5.3 核力与结合能-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步辅导与测试(人教版)

物理·选择性必修第三册 谢过程，O在人体内衰变放出正电子，与人体内： B.将放射性同位素O注入人体，其作用为示踪 负电子相遇而湮灭转化为一对Y光子，被探测器 原子 探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据 C.该正、负电子湮灭的方程为e+01e→y PET原理，下列说法不正确的是 D.PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人 A.1O衰变的方程为O→1N+9e 体的代谢周期 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.(多选)关于原子核的衰变和半衰期，下列说法正： C.用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪 确的是 ( 的作用 A.半衰期是指原子核的质量减少一半所需要的： D.放射性同位素可以作为核燃料进行发电 时间 4.根据临床经验，部分药物在体内的代谢也有与原 B.半衰期是指原子核有半数发生衰变所需要的： 子核衰变相似的规律。药物的血浆半衰期是指 时间 药物在血浆中的浓度下降一半所需的时间。某 C.发生α衰变时产生的新原子核在周期表中的 种药物的血浆半衰期为2小时，一次合理剂量的 位置向右移动2位 用药后药物在血浆中的浓度为20毫克/升，若血 D.发生β衰变时产生的新原子核在周期表中的 浆中的药物浓度下降至3毫克/升以下就要补充 位置向右移动1位 用药，则该药物的用药时间间隔约为() 2.(多选)关于核反应，下列说法正确的是( A.2小时B.4小时C.6小时D.8小时 A.在核反应中，质量守恒、电荷数守恒 :5.(新情景题)放射性同位素C被考古学家称为 B.核反应方程8U→23Th十2He属于a衰变 “碳钟”，它可以用来判定古生物的年代。宇宙 C.核反应方程4N+He→1O+H属于原子 射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就 核的人工转变 会形成很不稳定的C,它很容易发生阝衰变， D.核反应方程C→1N十_9e属于B衰变，而 变成一个新核，其半衰期为5730年。14C的生 β射线来自原子外层的电子 成和衰变通常是平衡的，即生物活体中C的含 3.(多选)放射性同位素被广泛应用。下列说法正 量是不变的。当生物体死亡后，机体内C的含 确的是 ) 量将会不断减少。若测得一具古生物遗骸中 A.人工放射性同位素的半衰期都比较短，对环境 14C含量只有活体中的12.5%，则这具遗骸距今 的危害较小 约有 年。 B.放射性同位素能够消除静电是因为其发出的 温馨提示 请做课时分层检测（二十一） Y射线 3 核力与结合能 (1)知道四种基本相互作用，知道核力的性质。 物理观念 (2)认识原子核的结合能和比结合能的概念。 (3)知道质量亏损和质能方程。 科学思维 能用质量亏损和质能方程计算核能相关的问题。 科学探究 结合能、比结合能与原子核的稳定性的关系。 科学态度与责任 关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 一、核力与四种基本相互作用 (2) 相互作用（长程力）。 1.四种基本相互作用 (3)强相互作用（短程力）。 (1)引力相互作用（长程力）。 (4)弱相互作用（短程力）。 104 第五章 原子核 2.核力 自主评价 (1)定义：原子核中的 之间存在的一种 很强相互作用，称为核力 1.判断正误 (2)作用：使核子紧密地结合在一起，形成稳定的 (1)原子核中粒子所受的万有引力和电磁力可以 达到平衡。 ( (3)特点：短程力，作用范围只有约 m. (2)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑 二、结合能 质量亏损 力大。 ( 1.结合能 (3)弱相互作用是引起原子核B衰变的原因。 原子核是 凭借核力结合在一起构成的， ( 要把它们分开，也需要 ,这就是原子核：2.情景思考 的结合能 有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种 2.比结合能 认识对不对？ 原子核的结合能与 之比，叫作比结合 能，也叫作 结合能。比结合能越大，原 子核中核子结合得越 ,原子核越 。中等大小的核的比结合能最大，最稳定。 3.质能方程 物体的能量与它的质量的关系是：E= 4.质量亏损 原子核的质量 组成它的核子的质量之 和的现象。 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 要点1 四种基本相互作用及核力的性质 (3)强相互作用：在原子核内，核力将核子束缚在 一起，核力是短程力。 探究导入四种基本相互作用分别在不同尺度上 (4)弱相互作用：弱相互作用是引起原子核阝衰 发挥作用，将它们按照作用距离由小到大排列， 变的原因，即引起中子一质子转变的原因。