19-5核力与结合能

19-5核力与结合能

5核力与结合能

(时间：60分钟)

考查知识点及角度

难度及题号

基础中档

稍

难对核力及结合能的理解1、2 3

质量亏损、核能的计算4、5、67、8、

综合提升9、10、1112

知识点一对核力及结合能的理解

1．对结合能、比结合能的认识，下列正确的是()．A．一切原子核均具有结合能

B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量

C．结合能越大的原子核越稳定

D．比结合能越大的原子核越稳定

解析由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量；反之，将原子核分开变为自由核子时需要吸收相应的能量，该能量即为结合能，故A正确、B错误；核子较多的原子核的结合能大，但它的比结合能不一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C错误、D正确．答案AD

2．(2013·广州高二检测)在下列判断中，正确的是

()．

A．组成238 92U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238 92U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238 92U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238 92U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

解析核力属于短程力，由于组成238

92U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作用力可能比较小，所以选项A、B、D错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项C 正确．

答案 C

图19－5－2

3．如图19－5－2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可能吸收能量

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

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错，同理可得B、D错，C正确．答案 C

知识点二质量亏损、核能的计算

4．根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E＝mc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程．质子的质量为m p，中子的质量为m n，氦核的质量为m

，

α

下列关系式正确的是()．A．mα＝(2m p＋2m n) B．mα<(2m p＋2m n)

C．mα>(2m p＋2m n) D．以上关系式都不正确

答案 B

5．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是()．A．m3c2B．(m1＋m2)c2

C．(m3－m2－m1)c2D．(m1＋m2－m3)c2

解析质子和中子结合成原子核氘核时，总质量减小了，即质量亏损Δm＝(m1＋m2－m3)．依据质能方程可知，放出的能量为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2.

答案 D

6．用质子轰击锂核(73Li)生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程

的实验．已知质子的初动能是0.6 MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是

1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u．已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中

正确的是()．

A．此反应过程质量减少0.010 3 u

B．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符

C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符

D．生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符

答案CD

7．原子质量单位为u，1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分

别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是()．A．(M－m1－m2)u·c2B．(m1＋m2－M)u×931.5 J

C．(m1＋m2－M)c2D．(m1＋m2－M)×931.5 eV

解析在核能计算时，如果质量的单位是kg，则用ΔE＝Δmc2进行计算，

如果质量的单位是u，则利用1 u相当于931.5 MeV的能量计算，即ΔE＝Δm×931.5 MeV进行计算，故C正确，A、B、D错．

答案 C

8．一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是11H＋10n―→

2

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．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

D．因存在质量亏损Δm，所以“物质不灭”的说法不正确

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.

答案AC

9．历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV的质子11 H

轰击静止的A E X，生成两个动能均为8.9 MeV的42He.(1 MeV＝1.6×10－13 J)

(1)上述核反应方程为__________________________________________．

(2)质量亏损为________kg.

解析(1)根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程为11H＋73X―→42He＋42 He或11H＋73Li―→42He＋42He.

(2)设反应前质子的动能为E k0，反应后42He的动能为E k，由于质量亏损而释

放的能量为