（山東省專用）2022高中物理 第十九章 原子核 第5節(jié) 核力與結(jié)合能講義（含解析）新人教版選修3-5

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1、（山東省專用）2022高中物理 第十九章 原子核 第5節(jié) 核力與結(jié)合能講義（含解析）新人教版選修3-5 1.原子核內(nèi)相鄰核子之間的作用力叫核力，把原子核內(nèi)核子分開所需要的能量叫結(jié)合能。 2．結(jié)合能與核子數(shù)之比叫比結(jié)合能。比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 3．原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。 一、核力與四種基本相互作用 1．核力 (1)定義：原子核里的核子間的相互作用力。 (2)作用：把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核。 2．核力的特點 (1)核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，在原子核的尺度內(nèi)，核力比庫侖力大得

2、多。 (2)核力是短程力，作用范圍在1.5×10－15 m之內(nèi)。核力在大于0.8×10－15 m，小于1.5×10－15 m的范圍內(nèi)表現(xiàn)為吸引力，在小于0.8×10－15 m時表現(xiàn)為斥力。 (3)每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性。 3．四種基本相互作用 二、原子核中質(zhì)子與中子的比例 1．較輕原子核：質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)大致相等。 2．較重原子核：中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的原子核兩者相差越多。 三、結(jié)合能與質(zhì)量虧損 1．結(jié)合能 原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構成的，要把它們分開，也需要能量，這就是原子核的結(jié)合能。 2．比結(jié)合能 原子核的結(jié)合能與核子數(shù)

3、之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。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。中等大小的核的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定。 3．質(zhì)能方程 物體的能量與它的質(zhì)量的關系是：E＝mc2。 4．質(zhì)量虧損 原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象。 1．自主思考——判一判 (1)原子核中粒子所受的萬有引力和電磁力可以達到平衡。(×) (2)核力是強相互作用，在任何情況下都比庫侖力大。(×) (3)弱相互作用是引起原子核β衰變的原因。(√) (4)原子核的結(jié)合能就是核子結(jié)合成原子核時需要的能量。(×) (5)比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。(√) (6)質(zhì)能方程E＝mc2

4、表明了質(zhì)量與能量間的一種對應關系。(√) 2．合作探究——議一議 (1)質(zhì)子之間存在庫侖力，質(zhì)子與中子、中子與中子之間沒有庫侖力，那么是不是質(zhì)子之間存在核力，質(zhì)子與中子、中子與中子之間沒有核力？ 提示：不是。核力是短程力，存在于相鄰的核子之間，無論是質(zhì)子之間、質(zhì)子與中子之間還是中子之間，都存在核力。 (2)為什么核電荷數(shù)越多的原子核越不穩(wěn)定？ 提示：核電荷數(shù)越多的原子核中，有些核子之間的距離越來越大，隨著距離增大，核力和質(zhì)子間的斥力都減小，但核力減小得更快，當原子核大到一定程度時，核力會小于質(zhì)子間的斥力，原子核就不穩(wěn)定了。 (3)有人認為質(zhì)量虧損就是核子的個數(shù)變少了，這種認識對不對

5、？ 提示：不對。在核反應中質(zhì)量數(shù)守恒即核子的個數(shù)不變，只是核子組成原子核時，仿佛變“輕”了一些，原子核的質(zhì)量總是小于其全部核子質(zhì)量之和，即發(fā)生了質(zhì)量虧損，核子的個數(shù)并沒有變化。 核力的性質(zhì)與原子核中質(zhì)子與中子的比例 1．核力的性質(zhì) (1)核力是四種相互作用中的強相互作用(強力)的一種表現(xiàn)。 (2)核力是短程力。約在10－15 m數(shù)量級時起作用，距離大于0.8×10－15 m時為引力，距離小于0.8×10－15 m時為斥力，距離為1.5×10－15 m時核力幾乎消失。 (3)核力具有飽和性。核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。 (

