5.3 核力与结合能-【无畏物理】2024-2025学年高二物理同步学案（人教版2019选择性必修三）

高中物理 选择性必修三 第五章 原子核 5.3 核力与结合能 四种基本相互作用与核力 知识点一 1．引力相互作用：引力主要在宏观和宏观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状。万有引力是长程力。 2．电磁相互作用：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体。 3．强相互作用 (1)定义：原子核中的核子（质子和中子）之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核，这种作用称为强相互作用。 (2)特点：①核力是强相互作用的一种表现，在原子核内，核力比库仑力大得多。 ②是短程力，作用范围只有约10－15 m。所以大原子核时电磁力大于强力，会发生α衰变。 ③核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。 4．弱相互作用 (1)定义：在某些放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用，称为弱相互作用。弱相互作用是W和Z玻色子的交换（发射和吸收）引起的。弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10－18 m，作用强度则比电磁力小。 3．四种基本相互作用: 说明：强相互作用是短程力，每个核子只跟相邻的核子发生作用，也叫核力的饱和性。 4．原子核中质子与中子的比例关系：较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，其中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。 5．形成原因：若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。若只增加中子，因为中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。 结合能和质量亏损 知识点二 1．结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。 2．比结合能：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。中等大小的核的比结合能最大，最稳定。 3．比结合能曲线：不同原子核的比结合能随质量数变化的图线如图所示。从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小。（铁的结合能最大，很多恒星内部都是铁核） 3．质能方程：物体的能量与它们质量的关系是：E＝mc2。 4．质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了。物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写为ΔE＝Δmc2。1u≈931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。其中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV。 注意：质量亏损，但是质量数守恒 5.核能：当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能。例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能。 注意：原子核的核子结合成原子核释放的能量与把它们分开需要的能量相等。 四种基本相互作用及核力的性质 考点一 【例1.1】(多选)对核力的认识，下列说法正确的是(　BD　) A．任何核子之间均存在核力 B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 C．核力只存在于质子之间 D．核力只发生在相距1.5×10－15 m的核子之间，大于0.8×10－15 m为吸引力，而小于0.8×10－15 m为斥力 [解析：由核力的特点知道，只有相距1.5×10－15 m之内的核子之间存在核力，核力发生在核子之间，B、D正确。] 【练习1.1】关于原子核中质子和中子的说法，正确的是(　D　) 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，核力具有饱和性，不可能无节制地增大原子核而仍稳定存在 [解析：由稳定核的质子数与中子数的关系图像可知，质量越大的原子核内中子数比质子数多得越多，故A、B错误；由核力作用特点可知，核力是短程力且有饱和性。核子数越多的原子核越不稳定，稳定的重原子核里中子数比质子数多。故C错误，D正确。] 【练习1.2】在下列判断中，正确的是(　C　) A．组成U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用 B．组成U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用 C．组成U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用 D．组成U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用 [解析：核力属于短程力，由于组成U核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，故选项A、B、D错误；但两质子之间都存在库仑斥力的作用，故选项C正确。] 【练习1.3】(多选)对原子核的组成，下列说法正确的是(　CD　) A．核力可使一些中子组成原子核 B．核力可使非常多的质子组成原子核 C．自然界中存在只有质子的原子核 D．质量较大的原子核内一定有中子 [解析：由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，如H，C正确；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，D正确。 ] 【练习1.4】关于原子核中质子和中子的说法，正确的是(　B　) 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，中子数比质子数多 C．原子核都是非常稳定的 D．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 [解析：原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数大的重原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和原子序数小的都没有中等质量的原子核稳定，故A、C错误，B正确；核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m内，超过此范围，核力急剧减小，会小于库仑力，故D错误。] 结合能与质量亏损 考点二 【例2.1】关于原子核的结合能，下列说法正确的是(　C　) A．原子核的比结合能等于将其完全分解成自由核子所需能量的最小值 B．原子核衰变成α粒子和另一原子核，并释放出能量，衰变产物的结合能之和一定小于原来原子核的结合能 C．铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能 D．