弱相 应怎样排列？ 互作用也是短程力，其力程比强相互作用更短， 为1018m,作用强度则比电磁力小。 2.核力的性质 (1)核力是四种相互作用中的强相互作用的一种 表现。 (2)核力是短程力，约在1015m数量级时起作 用，距离大于0.8×1015m时为引力，距离小于 0.8×10-15m时为斥力，距离为1.5×10-15m 探究归纳 时核力几乎消失。 1.四种基本相互作用在不同尺度上发挥作用 (3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子 (1)引力相互作用：引力主要在宏观和宇观尺度 产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生 上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且 作用。 联系着星系团，决定着宇宙的现状。万有引力是： (4)核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。 长程力。 :3.原子核中质子与中子的比例关系 (2)电磁相互作用：电磁力在原子核外，电磁力使： (1)较轻的原子核中质子数与中子数大致相等， 电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分 但对于较重的原子核，其中子数大于质子数，越 子，使分子结合成液体和固体。 重的原子核，两者相差越多。 105 物理·选择性必修第三册 (2)形成原因： :2.激光中子是由重原子核吸收光子后发射中子而 ①若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子 产生的，光子的极限能量大约是10MeV。假定 核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都： 中子从原子核上向外移开距离1013cm所受的 会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大； 力保持不变，则平均核力的数量级是 到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以 A.10-3N B.10N 平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳 C.103N D.无法计算 定了。 要点2结合能、比结合能与原子核的稳定性 ②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 探究导入(1)结合能就是原子核具有的能量吗？ 子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质 (2)原子核的结合能越大，其比结合能也越大吗？ 子数多。 ③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。 [典例1]（多选)对于核力，以下说法正确的是 A.核力是弱相互作用力，作用力很小 探究归纳 B.核力是强相互作用的表现，是强力 C.核子之间的距离小于0.8×1015m时，核力1.比结合能曲线的意义 表现为斥力，因此核子不会融合在一起 比结合能/MeV D.人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8： 8 ×10-15m时核力的变化规律更清楚 6 4 [听课记录] 质量数 0 4080120160200240 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 核小。 2.比结合能与原子核稳定性的关系 (1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程 …/名师点评/ 度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原 (1)核力是强相互作用力，只存在于相邻核子 子核越稳定。 之间。 (2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比 (2)核力的存在与核子是否带电及电性无关。 结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核 (3)原子核的稳定性与核力和库仑力的大小关 子数的原子核比结合能较大，表示原子核较 系有关。 稳定。 (3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较 针对训练 大的原子核时，就可释放核能。例如，一个核子 1.(多选)对核力的认识，下列说法正确的是( 数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或 A.