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1、 課時提升作業(yè) 十一原子核的結合能 (30分鐘　50分) 一、選擇題(本大題共6小題,每小題5分,共30分) 1.某核反應方程為HHHe+X。已知H的質量為2.013 6 uH的質量為3.018 uHe的質量為4.002 6 u,X的質量為1.008 7 u。則下列說法中正確的是　(　　) A.X是質子,該反應釋放能量 B.X是中子,該反應釋放能量 C.X是質子,該反應吸收能量 D.X是中子,該反應吸收能量 【解析】選B。根據核反應方程滿足質量數和電荷數守恒,X應為中子,反應前后Δm=2.013 6 u+3.018 u-4.002 6 u-1.008 7 u=0.020 3

2、u,故有質量虧損,為放能反應,故B正確。 2.一個氘核和一個氚核聚合成一個氦核的反應方程是HHHen,此反應過程產生的質量虧損為Δm。已知阿伏伽德羅常數為NA,真空中的光速為c。若 1 mol氘和1 mol氚完全發(fā)生核反應生成氦,則在這個核反應中釋放的能量為 　(　　) A.NAΔmc2　　　　　　　　B.NAΔmc2 C.2NAΔmc2 D.5NAΔmc2 【解析】選B。一個氘核和一個氚核結合成一個氦核時,釋放出的能量為Δmc2,1 mol的氘核和1 mol的氚核結合成1 mol的氦核釋放的能量為NAΔmc2。 3.(多選)如圖所示是原子核的核子平均質量與原子序數Z的

3、關系圖像,下列說法中正確的是　(　　) A.若D和E結合成F,結合過程中一定會吸收核能 B.若D和E結合成F,結合過程中一定會釋放核能 C.若A分裂成B和C,分裂過程一定會吸收核能 D.若A分裂成B和C,分裂過程一定會釋放核能 【解題指南】明確了核子的平均質量與結合能的對應關系,就可以順利解答此題。 【解析】選B、D。由題圖可知,原子序數較小的核D、E結合成原子序數較大的核F時,因F核子的平均質量小于D、E核子的平均質量,故出現(xiàn)質量虧損,由質能方程知,該過程一定放出核能,所以選項A錯誤,選項B正確;因為B、C核子的平均質量小于A核子的平均質量,故A分裂成B、C的過程中一定要釋放

4、能量,所以選項C錯誤,選項D正確。 4.在某些恒星內,三個α粒子可以結合成一個C,已知C核的質量為1.992 7210-26kg,α粒子的質量為6.646 7210-27kg,真空中的光速c=3108m/s,則這個反應中釋放的核能約為　(　　) A.910-10J　　　　　　B.910-13J C.910-9J D.910-15J 【解析】選B。三個α粒子結合成一個C核的質量虧損為Δm=36.646 7210-27kg-1.992 7210-26kg≈110-29kg.根據愛因斯坦質能方程得釋放的核能為ΔE=Δmc2=110-29(3108)2J=910-13J。故選B。 5.

5、(多選)下列說法符合事實的是　(　　) A.所有的核反應都會釋放出核能 B.結合能與核子數之比叫比結合能 C.重核分裂成較輕的原子核時要放出能量 D.ΔE=Δmc2表示發(fā)生的質量虧損Δm變?yōu)槟芰糠懦鰜? 【解析】選B、C。核反應中是否會釋放能量要看是否有質量虧損,有些核反應需要吸收能量才能發(fā)生,A錯;由比結合能的定義知,B正確;根據比結合能曲線知,重核分裂成較輕的原子核時要放出能量,C正確;質量虧損Δm轉變?yōu)檫\動質量,D錯。 6.一個質子與一個中子結合成一個氘核時釋放2.2 MeV的能量,兩個中子與兩個質子結合成一個氦核時,釋放28.3 MeV的能量?，F(xiàn)在把兩個中子與兩個質子先結合成

6、兩個氘核,再把兩個氘核結合成一個氦核,那么在整個過程中釋放的能量為　(　　) A.不知氘結合成氦核時釋放的能量,故無法判斷 B.23.9 MeV C.26.1 MeV D.28.3 MeV 【解析】選D。核反應過程中釋放核能的多少,與中間過程無關,只由反應前后原子核的比結合能來決定.本題中的兩種情況都是由兩個中子和兩個質子,最終結合成一個氦核,所以釋放的能量是相同的,故D選項正確。 二、非選擇題(本大題共2小題,共20分) 7.(10分)氦核由2個質子和2個中子組成。每個質子的質量是1.007 277 u,每個中子的質量是1.008 665 u,氦核的質量是4.001 509 u

7、,試求氦核的比結合能。 【解析】核子結合成氦核的過程中質量虧損為 Δm=21.007277u+21.008 665 u-4.001 509 u =0.030 4 u 與這個質量差相對應的能量即為氦核的結合能: ΔE=Δmc2=0.0304931.5MeV=28.32MeV 所以氦核的比結合能為=7.08MeV 答案:7.08MeV 【總結提升】結合能與電離能 無論質子和質子之間,中子和中子之間,還是質子和中子之間,都存在核力,它們結合成原子核時釋放的能量叫結合能。 要使氫原子電離,也就是要從氫原子中把電子剝離,需要通過碰撞、賦予光子等途徑讓電子得到能量,這個能量實際上就是電

8、子與氫原子核的結合能,不過通常把它叫做氫原子的電離能。 8.(10分)鐳(Ra)是歷史上第一個被分離出來的放射性元素,已知Ra能自發(fā)地放出α粒子而變成新核Rn,已知Ra的質量為M1=3.753 310-25kg,新核Rn的質量為M2=3.686 710-25kg。α粒子的質量為m=6.646 610-27kg?，F(xiàn)有一個靜止的Ra核發(fā)生α衰變,衰變后α粒子的速度為3.68105m/s,求(計算結果保留兩位有效數字): (1)寫出該核反應的方程。 (2)此反應過程中放出的能量。 (3)反應后新核Rn的速度大小。 【解析】(1)核反應的方程為RaHeRn (2)根據愛因斯坦質能方程 Δ

9、E=Δmc2=(M1-M2-m)c2=1.210-12J (3)設Rn的速度為v2,由動量守恒定律M2v2-mv=0 所以v2==m/s=6.6103m/s 答案:(1RaHeRn　(2)1.210-12J (3)6.6103m/s 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375