粵教版物理選修3-5新素養(yǎng)學(xué)案第四章第四節(jié)核力與結(jié)合能Word版含答案

第四節(jié)核力與結(jié)合能1.知道核力及其性質(zhì)．2.認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)合能及質(zhì)量虧損，并能應(yīng)用質(zhì)能方程進(jìn)行計(jì)算．3．了解輕核和重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)具有不同比例的原因．一、核力及其性質(zhì)1．核力：組成原子核的核子之間有很強(qiáng)的相互作用力，使核子能夠克服庫(kù)侖斥力而緊密地結(jié)合在一起，這種力稱為核力．2．核力的性質(zhì)：核力是一種很強(qiáng)的力，在約0.5×10－15m～2×10－15m的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為引力，在大于2×10－15m的距離時(shí)核力就迅速減小為零，所以核力是一種短程力．在小于0.5×10－15m的距離內(nèi)，核力又轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的斥力而使核子不融合在一起．1．(1)核力是強(qiáng)相互作用，在任何情況下都比庫(kù)侖力大．()(2)原子核內(nèi)的質(zhì)子是靠萬(wàn)有引力來(lái)抗衡庫(kù)侖斥力的．()(3)弱相互作用是引起β衰變的原因．()提示：(1)×(2)×(3)√二、重核與輕核1．原子核中的質(zhì)子數(shù)又稱為原子序數(shù)．2．重核：排在周期表中比較靠后的元素對(duì)應(yīng)的原子核叫重核．3．輕核：排在周期表中比較靠前的元素對(duì)應(yīng)的原子核叫輕核．三、結(jié)合能1．結(jié)合能：由于核子間存在著強(qiáng)大的核力，要把原子核拆散成核子，需要克服核力做功，也就是需要提供一定的能量．反過(guò)來(lái)，核子結(jié)合成原子核時(shí)也會(huì)放出一定的能量，這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能．2．愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程：核子結(jié)合成原子核時(shí)，反應(yīng)前后存在質(zhì)量虧損，虧損的質(zhì)量與反應(yīng)中釋放的能量相對(duì)應(yīng)，它們之間的關(guān)系遵循愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程．即ΔE＝Δmc2，ΔE為反應(yīng)中釋放的能量，即結(jié)合能，Δm為質(zhì)量虧損．3．平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比稱為該原子核的平均結(jié)合能，平均結(jié)合能越大，核越穩(wěn)定．2．(1)組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能就越大．()(2)結(jié)合能越大，核子結(jié)合得越牢固，原子越穩(wěn)定．()(3)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．()提示：(1)√(2)×(3)×對(duì)結(jié)合能的理解1．核反應(yīng)伴隨能量的變化因?yàn)楹俗娱g存在著巨大的核力作用，所以原子核是一個(gè)堅(jiān)固的集體．要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，需要巨大的能量．一個(gè)氘核被拆成一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子時(shí)，需要能量等于或大于2.2MeV的γ光子照射．核反應(yīng)方程為γ＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n.相反的過(guò)程，當(dāng)一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)氘核時(shí)會(huì)釋放出2.2MeV的能量．這個(gè)能量以γ光子的形式輻射出去．核反應(yīng)方程為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ.2．結(jié)合能和平均結(jié)合能(1)結(jié)合能：由于核力的存在，核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定的能量，原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣多的能量．核反應(yīng)中放出或吸收的能量稱為原子核的結(jié)合能．(2)平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比．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．3．平均結(jié)合能曲線：不同原子核的平均結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化圖線如圖所示．從圖中可看出，中等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能最大，輕核和重核的平均結(jié)合能都比中等質(zhì)量的原子核要小．平均結(jié)合能比結(jié)合能更有意義，它反映了原子核結(jié)合的穩(wěn)定程度或分裂的難易程度．(多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能與平均結(jié)合能，下列說(shuō)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，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(duì)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．[答案]ABC(多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說(shuō)法正確的是()A．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B．一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能C．銫原子核(eq\a\vs4\al(eq\o\al(133,55))Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(eq\a\vs4\al(eq\o\al(208,82))Pb)的結(jié)合能D．平均結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定解析：選ABC.原子核分解成自由核子時(shí)，需要的最小能量就是原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)A正確；重核衰變時(shí)釋放能量，衰變產(chǎn)物更穩(wěn)定，即衰變產(chǎn)物的平均結(jié)合能更大，衰變前后核子數(shù)不變，所以衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能，選項(xiàng)B正確；銫核的核子數(shù)比鉛核的核子數(shù)少，其結(jié)合能也小，選項(xiàng)C正確；平均結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．