课时测评22 核力与结合能-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评22　核力与结合能 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题5分，共45分) 1.将中子、质子紧紧束缚在核内，形成稳定原子核的力是(　　) A．万有引力 B．库仑力 C．核力 D．分子力 答案：C 解析：将中子、质子紧紧束缚在核内，形成稳定原子核的力是核力，故选C。 2．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，存在于相邻的核子之间 D．核力与电荷有关 答案：C 解析：核力存在于核子之间，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B错误；核力是短程力，存在于相邻的核子之间，与电荷无关，故C正确，D错误。 3．下列关于结合能和比结合能的说法，正确的是(　　) A．核子结合成原子核吸收的能量或把原子核拆散成核子放出的能量称为结合能 B．比结合能越大的原子核越稳定，因此中等质量原子核的结合能也一定大 C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大 D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的大 答案：D 解析：核子结合成原子核要放出能量，把原子核拆散成核子时要吸收能量，A错误；比结合能越大的原子核越稳定，但其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核的大，但由于核子数比重核的少，其结合能比重核的小，B、C错误；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，核子数又比轻核的多，因此中等质量原子核的结合能比轻核的大，D正确。 4．如图所示，图线表示原子核的比结合能与质量数A的关系，下列说法正确的是(　　) A．重原子核，如铀核U，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定 B．锂核Li的比结合能比铀核U的比结合能小，因而锂核Li比铀核U结合得更坚固、更稳定 C．比结合能的定义是原子核的结合能与其核子数之比，比结合能越大的原子核越稳定 D．以上三个表述都错误 答案：C 解析：组成原子核的核子越多，它的比结合能并不是越大；比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核才越稳定，C正确。 5．放射性同位素Li(锂5)是不稳定的，它会分解成一个α粒子和一个质子。已知Li、α粒子、质子的质量分别为m1、m2、m3，真空中光速为c，则上述过程(　　) A．释放的能量为(m1－m2－m3)c2 B．释放的能量为(m2＋m3－m1)c2 C．吸收的能量为(m1＋m2－m3)c2 D．吸收的能量为(m1＋m2＋m3)c2 答案：A 解析：由不稳定的核变成稳定的核会释放能量，根据质能方程得ΔE＝(m1－m2－m3)c2，故选A。 6．钚的放射性同位素Pu衰变为铀核U和X粒子。已知Pu、U和X粒子的质量分别为mPu＝239.052 1 u、mU＝235.043 9 u和mX＝4.002 6 u，1 u相当于931.5 MeV的能量。则下列说法正确的是(　　) A．X粒子是α粒子，该核反应释放的核能约为5.22 MeV B．X粒子是β粒子，该核反应释放的核能约为5.22 MeV C．X粒子是α粒子，该核反应释放的核能约为3.75 MeV D．X粒子是β粒子，该核反应释放的核能约为3.75 MeV 答案：A 解析：核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒，该核反应方程为Pu→U＋He，可知X为α粒子，即He，质量亏损为Δm＝mPu－mU－mα，放出的能量为ΔE＝Δmc2＝(239.052 1－235.043 9－4.002 6)×931.5 MeV≈5.22 MeV，故A正确，B、C、D错误。 7．(2025·广东茂名高三开学考试)核电池寿命长，经常应用在航天领域。某核电池其能量来自钚Pu发生的衰变，反应方程式为 Pu→U＋X。下列说法正确的是(　　) A．该衰变为β衰变 B．X中质子数为2 C．环境温度升高可以加快钚核Pu的衰变 D．若一次衰变过程中的质量亏损为Δm，则该过程放出的核能为Δm2c 答案：B 解析：由核反应的质量数和电荷数守恒可知X为He，质子数为2，该衰变为α衰变，故A错误，B正确；半衰期不受温度、压强的影响，故C错误；若一次衰变过程中的质量亏损为Δm，则该过程放出的核能应为Δmc2，故D错误。故选B。 8．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡核和氪核，其核反应方程为U＋n→Ba＋Kr＋3n。已知铀核质量为390.313 9×10－27 kg，中子质量为1.674 9×10－27 kg，钡核质量为234.001 6×10－27 kg，氪核质量为152.604 7×10－27 kg，光速c＝3×108 m/s，则该反应释放的能量为(　　) A．1.07×10－11 J B．1.61×10－11 J C．3.22×10－11 J D．5.37×10－11 J 答案：C 解析：核反应后的中子数是3个，所以中子增加2个，则一个铀核U发生上述核反应，释放的能量为ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mn)c2≈3.22×10－11 J，故选C。 9．(多选)如图是原子核的平均结合能(也称比结合能)与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的平均结合能，如O核的平均结合能约为8 MeV，He核的平均结合能约为7 MeV，根据该图像判断下列说法正确的是(　　) A．随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能增大 B．Fe核的平均结合能最大，最稳定 C．把O分成8个质子和8个中子比把O分成4个He要多提供约16 MeV的能量 D．把O分成8个质子和8个中子比把O分成4个He要多提供约112 MeV的能量 答案：BD 解析：根据题图可知，随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能先增大后减小，A错误；Fe核的平均结合能最大，最稳定，B正确；把O分成8个质子和8个中子，需要提供的能量约为E1＝16×8 MeV＝128 MeV，把O分成4个He要多提供约为E2＝16×(8－7) MeV＝16 MeV，多提供的能量为ΔE＝E1－E2＝112 MeV，C错误，D正确。故选BD。 10．(15分)H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：(计算结果保留3位有效数字) (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)已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，如果此能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？ 答案：(1)放出能量　7.97 MeV　(2)7.97 MeV　2.66 MeV　(3)1.92×1021 Hz 解析：(1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程是H＋2n→H 反应前各核子总质量为mp＋2mn＝1.007 277 u＋2×1.008 665 u＝3.024 607 u 反应后新核的质量为mH＝3.016 050 u 质量亏损为Δm＝3.024 607 u－3.016 050 u＝0.008 557 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，释放的核能为 ΔE＝0.008 557×931.5 MeV≈7.97 MeV。 (2)氚核的结合能为ΔE＝7.97 MeV，它的比结合能为≈2.66 MeV。 (3)放出光子的频率为ν＝＝ Hz≈1.92×1021 Hz。 学科网（北京）股份有限公司 $