比结合能越大，原子核越不稳定 [解析：原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A错误；原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来原子核的结合能，故B错误；铯原子核(Cs)的比结合能与铅原子核(Pb)的比结合能差不多，而铯原子核(Cs)的核子数小于铅原子核(Pb)的核子数，故铯原子核(Cs) 的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能，故C正确；比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。故选C。] 【练习2.1】(多选)下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有(　AB　) A．核子结合成原子核时放出能量 B．原子核拆解成核子时要吸收能量 C．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大 D．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大 [解析：核子结合成原子核要放出能量，原子核拆解成核子要吸收能量，A、B正确；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，C、D错误。] 【练习2.2】(多选)不同原子核的比结合能是不同的，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小，由此，可以确定，下列核反应能释放大量核能的是(　BD　) A．中等质量的原子核结合成质量较大的重核 B．质量较大的重核分裂成中等质量的原子核 C．中等质量的原子核分裂成质量较小的轻核 D．质量较小的轻核结合成中等质量的原子核 [解析：两个中等质量的原子核结合成重核的过程，核子的比结合能减少，整个过程将吸收能量，A错；质量较大的重核分裂成中等质量的原子核是上述过程的逆过程，显然是放出能量的，B对；根据同样的方法可知，C错D对] 【例2.2】(多选)对公式ΔE＝Δmc2的理解正确的是(　ABD　) A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm B．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2 C．Δm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ΔE，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm [解析：一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，AD对；如果物体质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2，B对；某原子核在衰变时一定发生质量亏损，C错] 【例2.3】取质子的质量mp＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量mn＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s。请计算α粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字) 思路点拨：(1)根据质量关系求出，亏损的质量Δm。(2)据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2求得结合能。 [解析：组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2mp＋2mn)－mα，结合能ΔE＝Δmc2代入数据得ΔE＝4.3×10－12 J] 【练习2.3】(多选)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中正确的是(　ABC　) A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比 B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能 C．一个中子和一个质子结合成氘核时释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损 D．E＝mc2中的E是发生核反应时释放的核能 [解析：E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比，其中E不能理解为发生核反应时释放的核能，选项A正确，D错误；根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能，选项B正确；一个中子和一个质子结合成氘核时发生聚变反应，会有质量亏损，亏损的质量以能量的形式释放出来，即释放出核能，选项C正确。] 【练习2.4】(多选)一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是H＋n→H＋γ，以下说法中正确的是(　ACD　) A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和 B．反应前后的质量数不变，因而质量不变 C．反应前后质量数不变，但会出现质量亏损 D．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度 [解析：核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，能量会以光子的形式向外释放，故A、C、D正确。] 【练习2.5】太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近(　D　) A．1036 kg　　　 B．1018 kg C．1013 kg D．109 kg [解析：根据爱因斯坦的质能方程得：Δm＝＝ kg≈4.4×109 kg，D正确。] 【练习2.6】太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4H→He＋2X，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c。下列说法中正确的是(　D　) A．方程中的X表示中子(n) B．方程中的X表示电子(e) C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2 D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2 [解析：由核反应质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为e，A、B错误；质量亏损为Δm＝4m1－m2－2m3，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，C错误，D正确。] 课后巩固 1．【难度2】思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大。 (×) (2)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。 (√) (3)比结合能越大，原子核越稳定。 (√) (4)质能方程E＝mc2表明了质量与能量间的一种对应关系。 (√) 2．【难度3】关于核反应和核能，下列说法正确的是( D ) A．核子结合成原子核时，要克服核力做功，从外界吸收能量 B．原子核分解为核子时，总质量数减少，向外界释放能量 C．原来静止的放射性原子核衰变为原子核时，总动量会增加 D．