B.由E=mc2可知,能量与质量之间存在着正比关系,可以用物体质量作为它所蕴藏的能量的量度C.核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量D.因为在核反应中能产生能量,有质量的转化,所以系统只有质量数守恒,系统的总能量和总质量并不守恒7.中子n、质子p、氘核D的质量分别为m n,m p,m D.现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解,反应方程为γ+D→p+n,若分解后中子、质子的动能可视为相等,则中子的动能是( )A.[(m D-m p-m n)c2-E]B.[(m D+m n-m p)c2+E]C.[(m D-m p-m n)c2+E]D.[(m D+m n-m p)c2-E]8.如图所示是描述原子核核子的平均质量m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9(多选)对于核力,以下说法正确的是()A.核力是弱相互作用,作用力很小B.核力是强相互作用,是强力C.核子之间的距离小于0.8×10-15 m时,核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起D.人们对核力的了解很清楚,特别是在小于0.8×10-15 m时,核力的变化规律更清楚10.(多选)一个质子和一个中子结合成氘核时,产生γ光子,由此可见()A.氘核的质量等于质子和中子的质量之和B.氘核的质量小于质子和中子的质量之和C.核子结合成原子核时会释放核能D.原子核分解成核子时会释放核能11.(多选)关于核力,下列说法中正确的是( )A.核力是一种特殊的万有引力,存在于原子核内所有的核子间B.原子核内只有相邻的两个核子间才有核力作用C.核力是原子核能稳定存在而不“分崩离析”的原因D.核力是一种短程强相互作用力,其作用的范围仅在1.5×10-15 m内12.(多选)在下述几种情况中,一定能释放原子核能的是( )A.由核子结合成原子核B.由质量小的原子核结合成质量较大的原子核C.核反应中产生质量亏损时D.由重核裂变成质量较小的中等核二、填空题。

人教版高中物理选修3-5核力和结合能同步练习(二) 1．核中每个核子对结合能的贡献用平均结合能或称为比结合能B/A表示,A是核子的总数，如下图所示，下列说法中正确的有（）A、中等核的平均结合能最大B、轻核和重核的结合能较小C、不同原子核的比结合能一般不同D、以上说法都不对2．质子的质量mp ，中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为（）A．（mp +mn-m）C2 B．（mp+mn）c2 C．mc2 D．(m-mp)c23．在计算核子和原子核的质量时，以u为单位比较方便，关于u下列说法中正确的是（）Ａ、1u≈1.66×10-27kgB．1u等于一个碳12原子质量的1/12C．1u相当于931.5MeV能量D．u表示一个核子的质量4．关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是（）A．E=mc2中的E是物体以光速运动的动能．B．E=mc2是物体的核能．C ．E=mc 2反映了一定的质量与一定的能量有相当的关系．D ．△E=△mc 2表示发生的质量亏损△m 变为能量放出去．5. 氘核（12H ）和氚核（13H ）聚合成核（24He ）的核反应方程如下12132401H H He n +→+.设氘核质量为m 1，氚核质量为m 2，氦核质量为m 3，中子质量为m 4，则反应过程中释放的能量为（ ）A. ()m m m c 1232+-B. ()m m m c 1242+-C. ()m m m m c 12342+--D. ()m m m m c 34122+--6.一个铀核衰变为钍核时，释放出一个α粒子，已知铀核的质量为38531311025.⨯-kg ，钍核的质量为37865671025.⨯-kg ，α粒子的质量为6646721027.⨯-kg ，在这个衰变过程中释放出的能量等于________J （保留二位数字）。

7．质子的质量、中子的质量和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3，质子和中子结合成氘核时，发出γ射线。

高中物理选修3-5同步练习试题解析核力与结合能1．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是( )A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的，可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力，故D选项正确。

答案：D2．下列说法中正确的是( )A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力B．对质子数较多的原子核，其中的中子起到维系原子核稳定的作用C．重核比中等质量的核更稳定D．两个质子之间不管距离如何，核力总大于库仑力解析：只有相邻质子间才存在核力，A、D错误；中子与其他核子间没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，起到维系原子核稳定的作用，B正确；中等质量大小的核最稳定，C错误。

答案：B3．下列说法正确的是( )A．自由核子结合成原子核时，一定遵循质量守恒B．在发生核反应时，反应前物质的总质量一定等于反应后所生成物质的总质量C．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应是放能反应D．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应必须吸收能量才能发生核反应解析：核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒，其中质量数守恒并不是质量守恒。

核反应过程中往往伴随着质量亏损，并有能量变化。

若反应后质量减小，则释放出能量，反之则吸收能量，所以C选项正确。

答案：C4．下列说法中，正确的是( )A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量D．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒解析：E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量与质量之间存在相互转化的关系。