任何核子之间均存在核力 者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大 B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 一些的核，都能释放出巨大的核能。 C.核力只存在于质子之间 [典例2]（多选）如图是各种想 D.核力只发生在相距1.5×10-15m内的核子之 元素的原子核中核子的平 4E 间，距离大于0.8×1015m时为吸引力，距离 均质量与原子序数Z的关举加 小于0.8×10-15m时为斥力 系图像。由此可知() C B 106 第五章原子核 A.若原子核D和E结合成原子核F,结合过程一 要点3质能方程和核能的计算 定会释放能量 B.若原子核D和E结合成原子核F,结合过程一 探究导入(1)质量亏损是不是这部分质量消失了 定要吸收能量 或转变为能量了呢？ C.若原子核A分裂成原子核B和C,分裂过程一 (2)爱因斯坦质能方程说明质量和能量可以相互 定会释放能量 转化吗？ D.若原子核A分裂成原子核B和C,分裂过程 定要吸收能量 [听课记录] 探究归纳 …/名师点评/… 结合能的应用技巧 1.对质能方程和质量亏损的理解 (1)组成原子核的核子越多，结合能越大。 (1)质能方程 (2)结合能与核子个数之比称作比结合能，比结 爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间 合能越大，原子核越稳定。 存在着密切的联系，其关系是E=mc2。 (3)结合能通常只应用在原子核中 (2)质量亏损 质量亏损，并不是质量消失了，而且减少的质量 针对训练 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 3.关于原子核的结合能，下列说法正确的是( 减少，总能量也随之减少，这时质能方程可写为 A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核： △E=△mc2 子所需的最小能量 2.核能的计算方法 B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变 产物的结合能之和一定等于原来重核的结： (1)根据质量亏损计算 ①根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏 合能 损△m。 C.结合能越大，原子核越稳定 ②根据爱因斯坦质能方程△E=△c2计算核能 D.自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的： 其中△m的单位是千克，△E的单位是焦耳。 能量大于该原子核的结合能 (2)利用原子质量单位u和电子伏特计算 4.原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，： 根据1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能 下列判断正确的是 ) 量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单 比结合能/MeV 位数乘以931.5MeV,即△E=△m×931.5MeV。 其中△n的单位是u,△E的单位是MeV。 4 [典例3]3H的质量是3.016050u,质子的质量 4 是1.007277u,中子的质量是1.008665u。1u 相当于931.5MeV的能量。 102050100150200250质量数 (1)写出一个质子和两个中子结合为氘核时的核 A.He核比Li核更稳定 反应方程。 B.He核的结合能约为14MeV (2)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收 C.两个H核结合成He核时吸收能量 还是放出能量？该能量为多少？ D.U核中核子的平均结合能比器Kr核中核子 (3)氚核的结合能和比结合能各是多少？（计算 的平均结合能大 结果均保留三位有效数字) 107 物理·选择性必修第三册 [听课记录] 针对训练 5.(多选)对公式△E=△mc2的理解正确的是( A.如果物体的能量减少了△E,它的质量也一定 相应减少△m B.如果物体的质量增加了△m,它的能量也一定 相应增加△mc2 C.△m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 △E,则这些核子与组成的原子核的质量之差 就是△m 6.中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、 D。现用光子能量为E的Y射线照射静止的氘 /名师点评/ 核使之分解，反应的方程为Y十D→p十n,若分 核能的两种单位 解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动 (1)若以kg为质量亏损△m的单位，则计算时 能是 () 应用公式△E=△mc2。 A.