2018版 第3章 4.原子核的结合能

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4．下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有( A．核子结合成原子核时吸收能量 B．原子核拆解成核子时要吸收能量
)
C．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大 D．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大
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【解析】 核子结合成原子核时放出能量，原子核拆解成核子时吸收能量， A 错误，B 正确；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其 结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比 重核少，其结合能比重核反而小，C、D 选项错误．
【解析】 6 个中子和 6 个质子可结合成 3 个 α 粒子， 放出能量 3×28.30 MeV ＝84.9 MeV， 3 个 α 粒子再结合成一个碳核，放出 7.26 MeV 能量，故 6 个中子和 6 个质 子结合成一个碳核时，释放能量为 84．9 MeV＋7.26 MeV＝92.16 MeV.
－27
－27
kg， 中子的质量 mn＝1.674 9×10
－27
kg，
kg， 光速 c＝3.0×108 m/s.请计算 α 粒子的结合
能．(计算结果保留两位有效数字)
【解析】 组成 α 粒子的核子与 α 粒子的质量差 Δm＝(2mp＋2mn)－mα 结合能 ΔE＝Δmc2 代入数据得 ΔE＝4.3×10－12 J.
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【解析】 质能方程 E＝mc2 表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系 的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一 定值，并可根据 ΔE＝Δmc2 进行计算，故 B、D 对．
【答案】 BD
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3． 取质子的质量 mp＝1.672 6×10 α 粒子的质量 mα＝6.646 7×10
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原 子 核 的 结 合 能 及 其 计 算
[先填空] 1．结合能 核子结合成原子核 所 释放的能量． 2．质能关系 (1)物体的能量与其质量的关系式 E＝ mc2 .
Δmc2 . (2)能量计算 ΔE＝
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3．质量亏损 核反应中的质量减少 称为质量亏损．
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【答案】 92.16 MeV
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对比结合能曲线的理解 由曲线可知中等质量的核的比结合能最大，核最稳定．质量较大的重核裂 变成中等质量的核要释放能量，质量较小的轻核聚变时也要释放能量．
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学业分层测评（十一）
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成原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子质量之 和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化．
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1．对质量亏损的理解 质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量 的形式辐射出去了．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也 随之减少，这时质能方程也写为 ΔE＝Δmc2.
【答案】 B
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5． (多选)如图 341 所示是描述原子核核子的平均质量 m 与原子序数 Z 的关 系曲线，由图可知下列说法正确的是 ( )
A．将原子核 A 分解为原子核 B、C 一定放出能量 B．将原子核 D、E 结合成原子核 F 可能吸收能量 C．将原子核 A 分解为原子核 B、F 一定释放能量 D．将原子核 F、C 结合成原子核 B 一定释放能量
图 341
【解析】 因 B、C 核子平均质量小于 A 的核子平均质量，故 A 分解为 B、 C 时，会出现质量亏损，故放出核能，故 A 正确，同理可得 B、D 错，C 正确．
【答案】 AC
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6．当两个中子和两个质子结合成一个 α 粒子时，放出 28.30 MeV 的能量， 当三个 α 粒子结合成一个碳核时，放出 7.26 MeV 的能量，则当 6 个中子和 6 个 质子结合成一个碳核时，释放的能量约为________．
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1．(多选)一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出 γ 光子，核反应方程
1 2 是1 H ＋ n → 1 0 1H＋γ，以下说法中正确的是(
)
A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和 B．反应前后的质量数不变，因而质量不变 C．反应前后质量数不变，但会出质量亏损 D．γ 光子的能量为 Δmc2，Δm 为反应中的质量亏损，c 为光在真空中的速 度
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2．核聚变和核裂变 (1)核聚变：两个轻核结合成 较重的单个原子核时会释放 能量，这样的过程
4 2 2 叫核聚变．两个氘核的聚变：1H＋1H→ 2He
.
(2)核裂变：一个重核分裂为两个(或多个)中等质量的核时释放出能量，这样 的过程叫核裂变．
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[再判断] 1．原子核的核子数越多，比结合能越大．(×) 2．比结合能越大，原子核越稳定．(√) 3 ．由比结合能曲线可知，核聚变和核裂变两种核反应方式都能释放核 能．(√)
【答案】 4.3×10
－12
J
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核能的两种单位 两 种 方 法 计 算 的 核 能 的 单 位 分 别 为 “J” 和 “MeV” ， 1 MeV ＝ 1×106×1.6×10－19 J＝1.6×10－13 J.
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比 结 合 能
[先填空] 1．比结合能 ΔE 原子核的结合能 ΔE 除以 核子数A ， A 称为原子核的比结合能，又叫平均 结合能．
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[后思考] 裂变反应发生后，裂变反应生成物的质量增加还是减小？为什么？
【提示】 的质量减小．
减小．裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后
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比结合能与原子核稳定的关系 (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，原子核就 越难拆开，表示该原子核就越稳定． (2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子 核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定. (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，就可能释放 核能．例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个 核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能．
知 识 点 一
4.原子核的结合能
知 识 点 二
学 业 分 层 测 评
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学 习 目 标 1.知道原子核的结合能及质量亏 损，并能用质能方程进行计 算．(重点、难点) 2.知道比结合能的概念，知道比 结合能越大的原子核越稳定，了 解比结合能曲线的意义．(重点)
知 识 脉 络
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【解析】
核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核
能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之 和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形 式向外释放，故正确答案为 A、C、D.
【答案】 ACD
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2．核能的计算方法 (1)根据质量亏损计算 ①根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损 Δm. ②根据爱因斯坦质能方程 ΔE＝Δmc2 计算核能． 其中 Δm 的单位是千克，ΔE 的单位是焦耳． (2)利用原子质量单位 u 和电子伏特计算 根据 1 原子质量单位(u)相当于 931.5 MeV 的能量，用核子结合成原子核时 质量亏损的原子质量单位数乘以 931.5 MeV，即 ΔE＝Δm×931.5 MeV.其中 Δm 的单位是 u，ΔE 的单位是 MeV.
[再判断] 1．原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量．(×) 2．质量亏损是因为这部分质量转化为能量．(×) 3．质能方程 E＝mc2 表明了质量与能量间的一种对应关系．(√)
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[后思考] 有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对？
【提示】 不对．在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组
2．(多选)关于质能方程，下列哪些说法是正确的(
) 【导学号：22482045】
A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量 B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值 C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下 的数量关系 D．一定量的质量总是与一定量的能量相联系的