陕西省高中物理人教版选修3-5第十九章第5节核力与结合能同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共7题；共14分)1. （2分） (2017高二下·南阳期中) 关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A . 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性B . 随着温度的升高，放射性元素的半衰期会变短C . α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流D . β射线是放射性元素的核外电子射出形成的2. （2分）下列关于宇宙的说法中正确的是（）A . 太阳处在银河系的中心位置B . 太阳系的八大行星几乎在同一平面内转动C . 太阳是一颗能发光、发热的液态星球D . 离太阳越远的行星绕太阳公转周期越小，公转速度越大3. （2分） (2017高二下·宾阳期末) 下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）A . 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大B . γ射线是高速运动的电子流C . 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D . 的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克4. （2分）关于原子核的结合能，下列说法不正确的是（）A . 自由核子与自由核子结合成原子核时核力作正功，将放出能量，这能量就是原子核的结合能B . 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C . 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D . 结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量5. （2分）关于恒星下列说法中正确的是（）A . 太阳是离地球最近的恒星B . 太阳是宇宙中最大的恒星C . 恒星最终一定会变成黑洞D . 恒星的寿命与它的质量有关，质量越大，恒星的寿命就越长6. （2分） (2017高二下·武威期末) 核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设．核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素 Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为Pu→X+ He+γ，下列有关说法正确的是（）A . X原子核中含有92个中子B . 100个 Pu经过24100年后一定还剩余50个C . 由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2 ，衰变过程总质量增加D . 衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力7. （2分）原来静止的原子核发生α衰变时，放出α粒子的动能为E0。

