課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)(十七)核力與核反應(yīng)方程A級(jí)基礎(chǔ)鞏固1．(多選)科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自然界存在四種相互作用，下列說(shuō)法中，哪些是符合科學(xué)家的認(rèn)識(shí)的()A．彈力應(yīng)該歸結(jié)為電磁力B．原子核內(nèi)所有核子之間都存在核力的作用C．摩擦力是電磁力的一種表現(xiàn)形式D．電磁力是比萬(wàn)有引力更強(qiáng)的相互作用解析：電磁力是兩個(gè)帶電粒子或物體之間的相互作用力，力學(xué)中的彈力、摩擦力都屬于電磁力，故A、C正確；核力是短程力，核力只存在于同一個(gè)原子核內(nèi)的相鄰的核子之間，故B錯(cuò)誤；電磁力是比萬(wàn)有引力更強(qiáng)的相互作用，故D正確．答案：ACD2．(多選)核力具有下列哪些性質(zhì)()A．核力是短程力，作用范圍很小，只在相鄰核子間發(fā)生B．核力是一種引力，核力把核子緊緊束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核C．質(zhì)子間、中子間、質(zhì)子和中子之間都可以有核力D．核力是一種強(qiáng)相互作用力，在其作用范圍內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多解析：核力作用的范圍在1.5×10－15m之內(nèi)，只在相鄰核子間發(fā)生，是短程力，選項(xiàng)A正確；核力既能表現(xiàn)為引力，又能表現(xiàn)為斥力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核力是原子核內(nèi)核子之間的強(qiáng)相互作用力，在其作用范圍內(nèi)，比庫(kù)侖力大得多，選項(xiàng)C、D正確．答案：ACD3．在下列判斷中，正確的是()A．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中任何兩個(gè)核子之間都存在不可忽略的核力作用B．組成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何兩個(gè)中子之間都存在不可忽略的核力作用C．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫(kù)侖斥力作用D．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中任何兩個(gè)核子之間，除庫(kù)侖斥力之外還都存在不可忽略的核力作用解析：核力是短程力，只存在于兩個(gè)相鄰的核子之間，故A、B、D錯(cuò)誤；庫(kù)侖力是長(zhǎng)程力，任何兩個(gè)質(zhì)子間都存在庫(kù)侖斥力，C正確．答案：C4．(2023·全國(guó)高三專題練習(xí))U-Pb法是一種重要的同位素測(cè)年方法，鈾的兩種放射性核素eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U，經(jīng)過(guò)一系列的α衰變和β衰變能分別生成eq\o\al(207,82)Pb和eq\o\al(206,82)Pb兩種鉛同位素，通過(guò)測(cè)定物體中兩種鉛同位素的原子數(shù)目之比，可得到物體的形成年代．下列說(shuō)法正確的是()A．eq\o\al(235,92)U衰變生成eq\o\al(207,82)Pb的過(guò)程經(jīng)歷了8次α衰變B．eq\o\al(238,92)U衰變生成eq\o\al(206,82)Pb的過(guò)程經(jīng)歷了6次β衰變C．物體中兩種鉛同位素原子數(shù)目的比值與時(shí)間成正比D．eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)殂U的過(guò)程形成的質(zhì)量數(shù)較大的原子核可能相同解析：設(shè)eq\o\al(235,92)U衰變生成eq\o\al(207,82)Pb的過(guò)程經(jīng)歷了x次α衰變和y次β衰變，有235－4x＝207，92－2x＋y＝82，解得x＝7，y＝4.同理可得，eq\o\al(238,92)U衰變生成eq\o\al(206,82)Pb的過(guò)程經(jīng)歷了8次α衰變和6次β衰變，故A錯(cuò)誤，B正確．根據(jù)m剩＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(1,T))m0可得生成物的原子數(shù)目與時(shí)間的關(guān)系m＝m0－m剩＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up6(\f(t,T))))m0，可知兩種鉛同位素原子數(shù)目的比值不與時(shí)間成正比，故C錯(cuò)誤.eq\o\al(235,92)U衰變過(guò)程生成的質(zhì)量數(shù)較大的新核的質(zhì)量數(shù)與發(fā)生α衰變次數(shù)的關(guān)系為Z1＝235－4m，eq\o\al(238,92)U衰變過(guò)程生成的質(zhì)量數(shù)較大的新核的質(zhì)量數(shù)與發(fā)生α衰變次數(shù)的關(guān)系為Z2＝238－4n，可知eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)殂U的過(guò)程中形成的質(zhì)量數(shù)較大的原子核不可能相同，故D錯(cuò)誤．答案：B5．