[(mpmp-mn)c2-E (2)若以原子单位“u”为质量亏损单位，则△E =△m×931.5MeV. B.2mn+mn十mp)c2+E (3)两种方法计算的核能的单位分别为“J”和 “MeV”,1MeV=1×105×1.6×10-19J=1.6× C.(m mp-mn)c2+E] 1018J。 D.2[(mn十m。-m,c2-E] 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.(多选)关于核力，下列说法正确的有 变成Be,⑧Be的原子核极不稳定，若在它衰变之 A.原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间 前恰好与另外一个氦核反应（融合），就能形成 才有核力作用 C,这个过程又称为3a反应。已知C核的质 B.在原子核内，靠核力将所有核子束缚在一起 量为1.99272×1026kg,a粒子的质量为 C.核力既可能是引力，又可能是斥力 6.64672×1027kg,真空中的光速为c=3× D.原子核内的某一核子与其他核子间都有核力： 108m/s,则3a反应中所释放的核能约为() 作用 A.1×10-12J 2.(2023·湖南卷)2023年4月13日，中国“人造太 B.3×10-13J C.9×10-12J D.9×10-18Jj 阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪 录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运 4.(新情景题)太阳内部核反应的主要模式之一是 行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要： 质子一质子循环，循环的结果可表示为 的一步，下列关于核反应的说法正确的是()： 41H→号He+29e+2y A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放： 已知H和号He的质量分别为mp=1.0078u和 的核能更多 ma=4.0026u,1u=931MeV/c2,c为光速。在 B.氘氚核聚变的核反应方程为H十H→号He: 4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约 +01e 为 ( C.核聚变的核反应燃料主要是铀235 A.8 MeV B.16 MeV D.核聚变反应过程中没有质量亏损 C.26 MeV D.52 MeV 3.在中等质量恒星的核心或是白矮星表面堆积的 氢突然发生核聚变，叫氦闪。两个核(H)聚： 温馨提示 请做课时分层检测（二十二） 108[典例1]解析(1)设2U衰变为5Pb经过x次a衰变和y次3衰 性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要 变。由质量数守恒和电荷数守恒可得 考虑放射性废料容易处理，因此选项A、B,C正确，选项D不正确。 238=206+4.x ① 答案 ABC 92=82+2了3 ②！8.解析15()衰变的方程为1()→1N十9，A正确，不符合题意：将 联立①②解得x=8,y=6 放射性同位素5()注入人体，在人体内衰变放出正电子，与人体内负 即一共经过8次α衰变和6次B衰变 电子相逼而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理 (2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次3 后产生清晰的图像，故其作用为示踪原子，B正确，不符合题意；该 衰变中子数减少1，而质子数增加1，故Pb较2U质子数少10，中， 正、负电子湮灭后生成两个光子，即e十。1e →2Y,C错误，符合题 子数少22。 意：PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期，否 (3)衰变方程为8U →29Pb十8He+6_Ye。 则无法通过探测器探测到，D正确，不符合题意。 答案(1)8次4衰变和6次B衰变(2)1022 答案C (3)238U →82Pb+82He十6-1e :素养演练·提升技能 针对训练 :1.解析半衰期是指原子核有半数发生衰变所需要的时间，故A错 1.解析发生一次《衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减 误，B正确：发生《衰变时质子数少2，新原子核在周期表中的位置 少2：发生一次3衰变，核电荷数、原子序数增加1。 向左移动2位，发生3衰变时质子数多1，新原子核在周期表中的位 答案AD 置向右移动1位，故C错误，D正确。 2.解析 X的中子数为146，质子数为92，质量数为146十92=238，Y 答案BD 的中子数为124，质子数为82，质量数为124十82一206，质量数减少！2.解析核反应前后核子数相等，核反应遵循的是质量数守恒而不是 238一206=32，发生α衰变的次数为32÷4=8，发生3衰变的次数 质量守恒，故A错误：根据核反应的特点可知，核反应方程2U 为82一(922×8)=6，即在此过程中放射出电子的总个数为6，A 2Th十He腐于a衰变，故B正确：核反应方程号N十He 正确。 