核力与结合能(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)1.质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，则()A.氘核的比结合能是EB.氘核的结合能是EC.氘核中质子与中子间没有相互作用力D.质子与中子的总质量小于氘核的质量【解析】选B。质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，从而得知氘核的结合能为E，氘核的比结合能为，选项A错误，B正确；氘核中质子与中子间存在核力作用，选项C错误；因为有能量放出，根据爱因斯坦质能方程知，有质量亏损，所以中子和质子的总质量大于氘核的质量，选项D错误。2.某核反应方程为HHHe+X。已知H的质量为2.0136uH的质量为3.0155uHe的质量为4.0015u，X的质量为1.0087u。则下列说法中正确的是()A.X是质子，该反应释放能量B.X是中子，该反应释放能量C.X是质子，该反应吸收能量D.X是中子，该反应吸收能量【解析】选B。由题目所给核反应方程式，根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律，可得HHHeX，X为中子，在该反应发生前反应物的总质量m1=2.0136u+3.0155u=5.0291u，反应后产物总质量m2=4.0015u+1.0087u=5.0102u，总质量减少，出现了质量亏损。根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量，故B正确。3.下列说法中正确的是()A.比结合能越大，原子核越不稳定B.结合能是指核子构成原子核时具有的能量C.原子核越大，其中子数与质子数之差越大，原子核越稳定D.由图可知，铯原子核Cs比结合能大于铅原子核Pb的比结合能【解析】选D。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，比结合能越小，原子核越不稳定，故A错误；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B错误；原子核的稳定性与比结合能有关，原子核越大，比结合能可能越小，原子核越不稳定，故C错误；由图可知，中等质量的原子核的比结合能最大，铯原子核Cs的比结合能大于铅原子核Pb的比结合能，故D正确。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，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，以及核力的饱和性，如果不断地增大原子核，形成的核也一定是不稳定的【解析】选D。由于核力的作用范围及核力的饱和性，自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多，形成的核也越不稳定，故D项正确。二、计算题(12分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)5.已知：氮核质量MN=14.00753u，氧17核的质量为MO=17.00454u，氦核质量MHe=4.00387u，氢核质量为MH=1.00815u。试判断NHeOH这一核反应吸收能量还是放出能量？能量变化多少？【解析】反应前总质量：MN+MHe=18.01140u反应后总质量：MO+MH=18.01269u可以看出：反应后总质量增加，故该反应是吸收能量的反应。吸收的能量利用ΔE=Δm·c2来计算，若反应过程中质量增加1u，就会吸收931.5MeV的能量，故：ΔE=(18.01269-18.01140)×931.5MeV=1.2MeV答案：吸收能量能量变化1.2MeV【能力挑战区】6.(6分)(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE=Δmc2=2.2MeV是氘核的结合能，下列说法正确的是()A.用能量小于2.2MeV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.用能量小于2.2MeV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C.用能量大于2.2MeV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2.2MeV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】选A、D。用能量小于结合能的光子照射静止的氘核时，氘核一定不能分解，所以A正确，B错误。用能量大于结合能的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解，只要分解，分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了)，所以C错误，D正确。7.(12分)一个静止的铀核U(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.0287u)。(已知1原子质量单位1u=1.67×10-27kg，1u相当于931.5MeV的能量)(1)写出铀核的衰变反应方程。(2)算出该衰变反应中释放出的核能。(3)若释放的核能全部转化为新核