5.3 核力与结合能（备作业）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（新教材人教版选择性必修第三册）（解析版）

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2020-2021 学年高二物理同步备课系列
选择性必修第三册 第五章 原子核
5.3 核力与结合能
一、单选题
1．（2021·河南高三二模）下列关于近代物理内容的叙述，正确的是（　　）
A．康普顿效应揭示了光具有粒子性
B．原子核发生一次 β衰变，该原子就失去一个核外电子
C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为光的光强太弱
【答案】A
【解析】
A．光电效应、康普顿效应揭示了光既有能量，又有动量，说明光具有粒子性，A正确；
B．原子核的 β衰变过程是中子转变为质子而释放出电子的过程，核外电子没有参与该反应中，B错误；
C．比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越
稳定，与结合能的大小无关，C错误；
D．能否发生光电效应与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，D错误。
故选 A。
2．（2021·北京西城区·高三一模）对于爱因斯坦提出的质能方程 E=mc2，下列说法中不正确的是（　　）
A．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
B．根据 ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能
C．若 m表示核电站参与反应的铀 235 的质量，则 E表示核反应释放的核能
D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，因此太阳的质量在不断减少
【答案】C
【解析】
A．爱因斯坦提出的质能方程
E=mc2
告诉我们，物体具有的能量与它的质量成正比，故 A正确，不符合题意；
B．根据
ΔE=Δmc2
Δm是亏损质量，ΔE是释放的核能，故 B正确，不符合题意；
C．若 m表示核电站参与反应的铀 235 的质量，则 E表示其具有的能量，不表示核反应释放的核能，故 C
错误，符合题意。
D．太阳辐射的能量来自太阳内部的轻核聚变，即热核反应，轻核聚变有质量亏损，释放核能，故 D正确，
不符合题意。
故选 C。
3．（2021·北京东城区·高三一模）原子核的天然放射现象称为衰变，一静止的铀核放出一个 粒子衰变成
钍核，衰变方程为 。下列说法正确的是（　　）
A．衰变后钍核的动能等于 粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小
C．衰变过程的能量变化不满足爱因斯坦质能方程
D．衰变后 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
【答案】B
【解析】
AB．静止的原子核在衰变前后动量守恒，由动量守恒定律得
可知
故衰变后钍核的动量大小等于 α粒子的动量大小。而动能
由于钍核的质量 m1大于 α粒子的质量 m2，故其动能不等，故 A错误，B正确；
C．衰变过程的能量变化满足爱因斯坦质能方程，故 C错误；
D．衰变的过程中有质量亏损，即衰变后 α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故 D错误。
故选 B。
4．（2021·山东高三其他模拟）铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。其衰变方程为 ，
裂变方程为 ，其中 、 、Y、 的质量分别为 m1、m2、m3、m4，光
在真空中的传播速度为 c。下列叙述正确的是（　　）
A． 发生的是 β衰变
B．Y原子核中含有 56 个中子
C．若提高温度， 的半衰期将会变小
D． 裂变时释放的能量为（m1－2m2－m3－m4）c2
【答案】D
【解析】
A．根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒，知 X为氦原子核， 发生的是 α衰变，A错误；
B．Y的质量数
A＝235＋1－89－3＝144
电荷数
Z＝92－36＝56
由原子核的组成特点可知，Y原子核中含有 56 个质子，中子数为
144－56＝88
B错误；
C．半衰期与温度、压强等外界因素无关，C错误；
D．由于核裂变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程得
ΔE＝Δmc2＝（m1－2m2－m3－m4）c2
D正确。
故选 D。
5．（2021·山东高三其他模拟）铁元素（ ）是目前已知最稳定的元素。在宇宙中，比铁重的元素主要
是通过“中子俘获”的核反应产生的。所谓“中子俘获”，是指原子核与中子碰撞结合，并形成重核的过
程。下列关于结合能和核反应的说法正确的是（　　）
A．元素的比结合能越大，核子结合得越牢固，铁元素（ ）的比结合能最大
B．轻核聚变吸收能量，重核裂变放出能量
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