答案A →()十H属于人工核反应，故C正确；3衰变是原子核的衰变， 要点2 与核外电子无关，3衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一 探究导入提示：不对。放射性元素的原子核有半数发生衰交所需的： 个质子的同时释放出来的，故D错误。 时间叫作这种元素的半衰期。经过第二个1620年后镭226还剩 答案BC 2.5g ·3.解 人工放射性同位素的半衰期都比较短，疫变得快，对环境的 [典例2]解析(1)C的3衰变方程为： 危害较小，故A正确：α射线能使空气分子电离成导体，所以能够消 除静电，Y射线的电离本领较小，故B错误：根据放射性同位素的应 gC→0ie十1N。 用可知，用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用，故C (2)14C的半衰期x=5730年 正确：放射性同位素大多是人工合成的同位素，成本高，存在量较 生物死亡后，遗骸中的C按其半衰期变化，设活体中C的含量为： 少，不能作为核燃料进行发电，故D错误。 答案 AC N。,遗骸中的C含量为N,则N=No（2) 因为药物的血浆半衰期为2小时，经过6小时，即3个半衰 期，血浆中的药物浓度下降至2,5毫克/升，所以该药物的用药时间 间隔约为6小时，故C正确。 即0.25No=No 写0故，730=2，月11460年 答案C 答案(1)14C →°1e+14N(2)11460年 5.解析测得一具古生物遗藏中C含量只有活体中的12.5%，即3，经 针对训练 3.解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰 过了3个半衰期，故这具遗藏距今约有5730×3=17190（年）。 答案 17190 变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短， 则衰变趣快：某种元素的半衰期由其自身因素决定，与它所处的物 3 核力与结合能 理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误。 必备知识·自主梳理 答案A 、1.(2)电磁2.(1)核子(2)原子核(3)10-1 4.解析设刚植入时碘的质量为m,经过180天后的质量为m,根据 二、1.核子能量2.核子数平均牢固稳定3.m24.小于 m=mo（2)】 1 、 =m() 自主评价 ,代入数据解得m=mo（2) = ,1.(1)×(2)×(3)/ :2.提示：不对。在核反应中质量数守恒即核子的个数不交，只是核子 组成原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部 答案B 核子质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化。 要点3 关键能力·合作探究 探究导入，提示：衰交是具有放射性的不稳定核白发进行的变化，原！要点】 子核的人工转交是利用。粒子、质子、中子或y光子轰击靶核发生！探究导入提示：弱相互作用的作用距离为1018m,强相互作用的作 的交化。所有的原子核都可能发生人工转变。 用距离为10一15m,电磁力主要体现在原子、分子层面，万有引力主 [典例3]解析(1)核反应方程为 要在宏观和宇观尺度上发辉作用。所以顺序为：弱相互作用、强相 He+Na→i8Mg十H。 互作用、电磁相互作用、引力相互作用。 (2)a粒子，新核的质量分别为4m、26m,质子的速率为，因为是对：[典例1]解析核力是强相互作用的一种表现，它的作用范图在 心正碰，由动量守恒定律得 1.5×1015m之内，核力比库仑力大得多，选项B正确，A错误：核 力在大于0.8X10-15m时表现为引力，且随距离增大而减小：在距 4m,=26m×六-mw 离小于0.8X1015m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在 解得≈0.23c。 起，选项C正确：人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们奋 答案(1)He+Na→8Mg十1H(2)0.23 力攻克的堡垒，选项D错误。 针对训练 答案BC 5,解析根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为H,选项A错针对训练 :1.解析由核力的特点知道，只有相距1.5×10一15m内的核子之间 误；X2为H,选项B错误：X3为n,选项C错误；X1为H,选项D 存在核力，核力发生在相邻核子之间。 正确 答案BD 答案D 6.解析 中反应放出电子，属于目袭变，故A错误：B中反应是聚变2.解析 核力是一种很强的力，应存在于相邻的核子之间，作用范围 在1.5X1015m之内，由题意知，F·d=W=E,则F 反应（以后学到），故B错误：C中反应放出α粒子，属于α衰变，故C 错误：D中反应属于原子核的人工转变，故D正确。 