放射性原子核衰变为原子核，需要经3次α衰变和2次β衰变 [解析：核子结合成轻原子核时，核子间的核力做正功，向外界释放能量，A错误；；重原子核分解为核子的过程存在质量亏损，向外界释放能量，但总质量数不变，B错误；核力为内力，核反应中应当遵守质量数守恒、电荷数守恒和动量守恒，C错误；设经过x次a衰变和y次β衰变后变为,根据电荷数守恒和质量数守恒可得238=226+4x和92=88+2x-y,解得x=3,y=2,即放射性原子核经过3次α衰变和2次β衰变后变为，D正确.] 3．【难度3】核泄漏对环境会造成污染，影响人类的安全、生活，核废水中核反应方程之一为→+X 下列说法正确的是（ C ） A．该核反应为α衰变 C．的比结合能比的比结合能大 B．环境温度升高，的半衰期增大 D．的质量等于和X的总质量 [解析：由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为-1、质量数为0,则X为，所以该核反应为β衰变，A错误；半衰期与外界环境无关，则B错误；原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，显然的比结合能比的比结合能大，C正确；该核反应向外释放能量，由爱因斯坦质能方程可知，该核反应存在质量亏损，则的质量大于和X的总质量，D错误。] 4．【难度3】1946年4月，我国物理学家钱三强和妻子何泽慧经过数万次的实验、观察和分析，终于观察到了铀核的“三分裂”,同年12月底，钱三强夫妇又观察到了“四分裂”现象。一静止的铀核()衰变成钍核()并放出一个粒子，已知铀核的质量为3.853131×10-25kg，钍核的质量为3.786567×10-25kg,氦核的质量为6.64672×10-27kg，中子的质量为1.6749×10-27kg，质子的质量为1.6726×10-27kg,下列判断正确的是（ A ） A．该核反应释放的核能约为8.7×10-13J B．铀核比钍核的中子数多4个 C．此核反应类型为β衰变 D．铀核比钍核的比结合能大 [解析：由质量数守恒和电荷数守恒可知，该核反应方程为→+,为α衰变，质量亏损为△m=3.853131×10-25kg-3.786567×10-25kg-6.64672×10-27kg≈9.68×10-30kg，根据爱因斯坦质能方程可知释放的核能为△E=△mc²≈8.7×10-13J，选项A对，C错；铀核的中子数为238-92=146个，钍核的中子数为234-90=144个，铀核比钍核的中子数多2个，选项B错；在核反应中，生成物比反应物更稳定，原子核越稳定，比结合能越大，选项D错。] 5．【难度3】2020年12月4日，我国新一代可控核聚变研究装置"中国环流器二号M”(HL-2M)在成都正式建成放电，标志我国正式跨入全球可控核聚变研究前列，“HL-2M”将进一步加快人类探索未来能源的步伐。“HL-2M”的核反应方程是+→+X，下列说法正确的是（ C ） A．方程中的X是质子 B．方程中的X是正电子 C．的比结合能大于的比结合能 D．计算该反应中释放核能大小的公式是 [解析：根据核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子，A、B项错误；反应放出核能，的比结合能大于的比结合能，C项正确；计算该反应中释放核能大小的公式是△E=△mc²，D项错误。] 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高中物理 选择性必修三 第五章 原子核 5.3 核力与结合能 四种基本相互作用与核力 知识点一 1．引力相互作用：引力主要在宏观和宏观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状。万有引力是长程力。 2．电磁相互作用：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体。 3．强相互作用 (1)定义：原子核中的核子（质子和中子）之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核，这种作用称为强相互作用。 (2)特点：①核力是强相互作用的一种表现，在原子核内，核力比库仑力大得多。 ②是短程力，作用范围只有约10－15 m。所以大原子核时电磁力大于强力，会发生α衰变。 ③核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。 4．弱相互作用 (1)定义：在某些放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用，称为弱相互作用。弱相互作用是W和Z玻色子的交换（发射和吸收）引起的。弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10－18 m，作用强度则比电磁力小。 3．四种基本相互作用: 说明：强相互作用是短程力，每个核子只跟相邻的核子发生作用，也叫核力的饱和性。 4．原子核中质子与中子的比例关系：较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，其中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。 5．形成原因：若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。若只增加中子，因为中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。 结合能和质量亏损 知识点二 1．结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。 2．比结合能：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。中等大小的核的比结合能最大，最稳定。 3．比结合能曲线：不同原子核的比结合能随质量数变化的图线如图所示。从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小。（铁的结合能最大，很多恒星内部都是铁核） 3．质能方程：物体的能量与它们质量的关系是：E＝mc2。 4．质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了。物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写为ΔE＝Δmc2。1u≈931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。其中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV。 注意：质量亏损，但是质量数守恒 5.核能：当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能。例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能。 注意：原子核的核子结合成原子核释放的能量与把它们分开需要的能量相等。 四种基本相互作用及核力的性质 考点一 【例1.1】(多选)对核力的认识，下列说法正确的是(　 　) A．任何核子之间均存在核力 B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 C．核力只存在于质子之间 D．核力只发生在相距1.5×10－15 m的核子之间，大于0.8×10－15 m为吸引力，而小于0.8×10－15 m为斥力 【练习1.1】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，核力具有饱和性，不可能无节制地增大原子核而仍稳定存在 【练习1.2】在下列判断中，正确的是(　 　) A．