對(duì)質(zhì)能方程的理解1．質(zhì)量虧損：所謂質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成原子核的過(guò)程中以能量的形式輻射出去了．反過(guò)來(lái)，把原子核分裂成核子，總質(zhì)量要增加，總能量也要增加，增加的能量要由外部供給．總之，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們之間的關(guān)系就是E＝mc2.2．質(zhì)能方程E＝mc2(1)質(zhì)能方程說(shuō)明，一定的質(zhì)量總是跟一定的能量相聯(lián)系．具體地說(shuō)，一定質(zhì)量的物體所具有的總能量是一定的，等于光速的平方與其質(zhì)量之積，這里所說(shuō)的總能量，不是單指物體的動(dòng)能、核能或其他哪一種能量，而是物體所具有的各種能量的總和．(2)根據(jù)質(zhì)能方程，物體的總能量與其質(zhì)量成正比．物體質(zhì)量增加，則總能量隨之增加；質(zhì)量減少，總能量也隨之減少，這時(shí)質(zhì)能方程也寫作ΔE＝Δmc2.(3)質(zhì)能方程的本質(zhì)①質(zhì)量或能量是物質(zhì)的屬性之一，絕不能把物質(zhì)和它們的某一屬性(質(zhì)量和能量)等同起來(lái)；②質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性，方程建立了這兩個(gè)屬性在數(shù)值上的關(guān)系，這兩個(gè)量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒，質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系絕不等于這兩個(gè)量可以相互轉(zhuǎn)化；③質(zhì)量虧損不是否定了質(zhì)量守恒定律．根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，輻射出的γ光子靜質(zhì)量雖然為零，但它有動(dòng)質(zhì)量，而且這個(gè)動(dòng)質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立．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，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化B．由E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，可以用物體質(zhì)量作為它所蘊(yùn)藏的能量的量度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?yōu)槟芰緿．因?yàn)樵诤朔磻?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[解析]E＝mc2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，但并不說(shuō)明能量和質(zhì)量之間存在相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，故A錯(cuò)誤，B正確；核反應(yīng)中的“質(zhì)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，故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)量變成動(dòng)質(zhì)量，故D錯(cuò)誤．[答案]Beq\a\vs4\al()質(zhì)能方程反映了質(zhì)量與能量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，物體的能量跟其質(zhì)量成正比，即一定的能量必定對(duì)應(yīng)著一定的質(zhì)量，質(zhì)量不能轉(zhuǎn)化為能量．核能的計(jì)算方法1．根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算(1)根據(jù)核反應(yīng)方程：計(jì)算核反應(yīng)前和核反應(yīng)后的質(zhì)量虧損Δm.(2)根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2計(jì)算核能．2．利用原子質(zhì)量單位u和電子伏特間的關(guān)系計(jì)算(1)明確原子質(zhì)量單位u和電子伏特間的關(guān)系：因?yàn)?u＝1.6606×10－27kg則E＝mc2＝1.6606×10－27×(2.9979×108)2J≈1.4924×10－10J.又1eV＝1.6022×10－19J則E＝1.4924×10－10J＝931.5MeV.(2)根據(jù)(1)原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV能量，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV.3．利用比結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能原子核的結(jié)合能＝核子的比結(jié)合能×核子數(shù)．核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該次核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能．eq\o\al(3,1)H的質(zhì)量是3.016050u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.007277u，中子的質(zhì)量是1.008665u．求：(質(zhì)量虧損1u相當(dāng)于釋放931.5MeV的能量)(1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合為氚核時(shí)，是吸收還是放出能量？該能量為多少？(2)氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能各是多少？[解析](1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成氚核的反應(yīng)方程式是eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H，反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為mp＋2mn＝(1.007277＋2×1.008665)u＝3.024607u，反應(yīng)后新核的質(zhì)量為mH＝3.016050u，質(zhì)量虧損為Δm＝(3.016050－3.024607)u＝－0.008557u.因反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，故此核反應(yīng)放出能量．釋放的核能為ΔE＝0.008557×931.5MeV≈7.97MeV.(2)氚核的結(jié)合能即為ΔE＝7.97MeV，它的比結(jié)合能為eq\f(ΔE,3)≈2.66MeV.[答案](1)放出能量，能量為7.97MeV(2)7.97MeV2.66MeVeq\a\vs4\al()(1)計(jì)算過(guò)程中Δm的單位是kg，ΔE的單位是J.(2)若Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV，可直接利用公式ΔE＝Δm×931.5MeV來(lái)計(jì)算核能．