1、4 原子核的结合能1.下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的是( )A核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B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C重核与中等质量的原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大答案 D解析 核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，A 选项错误；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，其结合能比重核小，B、C 选项错误；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的核子数又比轻核
2、多，因此它的结合能也比轻核大，D 选项正确2.关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰变成 粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C铯原子核( Cs)的结合能小于铅原子核( Pb)的结合能13355 20882D比结合能越大，原子核越不稳定答案 ABC解析 结合能是把核子分开所需的最小能量，选项 A 正确；一重原子核衰变成 粒子和另一原子核，存在质量亏损，核子比结合能增大，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项 B 正确；核子数越多，结合能越大，选项 C 正确；比结合能越大，分开核子所需
3、的能量越大，原子核越稳定，选项 D 错误3.关于质能方程，下列哪些说法是正确的( )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某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的答案 BD解析 质能方程 Emc 2 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 Emc 2 进行计算，所以 B、D 正确4.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
4、 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(Mm 1m 2) uc2B(m 1m 2M) u931.5 JC(m 1m 2M)cD(m 1m 2M ) u931.5 MeV答案 D5.一个 粒子轰击硼( B)核变成碳 14 和一个未知粒子，并放出 7.5105 eV 的能量，写出115核反应方程并求出反应过程中的质量亏损答案 He B C H 1.310 30 kg42 115 146 1解析 根据质量数守恒和核电荷数守恒可得 He B C H42 115 146 1E7.510 51.61019 J1.210 13 J.由 Emc 2 可得m 1.310 3
5、0 kg.Ec26. H 的质量是 3.016 050 u，质子的质量是 1.007 277 u，中子的质量为 1.008 665 u求：31(质量亏损 1 u 相当于释放 931.5 MeV 的能量)(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？答案 (1)放出能量 7.97 MeV (2)7.97 MeV 266 MeV解析 (1)一个质子和两个中子结合成氚核的反应方程式是 H2 n H，1 10 31反应前各核子总质量为mp2m n(1.007 27721.008 665) u3.024 607 u，反应后新核的质量为 mH
6、3.016 050 u，质量亏损为 m(3.024 6073.016 050) u0.008 557 u.因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应放出能量释放的核能为 E0.008 557931.5 MeV7.97 MeV.(2)氚核的结合能即为 E7.97 MeV ，它的比结合能为 2.66 MeV.E37.一个静止的镭核 Ra 发生衰变放出一个粒子变为氡核 Rn.已知镭核 226 质量为22688 22286226.025 4 u，氡核 222 质量为 222.016 3 u，放出粒子的质量为 4.002 6 u,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量(1)写出核反应方程；(2)
7、求镭核衰变放出的能量；(3)若衰变放出的能量均转变为氡核和放出粒子的动能，求放出粒子的动能答案 (1) Ra Rn He (2)6.05 MeV (3)5.94 MeV22688 22286 42解析 (1)核反应方程为 Ra Rn He.22688 22286 42(2)镭核衰变放出的能量为 Em c2(226.025 44.002 6222.016 3)931.5 MeV6.05 MeV.(3)镭核衰变前静止，镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得 mRnvRnm v0又因为衰变放出的能量均转变为氡核和 粒子的动能，则 E mRnvRn2 mv212 12由可得Ek E 6.05 MeV
8、5.94 MeV.mRnmRn m 222.016 3222.016 3 4.002 68氘核与氚核的核反应为： H H He X17.610 6 eV，求：21 31 42 ba(1)核反应式中的 X 是什么粒子(2)这一过程的质量亏损是多少？(3)1 g 氘核完全参与上述反应，共释放核能多少？氘核的摩尔质量 M2 g/mol，阿伏伽德罗常量 NA6.010 23 mol1 .答案 (1)中子 (2)3.1 1029 kg (3)8.448 1011 J解析 (1)由质量数和电荷数守恒可知，氘核与氚核的核反应：H H He X17.610 6 eV，X 的质量数是 1，电荷数是 0，故 X 是中子21 31 42 ba(2)根据爱因斯坦的质能方程 Emc 2，得m kg3.110 29 kgEc2 17.61061.610 1931082(3)1 g 氘核完全与氚核发生反应释放的核能为：E NA17.6106 eV5.2810 30 mMeV8.44810 11 J.