更上一层楼基础·巩固1.在下列论断中，正确的是( )A.组成U 23892核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略核力的作用 B.组成U 23892核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略核力的作用 C.组成U 23892核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略库仑斥力的作用D.组成U 23892核的质子中任何两个质子之间，除库仑斥力之外都存在不可忽略的核力作用 解析：核力属于短程力，由于组成U 23892核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，所以选项A 、B 、D 错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项C 正确. 答案：C2.对公式E=Δmc 2的正确理解是( )A.如果物体的能量减少了ΔE ，它的质量也一定相应减少ΔｍB.如果物体的质量增加了Δｍ，它的能量也一定相应增加Δmc 2C.Δｍ是某原子核在衰变过程中增加的质量D.在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE ，则这些核子和与组成原子核的质量之差就是Δｍ解析：一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE ，它的质量也一定相应减少Δｍ，即发生质量亏损，所以选项A 、D 正确.如果物体的质量增加了Δｍ，它的能量也一定相应增加Δmc 2，所以选项B 正确.某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C 错误. 答案：ABD3.质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中光速为c ，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是( )A.m 3c 2B.(m 1+m 2)c 2C.(m 3-m 1-m 2)c 2D.(m 2+m 1-m 3)c 2 解析：质量亏损为m 2+m 1-m 3，所以选项D 正确. 答案：D4.核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( ) A.原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力 B.核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力 C.核子间存在着强大的核力 D.核子间存在着复杂磁力解析：核力是短程力，由于核力很强大，所以将核子拆开需要大量的能量克服核子做功.相反，若核子结合成原子核，则放出大量的能量，所以选项C 正确. 答案：C5.下列说法正确的是( )A.自由核子结合成原子核时，一定要遵守质量守恒B.在发生核反应时，反应前物质的总质量一定等于反应后所生成物质的总质量C.发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应是放热反应D.发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应必须吸收能量才能发生核反应解析：自由核子结合成原子核时，要发生质量亏损，将对应的能量以光子形式释放出去，所以选项A 、B 、D 错误，选项C 正确. 答案：C6.一个质子和一个中子结合成一个氘核，核反应方程是：_______________________________，这个过程释放出2.2 MeV 能量，这个过程中质量亏损为___________kg.(要求两位有效数字)解析：H 11+n 10→H 21，根据公式ΔE=Δmc 2可以计算质量亏损. 答案：H 11+n 10→H 21 3.9×10-30 综合·应用7.(经典回放)下列说法中正确的是( ) A.质子和中子的质量不等，但质量数相等B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D.除万有引力外，两个中子之间不存在其他相互作用力解析：原子核是由质子和中子组成，质子与中子的质量近似相等，中子的质量稍大一些，但质量数只考虑整数部分，所以它们的质量数相等，故A 项对.质子与中子之间存在万有引力和核力，质子与质子之间还存在库仑力作用，核力是强相互作用，但它是短程力，只有在原子核的尺度范围内(10-15 m)才存在，大于这个范围核力就不存在了，所以B 、D 选项都不对.同位素是质子数相同而中子数不同的同一种元素的互称.同一种元素的原子由于存在同位素，它们的原子核的质量数并不相同，故C 选项也错. 答案：A8.如图19-5-1所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图象.下列说法中正确的是( )图19-5-1A.若D 、E 能结合成F ，结合过程一定要释放能量B.若D 、E 能结合成F ，结合过程一定要吸收能量C.若A 能分裂成B 、C ，分裂过程一定要释放能量D.若A 能分裂成B 、C ，分裂过程一定要吸收能量解析：由图可知Fe 原子核的核子的平均质量最小，则原子序数较小的核D 、E 结合成原子序数较大的核F 时，因F 的核子的平均质量小于D 、E 核子的平均质量，故出现质量亏损，由质能方程知，该过程一定放出核能，所以选项A 正确，选项B 错误.因为C 、B 的核子的平均质量小于A 核子的平均质量，故A 分裂成B 、C ，分裂过程一定要释放能量，所以选项C 正确，选项D 错误. 答案：AC9.(2005北京春季)一个氘核(H 21)与一个氚核(H 31)发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，该聚变过程中( ) A.吸收能量，生成的新核是He 42 B.放出能量，生成的新核是He 42 C.吸收能量，生成的新核是He 32 D.放出能量，生成的新核是He 32解析：由质量数和电荷数守恒可判断产生的新核是He 42，其核反应方程式为H 21+H 31→n 10+He 42；由聚变反应中出现质量亏损可知，该反应放出能量.答案：B10.(2004江苏)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(v e )而获得了2002年诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t 四氯乙烯(C 2Cl 4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为：v e +Cl 3717→Ar 3718+e 01-.已知Cl 3717核的质量为36.956 58 u ，Ar 3718核的质量为36.956 91 u,e 01-的质量为0.000 55 u,1 u 质量对应的能量为931.5 MeV ，根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为( )A.0.82 MeVB.0.31 MeVC.1.33 MeVD.0.51 MeV解析：先计算出核反应过程中的质量增加：Δm=36.956 91 u+0.000 55 u -36.956 58 u=0.000 88 u 再由爱因斯坦的质能方程得所需要的能量： ΔE=Δmc 2=0.000 88 u×931.5 MeV=0.82 MeV 所以选项A 是正确的. 答案：A11.静止的氡核Rn 22286放出α粒子后变成钋核Po 21884，α粒子动能为E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为( ) A.2184·2c E α B.0 C.218222·2c E α D.222218·2c E α解析：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k =m p 22∝m1，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是218222·E α，由质能方程得质量亏损是218222·2c E α. 答案：C12.为确定爱因斯坦的质能方程ΔE=Δmc 2的正确性，设计了如下实验：用动能为E 1=0.6 MeV的质子轰击静止的锂核Li 73，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E 2=19.9 MeV ，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取m p =1.007 3 u 、m α=4.001 5 u 、m Li =7.016 0 u ，求： (1)写出该反应方程；(2)通过计算说明ΔE=Δmc 2正确.解析：根据质能方程解出质量亏损相当的能量，再算出系统增加的能量进行比较分析.(1)核反应方程为Li 73+H 11→2He 42(2)核反应的质量亏损Δm=m Li +m p -2m α=0.020 3 u ，由质能方程可得，质量亏损相当的能量ΔE=Δmc 2=18.9 MeV 而系统增加的能量ΔE′=E 2-E 1=19.3 MeV 这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以ΔE=Δmc 2正确. 13.一个氢原子的质量为1.673 6×10-27 kg ，一个锂原子的质量为11.650 5×10-27 kg ，一个氦原子的质量为6.646 7×10-27 kg.一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子，则： (1)写出核反应方程，并计算该反应释放的核能是多少？ (2)1 mg 锂原子发生这样的反应共释放多少核能？解析：(1) H 11+Li 73→2He 42反应前一个氢原子和一个锂原子共有8个核外电子，反应后两个氦原子也是共有8个核外电子，因此只要将一个氢原子和一个锂原子的总质量减去两个氦原子的质量，得到的恰好是反应前后核的质量亏损，电子质量自然消掉.(1)H 11+Li 73→2He 42由质能方程ΔE=Δmc 2得释放核能ΔE=2.76×10-12J. (2)1 mg 锂原子含锂原子个数为27--6105 11.65010 ，每个锂原子对应的释放能量是2.76×10-12J ，所以共释放2.37×108J 核能.14.已知中子质量m n =1.674 9×10-27kg,质子质量m P =1.672 6×10-27kg,氘核质量m D =3.343×10-27kg,试计算一个中子和一个质子结合成氘核时释放的能量. 解析：先计算出质量亏损，再用ΔE=Δmc 2进行计算 中子和质子结合成氘核的核反应方程为n 10+H 11→H 21核反应的质量亏损Δm=(m n +m p )-m D =(1.674 9+1.672 6)×10-27kg-3.343 6×10-27kg =-0.003 9×10-27kg 所以，释放的核能 ΔE=Δmc 2=0.003 9×10-27×(2.997 9×108)2J=3.505 1×10-13J=2.2 MeV。

