(十一)原子核的結(jié)合能

1、原子核的結(jié)合能1下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說(shuō)法中正確的是（）A .核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大C .重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大D .中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大解析：選D 核子結(jié)合成原子核時(shí)放出能量，原子核拆解成核子時(shí)吸收能量,A錯(cuò)；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定， 但比結(jié)合能越大的原子核， 其結(jié)合能不一定大,例如中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結(jié)合能比重核小,B、C錯(cuò)；中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比輕核的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多,

2、因此它的結(jié)合能也比輕核大，D正確。2.下列關(guān)于原子和原子核的說(shuō)法正確的是（）A. B衰變現(xiàn)象說(shuō)明電子是原子核的組成部分B.玻爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化C .放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短D .平均結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固解析：選B B衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的,A錯(cuò)誤;玻爾的基本假設(shè)是軌道、速度、能量都是量子化的,B正確；半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定，跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān),C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，D錯(cuò)誤。3.下列說(shuō)法中正確的是（）A .愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，

3、它們之間可以相互轉(zhuǎn)化B. 由E = me2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系C .核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成為能量D .因在核反應(yīng)中能產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能 量和總質(zhì)量并不守恒A錯(cuò)誤，B正確。核反應(yīng)中的“質(zhì)解析：選B E = me2說(shuō)明能量和質(zhì)量之間存在著聯(lián)系，即能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，并不是說(shuō)明了能量和質(zhì)量之間存在相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系,量虧損”并不是質(zhì)量消失，實(shí)際上是由靜止的質(zhì)量變成運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量，并不是質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量,D錯(cuò)誤。C錯(cuò)誤。在核反應(yīng)中，質(zhì)量守恒，能量也守恒，在核反應(yīng)前后只是能量的存在方式不同，總能量不變，在核反應(yīng)前后只是物質(zhì)由靜質(zhì)

4、量變成動(dòng)質(zhì)量,4.多選關(guān)于質(zhì)能方程，下列哪些說(shuō)法是正確的（）A .質(zhì)量減少，能量就會(huì)增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量B.物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值C .物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系D .某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的解析：選BD 質(zhì)能方程E = me2表明某一定量的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當(dāng)物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時(shí)，它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一定值，并可根據(jù)2=Ame2進(jìn)行計(jì)算，所以 B、D正確。5.當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)a粒子時(shí)，放出 28.30 MeV的能量，當(dāng)三個(gè)子結(jié)合成一個(gè)碳（C）核時(shí)，放出

5、7.26 MeV能量,則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳(C)核時(shí)，釋放的能量為（）A. 21.04 MeVB.35.56 MeVC. 77.64 MeV92.16 MeV解析：選D 6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子可結(jié)合成3個(gè)a粒子，放出能量3 X 28.30 MeV = 84.9MeV ,3個(gè)a粒子再結(jié)合成一個(gè)碳核，放出7.26 MeV能量，故6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放能量為84.9 MeV + 7.26 MeV = 92.16 MeV。6中子n、質(zhì)子射靜止氘核使之分解,p、氘核D的質(zhì)量分別為 mn、mp、mD?，F(xiàn)用光子能量 E的丫射線照 反應(yīng)方程為 汁D7P+ n。若分解后的中子、 質(zhì)子

6、的動(dòng)能可視為相等，則中子的動(dòng)能是（1 2A.K m D m p m n)c E1 2B.Km P + mn mD)c + E1 2C.K m D m p m n)c + E1 2D.K mp + mn m D)c E解析：選C 氘核分解成中子、質(zhì)子時(shí)，質(zhì)量增加Am= mp+ mn mo，所以2Ek = E 2 1 2(mp+ mn mD)e，得中子動(dòng)能為 Ek= (mD mp mn)c + E，故正確答案為 C。7.下面是一核反應(yīng)方程，2H + 3H > 4He + X，用e表示光速，則（）2A. X是質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于質(zhì)子質(zhì)量乘以cB. X是中子，核反應(yīng)放出的能量等于中子質(zhì)量乘