6、4)核力具有電荷無關性。核力與核子電荷無關。 2．原子核中質(zhì)子與中子的比例關系 (1)較輕的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的原子核，兩者相差越多。 (2)形成原因： ①若質(zhì)子與中子成對地人工構建原子核，隨原子核的增大，核子間的距離增大，核力和電磁力都會減小，但核力減小得更快。所以當原子核增大到一定程度時，相距較遠的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，這個原子核就不穩(wěn)定了。 ②若只增加中子，因為中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。 ③由于核力的作用范圍是有限的，以

7、及核力的飽和性，若再增大原子核，一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用，這時候再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。 [典例]　關于原子核中質(zhì)子和中子的說法，正確的是(　　) A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等 B．穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多 C．原子核都是非常穩(wěn)定的 D．由于核力的作用范圍是有限的，核力具有飽和性，不可能無節(jié)制地增大原子核而仍穩(wěn)定存在 [思路點撥]　解答本題時應注意以下兩點： (1)輕核中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，重核中中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)。 (2)由于核力是短程力，原子核的大小有一定的限制。 [解析]　由穩(wěn)定核的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的關系圖像可知，質(zhì)

8、量越大的原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多得越多，故A、B錯誤；原子核可以發(fā)生衰變，故C錯誤；由核力作用特點可知，核子數(shù)越多的原子核越不穩(wěn)定，故D正確。 [答案]　D 記憶核力特點技巧 (1)核子包括質(zhì)子和中子，而中子不帶電，所以核力與電荷無關。 (2)原子核非常小，所以核力屬于短程力。 (3)質(zhì)子間的核力比庫侖力大得多，屬于強相互作用力?！　　　? 1．氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是(　　) A．核力、萬有引力、庫侖力 B．萬有引力、庫侖力、核力 C．庫侖力、核力、萬有引力 D．核力、庫侖力、萬有引力

9、 解析：選D　本題考查核子間作用力的大小。核子間的核力最大，萬有引力最小，D項正確。 2．對原子核的組成，下列說法正確的是(　　) A．核力可使一些中子組成原子核 B．核力可使非常多的質(zhì)子組成原子核 C．不存在只有質(zhì)子的原子核 D．質(zhì)量較大的原子核內(nèi)一定有中子 解析：選D　由于原子核帶正電，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的質(zhì)子聚集在一起組成原子核，原因是核力是短程力，質(zhì)子之間還存在“長程力”——庫侖力，A、B錯誤；自然界中存在只有一個質(zhì)子的原子核，如H，C錯誤；較大質(zhì)量的原子核內(nèi)只有存在一些中子，才能削弱庫侖力，維系原子核的穩(wěn)定，故D正確。 3．激光中子是由重原子

10、核吸收光子后發(fā)射中子而產(chǎn)生的，光子的極限能量大約是10 MeV。假定中子從原子核上向外移開距離10－13 cm所受的力保持不變，則平均核力的數(shù)量級是(　　) A．10－3 N　　　　　　 　B．10 N C．103 N D．無法計算 解析：選C　核力是一種很強的力，應存在于相鄰的核子之間，作用范圍在1.5×10－15 m之內(nèi)，由題意知：F·d＝W＝E，則F＝ N＝1.6×103 N，故選項C正確。 結(jié)合能、比結(jié)合能與原子核的穩(wěn)定性 1．結(jié)合能 要把原子核分開成核子時吸收的能量或核子結(jié)合成原子核時放出的能量。 2．比結(jié)合能 等于原子核的結(jié)合能與原子核中核子個數(shù)的比