[隨堂檢測(cè)]1．氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成，這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力和核力，則三種力從大到小的順序是()A．核力、萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力B．萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力、核力C．庫(kù)侖力、核力、萬(wàn)有引力D．核力、庫(kù)侖力、萬(wàn)有引力解析：選D.核力是核子之間的一種強(qiáng)相互作用，其相互作用力巨大，遠(yuǎn)超過(guò)兩個(gè)質(zhì)子之間的庫(kù)侖力，兩質(zhì)子之間的萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力，故選項(xiàng)D正確．2．核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時(shí)，都伴隨著巨大的能量變化，這是因?yàn)?)A．原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電荷間存在很大的庫(kù)侖力B．核子具有質(zhì)量且相距很近，存在很大的萬(wàn)有引力C．核子間存在著強(qiáng)大的核力D．核子間存在著復(fù)雜磁力解析：選C.核子之間存在核力作用，核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時(shí)，就要克服核力作用，故伴隨著巨大的能量變化，故選C.3．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，氦核的質(zhì)量為mα，下列關(guān)系式正確的是()A．mα＝(2mp＋2mn) B．mα<(2mp＋2mn)C．mα>(2mp＋2mn) D．以上關(guān)系式都不正確解析：選B.核子結(jié)合成核時(shí)要放出能量，故正確選項(xiàng)為B.4．如圖所示是描述原子核核子的平均質(zhì)量eq\o(m,\s\up6(－))與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線，由圖可知下列說(shuō)法正確的是()A．將原子核A分解為原子核B、C可能吸收能量B．將原子核D、E結(jié)合成原子核F可能吸收能量C．將原子核A分解為原子核B、F一定釋放能量D．將原子核F、C結(jié)合成原子核B一定釋放能量解析：選C.因B、C核子平均質(zhì)量小于A的核子平均質(zhì)量，故A分解為B、C時(shí)，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，故放出核能，故A錯(cuò)誤，同理可得B、D錯(cuò)誤，C正確．5．已知氮核質(zhì)量mN＝14.00753u，氧核質(zhì)量mO＝17.00454u，氦核質(zhì)量mHe＝4.00387u，質(zhì)子質(zhì)量mH＝1.00815u，試判斷核反應(yīng)：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是吸能反應(yīng)，還是放能反應(yīng)？能量變化多少？解析：反應(yīng)前總質(zhì)量mN＋mHe＝18.01140u反應(yīng)后總質(zhì)量mO＋mH＝18.01269u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ΔE＝Δmc2＝[(mO＋mH)－(mN＋mHe)]c2＝(18.01269－18.01140)×931.5MeV≈1.2MeV.答案：吸能反應(yīng)能量變化量為1.2MeV[課時(shí)作業(yè)]一、單項(xiàng)選擇題1．原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如圖所示，核子組合成原子核時(shí)()A．小質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大B．中等質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大C．大質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大D．不同質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損相同解析：選B.平均結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，從圖中可以看出，中等質(zhì)量的原子核平均結(jié)合能最大，兩個(gè)較輕的核子結(jié)合成一個(gè)新核時(shí)，就會(huì)釋放出巨大的能量，因此中等質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大，選項(xiàng)B正確．2．在下列判斷中，正確的是()A．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中任何兩個(gè)核子之間都存在不可忽略的核力作用B．組成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何兩個(gè)中子之間都存在不可忽略的核力作用C．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫(kù)侖斥力作用D．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的核力作用解析：選C.核力屬于短程力，由于組成eq\o\al(238,92)U核的核子較多，兩核子之間的距離可能超過(guò)核力的作用范圍，所以某些核子之間的作用力可能比較小，所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，但任意兩質(zhì)子之間都存在庫(kù)侖斥力的作用，所以選項(xiàng)C正確．3．質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時(shí)，放出的能量是()A．m3c2 B．(m1＋m2)c2C．(m3－m2－m1)c2 D．(m1＋m2－m3)c2解析：選D.質(zhì)子和中子結(jié)合成原子核氘核時(shí)，總質(zhì)量減小了，即質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3.依據(jù)質(zhì)能方程可知，放出的能量為ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2.4．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28.30MeV的能量，當(dāng)三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，放出7.26MeV的能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放的能量為()A．21.04MeV B．35.56MeVC．77.64MeV D．92.16MeV解析：選D.6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子可結(jié)合成3個(gè)α粒子，放出能量3×28.30MeV＝84.9MeV，3個(gè)α粒子再結(jié)合成一個(gè)碳核，放出7.26MeV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84.9MeV＋7.26MeV＝92.16MeV.5．