课时测评15 核力与核能-【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（鲁科版）

课时测评15　核力与核能 (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1－12题，每题4分，共48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，则这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 答案：D 解析：核子间的核力最大，万有引力最小，D正确。 2．关于原子核中的质子和中子，下列说法中正确的是(　　) A．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 B．除万有引力外，任意两个中子之间不存在其他相互作用力 C．质子与中子的质量不等，但质量数相等 D．同一种元素的原子核有相同的核子数，但中子数可以不同 答案：C 解析：在两个质子之间，核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m之内，越过此范围，则核力可以忽略不计，此时会小于库仑力，故A错误；除万有引力外，两个中子之间存在核力，故B错误；根据现在的测量可知，质子与中子的质量不等，但质量数相等，故C正确；同位素具有相等的质子数和不同的中子数，所以核子数也不同，故D错误。 3．下列说法正确的是(　　) A．自由核子结合成原子核时，一定遵守质量守恒 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，这个核反应中释放能量 D．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个核反应中吸收能量 答案：C 解析：核反应过程满足核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变化，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，所以选项C正确，A、B、D错误。 4．(多选)下列说法正确的是(　　) A．如图1，汤姆孙认为阴极射线本质是带负电的粒子流并求出了其比荷 B．如图2，卢瑟福根据绝大多数α粒子大角度散射实验结果提出了原子的核式结构模型 C．如图3中等大小原子核的比结合能最大，其中核子结合得牢固，原子核最稳定 D．如图4，自然界中较轻的原子核内质子数与中子数大致相等，稳定的重原子核内质子数比中子数多 答案：AC 解析：汤姆孙认为阴极射线本质是带负电的粒子流并求出了其比荷，故A正确；卢瑟福根据少数α粒子大角度散射实验结果提出原子的核式结构模型，故B错误；中等大小原子核的比结合能最大，其中核子结合得牢固，原子核最稳定，故C正确；自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，故D错误。 5．一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程为H。若该核反应放出的核能为ΔE，则氘核的平均结合能为(　　) A． B． C． D．ΔE 答案：C 解析：根据结合能的定义可知，一个中子与一个质子发生核反应，生成氘核的过程中放出的能量等于氘核的结合能。由题意可知，氘核的结合能等于ΔE，又氘核有两个核子，所以氘核的平均结合能为，C正确。 6．一个中子与某原子核发生反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为(　　) A． B．Q C． D．2Q 答案：A 解析：比结合能是原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量。氘核的原子核中有两个核子，比结合能为，故A正确，B、C、D错误。 7．关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是(　　) A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能 B．E＝mc2是物体的核能 C．E＝mc2是物体各种形式能的总和 D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm与放出的能量ΔE存在一定关系 答案：D 解析：爱因斯坦质能方程E＝mc2定量地指出了物体具有的能量与其质量之间的关系，故A、B、C错误；由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm与放出的能量ΔE存在一定关系，故D正确。故选D。 8．如图所示，表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是(　　) A．原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能，比结合能越大的原子核越稳定 B．重的原子核，例如，铀核，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定 C．锂核的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定 D．以上三个表述都错误 答案：A 解析：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；组成原子核的核子越多，它的结合能并不是越高；比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，故A正确，B、C、D错误。 9．(多选)由图可得出的结论是(　　) A．质子和中子的质量之和小于氘核的质量 B．质子和中子的质量之和大于氘核的质量 C．氘核分解为质子和中子时要吸收能量 D．质子和中子结合成氘核时要吸收能量 答案：BC 解析：氘核吸收了γ光子后，能量增加，分裂成了一个中子和一个质子，故C正确，D错误；根据能量守恒和爱因斯坦质能方程可知，能量增加对应的质量也增加，故质子和中子的质量之和大于氘核的质量，A错误，B正确。 10．激光中子是由重原子核吸收光子后发射中子而产生的，光子的极限能量大约是10 MeV，假设10 MeV的光子可使中子从原子核中向外移动10-13 cm的距离，则该过程中平均核力的数量级是(1 MeV ＝1.6×10-13 J)(　　) A．10-3 N B．10 N C．103 N D．无法计算 答案：C 解析：根据能量守恒定律可知，射入光的能量E等于克服核力做功W，光子的极限能量约为E＝10 MeV＝10×1.6×10-13 J＝1.6×10-12 J，中子从原子核中向外移动距离d＝10-13 cm＝10-15 m，根据能量守恒定律并结合恒力做功公式E＝W＝Fd，可得平均核力F＝＝1.6×103 N，故A、B、D错误，C正确。 11．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中不正确的是(　　) A．U核中核子的比结合能比核中的大 B．He核比i核更稳定 C．两个核结合成e核时释放能量 D．O核的结合能约为128 MeV 答案：A 解析：由题图可知，核的比结合能比核的比结合能小，A错误；核比i核的比结合能更大，故核比核更稳定，B正确；比结合能小的元素生成比结合能大的元素，有核能释放，故两个核结合成e核时释放能量，C正确；由题图可知，的比结合能约为8 MeV，故核的结合能约为16×8 MeV＝128 MeV，D正确。故选A。 12．我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在最亮伽马射线暴的观测中作出了重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048 J。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3×108 m/s)(　　) A. 1019 kg B．1024 kg C. 1029 kg D．1034 kg 答案：C 解析：根据质能方程可知，每秒钟平均减少的质量为Δm＝＝ kg≈1.85×1029 kg，则每秒钟平均减少的质量量级为1029 kg。故选C。 13．(12分)一静止的氡核发生α衰变转变成钋核，已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0。假设氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。 (1)试写出氡核衰变的核反应方程。 (2)求出氡核发生衰变时的质量亏损。(已知光在真空中的速度为c) 答案：(1)　(2) 解析：(1)衰变的核反应方程： 。 (2)由动量守恒定律：0＝mv0－Mv，其中＝，由Δmc2＝mv02＋Mv2得Δm＝。 学科网（北京）股份有限公司 $