10×10×1.6×10-1" N=1.6×10N,故选项C正确。 答案D 10-13×10-2 要点4 答案C 探究导入提示：应选用半衰期较短的。因为半衰期短的放射性废料！要点2 容易处理。当然也不能选用太短的，否则就需要频繁更换放射原 !探究导入 提示：(1)不是。结合能是要把原子核分开成核子时吸收 料了。 的能量，并不是原子核具有的能量」 [典例4幻解析三种同位素的化学性质无明显差异，A错误：三种同！ (2)不一定。结合能是核子结合成原子核放出的能量或原子核拆散 位素的原子核不同，则原子光语不同，B正确：由题意可知，C自发！ 成核子吸收的能量，而比结合能是核子结合成原子核时每个校子平 均放出的能量或原子核拆散成核子时每个核子平均吸收的能量，结 进行B衰变，衰变后原子序数会增加1，故衰变后的新核为N,质量 数不变，C、D错误。 合能大的原子核，比结合能不一定大：结合能小的原子核，比结合能 不、一定小、 答案B 针对训练 :[典例2]解析因D、E的核子平均质量比F的大，因此，原子核D 骑数特盛树赞公结素树位袋防纸克：老素生风失精资艺季 和E结合成原子核F时，有质量亏损，结合过程中一定会释放能量， A正确，B错误：而原子核A的核子平均质量比原子核B、C的核子 218 平均质量大，因此，原子核A分裂成原子核B和C时，有质量亏损，·2，提示：慢化剂的作用是使快中子减速，以便于中子与轴核作用发生 所以分裂过程中一定会释放能量，C正确，D错误。 链式反应，不是为了减慢裂变速度，而是为了提高中子的利用率。 答案AC 关键能力·合作探究 针对训练 ,要点1 3.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！探究导入提示：(1)U十bn一→Ba十需Kr十3n。 能量，故A正确：一重原子核衰变成《粒子和另一原子核，衰变产物 (2)有中子轰击轴块，且轴块的体积大于临界体积，这样才可以产生 的结合能之和小于原来重核的结合能，故B错误；平均结合能越大， 链式反应。 原子核越稳定，故C错误；根据质能方程可知，自由核子组成原子核！[典例1门解析(1)根据电荷数和质量数守恒，可得 时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故D错误。 Zr的电荷数Z=92-60十8=40， 客A 质量数A=236-143-3×1=90。 4.解析比结合能越大，原子核越稳定，由题图可知，氨核的比结合能 比锂核的比结合能大，则H核比Li核更稳定，A正确：由题图可 (2)△m=(mu十mn)-(mM+z+31m) 知，氦核的比结合能大约为7MV,氨核的核子数为4，则氨核的结 =0.2174u=0.2174×1.6606×10-27kg 合能大约为28MeV,故B错误；两个H核结合成He核时有质量 ≈3.61×108kg, △E=△mc2=3.61×10-2wX(3×108)2J 亏损，释放能量，C错误：由题图可知，U核中核子的平均结合能 ≈3.25×1011J, 比Kr核中核子的平均结合能小，故D错误。 答案A 1000×6.02×1023个≈2.56×101个 235 要点3 E恶=n△E=2.56×1021×3.25×10-1J 探究导入提示：(1)不是。物体的质量包括静止质量和运动质量，质 量亏损指的是静止质量的减少，并不是这部分质量消失了或转变为· =8.32×1013J。 能量了 答案(1)4090(2)8.32×1018J 瓷因装提置餐有程警明不整个红理量饲的 针对训练 1.解析35U的裂变方程为25U十n→1Ba十躲Kr+3n,故A错 [典例3]解析(1)根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个 误：当轴块体积达到临界体积时才能使链式反应不断进行下去，与 中子结合为氚核时，有H十2n →H 铀块的温度无关，B错误，C正确：根据爱因斯坦质能方程可知一 (2)2个中子和1个质子结合成氚核时质量亏损为△m=m。十2m: 个25U裂变时，放出的能量为△E=△mc2,D错误。 mH=1.007277u十2×1.008665u-3.016050u=0.008557u,所 答案 以该反应放出能量：放出的能量为△E=0.008557×931.5MeV≈ ·2.解析核电站每一天的发电量为E1=P1=50×101×103×24× 7.97MeV。 3600J=4.32×10J。 (3)2个中子和1个质子结合成氚核时放出的能量为7,97MeV,所i 据题意知，核电站一天时间内轴235裂变所释放的总能量E,= 以氚核的结合能为7.97MeV,氚核的比结合能为△_7.97MeV 2E1,故核电站每天所消耗的轴235核的个数为 3 3 E 2×4.32×10 ≈2.66MeV 200×105×1.6×1019】 3.2×10-1D =2.7×1021(个)。 答案(1)H十2n→H(2)放出能量，该能量为7.97MeV 故发电站每一天需要的纯轴235的质量为 (3)7.97MeV2.66MeV 针对训练 2.7×1021 M 5.解析 mNA 6.02×10sX235×103kg=1.05kg。 