當(dāng)一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，產(chǎn)生γ光子輻射，對(duì)這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．核子結(jié)合成原子核時(shí)，要放出一定的能量B．原子核分裂成核子時(shí)，要放出一定的能量C．光子的質(zhì)量為零，氘核的質(zhì)量等于中子與質(zhì)子的質(zhì)量之和D．光子具有一定的能量，氘核的質(zhì)量大于中子與質(zhì)子的質(zhì)量之和解析：選A.核子結(jié)合時(shí)質(zhì)量減少，釋放能量；原子核分裂時(shí)吸收能量．一定能量對(duì)應(yīng)著一定質(zhì)量．6．一個(gè)負(fù)電子(質(zhì)量為m、電荷量為－e)和一個(gè)正電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)，以相等的初動(dòng)能Ek相向運(yùn)動(dòng)，并撞到一起發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生光子的頻率為ν.若這兩個(gè)光子的能量都為hν，動(dòng)量分別為p和p′，下面關(guān)系正確的是()A．hν＝mc2，p＝p′B．hν＝mc2，p＝－p′C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′D．hν＝2(mc2＋Ek)，p＝－p′解析：選C.根據(jù)能量守恒，兩電子的動(dòng)能和釋放的核能完全轉(zhuǎn)化為兩光子的能量，則有2hν＝2mc2＋2Ek，可得hν＝mc2＋Ek；又由動(dòng)量守恒得0＝p＋p′.二、多項(xiàng)選擇題7．對(duì)原子核的組成，下列說(shuō)法正確的是()A．核力可使一些中子組成原子核B．核力可使非常多的質(zhì)子組成原子核C．存在只有質(zhì)子的原子核D．質(zhì)量較大的原子核內(nèi)一定有中子解析：選CD.由于原子核帶正電，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的質(zhì)子集聚在一起組成原子核，原因是核力是短程力，質(zhì)子之間還存在“長(zhǎng)程力”庫(kù)侖力，A、B錯(cuò)誤；自然界中存在一個(gè)質(zhì)子的原子核，eq\o\al(1,1)H，C正確；較大質(zhì)量的原子核內(nèi)只有存在一些中子，才能削弱庫(kù)侖力，維系原子核的穩(wěn)定，故D正確．8．關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B．穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C．原子核都是非常穩(wěn)定的D．由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果不斷地增大原子核，形成的核也一定是不穩(wěn)定的解析：選ABC.自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對(duì)于較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多，故D項(xiàng)正確．9．在某些恒星內(nèi)，3個(gè)α粒子結(jié)合成1個(gè)eq\o\al(12,6)C核，eq\o\al(12,6)C原子的質(zhì)量是12.0000u，eq\o\al(4,2)He原子的質(zhì)量是4.0026u，已知1u＝1.66×10－27kg.則()A．反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是0.078uB．反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是1.29×10－29kgC．反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量是7.27MeVD．反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量是1.16×10－19J解析：選BC.由題意可得核反應(yīng)方程為3eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋ΔE.則核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝(3×4.0026－12.0000)u＝0.0078×1.66×10－27kg≈1.29×10－29kg，由質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝1.29×10－29×(3×108)2J＝1.161×10－12J．因?yàn)橘|(zhì)量虧損1u相當(dāng)于釋放931.5MeV的能量，所以ΔE＝0.0078×931.5MeV≈7.27MeV.故B、C正確．10．中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為Δm，相應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2＝2.2MeV是氘核的結(jié)合能．下列說(shuō)法正確的是()A．用能量小于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子B．用能量等于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零C．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零D．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和不為零解析：選AD.氘核分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子時(shí)，所需吸收的能量不能小于其結(jié)合能2.2MeV，故A對(duì)；光子照射氘核時(shí)，光子和氘核組成的系統(tǒng)總動(dòng)量不為零，由動(dòng)量守恒定律得，光子被氘核吸收后，分解成的質(zhì)子和中子的總動(dòng)量不為零，故總動(dòng)能也不為零，所以把氘核分解為質(zhì)子和中子所需的能量應(yīng)大于2.2MeV，故D對(duì)，B、C錯(cuò)．三、非選擇題11．歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動(dòng)能為0.5MeV的質(zhì)子eq\o\al(1,1)H轟擊靜止的eq\o\al(A,Z)X，生成兩個(gè)動(dòng)能均為8.9MeV的eq\o\al(4,2)He.(1MeV＝1.6×10－13J)(1)上述核反應(yīng)方程為_(kāi)_______________________．(2)質(zhì)量虧損為多少kg?解析：(1)根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He或eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)Li→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He.(2)設(shè)反應(yīng)前質(zhì)子的動(dòng)能為Ek0，反應(yīng)后eq\o\al(4,2)He的動(dòng)能為