1、19-5 核力与结合能1对于核力，以下哪些说法是正确的( )A核力是弱相互作用，作用力很小B核力是强相互作用，是强力C核子之间的距离小于 0.81015 m 时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起D人们对核力的了解很清楚，特别是在小于 0.81015 m 时，核力的变化规律更清楚答案：BC解析：核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在 1.51015 m 之内，核力比库仑力大得多。因此，选项 B 正确， A 错误。核力在大于 0.81015 m 时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于0.81015 m 时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起。所以，选项 C 正确。人们对核力
2、的了解还不是很清楚，这是科学家们奋力攻克的堡垒，故 D 项不正确。2关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A原子核中质子数和中子数一定相等B稳定的重原子核里，质子数比中子数多C原子核都是非常稳定的D由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在答案：D解析：原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子核稳定，故 A、B、C 错。又由于核力是短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故 D 正确。3对公式 Emc 2 的正确理解是 ( )A如果物体的能量减少了 E，它的质
3、量也一定相应减少 mB如果物体的质量增加了 m，它的能量也一定相应增加 mc2C m 是某原子核在衰变过程中增加的质量D在把核子结合成原子核时，若放出的能量是 E，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是 m答案：ABD解析：一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了 E，它的质量也一定相应减少m，即发生质量亏损，所以选项 A、D 正确，如果物体的质量增加了 m，它的能量也一定相应增加 mc2，所以选项 B 正确，某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项 C 错误。解析：在四种相互作用中，核力的作用最强，其次是库仑力，再次是万有引力，故选 D。4(2012试题调研)太阳因核聚变释放出巨大的能
4、量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为 41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )A10 36 kg B10 18 kg C10 13 kg D10 9 kg答案：D解析：由质能方程 Emc 2得：m kg410 9kg，D 正确。Ec2 410263.010825关于原子结构和核反应的说法中错误的是( )A卢瑟福在 粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型B天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C据图可知，原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 要放出核能量D据图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 要放出能量答案：B解析：卢瑟福在
5、粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型即 A 正确；天然放射现象的发现，揭示了原子核具有复杂的结构，故 B 错误；A 裂变为 B 和 C，D 和 E 聚变为 F，由于核子的平均质量都减少，所以都发生质量亏损，都放出了能量，故 C、D 正确，所以选 B.6(甘肃兰州诊断考试)原来静止的原子核 X 发生 衰变时，放出 粒子的动能为 E0。假ab设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是( )A. B.E0c2 E0a 4c2C. D.a 4E0c2 aE0a 4c2答案：D解析： 粒子与新核质量比为 ，衰变过程满足动量守恒，即 mvm 新 v 新 ，根据动4a 4
6、量和动能的关系 p22mE k可知，新核动能为 E0。由 E mc2，得 m 4a 4 E0 4a 4E0c2，故 D 选项正确。aE0a 4c27当两个中子和两个质子结合成一个 粒子时，放出 28.30MeV 的能量，当三个 粒子结合成一个碳(C)核时，放出 7.26MeV 能量，则当 6 个中子和 6 个质子结合成一个碳(C)核时，释放的能量约为( )A21.04MeV B35.56MeVC77.64MeV D92.16MeV答案：D解析：6 个中子和 6 个质子可结合成 3 个 粒子，放出能量 328.30MeV84.9MeV,3 个粒子再结合成一个碳核，放出 7.26MeV 能量，故
7、6 个中子和 6 个质子结合成一个碳核时，释放能量为 84.9MeV7.26MeV92.16MeV。8一个电子(质量为 m、电荷量为e)和一个正电子(质量为 m、电荷量为 e)，以相等的初动能 Ek 相向运动，并撞到一起发生“湮灭” ，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为，若这两个光子的能量都为 h，动量分别为 p 和 p，下面关系中正确的是( )Ahmc 2，ppBh mc2，pp12Ch mc2E k，ppDh (mc2E k)，pp12答案：C解析：以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正负电子的总能量为：2E k2mc 2，化为两个光子后，总动量守恒且为零，故 pp；根据能量守恒有
8、2Ek2mc 22h ，即hE k mc2。9为确定爱因斯坦的质能方程 Emc 2 的正确性，设计了如下实验：用动能为E10.6MeV 的质子轰击静止的锂核 Li，生成两个 粒子，测得两个 粒子的动能之和为73E219.9MeV ，已知质子、 粒子、锂粒子的质量分别取 mP1.007 3u、m 4.001 5u、m Li7.016 0u(1)写出核反应方程(2)通过计算说明 E mc2 正确答案：(1) Li H 2 He (2) 见解析73 1 42解析：根据质能方程解出质量亏损相当的能量，再算出系统增加的能量进行比较分析。(1)核反应方程为 Li H 2 He73 1 42(2)核反应的质
9、量亏损 mm Lim p2m 0.0203u，由质能方程可得，质量亏损相当的能量 Emc 2189MeV ，而系统增加的能量 EE 2E 119.3MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以 Emc 2正确。10用中子轰击锂核( Li)发生核反应，生成氚核( H)和 粒子，并放出 4.8MeV 的能量。63 31(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和 粒子的动能比是多少？(4) 粒子的动能是多大？答案：(1) Li n H He (2)0.0052u 63 10 31 42(3)4:3 (4)2.06MeV解析：(1)
10、 Li n H He63 10 31 42(2)依据 Emc 2得：m u0.0052u4.8931.5(3)根据题意有：0m 1v1m 2v2式中 m1、m 2、v 1、v 2分别为氚核和 粒子的质量和速度，由上式及动能 Ekp 2/2m，可得它们的动能之比为：Ek1:Ek2 m 2:m14:3 。p22m1 p22m2(4)粒子的动能：Ek2 (Ek1E k2) 4.8MeV2.06MeV。37 3711三个 粒子结合成一个碳 12，已知碳原子的质量 12.0000u，氦原子的质量为4.0026u。(1)写出核反应方程。(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳。(3)这个能量合多少 MeV?答
11、案：(1)3 He CE (2)1.16510 12 J42 126(3)7.28 MeV解析：反应前后的质量发生改变，根据 Emc 2可求解出结论。(1)3 He CE42 126(2)m34.0026u12.0000u0.0078u12.94810 30 kg Em c21.16510 12 J(3)E1.16510 12 J7.28 MeV12已知：氮核质量 MN14.00753u，氧 17 核的质量为 MO17.004 54u，氦核质量MHe4.003 87u，氢核质量为 MH1.008 15u。试判断 N He O H 这一核反应吸收能量还是放出能量？能量变化多少？147 42 17
12、8 1答案：吸收能量 能量变化 1.2MeV解析：反应前总质量：M NM He18.011 40u反应后总质量：M OM H18.012 69u可以看出：反应后总质量增加，故该反应是吸收能量的反应。吸收的能量利用 Em c2来计算，若反应过程中质量增加 1u，就会吸收 931.5MeV 的能量，故：E(18.012 6918.011 40)931.5MeV1.2MeV13 粒子的质量 m6.646 71027 kg，质子的质量 mp1.672 61027 kg，中子的质量mn1.674 910 27 kg。求 粒子(氦核) 的比结合能。解析：核子的质量之和2mp2m n2(1.672 61.674 9) 1027 kg6.695 010 27 kg这个数值与 粒子的质量之差m2m p2m nm (6.695 06.646 7)10 27 kg4.8310 29 kg 粒子的结合能Emc 2 eV4.8310 293.0210161.6010 192.7210 7 eV27.2 MeV 粒子的比结合能 MeV6.8 MeV。EE4 27.24答案：6.8 MeV
