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双基限时练(十八) 核力与结合能
1．对核力的生疏，下列说法中正确的是( )
A．任何物体之间均存在核力
B．核力存在于原子核内各核子之间
C．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
D．核力只存在于质子与质子之间
答案 C
2．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是由于( )
A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力
B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力
C．核子间存在着强大的核力
D．核子间存在着简单的磁力
答案 C
3．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肯定相等
B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多
C．原子核都是格外稳定的
D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不行能无节制的增大原子核而仍稳定存在
解析 原子核中质子数和中子数不肯定相等，特殊是原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子稳定，故A、B、C选项错误．又由于核力是极短程力及饱和性的特点，使原子核不行能无节制的增大，故D选项正确．
答案 D
4．对于公式ΔE＝Δmc2下列说法正确的是( )
A．能量可以转化成质量
B．质量可以转化成能量
C．能量的转化与质量的转化是成比例的
D．在核反应中，能量与质量都不守恒
答案 C
5．质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成氘核时放出的能量是( )
A．m3c2 B．(m1＋m2)c2
C．(m1＋m2－m3)c2 D．(m3－m1－m2)c2
答案 C
6．下列关于结合能和比结合能的说法中正确的是( )
A．核子结合成原子核吸取的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能
B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也肯定越大
C．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
D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
解析 核子结合成原子核时放出能量，原子核拆解成核子时吸取能量，A项错；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不肯定大，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，其结合能比重核小，B、C项错；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D项正确．
答案 D
7．下列说法中正确的是( )
A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化
B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系
C．核反应中发觉的“质量亏损”是消逝的质量转变成为能量
D．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒
解析 E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明白能量和质量之间存在相互转化的关系，A项错误，B项正确．核反应中的“质量亏损”并不是质量消逝，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，C项错误．在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，D项错误．
答案 B
8．如图所示是描述原子核核子的平均质量与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是( )
A．将原子核A分解为原子核B、C可能吸取能量
B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸取能量
C．将原子核A分解为原子核B、F肯定释放能量
D．将原子核F、C结合成原子核B肯定释放能量
解析 因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，消灭质量亏损，放出核能，故A项错；同理可得B、D项错，C项正确．
答案 C
9．(多选题)对于结合能、比结合能的生疏，下列说法正确的是( )
A．一切原子核均具有结合能
B．自由核子结合成原子核，可能吸取能量
C．结合能越大的原子核越稳定
D．比结合能越大的原子核越稳定
解析 自由核子结合成原子核的过程，核力做正功，释放出能量，反之，将原子核分开变为自由核子，它将赐予相应的能量，该能量即为结合能，故A正确，B错误；对核子较多的原子核结合能越大，但它的比结合能不肯定大，比结合能越大的原子核越稳定，故C选项错误，D选项正确．
答案 AD
10．关于核力的说法正确的是( )
A．核力同万有引力没有区分，都是物体间的作用
B．核力与电荷有关
C．核力是弱相互作用，作用力很小
D．核力是强相互作用，是强力
答案 D
11．(多选题)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的结合能．下列说法正确的是( )
A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子
B．用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零
C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零
D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零
解析 中子和质子结合成氘核所释放的能量或氘核分解成质子和中子所吸取的能量都相等，即为此反应的结合能，依据动量守恒，用光子照射静止的氘核，系统的总动量不为零，故照射后总动量也不能为零，则总动能亦不能为零，故A、D选项正确．
答案 AD
12．原子质量单位为u,1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c.当质量分别为m1 kg和m2 kg的原子核结合为质量为M kg的原子核时，释放出的能量是( )
A．(M－m1－m2) u·c2 (J)
B．(m1＋m2－M) u×931.5 (J)
C．(m1＋m2－M) c2 (J)
D．(m1＋m2－M)×931.5 (eV)
解析 在核能计算时，假如质量单位是kg，则用ΔE＝Δmc2进行计算，单位是J；若质量单位是u，则利用ΔE＝Δm×931.5 MeV进行计算，则选项C正确．
答案 C
13．2个质子和1个中子结合成氦3(He)反应方程式为：2H＋n→He.已知每个质子质量为1.007277u，中子质量为1.008665u，氦核的质量为3.002315u，求He的结合能．(已知1u＝1.6606×10－27kg)
解析 求出反应过程中的质量亏损，再由爱因斯坦的质能方程即可求解．粒子结合前后的质量亏损Δm＝2mH＋mn－mα＝0.020904u
由质能方程ΔE＝Δmc2＝0.020904×1.6606×10－27×(3.00×108)2J＝3.1198×10－12 J.
答案 3.1198×10－12 J
14．一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为7.7×104 m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×103 m/s，方向与中子的运动方向相反．
(1)试写出核反应方程．
(2)求出氦核的速度．
(3)若让一个氘和一个氚核发生聚变，可产生一个氦核同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量，(已知氘核质量mD＝2.014102u，氚核质量为mT＝3.016050u，氦核的质量mα＝4.002603u，中子质量mn＝1.008665u，1u＝1.6606×10－27 kg)．
解析 (1)Li＋n→H＋He.
(2)由动量守恒
mnv0＝－mTv1＋mαv2
v2＝
＝ m/s
＝2×104 m/s.
(3)质量亏损为Δm＝mD＋mT－mα－mn＝0.018884u＝3.136×10－29 kg
依据爱因斯坦质能方程
ΔE＝Δmc2＝3.136×10－29×(3×108)2 J＝2.82×10－12 J.
答案 (1)Li＋n→H＋He
(2)2×104 m/s
(3)2.82×10－12 J
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