新人教版选修3-5《19.5 核力与结合能》同步练习卷一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．）1. 一个氘核(12H)与一个氚核(13H)发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损．聚变过程中（）A.吸收能量，生成的新核是24HeB.放出能量，生成的新核是24HeC.吸收能量，生成的新核是23HeD.放出能量，生成的新核是23He2. 为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。

对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是（）A.E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据△E＝△mc2可以计算核反应中释放的核能C.一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能表明此过程中出现了质量亏损D.E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能3. 如图所示是原子核的平均核子质量与原子序数的关系图像，下列说法正确的是（）A.若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量B.若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C.若C、B能结合成A，结合过程一定要释放能量D.若F、C能结合成B，结合过程一定要释放能量4. 中子n、质子p、氘核D的质量分别为m n、m p、m D．现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ+D→p+n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）A.12[(m D −m p −m n )c 2−E]B.12[(m D +m n −m p )c 2+E]C.12[(m D −m p −m n )c 2+E] D.12[(m D +m n −m p )c 2−E]5. 中子和质子结合成氘核时，质量亏损为△m ，相应的能量△E ＝△mc 2＝2.2MeV 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.用能量等于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，氘核不能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零6. 关于下列核反应或核衰变方程，说法正确的是（ ）A.49Be+24He →612C +X ，符号“X ”表示中子 B.714N+24He →817O +X ，符号“X ”表示中子 C.1124Na →1224Mg+−10e 是裂变 D.92235U+01n →38140Sr +201n 是聚变7. 一个92235U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为92235U +01n →X +3894Sr +201n ，则下列说法正确的是（ ）A.X 的原子核中含有86个中子B.X 的原子核中含有141个核子C.因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D.92235U 是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长8. 核电站的核能来源于92235U 的裂变，现有4种说法：①92235U 原子核中有92个质子、143个中子；②92235U 的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，如54139Xe 和3895Sr ，反应方程式92235U +01n →54139Xe +3895Sr +201n ；③92235U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；④一个92235U 裂变能放出约200MeV 的能量，合3.2×10−11J.以上的四种说法中正确的是（ ） A.①②③ B .②③④C.①③④D.①②④9. 关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（）A.92238U→90234Tℎ+24He是α衰变B.714N+24He→817O+11H是β衰变C.12H+13H→24He+01n是轻核聚变D.3482Se→3682Kr+2−10e是重核裂变10. 原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。

人教版高中物理选修3-5 19.5核力与结合能同步练习习题（含答人教版高中物理选修3-5 19.5核力与结合能同步练习习题（含答案解析）1．组成原子核的核子之间有很强的___________，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为___________，它是一种强相互作用力。

2．自然界中原子序数较___________的原子核，其质子数与中子数大致相等；但原子序数较___________的原子核，中子数比质子数多，越重的元素，两者的差越大。

3．核子结合在一起时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量称为原子核的____________，它与核子数的比值叫________________。

在结合或分解过程中，反应物与生成物的质量之差叫______________。

4．已知氮核的质量为14.00735u，氧核的质量为17.00454u，氦核的质量为4.00387u，质子的质量41为1.00815u，则核反应7N＋2He →8O＋1H是____________（填“释能”“吸能”）反应，能量变化1417了________________J。

5．一个铀235衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×1025kg，钍核的质-量为3.786567×1025kg，α粒子的质量为6.64672×1027kg，则在该衰变过程中释放出的能量为--_______________J。