(2023·遼寧模擬預(yù)測(cè))2019年9月10日，我國(guó)國(guó)產(chǎn)首批醫(yī)用eq\o\al(60,27)Co原料組件從秦山核電站啟運(yùn)，這標(biāo)志著我國(guó)伽馬刀設(shè)備“中國(guó)芯”供應(yīng)問(wèn)題得到解決，核電站是利用中子照射eq\o\al(50,27)Co制備eq\o\al(60,27)Co的，伽馬刀是利用eq\o\al(60,27)Co發(fā)生β衰變釋放的射線工作的．已知eq\o\al(60,27)Co的半衰期約為5.3年，下列說(shuō)法正確的是()A．秦山核電站制備eq\o\al(60,27)Co的反應(yīng)是輕核聚變B．eq\o\al(60,27)Co發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核比eq\o\al(60,27)Co少一個(gè)電子C．eq\o\al(60,27)Co發(fā)生β衰變的方程式為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)eD．eq\o\al(60,27)Co制成后，經(jīng)過(guò)10.6年eq\o\al(60,27)Co全部衰變成其他新核解析：秦山核電站制備eq\o\al(60,27)Co的反應(yīng)是原子核的人工轉(zhuǎn)變，故A錯(cuò)誤；eq\o\al(60,27)Co發(fā)生衰變，方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e，其中一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子，故B錯(cuò)誤，C正確；eq\o\al(60,27)Co制成后，經(jīng)過(guò)10.6年，即2個(gè)半衰期，還剩eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(2)的eq\o\al(60,27)Co沒(méi)有衰變，故D錯(cuò)誤．答案：C6．(2023·福建泉州統(tǒng)考模擬)2022年10月19日，我國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”HL2M等離子體電流突破100萬(wàn)安培，創(chuàng)造了我國(guó)可控核聚變裝置運(yùn)行新紀(jì)錄，標(biāo)志著我國(guó)核聚變研發(fā)邁進(jìn)了重要一步．核聚變的反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，其中X為________(選填“質(zhì)子”“中子”或“電子”)；eq\o\al(3,1)H的平均結(jié)合能________(選填“大于”“等于”或“小于”)eq\o\al(4,2)He平均結(jié)合能．解析：由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X為eq\o\al(1,0)n，為中子．核反應(yīng)方程式中，生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定，所以生成物的比結(jié)合能大于反應(yīng)物的比結(jié)合能，可知eq\o\al(3,1)H的平均結(jié)合能小于eq\o\al(4,2)He平均結(jié)合能．答案：中子小于B級(jí)能力提升7．(2022·甘肅慶陽(yáng)高二期末)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示．根據(jù)該曲線，下列判斷正確的是()A．eq\o\al(235,92)U核的結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核的大B．eq\o\al(235,92)U核比eq\o\al(89,36)Kr核穩(wěn)定C．兩個(gè)eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He釋放28MeV能量D．eq\o\al(6,3)Li核的結(jié)合能約為15MeV解析：核子數(shù)越多，結(jié)合能越大，則eq\o\al(235,92)U核的結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核的大，A正確；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，由圖可知eq\o\al(89,36)Kr核的比結(jié)合能比eq\o\al(235,92)U核的大，則eq\o\al(89,36)Kr核比eq\o\al(235,92)U核穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；由圖可知eq\o\al(4,2)He核的比結(jié)合能約為7MeV，則eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為4×7MeV＝28MeV，根據(jù)結(jié)合能定義可知，單個(gè)自由的核子結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核釋放的能量為28MeV，則兩個(gè)eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He釋放的能量必定小于28MeV，C錯(cuò)誤；由圖可知eq\o\al(6,3)Li核的比結(jié)合能約為5MeV，則eq\o\al(6,3)Li核的結(jié)合能約為6×5MeV＝30MeV，D錯(cuò)誤．答案：A8．愛因斯坦提出了質(zhì)能方程，揭示了質(zhì)量與能量的關(guān)系．關(guān)于質(zhì)能方程，下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化B．