一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了△E,它的质！ 答案1.05 量也一定相应减少△，即发生质量亏损，所以选项A、D正确：如果 要点2 物体的质量增加了△，它的能量也一定相应增加△mc“,所以选项 B正确；某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C错误。 !探究导入提示：H+H一He+bn十17.6MeV: :「典例2]解析(1)根据核反应方程质量数和核电荷数守恒，则核聚 答案ABD 6.解析因质量亏损产生的能量为△E=(D一m? 一m.）c2,设质子、 变反应的核反应方程为：4H→He十2e: 中子的动能为Ek,根据能量守恒定律有△E十E=2Ek,联立解得 (2)根据质量亏损和质能关系，可知每发生一次该核反应释放的核 Ek=mDmpm)c2+E 能为：△E=(4mp一2m。-m.)c2;代入数据解得：△E≈3.9×1012J; 故A、B、D错误，C正确。 (3)设每秒内在地球上与太阳光垂直的每平方米裁面上光子的个数 2 Pt 答案C 为N,根据题设条件可知：E。=Pt=Nhv:所以有N ,代入数据 hy 素养演练·提升技能 解得：N=3.4×1021个，那么每秒太阳辐射的电子个数即为3.4× 1.解析核力是短程力，每个核子只跟它邻近的核子间存在核力作 1021个。 用，故A正确，D错误：原子核由质子和中子组成，质子带正电，它们！ 依靠核力紧密地结合在一起，故B正确：核力有时表现为斥力，有时 答案(1)41H→He+2e(2)3.9×10-12J(3)3.4×1021个 表现为引力，但不是说核力既可能是引力，又可能是斥力，故C针对训练 错误。 3.解析根据核反应方程式，6个氘核聚变反应可释放出43.15MeV 答案AB 2.解析相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A 的能量，1kg海水中的氘核反应释放的能量为E=.0X10× 6 正确：根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应 43.15MeV≈7.19×1022MeV≈1.15×101wJ,则相当于标准煤的 方程为H十H→He十}n,B错误；核聚变的核反应燃料主要是 氘核和氚核，C错误：核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏 质量为M=1.15×1010 kg≈400kg。 2.9×107 损，D错误。故选A。 答案C 答案A :要点3 3.解析由题，三个α粒子生成一个1？C核，由△E=△m2得△E-!探究导入提示：(1)核反应堆是核电站的核心设施，原子核的链式反 (3m-m)2=(3×6.64672×1027-1.99272×10第)×(3.0× 应在此进行。 108)2J≈1X1012J,故A正确，B、C、D错误。 (2)消耗原料少：作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大：对环 境的污染要比火力发电小。 4.解析 应过程中的质量亏损釣为△m=4mp一m。=4X1.0078u[典例解析杭反应推里用的校燃料是用浓缩轴（轴235占2% 答案A 一4%)制成的轴棒：轴235易俘获慢中子，不易俘获快中子，必须使 4.0026u=-0.0286u,由于1u=931MeV/c2,根据爱因斯坦质： 能方程可得△E-△m2=26.6MeV,故C正确，A,B、D错误。 用慢化剂（如石墨、重水、普通水），让快中子跟慢化剂的原子核碰撞 后能量减少，变成慢中子；控制调节系统是用于调节中子的效目以 答案C 控制反应速度，它是由镉做成的置放在轴棒之间的一些控制棒及计 4核裂变与核聚变 算机调节系统组成：冷却系统靠水或液态金属钠等流体在反应堆内 5“基本”粒子 外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时使反应堆 必备知识·自主梳理 冷却，保证安全。 一、1.中子2.3n3.链式反应5.临界体积临界质量 答案A 针对训练 二、2.石墨重水普通水3.中子深中子控制棒4.射线 :4.解析反应堆中核反应速度由控制棒（镉棒）吸收中子的多少来控 放射性物质水泥层放射性深埋地下 三、1.质量较大2.(1)10m(2)热核反应3.(1)氢弹(2)热 制，A错误：U裂变有多种可能性，这是其中常见的一种，B正确： 核反应堆4.(1)高(2)丰富(3)安全、清洁6.(1)环流器 放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度，压强等外界条件 (2)激光 无关，C错误：200MeV=200×10×1.6×10-1J=3.2×101J, 四、1.(1)原子(2)中子最基本的复杂的结构粒子2.(1)相 故D正确。 同相反正电子3.夸克 答案BD 自主评价 要点4 1.(1)/(2)×(3)/(4)/ 探究导入提示：(1)1931~1940年发现正电子、4子 219