11、值，它反映了原子核的穩(wěn)定程度。 3．比結(jié)合能曲線 不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化圖線如圖所示。 從圖中可看出，中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能最大，輕核和重核的比結(jié)合能都比中等質(zhì)量的原子核要小。 4．比結(jié)合能與原子核穩(wěn)定的關系 (1)比結(jié)合能的大小能夠反映原子核的穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大，原子核就越難拆開，表示該原子核就越穩(wěn)定。 (2)核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，比結(jié)合能都比較小，表示原子核不太穩(wěn)定；中等核子數(shù)的原子核，比結(jié)合能較大，表示原子核較穩(wěn)定。 (3)當比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成比結(jié)合能較大的原子核時，就可能釋放核能。例如，一個核子數(shù)較大的重核分裂成兩個核子數(shù)小一些的

12、核，或者兩個核子數(shù)很小的輕核結(jié)合成一個核子數(shù)大一些的核，都能釋放出巨大的核能。 1．下列關于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法正確的是(　　) A．核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能 B．比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大 C．重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大 D．中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大 解析：選D　核子結(jié)合成原子核放出的能量或原子核拆解成核子吸收的能量稱為結(jié)合能，故A錯誤；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，它的結(jié)合能還和核子的數(shù)量有關，故B錯誤；重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能大，重核的比結(jié)合

13、能比中等核的小，故C錯誤；中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能和結(jié)合能比輕核的都大，故D正確。 2．如圖所示是原子核的平均核子質(zhì)量A與原子序數(shù)Z的關系圖像，下列說法正確的是(　　) A．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要釋放能量 B．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要吸收能量 C．若C、B能結(jié)合成A，結(jié)合過程一定要釋放能量 D．若F、C能結(jié)合成B，結(jié)合過程一定要釋放能量 解析：選A　D、E平均核子質(zhì)量大于F平均核子質(zhì)量，D、E結(jié)合成F，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，要釋放能量，A對B錯；C、B結(jié)合成A，F(xiàn)、C結(jié)合成B都是質(zhì)量增加，結(jié)合過程要吸收能量，C、D錯。 3．一個中子與某原子核發(fā)生核反應，生成一個

14、氘核，其核反應方程式為________________________。該反應放出的能量為Q，則氘核的比結(jié)合能為____________。 解析：方程式：n＋H→H 核子結(jié)合成原子核要放出能量，這個能量叫原子核的結(jié)合能。它的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱作比結(jié)合能，由題意知氘核的核子數(shù)為2，所以比結(jié)合能為。 答案：n＋H→H　 對質(zhì)量虧損和質(zhì)能方程的理解 1．質(zhì)量虧損 所謂質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成原子核的過程中以能量的形式輻射出去了。反過來，把原子核分裂成核子，總質(zhì)量要增加，總能量也要增加，增加的能量要由外部供給?？傊?，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)

15、系，它們之間的關系就是E＝mc2。 2．質(zhì)能方程E＝mc2 (1)質(zhì)能方程說明，一定的質(zhì)量總是跟一定的能量相聯(lián)系的。具體地說，一定質(zhì)量的物體所具有的總能量是—定的，等于光速的平方與其質(zhì)量之積，這里所說的總能量，不是單指物體的動能、核能或其他哪一種能量，而是物體所具有的各種能量的總和。 (2)根據(jù)質(zhì)能方程，物體的總能量與其質(zhì)量成正比。物體質(zhì)量增加，則總能量隨之增加；質(zhì)量減少，總能量也隨之減少，這時質(zhì)能方程也寫作ΔE＝Δmc2。 (3)質(zhì)能方程的本質(zhì)： ①質(zhì)量或能量是物質(zhì)的屬性之一，決不能把物質(zhì)和它們的某一屬性(質(zhì)量和能量)等同起來； ②質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性，方程建立了

16、這兩個屬性在數(shù)值上的關系，這兩個量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒，質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個量可以相互轉(zhuǎn)化； ③質(zhì)量虧損不是否定了質(zhì)量守恒定律。根據(jù)愛因斯坦的相對論，輻射出的γ光子靜質(zhì)量雖然為零，但它有動質(zhì)量，而且這個動質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立。 3．核能的計算方法 根據(jù)質(zhì)量虧損計算： (1)根據(jù)核反應方程，計算核反應前和核反應后的質(zhì)量虧損Δm。 (2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2計算核能。 其中Δm的單位是千克，ΔE的單位是焦耳。 (3)根據(jù)能量守恒和動量守恒來計算核能。參與核反應的粒子所組成的系統(tǒng)，在核反應過程中的動量和能量是守恒的，

