(练习)29 课时分层训练(十八) 核力与结合能-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

课时分层训练(十八)　核力与结合能 知识点1　核力与四种基本相互作用 1．(多选)关于核力，下列说法正确的是(　　) A. 核力是一种特殊的万有引力 B. 原子核的任意两个核子间都有核力作用 C. 核力是原子核稳定存在的原因 D. 核力是一种短程强相互作用 CD　【解析】核力是一种强相互作用，是一种短程力，相邻的核子间才有这种相互作用，核子之所以能够结合成原子核，正是由于它们之间有核力存在。故C、D正确，A、B错误。 2．(多选)对核子结合成原子核，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 CD　【解析】核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，A、B错误；当n个核子靠近到核力作用范围内，结合成原子核的过程核力做正功，其间“势能”必定减小，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平衡，故D正确。 3．科学研究表明，自然界中存在四种基本相互作用。我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子间作用力实质上是属于(　　) A. 引力相互作用 B. 电磁相互作用 C. 强相互作用和弱相互作用的共同作用 D. 四种基本相互作用的共同作用 B　【解析】分子间作用力的作用范围约在10－10 m数量级上。强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围分别在10－15 m和10－18 m之内，在分子间作用力作用范围内强相互作用和弱相互作用都不存在，在分子间作用力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁相互作用远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子间作用力本质上属于电磁相互作用，B正确。 知识点2　质能方程和核能的计算 4．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前、后质量的变化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m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是(　　) A. ΔE＝(m1－m2－m3)c2 B. ΔE＝(m1＋m3－m2)c2 C. ΔE＝(m2－m1－m3)c2 D. ΔE＝(m2－m1＋m3)c2 B　【解析】反应前的质量总和为m1＋m3，质量亏损Δm＝m1＋m3－m2，核反应释放的能量ΔE＝(m1＋m3－m2)c2，选项B正确。 5．有一种核反应方程为H＋H―→H＋X。已知 H的质量为 2.013 6 u，H的质量为 1.007 3 u，X的质量为3.018 0 u。则下列说法正确的是(　　) A. X是质子，该反应吸收能量 B. X是氕，该反应吸收能量 C. X是氘，该反应释放能量 D. X是氚，该反应释放能量 D　【解析】根据核反应过程中的质量数、电荷数守恒，X应为氚；又2×2.013 6 u>3.018 0 u＋1.007 3 u，所以核反应过程中存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知该反应释放能量，D正确。 6．(多选)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可以计算原子核变化过程中释放的核能 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是发生原子核变化时释放的核能 ABC　【解析】E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比，其中的E不能理解为发生核反应时释放的核能，选项A正确，D错误；根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能，选项B正确；一个中子和一个质子结合成氘核时会有质量亏损，亏损的质量以能量的形式释放出来，即释放出核能，选项C正确。 7.(多选)以下说法正确的是(　　) A. 每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 B. 在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多 C. 核力是一种电磁相互作用 D. 原子核越大，它的结合能越大，原子核中核子结合得越牢固 AB　【解析】核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多，A、B正确；核力是一种强相互作用，C错误；原子核越大，它的结合能越大，但平均结合能不一定越大，原子核中的核子结合得也不一定越牢固，D错误。 8．(多选)对公式ΔE＝Δmc2的理解正确的是(　　) A