第5章 3 核力与结合能（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（人教版 江苏北京专用）

第五章　原子核 3　核力与结合能 基础过关练 题组一　核力与四种基本相互作用 1.(2025河南信阳月考)下列判断中正确的是(　　) A.组成U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用 B.组成U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用 C.组成U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用 D.组成U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用 2.(2025江苏如皋期中)氦原子核由两个质子与两个中子组成,两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力,则这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 3.(2025辽宁营口期中)对于原子核的组成,下列说法正确的是(　　) A.核力可使一些中子组成原子核 B.核力可使非常多的质子组成原子核 C.不存在只有质子的原子核 D.质量较大的原子核内一定有中子 题组二　结合能与比结合能 4.(2025湖北荆门期中)关于原子核的结合能,下列说法不正确的是(　　) A.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 B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C.铯原子核Cs)的结合能小于铅原子核Pb)的结合能 D.比结合能越大,原子核越不稳定 5.(2025浙江宁波期中)关于原子核的结合能,下列说法正确的是(　　) A.铀核的结合能等于其α衰变时所放出的能量 B.铀核衰变成α粒子和另一原子核,生成物的结合能之和一定大于原来铀核的结合能 C.比结合能越小,原子核越稳定 D.结合能越小,原子核越稳定 6.(创新题·新考法)(2025河南郑州期末)一个质子和一个中子在一定条件下能够结合为一个氘核,同时释放出γ光子,其反应方程为H+H+γ,若此反应中γ光子的能量为E,则H的比结合能为(　　) A.　　B.E　　C.　　D.2E 7.(2025云南昆明期中)如图所示是部分原子核的比结合能(平均结合能)与质量数的关系图像,通过该图像可以得出一些原子核的比结合能,如O核的比结合能约为8 MeVHe核的比结合能约为7 MeV,根据该图像判断下列说法正确的是(　　) AKr核的比结合能比Ba核的大,因此Ba核比Kr核更稳定 BHe核的结合能约为14 MeV C.把O分成4个He要吸收约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要多吸收约16 MeV的能量 8.(2025辽宁大连期中)如图1所示为原子核的比结合能与质量数的关系曲线,如图2所示为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线。下列说法正确的是(　　) A.根据图1可知He核的结合能约为7 MeV B.根据图1可知Kr比U更稳定 C.根据图2可知,核D裂变成核E和F的过程中,生成的新核E、F的比结合能减小 D.根据图2可知,若A、B能结合成C,则结合过程中一定要吸收能量 题组三　爱因斯坦质能方程的理解与应用 9.(2025山西平遥期中)下列说法正确的是(　　) A.爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量,它们之间可以相互转化 B.由E=mc2可知,能量与质量之间存在着正比关系,可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度 C.核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量 D.因为在核反应中产生能量,有质量的转化,所以系统质量数不守恒,系统的总能量也不守恒 10.(2025江苏淮安期末)在未来能源探索里,核聚变将引领科技变革。一种典型的核聚变为两个氘核的聚变,反应方程为HH→Hen,其中氘核的质量为2.013 6 u,中子质量为1.008 7 uHe核的质量为3.015 0 u。已知1 u对应931.5 MeV的能量,则该聚变反应中释放的核能约为(　　) A.31.5 MeV　　　　B.8.28 MeV C.5.32 MeV　　　　D.3.26 MeV 11.(2025河北沧州二模)在2025年1月20日,中国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)成功实现了超1亿摄氏度下1 066秒的稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,这一成就为人类探索清洁能源的未来开辟了新篇章。已知中子n、质子H、氚核H的质量分别为1.009 u、1.007 u、3.016 u(1 u相当于931.5 MeV的能量)。热核反应中用到的氚核H的结合能约为(　　) A.8 MeV　　　　B.8.1 MeV C.8.4 MeV　　　　D.8.7 MeV 12.(2025安徽池州期末)静止的镭核Ra发生α衰变,释放出的α粒子的动能为E0,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来,则衰变过程中总的质量亏损是(　　) A.　　　　