组成U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用 B．组成U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用 C．组成U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用 D．组成U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用 【练习1.3】(多选)对原子核的组成，下列说法正确的是(　 　) A．核力可使一些中子组成原子核 B．核力可使非常多的质子组成原子核 C．自然界中存在只有质子的原子核 D．质量较大的原子核内一定有中子 【练习1.4】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，中子数比质子数多 C．原子核都是非常稳定的 D．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 结合能与质量亏损 考点二 【例2.1】关于原子核的结合能，下列说法正确的是(　 　) A．原子核的比结合能等于将其完全分解成自由核子所需能量的最小值 B．原子核衰变成α粒子和另一原子核，并释放出能量，衰变产物的结合能之和一定小于原来原子核的结合能 C．铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能 D．比结合能越大，原子核越不稳定 【练习2.1】(多选)下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有(　 　) A．核子结合成原子核时放出能量 B．原子核拆解成核子时要吸收能量 C．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大 D．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大 【练习2.2】(多选)不同原子核的比结合能是不同的，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小，由此，可以确定，下列核反应能释放大量核能的是(　 　) A．中等质量的原子核结合成质量较大的重核 B．质量较大的重核分裂成中等质量的原子核 C．中等质量的原子核分裂成质量较小的轻核 D．质量较小的轻核结合成中等质量的原子核 【例2.2】(多选)对公式ΔE＝Δmc2的理解正确的是(　 　) A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm B．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2 C．Δm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ΔE，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm 【例2.3】取质子的质量mp＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量mn＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s。请计算α粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字) 【练习2.3】(多选)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中正确的是(　 　) A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比 B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能 C．一个中子和一个质子结合成氘核时释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损 D．E＝mc2中的E是发生核反应时释放的核能 【练习2.4】(多选)一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是H＋n→H＋γ，以下说法中正确的是(　 　) A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和 B．反应前后的质量数不变，因而质量不变 C．反应前后质量数不变，但会出现质量亏损 D．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度 【练习2.5】太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近(　 　) A．1036 kg　　　 B．1018 kg C．1013 kg D．109 kg 【练习2.6】太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4H→He＋2X，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c。下列说法中正确的是( 　) A．方程中的X表示中子(n) B．方程中的X表示电子(e) C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2 D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2 课后巩固 1．【难度2】思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大。 ( ) (2)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。 ( ) (3)比结合能越大，原子核越稳定。 ( ) (4)质能方程E＝mc2表明了质量与能量间的一种对应关系。 ( ) 2．【难度3】关于核反应和核能，下列说法正确的是( ) A．核子结合成原子核时，要克服核力做功，从外界吸收能量 B．原子核分解为核子时，总质量数减少，向外界释放能量 C．原来静止的放射性原子核衰变为原子核时，总动量会增加 D．放射性原子核衰变为原子核，需要经3次α衰变和2次β衰变 3．【难度3】核泄漏对环境会造成污染，影响人类的安全、生活，核废水中核反应方程之一为→+X 下列说法正确的是（ ） A．该核反应为α衰变 C．的比结合能比的比结合能大 B．环境温度升高，的半衰期增大 D．的质量等于和X的总质量 4．【难度3】1946年4月，我国物理学家钱三强和妻子何泽慧经过数万次的实验、观察和分析，终于观察到了铀核的“三分裂”,同年12月底，钱三强夫妇又观察到了“四分裂”现象。一静止的铀核()衰变成钍核()并放出一个粒子，已知铀核的质量为3.853131×10-25kg，钍核的质量为3.786567×10-25kg,氦核的质量为6.64672×10-27kg，中子的质量为1.6749×10-27kg，质子的质量为1.6726×10-27kg,下列判断正确的是（ ） A．该核反应释放的核能约为8.7×10-13J B．铀核比钍核的中子数多4个 C．此核反应类型为β衰变 D．铀核比钍核的比结合能大 5．【难度3】2020年12月4日，我国新一代可控核聚变研究装置"中国环流器二号M”(HL-2M)在成都正式建成放电，标志我国正式跨入全球可控核聚变研究前列，“HL-2M”将进一步加快人类探索未来能源的步伐。“HL-2M”的核反应方程是+→+X，下列说法正确的是（ ） A．方程中的X是质子 B．方程中的X是正电子 C．的比结合能大于的比结合能 D．计算该反应中释放核能大小的公式是 1 学科网（北京）股份有限公司 $$