17、因此，利用動量和能量守恒可以計算出核能的變化。 (4)利用平均結(jié)合能來計算核能。原子核的結(jié)合能＝核子的平均結(jié)合能×核子數(shù)。核反應中反應前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該次核反應所釋放(或吸收)的核能。 4．判斷核反應過程是釋放能量還是吸收能量的方法 (1)根據(jù)反應前后質(zhì)量的變化情況進行判斷，若質(zhì)量減少即發(fā)生了質(zhì)量虧損，則釋放能量；若質(zhì)量增加，則吸收能量。 (2)根據(jù)動能變化判斷，若不吸收光子而動能增加則放出能量。 [典例]　鐳核Ra發(fā)生衰變放出一個粒子變?yōu)殡焙薘n。已知鐳核質(zhì)量為226.025 4 u，氡核質(zhì)量為222.016 3 u，放出粒

18、子質(zhì)量為4.002 6 u。 (1)寫出核反應方程； (2)求鐳核衰變放出的能量。 [思路點撥]　 (1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒書寫核反應方程。 (2)根據(jù)質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2計算核能。 [解析]　(1)核反應(衰變)方程為：Ra→Rn＋He。 (2)鐳核衰變放出的能量為： ΔE＝Δmc2＝Δm×931.5 MeV ＝(226.025 4－4.002 6－222.016 3)×931.5 MeV ＝6.05 MeV。 [答案]　(1)226 88Ra→Rn＋He　(2)6.05 MeV 核能的兩種單位換算技巧 (1)若以kg為質(zhì)量虧損Δm的單位，則計算時應用

19、公式ΔE＝Δmc2。 (2)若以原子單位“u”為質(zhì)量虧損單位，則ΔE＝Δm×931.5 MeV。 (3)兩種方法計算的核能的單位分別為“J”和“MeV”，1 MeV＝1×106×1.6×10－19 J＝1.6×10－13 J。 1．下列說法中正確的是(　　) A．愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化 B．由E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關系，可以用物體的質(zhì)量作為它所蘊藏的能量的量度 C．核反應中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰? D．因為在核反應中產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒 解析

20、：選B　E＝mc2說明能量和質(zhì)量之間存在著聯(lián)系，即能量與質(zhì)量之間存在著正比關系，但并不說明能量和質(zhì)量之間存在相互轉(zhuǎn)化的關系，故A項錯誤，而B項正確；核反應中的“質(zhì)量虧損”并不是質(zhì)量消失，實際上是由靜止的質(zhì)量變成運動的質(zhì)量，并不是質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量，故C項錯誤；在核反應中，質(zhì)量守恒，能量也守恒，在核反應前后只是能量的存在方式不同，總能量不變，在核反應前后只是物質(zhì)由靜質(zhì)量變成動質(zhì)量，故D錯誤。 2．原子質(zhì)量單位為u,1u相當于931.5 MeV的能量，真空中光速為c。當質(zhì)量分別為m1(kg)和m2(kg)的原子核結(jié)合為質(zhì)量為M(kg)的原子核時，釋放出的能量是(　　) A．(M－m1－m2)·c2

21、 J B．(m1＋m2－M)×931.5 J C．(m1＋m2－M)·c2 J D．(m1＋m2－M)×931.5 eV 解析：選C　在計算核能時，如果質(zhì)量的單位是kg，則用ΔE＝Δmc2進行計算，能量單位是J；若質(zhì)量單位是u，則利用ΔE＝Δm×931.5 MeV進行計算，故選項C正確。 3．取質(zhì)子的質(zhì)量mp＝1.672 6×10－27 kg，中子的質(zhì)量mn＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的質(zhì)量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s。請計算α粒子的結(jié)合能。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：組成α粒子的核子與α粒子的質(zhì)量差 Δm＝(2mp