當(dāng)物體向外釋放能量時(shí)，其質(zhì)量必定減少，且減少的質(zhì)量Δm與釋放的能量ΔE滿足關(guān)系ΔE＝Δmc2C．物體的核能可用mc2表示D．E＝mc2中的E是物體以光速c運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能解析：E＝mc2只反映物體的質(zhì)量與能量有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，E不是單指物體的動(dòng)能，而是指物體所具有的各種能量的總和，而核能是物體發(fā)生核反應(yīng)時(shí)釋放的能量，不能用mc2表示，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；ΔE＝Δmc2表示當(dāng)物體的能量增加或減少ΔE時(shí)，其質(zhì)量相應(yīng)地增加或減少Δm，但二者不能相互轉(zhuǎn)化，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．答案：B9．(多選)用中子轟擊鈾原子核，發(fā)生一種可能的核反應(yīng)并放出能量，其核反應(yīng)方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，則以下說(shuō)法中正確的是()A．X原子核中含有86個(gè)中子B．X原子核的比結(jié)合能比eq\o\al(235,92)U原子核的比結(jié)合能大C．X原子核中核子的平均質(zhì)量比eq\o\al(235,92)U原子核中核子的平均質(zhì)量大D．X原子核的結(jié)合能比eq\o\al(235,92)U原子核的結(jié)合能大解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，X的質(zhì)量數(shù)為140，電荷數(shù)為54，則中子數(shù)為86，故選項(xiàng)A正確；在核反應(yīng)中放出能量，生成物的原子核更穩(wěn)定，則X原子核的比結(jié)合能比eq\o\al(235,92)U原子核的比結(jié)合能大，選項(xiàng)B正確；X原子核屬于中等質(zhì)量的核，則原子核中核子的平均質(zhì)量比eq\o\al(235,92)U原子核中核子的平均質(zhì)量小，X原子核的核子數(shù)較少，結(jié)合能較小，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：AB10．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)過(guò)程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(235,92)U在中子轟擊下生成eq\o\al(94,38)Sr和eq\o\al(140,54)Xe的過(guò)程中，原子核的核子平均質(zhì)量變小C．200個(gè)eq\o\al(238,92)U的原子核經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后剩下50個(gè)eq\o\al(238,92)UD．比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定解析：發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)過(guò)程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,4)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，故A正確；eq\o\al(235,92)U在中子轟擊下生成eq\o\al(94,38)Sr和eq\o\al(140,54)Xe的過(guò)程中，釋放能量，有質(zhì)量虧損，原子核的核子平均質(zhì)量變小，故B正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于少量原子核是沒(méi)有意義的，故C錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故D正確．答案：ABDC級(jí)拓展創(chuàng)新11．(2022·山東煙臺(tái)高二統(tǒng)考期末)氘核的質(zhì)量為2.013553u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.007277u，中子的質(zhì)量是1.008665u．1u相當(dāng)于931.5MeV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，最后結(jié)果保留三位有效數(shù)字．(1)寫出一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合為氘核時(shí)的核反應(yīng)方程．(2)氘核的結(jié)合能和比結(jié)合能各是多少？(3)如果該反應(yīng)釋放的核能是以射出一個(gè)光子的形式釋放，則光子的頻率是多少？解析：(1)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合為氘核時(shí)的核反應(yīng)方程eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H.(2)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合為氘核時(shí)質(zhì)量虧損Δm＝1.007277u＋1.008665u－2.013553u＝0.002389u.由愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，可知放出的能量為Δ