第十九章5核力与结合能

第十九章原子核

5 核力与结合能

1．对原子核的组成，下列说法正确的是()

A．核力可使一些中子组成原子核

B．核力可使非常多的质子组成原子核

C．不存在只有质子的原子核

D．质量较大的原子核内一定有中子

解析：由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子集聚在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，11H，C错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．答案：D

2．关于核力的说法正确的是()

A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用

B．核力就是电磁力

C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内

D．核力与电荷有关

解析：核力是短程力，超过1.5×10－15 m，核力急剧下降几乎消失，故C对；核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对；核力与电荷无关，故D错．

答案：C

3．(多选)对核子结合成原子核的下列说法正确的是()

A．原子核内的核子间均存在核力

B．原子核内的质子间均存在核力和库仑力

C．当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间

“势能”一定减小

D．对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原

子核稳定的作用

解析：由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知A、B错误；当n个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于0.8×10－15 m，核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于0.8×10－15 m，故C正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的质子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力，随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确．答案：CD

4．某核反应方程为21H＋31H→42He＋X.已知21H的质量为2.013 6 u，3

H的质量为3.018 0 u，42He的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 1

u．则下列说法中正确的是()

A．X是质子，该反应释放能量

B．X是中子，该反应释放能量

C．X是质子，该反应吸收能量

D．X是中子，该反应吸收能量

解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过程中质量数，电荷数守恒规律，可得：21H＋31H→42He＋10n，X为中子，在该反应发生前，反应物的总质量m1＝2.013 6 u＋3.018 0 u＝5.031 6 u，反应后产物总质量m2＝4.002 6 u＋1.008 7 u＝5.011 3 u，总质量减少，出现了质量亏损，根据爱因斯坦的质能方程可知，该反应释放能量．答案：B

5．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，释放的能量为() A．21.04 MeV B．35.56 MeV

C．92.16 MeV D．77.64 MeV

解析：设中子的质量为m n，质子的质量为m p，α粒子的质量为mα，碳原子核的质量m C.根据质能方程，得

ΔE1＝28.30 MeV＝[2(m n＋m p)－mα]c2，

ΔE2＝7.26 MeV＝(3mα－m C)c2，

ΔE3＝(6m n＋6m p－m C)c2，

由上式得ΔE3＝92.16 MeV.

答案：C

A级抓基础

1．(多选)关于原子内的相互作用力，下列说法正确的是()

A．原子核与电子之间的作用力主要是电磁力

B．中子和质子间的作用力主要是核力

C．质子与质子间的核力，在2.0×10－15 m的距离内远大于它们相互间的库仑力

D．原子核与电子之间的万有引力大于它们之间的电磁力

解析：电子在原子核与电子之间库仑力的作用下绕原子核做圆周运动，选项A正确，D错误；中子和质子、质子与质子间的核力，主要是表现在相邻的核子之间，在1.5×10－15 m的距离内远大于它们相互间的库仑力，大于1.5×10－15 m的距离核力几乎为零，故选项B 正确，C错误．

答案：AB

2．如图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，出现质量亏损，则放出能量，故A错．同理可知B、D错，C正确．

答案：C

3．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m 1和m 2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 －m 1－m 2) u ·c 2

B ．(m 1＋m 2－M ) u ×931.5 J

C ．(m 1＋m 2－M )c 2

D ．(m 1＋m 2－M )×931.5 eV

解析：在核能计算时，如果质量的单位是kg ，则用ΔE ＝Δmc 2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 错误．

答案：C

4．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D →p ＋n ，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )

A.12

[(m D －m p －m n )c 2－E ] B.12

[(m D ＋m n －m p )c 2＋E ] C.12

[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12

[(m D ＋m n －m p )c 2－E ] 解析：因为轻核聚变时放出能量，质量亏损，所以氘核分解为核