【推荐】2018年3月15日+核力与结合能-试题君之每日一题君2017-2018学年下学期高二物理人教版

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‎3月15日 核力与结合能 考纲要求：Ⅰ 难易程度：★★★☆☆‎ 如图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 A．若D和E结合成F，结合过程一定会吸收核能 B．若D和E结合成F，结合过程一定会释放核能 C．若A分裂成B和C，分裂过程一定会吸收核能 D．若A分裂成B和C，分裂过程一定会释放核能 ‎【参考答案】BD ‎【试题解析】由题图可知，D、E、F中F的核子平均质量最小，D和E结合成F，核子平均质量变小，有质量亏损，结合过程一定会释放核能，A错误，B正确；A、B、C中A的核子平均质量最大，A分裂成B和C，核子平均质量变小，有质量亏损，分裂过程一定会释放核能，C错误，D正确。‎ ‎【知识补给】‎ 核力与结合能 一、核力 ‎1．核力定义：把核子紧紧地束缚在原子核内，形成稳定的原子核的力。‎ ‎2．核力特点：‎ ‎（1）核力是强相互作用（强力）的一种表现；在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。‎ ‎（2）核力是短程力，作用范围的数量级为10–15 m；核力既能表现为引力，也能表现为斥力，引力束缚核子，斥力使核子不会融合在一起。‎ ‎（3）每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。‎ ‎3．原子核中质子与中子的比例 自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，较重的原子核的中子数大于质子数，越重的元素的中子数与质子数相差越多。‎ 原子核大到一定程度时，质子间的距离较远，核力不足以平衡库仑力；中子与其他核子间没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以增加中子数有助于维系原子核的稳定。‎ ‎4．弱相互作用（弱力）‎ ‎（1）引起原子核β衰变，即引起中子–质子转变。‎ ‎（2）短程力，作用范围的数量级为10–18 m。‎ ‎（3）作用强度：强力>电磁力>弱力>万有引力 二、结合能 ‎1．结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为自由核子时吸收的能量，即核能。‎ 类比：基态氢原子的电子逸出原子所需要的电离能（13.6 eV）即基态氢原子的结合能。‎ 组成原子核的核子越多，其结合能越高 ‎2．比结合能 ‎（1）定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。‎ ‎（2）不同原子核的比结合能不同，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。‎ ‎（3）核能释放的两种途径 由于中等大小的核的比结合能最大，最稳定。故核能释放可以：①‎ 使较重的核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增大；②使较轻的核结合成中等大小的核，核子的比结合能增大。 ‎ ‎3．质量亏损 ‎（1）质能方程：E=mc2，其中E为能量，m为质量，c为真空中的光速 原子质量单位（1 u）相当于931.5 MeV的能量。‎ ‎（2）质量亏损与核能 ‎①核子在结合成原子核时质量亏损Δm，释放能量ΔE=Δmc2‎ ‎②原子核分解成自由核子时要吸收一定的能量，质量增加Δm，吸收的能量ΔE=Δmc2‎ ‎（3）应用质能方程解题的流程 书写核反 应方程式 ‎→‎ 计算质量 亏损Δm ‎→‎ 利用ΔE=Δmc2‎ 计算释放的核能 关于原子核的结合能，下列说法正确的是 A．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 B．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 C．铯原子核（）的结合能小于铅原子核（）的结合能 D．比结合能越大，原子核越不稳定 以下有关原子核内容的叙述正确的是 A．质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，释放出能量 B．有4个放射性元素的原子核，若有2个原子核发生衰变，则所需要时间就是该放射性元素的半衰期 C．核电站发电是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能 D．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 下列说法中正确的是 A．在放射现象中起作用的是强相互作用 B．核力将核子束缚在核内，说明核力一定是吸引力 C．自然界中越重的原子核，其中子数与质子数的差值越大 D．核子结合成原子核时核力做正功，将放出能量，这部分能量等于原子核的结合能 对公式ΔE=Δmc2，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 以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是 A．比结合能小的原子核裂变或聚变成比结合能大的原子核时一定吸收核能 B．光电效应和康苦顿效应深人揭示了光的粒子性。前者表明光子具有能量后者表明光子除了具有能量外还具有动量 C．某种元素的半衰期为T，经过2T时间后该元素完全变成了另一种元素 D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半轻较小的轨道跃迁到半轻较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量也减小 ‎2017年量子通信卫星“墨子号”首席科学家潘建伟获得“物质科学奖”，对于有关粒子的研究，下列说法正确的是 A．在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反应 B．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化 C．轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程有质量亏损 D．比结合能小的原子核结合成（或分裂成）比结合能大的原子核时一定吸收能量 ‎【参考答案】‎ ABC 由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，选项A正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，选项B正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项C正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项D错误。‎ ACD 质子和中子结合成原子核一定有质量亏损，根据质能方程知，有能量放出，故A正确；半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，故B错误；核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能，故C正确；核力是短程力，因此每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，故D正确。‎ ‎【名师点睛】本题考查了光电效应方程、质能方程、半衰期、能级等知识点，关键掌握这些知识点的基本概念和基本规律。‎ C ΔE=Δmc2只是说明质量和释放出核能这两种现象间的联系，并不是说明物体的质量和能量之间存在着相互转化关系，故AB两项错误，C项正确；我们都知道，在核反应中，能量和质量并不违反守恒定律，故D项错误。‎ ‎【名师点睛】根据质量数和电荷数守恒正确书写核反应方程，了解裂变和聚变的不同；爱因斯坦质能方程为人类利用核能打开了大门，要正确理解质能方程中各个物理量的含义。‎ B ‎ ‎ 比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定吸收核能，故A错误；光电效应和康苦顿效应深人揭示了光的粒子性。前者表明光子具有能量后者表明光子除了具有能量外还具有动量，故B正确；某种元素的半衰期为T，经过2T时间后，为两个半衰期，有发生衰变，故C错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大，D错误。‎ ‎【名师点睛】光电效应和康苦顿效应深人揭示了光的粒子性；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大。‎ ‎ ‎