7、以c2C. X是質(zhì)子,以c2核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核質(zhì)量和減去氦核與質(zhì)子的質(zhì)量和再乘D . X是中子,以c2核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核質(zhì)量和減去氦核與中子的質(zhì)量和再乘解析：選D由質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可得X為中子，根據(jù)質(zhì)能方程可得核反應(yīng)放出的能量為反應(yīng)前后質(zhì)量虧損和c2的乘積，故D正確。& 多選用質(zhì)子轟擊鋰核（7口）生成兩個(gè)a粒子，以此進(jìn)行有名的驗(yàn)證愛(ài)因斯坦質(zhì)能方 程的實(shí)驗(yàn)。已知質(zhì)子的初動(dòng)能是 0.6 MeV，質(zhì)子、a粒子和鋰核的質(zhì)量分別是1.007 3 U、4.0015 U和7.016 0 U。已知1 U相當(dāng)于931.5 MeV，則下列敘述中正確的是（A .此反應(yīng)過(guò)程質(zhì)量

8、減少0.010 3 UB.生成的兩個(gè) a粒子的動(dòng)能之和是 18.3 MeV，與實(shí)驗(yàn)相符C 核反應(yīng)中釋放的能量是18.9 MeV,與實(shí)驗(yàn)相符D .若生成的兩個(gè) a粒子的動(dòng)能之和是 佃.5 MeV,與實(shí)驗(yàn)相符解析：選CD 核反應(yīng)前的質(zhì)量為：1.007 3 U + 7.016 0 U = 8.023 3 U ,核反應(yīng)后的質(zhì)量為2X 4.001 5 U = 8.003 0 u，此反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量減少了0.020 3 u,故A錯(cuò)；根據(jù)質(zhì)能方程 AE=Amx 931.5 MeV = 18.9 MeV，故核反應(yīng)釋放的核能為18.9 MeV , C正確；由反應(yīng)過(guò)程中能量守恒知反應(yīng)后兩個(gè)a粒子的總動(dòng)能E總=18.

9、9 MeV+ 0.6 MeV = 19.5 MeV，故 B 錯(cuò)、D對(duì)。9.如圖所示，圖線表示原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系，據(jù)此下列說(shuō)法中正確的I y 6 5 4 平合門丁丄；十丄，丄丄1T +PH0 ao 10 eo so I'oo 120 i-io jw 180 200 5320 awA. 重的原子核，例如鈾核 292u，因?yàn)樗暮俗佣啵肆Υ螅越Y(jié)合得堅(jiān)固而穩(wěn)定B. 鋰核3口的核子的比結(jié)合能比鈾核的比結(jié)合能小，因而比鈾核結(jié)合得更堅(jiān)固更穩(wěn)定比結(jié)合能的定義是原子核的結(jié)C.原子核結(jié)合的松緊程度可以用“比結(jié)合能”來(lái)表征,合能與其核子數(shù)之比，比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定D. 以上三個(gè)表述

10、都錯(cuò)誤而組成原解析：選C 原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量,子核的核子越多，它的比結(jié)合能并不是越大，只有當(dāng)比結(jié)合能越大， 原子核中的核子結(jié)合的 越牢固，原子核越穩(wěn)定，故 C正確，A、B、D錯(cuò)誤。10.已知氮核質(zhì)量 mN = 14.007 53 u ,氧核質(zhì)量 m。= 17.00 454 u,氦核質(zhì)量 mHe = 4.00 387 u,質(zhì)子質(zhì)量 mH = 1.00 815 u,試判斷核反應(yīng)：鳥N + 4He > 18o + 1H是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)，能量變化多少?2AE = Amc = (m o+ mH) (m n解析：反應(yīng)前的總質(zhì)量 mN + mHe = 18.0

11、11 40 u,反應(yīng)后的總質(zhì)量 mo + mH = 18.012 69 u。因?yàn)榉磻?yīng)中質(zhì)量增加，所以此反應(yīng)為吸能反應(yīng)，所吸能量為2+ mHe)c = (18.012 69 18.011 40) X 931.5 MeV = 1.2 MeV。答案：吸能反應(yīng) 1.2 MeV11.用中子轟擊鋰核6口發(fā)生核反應(yīng)，生成氚核 泊 和a粒子，并放出4.8 MeV的能量。(1)寫出核反應(yīng)方程;(2)求出質(zhì)量虧損;若中子和鋰核是以等值反向的動(dòng)量相碰，則氚核和a粒子的動(dòng)能之比是多少?(4)粒子的動(dòng)能是多大?解析：(1)6Li + in73h + 2He + 4.8 MeV。2由AE = Amc可得如=予=盤 u - 0.005 2 U。(3)根據(jù)題意有0 = miv 1 + m2v 2式中m1、m2、V1、V2分別為氚核和 a粒子的質(zhì)量和速度，由上式及動(dòng)能2E