22、＋2mn)－mα 結(jié)合能ΔE＝Δmc2 代入數(shù)據(jù)得ΔE＝4.3×10－12 J。 答案：4.3×10－12 J 1．中子比質(zhì)子更容易擊中原子核的原因是(　　) A．中子體積較小　　　 　B．中子速度較大 C．中子能量較大 D．中子不帶電 解析：選D　由于中子不帶電，與原子核之間不存在庫侖斥力，所以，它比質(zhì)子更易接近原子核并打進內(nèi)部去，D項正確。 2．科學研究表明，自然界存在四種基本相互作用。我們知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力實質(zhì)上是屬于(　　) A．引力相互作用 B．電磁相互作用 C．強相互作用和弱相互作用的共同作用 D．四種基本相互作用

23、的共同作用 解析：選B　分子力作用范圍約在10－10 m數(shù)量級上。強相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范圍在10－15 m和10－18 m之內(nèi)，在分子力作用距離上都不存在。在分子力作用范圍內(nèi)引力相互作用和電磁相互作用都存在，但由于電磁力遠大于萬有引力，引力相互作用可以忽略不計，因此分子力本質(zhì)上屬于電磁相互作用。 3．[多選]一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0×107 m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*。下列說法正確的是(　　) A．核反應方程為p＋Al→Si* B．核反應過程中系統(tǒng)動量守恒 C．核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒 D．核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)

24、量等于反應物的質(zhì)量之和 解析：選AB　核反應過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反應方程為p＋Al→Si*，A正確。核反應過程中遵從動量守恒和能量守恒，B正確，C錯誤。核反應中發(fā)生質(zhì)量虧損，生成物的質(zhì)量小于反應物的質(zhì)量之和，D錯誤。 4．[多選]用質(zhì)子轟擊鋰核(Li)生成兩個α粒子，以此進行有名的驗證愛因斯坦質(zhì)能方程的實驗，已知質(zhì)子初動能是0.6 MeV，質(zhì)子、α粒子和鋰核的質(zhì)量分別是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u。已知1 u相當于931.5 MeV，則下列敘述中正確的是(　　) A．此反應過程質(zhì)量減少0.010 3 u B．生成的兩個α粒子的動能之和是18

25、.3 MeV，與實驗相符 C．核反應中釋放的能量是18.9 MeV，與實驗相符 D．生成的兩個α粒子的動能之和是19.5 MeV，與實驗相符 解析：選CD　此反應過程質(zhì)量虧損Δm＝1.007 3 u＋7.016 0 u－2×4.001 5 u＝0.020 3 u，核反應中釋放的能量ΔE＝Δmc2＝0.020 3×931.5 MeV＝18.9 MeV，而生成的兩個α粒子的動能之和為ΔE＋Ek質(zhì)＝18.9 MeV＋0.6 MeV＝19.5 MeV，故選項C、D均正確，選項A、B均錯誤。 5．[多選]對于核子結(jié)合成原子核的認識，下列說法正確的是(　　) A．原子核內(nèi)的核子間均存在核力 B

26、．原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫侖力 C．當n個核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時，其間勢能一定減小 D．對質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用 解析：選CD　由于核力為短程力，只會發(fā)生在相鄰核子之間，由此知A、B錯誤；當n個核子靠近到核力作用范圍內(nèi)，而距離大于0.8×10－15 m，核力表現(xiàn)為引力，在此過程核力必做正功，其間勢能必定減小，形成原子核后距離一般不小于0.8×10－15 m，故C正確；對質(zhì)子數(shù)較多的原子核，由于只有相鄰的質(zhì)子間才有核力，但各個質(zhì)子間均有很強的庫侖斥力。隨著質(zhì)子數(shù)的增加，其庫侖斥力增加，對于穩(wěn)定的原子核，必須存在較多的中子才能