B. C.　　　　D. 答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.C 2.D 3.D 4.D 5.B 6.A 7.C 8.B 9.B 10.D 11.C 12.B 1.C　核力属于短程力,由于组成U核的核子较多,两核子之间的距离可能超过核力的作用范围,所以某些核子之间的核力可能比较小,可以忽略,所以A、B、D错误;组成U核的质子中任何两质子之间都存在库仑斥力的作用,所以C正确。 归纳总结 核力的特点 　　(1)核力是强相互作用的一种表现。在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多。 　　(2)核力是短程力,作用范围在原子核尺度内。 　　(3)核力与核子是否带电无关。 2.D　由三种力的性质和特点可知,这三种力从大到小的排列顺序是核力、库仑力、万有引力,故选D。 3.D　由于原子核带正电,故不存在只有中子的原子核,核力也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核,因为核力是短程力,而质子之间还存在长程力——库仑力,A、B错误;自然界中存在只有一个质子的原子核,如H,C错误;较大质量的原子核内只有存在一些中子,才能维系原子核的稳定,故D正确。 4.D　结合能是把核子分开所需的最小能量,A正确;一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,放出能量,核子比结合能增大,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,B正确;核子数越多,结合能越大,C正确;比结合能也叫平均结合能,比结合能越大,分开核子所需的能量越大,原子核越稳定,D错误。 5.B　衰变过程中放出的能量为2个产物的总结合能与原来铀核的结合能的差值,故A错误;衰变后的产物相对于衰变前要稳定,所以铀核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能,故B正确;比结合能越大,原子核越稳定,故C、D错误。 归纳总结 比结合能与原子核的稳定性 　　(1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度,比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。 　　(2)核子数较少的轻核和核子数较多的重核,比结合能都比较小,中等核子数的原子核,比结合能较大,更稳定。 　　(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时,会释放核能。 6.A　γ光子的能量就是核反应释放的核能,等于H的结合能,由于H有2个核子,故H的比结合能为。故选A。 归纳总结 　　(1)原子核的结合能=原子核的比结合能×核子数。 　　(2)释放能量→总结合能增加;吸收能量→总结合能减小。 　　(3)反应后生成的所有新核的总结合能与反应前系统内所有原子核的总结合能之差,就是该次核反应所释放(或吸收)的核能。 7.C　比结合能越大,原子核越稳定(破题关键),根据题图可知Kr核的比结合能比Ba的大,则Kr核比Ba核更稳定,故A错误He核的比结合能约为7 MeV,则He核的结合能约为4×7 MeV=28 MeV,故B错误;把O分成8个中子和8个质子需要吸收的能量约为ΔE=16×8 MeV=128 MeV,把2个质子与2个中子组合成1个He需要释放的能量约为ΔE'=4×7 MeV=28 MeV,所以把O分成4个He要吸收的能量约为ΔE吸=ΔE-4ΔE'=16 MeV,所以把O分成8个质子和8个中子比把O分成4个He要多吸收的能量约为128 MeV-16 MeV=112 MeV,故C正确,D错误。 易混易错 　　原子核的结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量,而是核子结合成原子核时放出的能量,原子核的结合能等于把原子核的核子全部分开所需要的能量。 8.B　根据图1可知He核的比结合能约为7 MeV,则He核的结合能约为E=4×7 MeV=28 MeV,A错误;根据图1可知U核的比结合能比Kr核的比结合能小,所以Kr比U更稳定,B正确;根据图2可知,核D裂变成核E和F的过程中,核子的平均核子质量减少,放出能量,比结合能增大,C错误;根据图2可知,若A、B能结合成C,核子的平均质量减少,结合过程一定要放出能量,D错误。 9.B　E=mc2说明能量和质量之间存在着联系,即能量与质量之间存在着正比关系,但并不能说明能量和质量之间存在相互转化的关系,故A错误,B正确;核反应中的质量亏损并不是质量消失,而是由静止的质量变成运动的质量,并不是质量转变成能量,在核反应中,质量数守恒,能量也守恒,在核反应前后只是能量的存在方式不同,总能量不变,故C、D错误。 10.D　核聚变反应质量亏损为Δm=2×2.013 6 u-(3.015 0+1.008 7) u=0.003 5 u,根据质能方程可得ΔE=0.003 5×931.5 MeV≈3.26 MeV,故选D。 11.C　氚核H由1个质子H和2个中子n组成,可知质量亏损为Δm=(1.009×2+1.007-3.016) u=0.009 u,则氚核H的结合能为E=0.009×931.5 MeV≈8.4 MeV,故选C。 12.B　镭核发生α衰变的衰变方程为RaHe+Rn,令氦核的质量为m,氡核的质量为M,则根据动量守恒定律可得mvm=MvM,其中E0==,所以氡核的动能为EM===E0=E0,根据爱因斯坦质能方程,总的质量亏损为Δm===,故选B。 9 学科网（北京）股份有限公司 $