學(xué)業(yè)分層測評第3章4.原子核的結(jié)合能

1、學(xué)業(yè)分層測評 （十一 ）（建議用時(shí)： 45 分鐘）學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1下列關(guān)于平均結(jié)合能的說法正確的是 （ ）A核子數(shù)越多，平均結(jié)合能越大B核子數(shù)越多，平均結(jié)合能越小C結(jié)合能越大，平均結(jié)合能越大D平均結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定【解析】 中等質(zhì)量核的平均結(jié)合能比輕核和重核的平均結(jié)合能都大， 故 A 、 B、C 均錯(cuò)誤平均結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn) 定，故 D 正確【答案】 D2（多選 ）關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程，下列說法正確的是 （ ）AEmc2中的 E 是物體以光速 c運(yùn)動的動能BEmc2是物體各種形式能的總和C由 E mc2知，在核反應(yīng)中虧損的質(zhì)量 m 轉(zhuǎn)化成能量 E 放出D由 E

2、mc2 知，在核反應(yīng)中虧損的靜質(zhì)量轉(zhuǎn)化為動質(zhì)量被放出的能量 帶走【解析】 愛因斯坦的質(zhì)能方程 Emc2 表明，物體的質(zhì)量與其他各種形式 的能量之間的關(guān)系，故 A 錯(cuò)誤， B 正確 E mc 表明，在核反應(yīng)中虧損的質(zhì) 量 m 將產(chǎn)生 E mc2的能量，只是以另一種形態(tài)的質(zhì)量 （動質(zhì)量 ）釋放出來， 與這部分質(zhì)量 m 相對應(yīng)的能量為 mc2，而絕不是質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量了，故 C 錯(cuò) 誤， D 正確【答案】 BD3一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，產(chǎn)生 光子，由此可見 （ ）【導(dǎo)學(xué)號： 22482046】A氘核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和B氘核的質(zhì)量大于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和C核子結(jié)合成原子核時(shí)會釋放核能

3、D原子核分解成核子時(shí)會釋放核能【解析】 由于結(jié)合時(shí)產(chǎn)生 光子，即產(chǎn)生能量，故反應(yīng)中有質(zhì)量虧損，但反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒， A 、B 錯(cuò)誤質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，該反應(yīng)為核子結(jié)合成原子核的反應(yīng)，故 C對，D 錯(cuò)【答案】 C4(多選 )關(guān)于原子核的結(jié)合能與平均結(jié)合能，下列說法中正確的是 ( )A原子核的結(jié)合能等于核子與核子之間結(jié)合成原子核時(shí)核力做的功B原子核的結(jié)合能等于核子從原子核中分離，外力克服核力做的功C平均結(jié)合能是核子與核子結(jié)合成原子核時(shí)平均每個(gè)核子放出的能量D不同原子核的平均結(jié)合能不同，重核的平均結(jié)合能比輕核的平均結(jié)合能 大【解析】 原子核中，核子與核子之間存在核力， 要將核子從原子核中分離，

4、需要外力克服核力做功 當(dāng)自由核子結(jié)合成原子核時(shí)， 核力將做功，釋放能量對 某種原子核， 平均每個(gè)核子的結(jié)合能稱為平均結(jié)合能 不同原子核的平均結(jié)合能 不同重核的平均結(jié)合能比中等質(zhì)量核的平均結(jié)合能要小， 輕核的平均結(jié)合能比 稍重的核的平均結(jié)合能要小綜上所述，正確選項(xiàng)為 A 、B、C.【答案】 ABC5(多選)對公式 Emc2 的正確理解是 ()A 如果物體的能量減少了 E，它的質(zhì)量也一定相應(yīng)減少 mB如果物體的質(zhì)量增加了 m，它的能量也一定相應(yīng)增加 mc2Cm是某原子核在衰變過程中增加的質(zhì)量D在把核子結(jié)合成原子核時(shí)，若放出的能量是E，則這些核子的質(zhì)量和與組成原子核的質(zhì)量之差就是 m【解析】 一定質(zhì)

5、量對應(yīng)于一定的能量，物體的能量減少了E，它的質(zhì)量第 2 頁也一定相應(yīng)減少 m，即發(fā)生質(zhì)量虧損，如果物體的質(zhì)量增加了 m，它的能量 一定相應(yīng)增加 mc2，所以選項(xiàng) A 、B、D 正確；某原子核在衰變時(shí)，一定發(fā)生質(zhì) 量虧損，所以選項(xiàng) C 錯(cuò)誤【答案】 ABD6某核反應(yīng)方程為 12H13H42HeX. 已知 12H 的質(zhì)量為 2.013 6 u，13H 的 質(zhì)量為 3.018 0 u，42He的質(zhì)量為 4.002 6 u，X的質(zhì)量為 1.008 7 u，則X是，該反應(yīng) （選填“釋放”或“吸收” ）能量【解析】 由題目所給核反應(yīng)方程式，根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒 規(guī)律，可得 12H31H 24H

