课时跟踪检测(十七) 核力与核能（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版 福建专用）

课时跟踪检测(十七)　核力与核能 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(双选)关于原子内的相互作用力说法正确的是 (　　) A.原子核与电子之间的作用力主要是电磁力 B.中子和质子间的作用力总是以核力为主 C.质子与质子间的核力，在1.5×10-15 m的距离内远大于它们相互间的库仑力 D.原子核与电子之间的万有引力大于它们之间的电磁力 2.(2025·福州高二模拟)质子、中子组成氦核，质量分别是mp、mn和mα，则 (　　) A.mα>2(mp+mn) B.mα=2(mp+mn) C.mα<2(mp+mn) D.以上三种情况都有可能 3.(2025·南平高二检测) 核反应ThPa+X中，放出的能量为E，下列相关说法中，正确的是 (　　) A.X来自原子核外的电子 B.该核反应是β衰变，衰变的快慢与物理和化学变化有关 CTh核的平均结合能大于Pa核的平均结合能 D.反应中的质量亏损为 4.(双选)根据爱因斯坦质能关系方程，可以说明 (　　) A.任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等 B.太阳不断地向外辐射能量，因而它的总质量一定不断减少 C.虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不变的 D.若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断减小 5. .一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q1。两个氘核发生核反应生成一个氦核，核反应方程是HHen，该反应放出的能量为Q2。则核反应中生成氦核的平均结合能为 (　　) A. B. C. D. 6.(2025·青岛高二阶段练习)用中子n轰击锂核Li发生核反应，产生氚核H和未知粒子并放出4.8 MeV的能量，已知1 eV=1.6×10-19 J。下列说法正确的是 (　　) A.未知粒子为p粒子(质子) B.未知粒子为β粒子 C.反应中的质量亏损为8.5×10-29 kg D.锂核的结合能大于氚核的结合能 7. 镅是一种人工获得的放射性元素，符号Am，原子序数95，具有强放射性，化学性质活泼，是同位素测厚仪和同位素X荧光仪等的放射源，常用于薄板测厚仪、温度计、火灾自动报警仪及医学上。其衰变方程为AmNp+X+γ，已知Am核的质量为m1，Np核的质量为m2，X的质量为m3，真空中的光速为c，下列说法正确的是 (　　) A.该衰变为β衰变 BAm的结合能为c2 CAm的平均结合能小于Np的平均结合能 D.衰变后Np核的核外电子处于高能级，向低能级跃迁发出γ射线 8. (双选)核废水中的Po发生衰变时的核反应方程为PoPb+X，该核反应过程中放出的能量为E。设Po的平均结合能为E1Pb的平均结合能为E2，X的平均结合能为E3，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是 (　　) A.在该核反应方程中，X表示β粒子 B.该核反应过程中放出的能量E=(206E2+4E3)-210E1 C.该核反应过程中的质量亏损可以表示为m= D.若把X粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用 9.中国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”采用的是分辨粒子种类的新探测技术方法，既能探测低能区，也能探测高能区，特别是首次走进能量为1 TeV(1 TeV=1.0×1012 eV，e=1.6×10-19 C)以上的“无人区”，“悟空”首次直接测量到了能谱在1 TeV处的“拐折”及在1.4 TeV处的“尖峰”。从数据分析来看，产生“奇异”电子信号的来源很可能是暗物质湮灭或衰变。如果进一步证实了这种观点，人们就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量和湮灭率。结合上述信息，下列说法正确的是 (　　) A.“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达1.6×1031 J B.电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转 C.假设暗物质湮灭亏损的质量为Δm，则湮灭过程中释放的能量为ΔE=Δmc(c为光在真空中的传播速度) D.若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，则其半衰期随温度的升高而减小 10.(双选)氘核H可通过一系列聚变反应释放能量，其反应式为HHe+H+n，同时释放出43.15 MeV的能量。已知氘核H的质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)，氦核He质量 为3 728.4 MeV/c2，中子的质量为939.6 MeV/c2，1 L海水中含有的氘核约为1.0×1022个，而1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J，下列说法正确的是 (　　) A.该核反应中x=2，y=2 B.质子H的质量为960.3 MeV/c2 C.1 L海水中的氘核全部反应损失的质量约为1.3×10-7 kg D.1 L海水中的氘核全部反应释放的能量大于一吨标准煤燃烧释放的热量 11.(4分)(2023·福建高考)福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为nUBaKr+n，则A=　　　　，Z=　　　　；若核反应过程中质量亏损1 g，释放的能量为　　　　J。(光速大小取3.0 × 108 m/s)  12.(4分)一静止的U核发生衰变后放出一个粒子变成Th核。已知U核的质量为m1，放出的粒子质量为m2Th核的质量为m3，光在真空中的传播速度为c。 (1)衰变方程为　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)此衰变过程中释放的总能量为　　　　　　。(2分)  13.(12分)(2025·莆田高二检测)卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧17和一个质子，首次实现了原子核的人工转变。已知α粒子的平均结合能为ε1，氮核的平均结合能为ε2，该反应需吸收ΔE的能量。设靶核N静止，计算结果保留三位有效数字，求： (1)写出该反应的核反应方程；(4分) (2)氧17的平均结合能；(3分) (3)已知mα=4.002 603 u，mN=14.003 074 u，mO=16.999 133 u，mH=1.007 825 u，该反应需吸收的能量ΔE=1.19 MeV。若核反应中放出的核能全部转化为动能，要使这一反应可能实现，入射的α粒子的最小动能。(1 u=931.5 MeV)(5分) 课时跟踪检测(十七) 1.选AC　电子在原子核与电子之间库仑力的作用下绕原子核做圆周运动，选项A正确，D错误；中子和质子、质子与质子间的核力，主要是表现在相邻的核子之间，在1.5×10-15 m的距离内远大于它们相互间的库仑力，故选项C正确，B错误。 2.选C　质子、中子组成氦核，反应方程是H+nHe，反应放出核能，则mα<2(mp+mn)，故选C。 3.选D　根据质量数和核电荷数守恒可知，X的质量数为0，核电荷数为-1，则X为电子，来自原子核内的中子转化为质子时放出的电子，A错误；该核反应是β衰变，衰变的快慢与物理和化学变化无关，B错误；由于在衰变的过程中释放能量，可知Pa核的结合能大于Th核的结合能，由结合能与平均结合能的定义可知，Th核的平均结合能小于Pa核的平均结合能，C错误；根据爱因斯坦质能方程可知，在该核反应中质量亏损为，D正确。 4.选AB　根据爱因斯坦质能方程可知，任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等，A正确；太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小，B正确，C错误；若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大，D错误。 5.选C　两个中子和两个质子结合成两个氘核放出的能量为2Q1，两个氘核结合成一个氦核放出的能量为Q2，则生成一个氦核放出的能量为2Q1+Q2，氦核的核子数等于3，则氦核的平均结合能为，故C正确，A、B、D错误。 6.选D　根据质量数和核电荷数守恒，X的质量数A=1+6-3=4，核电荷数Z=0+3-1=2，所以X是He，即α粒子，故A、B错误；依据ΔE=Δmc2，代入数据解得Δm= kg≈8.5×10-30 kg，故C错误；核子数越多，结合能越高，锂核的结合能大于氚核的结合能，故D正确。 7.选C　根据核反应的质量数和核电荷数守恒可知，该衰变方程为AmNpHe+γ，所以该衰变为α衰变，A错误；根据质能方程可知ΔE=(m1-m2-m3)c2，ΔE为衰变释放的能量，不是Am的结合能，B错误；平均结合能越大原子核越稳定，故Am的平均结合能小于Np的平均结合能，C正确；衰变后Np核处于高能级，向低能级跃迁发出γ射线，D错误。 8.选BC　在该核反应方程中，根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，为α粒子He)，A错误；该核反应过程中放出的能量E=(206E2+4E3)-210E1，故B正确；根据爱因斯坦质能方程可知E=Δmc2，解得m=，故C正确；X粒子的速度与匀强磁场方向平行时，不受洛伦兹力作用，故D错误。 9.选B　“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达1.0×1012 eV=1.0×1012×1.6×10-19 J=1.6×10-7 J，故A错误；根据左手定则，电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转，故B正确；假设暗物质湮灭亏损的质量为Δm，根据质能方程则湮灭过程中释放的能量为ΔE=Δmc2，故C错误；若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，故D错误。 10.选AC　根据质量数和电荷数守恒可得，该核反应中x=2，y=2，故A正确；释放出的能量对应的质量为43.15 MeV/c2，根据爱因斯坦质能方程可得，质子H的质量为m= MeV/c2≈938.7 MeV/c2，故B错误；1 L海水中的氘核全部反应损失的质量Δm= kg≈1.3×10-7 kg，故C正确；1 L海水中的氘核全部反应释放的能量E=×43.15×106×1.6×10-19 J≈1.15×1010 J，一吨标准煤燃烧释放的热量E'=2.9×107×103 J=2.9×1010 J，故D错误。 11.解析:根据核反应方程质量数守恒有1+235=141+A+3，解得A=92。根据核反应方程电荷数守恒有92=Z+36，解得Z=56。根据爱因斯坦质能方程可知核反应过程中质量亏损1 g，释放的能量为E=Dmc2=1×10-3×9.0×1016 J=9×1013 J。 答案:92　56　9×1013 12.解析:(1) 根据衰变过程质量数守恒和核电荷数守恒，可知衰变方程为UThHe。 (2)该核反应的质量亏损为Δm=m1-m2-m3，根据爱因斯坦质能方程，可得释放的总能量为ΔE=Δmc2=(m1-m2-m3)c2。 答案: (1UThHe (2)(m1-m2-m3)c2 13.解析: (1)根据题意该反应的核反应方程为He+NOH。 (2)根据能量守恒定律得4ε1+14ε2-ΔE=17ε3 解得氧17的平均结合能ε3=。 (3)反应过程质量增加Δm=mH+mO-mα-mN=0.001 281 u 能量增加ΔE'=Δmc2=0.001 281×931.5 MeV=1.193 251 5 MeV 根据能量守恒定律，入射的α粒子的最小动能 Ek=ΔE'-ΔE≈0.003 25 MeV。 答案: (1HeNOH (2)　(3)0.003 25 MeV 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $