2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第16章原子结构和波粒二象性原子核第40讲原子结构与原子核考点5对结合能和比结合能的理解核能的计算

这是一份2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第16章原子结构和波粒二象性原子核第40讲原子结构与原子核考点5对结合能和比结合能的理解核能的计算，共2页。试卷主要包含了对质能方程的理解，对比结合能的理解，计算核能的方法等内容，欢迎下载使用。

1．对质能方程的理解
(1)E＝mc2的含义：物体的总能量和它的质量成正比关系。
(2)ΔE＝Δmc2的含义：释放的核能与质量亏损成正比关系，但不是转化关系。
(3)对质量亏损的理解：“质量亏损”但质量数守恒，原因是每个核子的质量减小了。“质量亏损”并不是质量消失，而是由静止的质量变成运动的质量。
2．对比结合能的理解
(1)比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
(2)中等质量原子核的比结合能最大，平均每个核子的质量最小。
(3)当重核分裂成中等核，或轻核结合成中等核时，核子的比结合能都增加，发生质量亏损并释放出核能。
3．计算核能的方法
(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应过程中质量亏损的千克数乘以真空中光速的平方，即ΔE＝Δmc2；
(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，得ΔE＝质量亏损的原子质量单位数×931.5 MeV。
(3)根据平均结合能来计算核能
原子核的结合能＝平均结合能×核子数。
(4)有时可结合动量守恒和能量守恒进行分析计算，此时应注意动量、动能关系式p2＝2mEk的应用。
►考向1 对结合能和比结合能的理解
(多选)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有( BC )
A．eq \\al(4,2)He核的结合能约为14 MeV
B．eq \\al(4,2)He核比eq \\al(6,3)Li核更稳定
C．两个eq \\al(2,1)H核结合成eq \\al(4,2)He核时释放能量
D．eq \\al(235, 92)U核中核子的比结合能比eq \\al(89,36)Kr核中的大
[解析] 由题给图像可知eq \\al(4,2)He核的结合能约为28 MeV，A错误；eq \\al(4,2)He核比eq \\al(6,3)Li核的比结合能大，故eq \\al(4,2)He核比eq \\al(6,3)Li核稳定，B正确；两个eq \\al(2,1)H核结合成eq \\al(4,2)He核时比结合能增大，释放能量，C正确；eq \\al(235, 92)U核中核子的比结合能比eq \\al(89,36)Kr核中的小，D错误。
►考向2 核能的计算
用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核，生成两个动能均为8.919 MeV的α粒子(eq \\al(4,2)He)，其核反应方程式为：eq \\al(1,1)H＋eq \\al(7,3)Li→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(4,2)He。已知质子质量为1.007 825 u，锂原子核的质量为7.016 004 u，α粒子的质量为4.002 603 u,1 u相当于931 MeV。若核反应释放的能量全部转化为α粒子的动能，则入射质子的动能约为( A )
A．0.5 MeV B．8.4 MeV
C．8.9 MeV D．17.3 MeV
[解析] 由质能方程可得，该核反应放出的能量ΔE＝(1.007 825＋7.016 004－2×4.002 603)×931 MeV≈17.34 MeV，由能量守恒定律得入射质子的动能EkH＝2Ekα－ΔE≈0.5 MeV，A正确。
【跟踪训练】
(结合能的理解、核能的计算)(2023·合肥高三检测)氘核和氚核聚变时的核反应方程为eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋x。已知氚核的比结合能是2.78 MeV，氘核的比结合能是1.09 MeV，氦核的比结合能是7.03 MeV。光子的速度为c。下列说法正确的是( B )
A．该核反应过程吸收的能量为3.16 MeV
B．该核反应过程释放的能量为17.6 MeV
C．x是质子，核反应吸收的能量等于质子质量乘以c2
D．x是中子，核反应吸收的能量等于中子质量乘以c2
[解析] 根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知x为中子，核反应释放的能量应等于核反应前后亏损的质量乘以c2，A、C、D错误；核反应释放的能量为ΔE＝7.03×4 MeV－(1.09×2＋3×2.78)MeV＝17.6 MeV，B正确。