6、e0【解析】 m1、m2、M 的單位是 kg，m m1m2M其單位也為 kg，由 Emc2 可得核反應(yīng)過程釋放的能量 E（m1m2 M）c2.【答案】 （m1 m2M）c28如下一系列核反應(yīng)是在恒星內(nèi)部發(fā)出的， p162C137N 137N136Ce p 163C 147N p 147N 158O 85O175Ne p 175N 162C .其中 p 為質(zhì)子， 為 粒子， e 為正電子， 為一種中微子已知質(zhì)子的質(zhì) 量為 mp1.672 6481027 kg，粒子的質(zhì)量為 m6.644 9291027 kg，正電X，則 X 為中子，在該反應(yīng)發(fā)生前反應(yīng)物的總質(zhì) 量 m12.013 6 u3.018

7、 0 u5.031 6 u，反應(yīng)后產(chǎn)物總質(zhì)量 m24.002 6 u1.008 7 u 5.011 3 u，總質(zhì)量減少，出現(xiàn)了質(zhì)量虧損根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知該 反應(yīng)釋放能量【答案】 中子 釋放7原子質(zhì)量單位為 u,1 u相當(dāng)于 931.5 MeV 的能量，真空中光速為 c，當(dāng)質(zhì)量分別為 m1 和 m2 的原子核結(jié)合為質(zhì)量為 M 的原子核時(shí)釋放出的能量是 子的質(zhì)量為 me9.11 1031 kg，中微子的質(zhì)量可忽略不計(jì)，真空中的光速 c 3.00108 m/s.試計(jì)算該系列核反應(yīng)完成后釋放的能量 .【導(dǎo)學(xué)號： 22482047】【解析】 將題中的幾個(gè)核反應(yīng)方程左右分別相加，消去兩邊相同的項(xiàng)，

8、上述系列反應(yīng)等效為： 4p 2e2，m4mp(m2me)27 27 31 41.672 6481027 kg6.644 9291027 kg 29.111031 kg270.043 8411027 kg，釋放的能量Emc20.043 841 1027(3.00108)2 J3.951012 J.【答案】 3.951012 J 能力提升 9一個(gè)氘核(12H)和一個(gè)氚核 (13H)結(jié)合成一個(gè)氦核并放出一個(gè)中子時(shí)， 質(zhì)量虧 損為 m，已知阿伏伽德羅常數(shù)為 NA ，真空中的光速為 c，若 1 mol 氘和 1 mol 氚完全發(fā)生上述核反應(yīng)，則在核反應(yīng)中釋放的能量為 【解析】 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，一個(gè)

9、氘核 (21H) 和一個(gè)氚核 (13H)結(jié)合成一2, 個(gè)氦核并放出一個(gè)中子時(shí)釋放的能量為 mc2,1 mol 氘和 1 mol 氚完全發(fā)生上述核 反應(yīng)，釋放的能量應(yīng)為 mc2的 NA 倍，即為 NAmc2.【答案】 NA mc210一個(gè)鋰核 (37Li) 受到一個(gè)質(zhì)子的轟擊，變成兩個(gè) 粒子已知質(zhì)子的質(zhì)量 是 1.673 6 1027 kg，鋰核的質(zhì)量是 11.650 51027 kg，氦核的質(zhì)量是 6.646 61027 kg.(1)寫出上述核反應(yīng)的方程；(2)計(jì)算上述核反應(yīng)釋放出的能量 (保留 3位有效數(shù)字 )第 4 頁解析】 (1)由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得37Li11H224He.(2)核

10、反應(yīng)的質(zhì)量虧損mmLimp 2m27 27 27 29 (11.650 5 10271.673 6102726.646 61027) kg3.091029kg.釋放的能量2 29 8 2Emc23.091029(3108)2 J122.781012 J.1 4 1211H224He (2)2.781012 J11一靜止的 92U 核經(jīng) 衰變成為 90Th 核，釋放出的總動能為 4.27 MeV.問 此衰變后23940Th核的動能為多少 MeV(保留 1位有效數(shù)字 )?【解析】 據(jù)題意知：此 衰變的核反應(yīng)方程為29328U23940Th24He根據(jù)動量守恒定律得mv mThvTh式中， m和 mTh 分別為 粒子和 Th 核的質(zhì)量， v 和