27、維系二者的平衡，故D正確。 6．“正電子湮滅”是指正電子與電子相遇后一起消失而放出光子的過程，若一個電子和一個正電子相撞發(fā)生湮滅轉(zhuǎn)化成一對光子，正、負電子的質(zhì)量均為m，相碰前動能均為Ek，光速為c，普朗克常量為h，則對撞過程中系統(tǒng)動量________(填“守恒”或“不守恒”)，光子的頻率為________。 解析：對撞過程中動量守恒，根據(jù)能量守恒可得2Ek＋2mc2＝2hν，故光子的頻率為ν＝。 答案：守恒　 7．[多選]對于核力，下列說法正確的是(　　) A．核力是弱相互作用，作用力很小 B．核力是強相互作用，是強力 C．核子之間的距離小于0.8×10－15 m時，核力表現(xiàn)

28、為斥力，因此核子不會融合在一起 D．人們對核力的了解很清楚，特別是在小于0.8×10－15 m時，核力的變化規(guī)律更清楚 解析：選BC　核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，它的作用范圍在1.5×10－15 m之內(nèi)，核力比庫侖力大得多，選項B正確，選項A錯誤。核力在大于0.8×10－15 m時，表現(xiàn)為吸引力，且隨距離增大而減小，在距離小于0.8×10－15 m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起，選項C正確。人們對核力的了解還不是很清楚，這是科學家們正在奮力攻克的堡壘，故選項D錯誤。 8．如圖所示，圖線表示原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關系，據(jù)此下列說法中正確的是(　　) A．重的原子核，

29、例如鈾核U，因為它的核子多，核力大，所以結(jié)合得堅固而穩(wěn)定 B．鋰核Li的核子的比結(jié)合能比鈾核的比結(jié)合能小，因而比鈾核結(jié)合得更堅固更穩(wěn)定 C．原子核結(jié)合的松緊程度可以用“比結(jié)合能”來表征，比結(jié)合能的定義是原子核的結(jié)合能與其核子數(shù)之比，比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定 D．以上三個表述都錯誤 解析：選C　原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，而組成原子核的核子越多，它的比結(jié)合能并不是越大，只有當比結(jié)合能越大，原子核中的核子結(jié)合的越牢固，原子核越穩(wěn)定，故C正確，A、B、D錯誤。 9．一個電子(質(zhì)量為m、電荷量為－e)和一個正電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)以相等的初動能Ek相向運動

30、，并撞到一起，發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個頻率相同的光子，設產(chǎn)生光子的頻率為ν。若這兩個光子的能量都為hν，動量分別為p和p′，下面關系中正確的是(　　) A．hν＝mc2，p＝p′ B．hν＝mc2，p＝p′ C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′ D．hν＝(mc2＋Ek)，p＝－p′ 解析：選C　能量守恒和動量守恒為普適定律，故以相等動能相向運動發(fā)生碰撞而湮滅的正、負電子總能量為：2Ek＋2mc2，化為兩個光子后，總動量守恒，為零，故p＝－p′，且2Ek＋2mc2＝2hν，即hν＝Ek＋mc2，故C正確。 10．(2017·全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為U→9Th＋He。下列說法正確的是(　　) A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能 B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間 D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量 解析：選B　靜止的鈾核在衰變過程中遵循動量守恒，由于系統(tǒng)的總動量為零，因此衰變后產(chǎn)生的釷核和α粒子的動量等大反向，即pTh＝pα，B項正確；因此有＝，由于釷核和α粒子的質(zhì)量不等，因此衰變后釷核和α粒子的動能不等，A項錯誤；根據(jù)半衰期的定義可知，C項錯誤；由于衰變過程釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，衰變過程有質(zhì)量虧損，因此D項錯誤。