第5章 3 核力与结合能(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

[基础训练]

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

答案　D

2．(多选)用著名的公式E＝mc2(c是光速)，可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量，下面的哪种说法是正确的(　　)

A．同样的公式E＝mc2也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量

B．公式E＝mc2适用于核反应堆中的核能，不适用于电池中的化学能

C．只适用于计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量

D．公式E＝mc2适用于任何类型的能量

解析　公式E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比，能量增加，则质量增加，若核反应过程质量减小，能量减小，则会释放能量，该公式可以计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量，也可以计算电池中的化学能，故A正确，B错误；公式E＝mc2适用于任何类型的能量，故C错误，D正确。

答案　AD

3．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4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近(　　)

A．1036 kg  B．1018 kg

C．1013 kg  D．109 kg

解析　根据爱因斯坦的质能方程，Δm＝＝ kg≈4.4×109 kg，D正确。

答案　D

4．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)(　　)

A．(m1＋m2－m3)c  B．(m1－m2－m3)c

C．(m1＋m2－m3)c2  D．(m1－m2－m3 )c2

解析　原子核反应经过裂变或聚变时，质量会发生亏损，损失的质量以能量的形式释放，根据质能方程可知释放的能量为：ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，C项正确。

答案　C

5．某核反应方程为：H＋H―→He＋X，已知H的质量为2.013 6 u，H的质量为3.016 05 u，He的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u，则下列说法正确的是(　　)

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

解析　由题目所给核反应方程式，根据核反应过程中质量数、电荷数守恒规律可知，X是中子，在该反应发生前反应物的总质量m1＝2.013 6 u＋3.016 05 u＝5.029 65 u，反应后产物的总质量m2＝4.002 6 u＋1.008 7 u＝5.011 3 u，m1>m2，总质量减少，出现了质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，该反应过程释放能量，故B正确。

答案　B

6．(多选)在某些恒星内，3个α粒子结合成1个C原子，C原子的质量是12.000 0 u，He原子的质量是4.002 6 u。已知1 u＝1.66×10－27 kg，则(　　)

A．反应过程中的质量亏损是0.007 8 u

B．反应过程中的质量亏损是1.29×10－29 kg

C．反应过程中释放的能量是7.26 MeV

D．反应过程中释放的能量是1.16×10－19 J

解析　由题意可得核反应方程为3He―→C＋ΔE。则核反应中的质量亏损为Δm＝(3×4.002 6－12.000 0)u＝0.007 8 u＝0.007 8×1.66×10－27 kg≈1.29×10－29 kg，由质能方程得ΔE＝Δmc2＝1.29×10－29×(3×108)2 J＝1.161×10－12 J≈7.26 MeV。故正确答案为A、B、C。

答案　ABC

7．下列对核力的认识，正确的是(　　)

A．核力是强相互作用的一种表现，比库仑力大得多

B．核力存在于质子和中子、中子和中子之间，质子和质子之间只有库仑斥力

C．核力是核子间相互吸引的力，是短程力

D．核力只存在于相邻的核子之间，具有饱和性

答案　D

8．静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po，α粒子动能为Eα。若衰变放出的能量全部变为钋核和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．·  B．0