新課改高中物理選修三同步專題講義：10 C質(zhì)量虧損 提升版（學(xué)生版）

質(zhì)量虧損一、質(zhì)量虧損1．結(jié)合能上述過(guò)程是用宏觀物體做的例子。原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開(kāi)，也需要能量，這就是原子的結(jié)合能。顯然，組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能越高。因此，有意義的是它的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱為比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。中等質(zhì)量的核比結(jié)合能較大，原子核較穩(wěn)定，因此，重核的裂變、輕核的聚變都是放能反應(yīng)。典例精講【例1.1】（天津一模）關(guān)于原子和原子核，下列說(shuō)法正確的是（）A．天然放射線中的β射線來(lái)自原子核內(nèi) B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子是可以再分的 C．核泄漏污染物55137Cs能夠產(chǎn)生對(duì)人體有害的輻射，核反應(yīng)方程式為55137Cs→56D．原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定【例1.2】（工農(nóng)區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，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（）A．重的原子核，因?yàn)樗暮俗佣?，核力大，所以結(jié)合得堅(jiān)固而穩(wěn)定 B．鋰核（36LiC．原子核結(jié)合的松緊程度可以用“比結(jié)合能”來(lái)表征，比結(jié)合能的定義是每個(gè)核子的平均結(jié)合能；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定 D．比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成（或分裂成）比結(jié)合能大的原子核時(shí)一定吸收能量【例1.3】（福州期末）下列說(shuō)法正確的是（）A．原子核結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定 B．光的波長(zhǎng)越短，其波動(dòng)性越明顯；波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其粒子性越顯著 C．氡的半衰期為3.8天，若有四個(gè)氡原子核，經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下一個(gè) D．核力是一種強(qiáng)相互作用力，在其作用范圍內(nèi)，可能是引力也可能是斥力【例1.4】（徐州期末）下列敘述正確的是（）A．弱相互作用是引起原子核β衰變的原因 B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人類認(rèn)識(shí)到原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) C．結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 D．比較α、β、γ三種射線，α射線，電離能力最弱、穿透能力最強(qiáng)2．質(zhì)量虧損原子核的結(jié)合能很難直接測(cè)量，愛(ài)因斯坦已經(jīng)給我們指出了物體的能量和它的質(zhì)量之間的關(guān)系，即。實(shí)驗(yàn)表明，原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。我們可以通過(guò)來(lái)計(jì)算質(zhì)量虧損過(guò)程中釋放出的能量。隨堂練習(xí)一、單項(xiàng)選擇題1.對(duì)公式ΔE=Δmc2 A.能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量 B.質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量 C.能量的轉(zhuǎn)化與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化是成比例的 D.在核反應(yīng)中，能量與質(zhì)量都不守恒2.中子比質(zhì)子更容易擊中原子核的原因是

A.中子體積較小 B.中子速度較大 C.中子能量較大 D.中子不帶電3.下面關(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分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)量的原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大4.中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別是mn、mp、mD?，F(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止的氘核使之分解，核反應(yīng)方程為 A.(mD?mp C.(mD?mp5.根據(jù)愛(ài)因斯坦的研究成果，物體的能量和質(zhì)量的關(guān)系是E=mc2，這一關(guān)系叫愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程。質(zhì)子的質(zhì)量為mp，中子的質(zhì)量為mn A.mα=(2mp+2 C.mα>(2m6.下列說(shuō)法正確的是

A.自由核子結(jié)合成原子核時(shí)，一定遵守質(zhì)量守恒 B.在發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后所生成物質(zhì)的總質(zhì)量 C.發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個(gè)反應(yīng)是放能反應(yīng) D.發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個(gè)反應(yīng)必須吸收能量才能發(fā)生7.關(guān)于愛(ài)因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2和ΔE=Δm A.E=mc B.根據(jù)ΔE=Δmc C.一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成氖核時(shí)，釋放出核能，表明此過(guò)程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損 D.E=mc2中的8.一個(gè)鈾235吸收一個(gè)中子后發(fā)生的反應(yīng)方程是92235?U+01?n→54136?Xe+3890?Sr+1001? A.(M?m1?m2 C.(M?m1?m29.當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)α粒子時(shí)，放出28.30?MeV的能量，當(dāng)三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，放出7.26?MeV的能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6 A.21.04?MeV B.35.56?MeV C.92.16?MeV 10.原來(lái)靜止的原子核baX發(fā)生α衰變時(shí)，放出α粒子的動(dòng)能為E A.E0c2 B.E0(a?4)c2 11.有一種典型的鈾核裂變，生成鋇和氪，同時(shí)放出3個(gè)中子，其核反應(yīng)方程可表示為92235U A.核反應(yīng)方程中，X粒子是正電子 B.核反應(yīng)方程中，X粒子是質(zhì)子 C.92235U、56144Ba和 D.92235U、56144Ba和12.靜止的氡核86222Rn放出α粒子后變?yōu)獒暫?4218Po，α粒子動(dòng)能為Eα。若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和 A.4218?Eαc2 B.0 C.二、填空題13.一個(gè)鋰核37Li受到一個(gè)質(zhì)子的轟擊，變成兩個(gè)α粒子。已知?dú)湓拥馁|(zhì)量是1.6736×10?27?kg，鋰原子的質(zhì)量是11.6505×10?27?kg，氦原子的質(zhì)量是14.雷蒙德?戴維斯因研究來(lái)自太陽(yáng)的電子中微子（ve）而獲得了2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他探測(cè)中微子所用的探測(cè)器的主體是一個(gè)貯滿615?t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶。電子中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變成為一個(gè)氬核，其核反應(yīng)方程式為νe+1737Cl→?1837Ar+??1015.“正電子湮沒(méi)”是指正電子與電子相遇后一起消失而放出光子的過(guò)程，若一個(gè)電子和一個(gè)正電子相撞發(fā)生湮滅轉(zhuǎn)化成一對(duì)光子，正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m，相碰前動(dòng)能均為Ek，光速為c，普朗克常量為?，則對(duì)撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量

（選填“守恒”、“不守恒”），光子的頻率為

三、解答題16.α粒子的質(zhì)量mα=6.6467×10?27?kg17.鐳（Ra）是歷史上第一個(gè)被分離出來(lái)的放射性元素。88226Ra具有α放射性，即它能自發(fā)的放出 88226 實(shí)驗(yàn)證明，反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能（衰變能）全部轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動(dòng)能.已知88226Ra的質(zhì)量M1=3.7533×10?25? 88226Ra核發(fā)生α衰變后放射出的α粒子的動(dòng)能是多少?M18.為確定愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc2的正確性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：用動(dòng)能為E1=0.6?MeV的質(zhì)子轟擊靜止的