如果有1kg铀发生这样的衰变，则铀全部衰变完，释放的能量为________________J。

6．下列关于核反应的说法正确的是 ( ) A．爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由质能方程可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所含有的能量的量度C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的D．因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的的总能量不守恒 7．下列四个核反应中，X表示中子的是 ( ) A．7N＋2He →8O＋X B．13Al＋2He →15P＋X C．1H＋1H →2He＋X D．23592U＋X 2714417430324→13654Xe＋38Sr＋100n9018．用α粒子轰击硼10后，生在了氮13，并放出X粒子；而氮13不稳定，它放出Y粒子后变成碳13，则X和Y分别是 ( ) A．质子和中子B．质子和正电子 C．中子和电子 D．中子和正电子9．对质能方程，下列说法正确的是 ( ) A．能量可以转化为质量 B．质量可转化为能量C．能量的转化与质量的转化是成比例的 D．在核反应中能量与质量都不守恒10．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γ射线照射静止的氘核使之分解，核反应方程为γ＋D → P＋n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，且能量都以动能的形式存在，则中子的动能是 ( ) A．2( mD－mP－mn)c2－2E121C．21D．2111B．( mD＋mn－mP)c2＋2E ( mD－mP－mn)c2＋23686121( mD＋mP－mn)c2－2E E11．静止的镭核Ra发生α衰变，释放出的α粒子的动能为E，设衰变过程中释放的能量全部以动能的形式释放，则衰变过程中的质量亏损为 ( )2E4E226EEA． B． C． D． 2222c222c222cc12．一个α粒子轰击硼（5B）核变成碳14和一个未知粒子，并放出7.5×105eV的能量，写出核反应方程并求出反应过程中的质量亏损。

新人教版选修3-5《19.5 核力与结合能》同步练习物理试卷一、选择题（1～4题为单选题，5题为多选题）1. 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，作用范围在1.5×10−15m之内D.核力与电荷有关2. 关于原子核中质子和中子的说法，正确的是（）A.原子核中质子数和中子数一定相等B.稳定的重原子核里，质子数比中子数多C.原子核都是非常稳定的D.由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在3. 某核反应方程为12H+13H→24He+X．已知12H的质量为2.0136u。

13H的质量为3.018u，24He的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u。

则下列说法中正确的是（）A.X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D.X是中子，该反应吸收能量4. 太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。

太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（）A.1036kgB.1018kgC.1013kgD.109kg5. 下列说法正确的是（）A.如果物体的能量减少了△E，它的质量也一定相应减少△mB.如果物体的质量增加了△m，它的能量也一定相应增加△mc2C.△m是某原子核在衰变过程中增加的质量D.在把核子结合成原子核时，若放出的能量是△E，则这些核子的质量和与组成原子核的质量之差就是△m二、非选择题历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子11H轰击静止的Z A X ，生成两个动能均为8.9MeV 的24He ．(1MeV ＝1.6×10−13J) ①上述核反应方程为________．②质量亏损为________kg ．三个α粒子结合成一个碳612C ，已知碳原子的质量为12.0000u ，氦原子的质量为4.0026u ．(1u ＝1.66×10−27 kg)（1）写出核反应的方程；（2）这个核反应放出的能量是多少焦？（3）这个能量合多少MeV ？一、选择题（1、2题为单选题，3题为多选题）原来静止的原子核b a X 衰变出α粒子的动能为E k0，假设衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，则此衰变过程的质量亏损是（ ）A.E k0c 2B.E k0(a−4)c 2C.(a−4)E k0c 2D.aEk0(a−4)c 2雷蒙德•戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe ）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t 四氯乙烯(C 2Cl 4)溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为v e +1737Cl →1837Ar +−10e ．已知1737Cl 核的质量为36.95658u ，1837Ar 核的质量为36.95691u ，−10e 的质量为0.00055u ，1u 质量对应的能量为931.5MeV ．根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为（ ）A.0.82 MeVB.0.31 MeVC.1.33 MeVD.0.51 MeV如图所示的是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图像．根据图像可知（ ）A.若D 、E 能结合成F ，结合过程一定要释放能量B.若D 、E 能结合成F ，结合过程一定要吸收能量C.若A 能分裂成B 、C ，分裂过程一定要释放能量D.若A 能分裂成B 、C ，分裂过程一定要吸收能量二、非选择题一静止的钚核发生衰变后放出一个α粒子变成铀核，已知钚核质量为m 1，α粒子质量为m2，铀核质量为m3，光在真空中的传播速度为c．（1）如果放出的α粒子的速度大小为v，求铀核的速度大小；（2）求此衰变过程中释放的总能量．已知氮核质量m N＝14.00753u，氧核质量m0＝17.00454u，氦核质量m He＝4.00387u，质子质量m H＝1.00815u，试判断核反应：114N+24He→817O+11H是吸能反应，还是放能反应，能量变化多少？（已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV）为确定爱因斯坦的质能方程△m＝mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1＝0.60MeV的质子轰击静止的锂核37Li，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E2＝19.9MeV，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取m p＝1.0073u、m a＝4.0015u、m Li＝7.0160u，求：（1）写出该反应方程。