课时分层作业(十) 原子核的结合能
(时间:40分钟 分值:100分)
[基础达标练]
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.下列关于平均结合能的说法正确的是( )
A.核子数越多,平均结合能越大
B.核子数越多,平均结合能越小
C.结合能越大,平均结合能越大
D.平均结合能越大,原子核越稳定
D [中等质量核的平均结合能比轻核和重核的平均结合能都大,故A、B、C均错误.平均结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,故D正确.]
2.一个质子和一个中子结合成氘核时,产生γ光子,由此可见( )
A.氘核的质量等于质子和中子的质量之和
B.氘核的质量大于质子和中子的质量之和
C.核子结合成原子核时会释放核能
D.原子核分解成核子时会释放核能
C [由于结合时产生γ光子,即产生能量,故反应中有质量亏损,但反应过程中质量数守恒,A、B错.质子和中子统称核子,该反应为核子结合成原子核的反应,故C对,D错.]
3.(多选)关于原子核的结合能与平均结合能,下列说法中正确的是( )
A.原子核的结合能等于核子与核子之间结合成原子核时核力做的功
B.原子核的结合能等于核子从原子核中分离,外力克服核力做的功
C.平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量
D.不同原子核的平均结合能不同,重核的平均结合能比轻核的平均结合能大
ABC [原子核中,核子与核子之间存在核力,要将核子从原子核中分离,需要外力克服核力做功.当自由核子结合成原子核时,核力将做功,释放能量.对某种原子核,平均每个核子的结合能称为平均结合能.不同原子核的平均结合能不同.重核的平均结合能比中等质量核的平均结合能要小,轻核的平均结合能比稍重的核的平均结合能要小.综上所述,正确选项为A、B、C.]
4.(多选)对公式ΔE=Δmc2的正确理解是( )
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,则这些核子的质量和与组成原子核的质量之差就是Δm
ABD [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,如果物体的质量增加了Δm,它的能量一定相应增加Δmc2,所以选项A、B、D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.]
5.根据爱因斯坦的研究成果,物体的能量和质量的关系是E=mc2,这一关系叫爱因斯坦质能方程.质子的质量为mp,中子的质量为mn,氦核的质量为mα,下列关系式正确的是( )
A.mα=(2mp+2mn) B.mα<(2mp+2mn)
C.mα>(2mp+2mn) D.以上关系式都不正确
[答案] B
6.(多选)用质子轰击锂核(Li)生成两个α粒子,以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验,已知质子初动能是0.6 MeV,质子、α粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u.已知1 u相当于931.5 MeV,则下列叙述中正确的是( )
A.此反应过程质量减少0.010 3 u
B.生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV,与实验相符
C.核反应中释放的能量是18.9 MeV,与实验相符
D.生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV,与实验相符
CD [此反应过程质量亏损Δm=1.007 3 u+7.016 0 u-2×4.001 5 u=0.020 3 u,核反应中释放的能量ΔE=Δmc2=0.020 3×931.5 MeV=18.9 MeV,而生成的两个α粒子的动能之和为ΔE+Ek质=18.9 MeV+0.6 MeV=19.5 MeV,故选项C、D均正确,选项A、B均错误.]