课时5 核力与结合能
一、选择题
1．(多选)以下关于核力的说法正确的是( )
A．核力存在于任何核子之间
B．核力只存在于相邻的核子之间
C．核力与万有引力性质相同
D．核力是一种短程的强作用力
答案 BD
解析 核力是短程力，只发生在相邻的核子之间，故A错误，B正确；由于原子核结合得很牢固，所以核力是一种短程强相互作用力，故D正确；核力与万有引力的性质不同，核力是短程力，表现为引力和斥力，万有引力是长程力，只有引力，其大小相差巨大，故C错误。
2．某核反应方程为H＋H→He＋X。已知H的质量为2.0136 u，H的质量为3.0155 u，He的质量为4.0015 u，X的质量为1.0087 u。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
答案 B
解析 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H＋H→He＋X，X为中子，在该反应发生前反应物的总质量m1＝2.0136 u＋3.0155 u＝5.0291 u，反应后产物总质量m2＝4.0015 u＋1.0087 u＝5.0102 u。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．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是( )
A．m3c2B．(m1＋m2)c2
C．(m3－m2－m1)c2D．(m1＋m2－m3)c2
答案 D
解析 质子和中子结合成原子核氘核时，总质量减小了，即质量亏损Δm＝m1＋m2－m3。依据质能方程可知，放出的能量为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2。
4．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则三种力从大到小的排列顺序是( )
A．核力、万有引力、库仑力
B．万有引力、库仑力、核力
C．库仑力、核力、万有引力
D．核力、库仑力、万有引力
答案 D
解析 核力是核子之间的一种强相互作用，其相互作用力巨大，两质子之间的万有引力极其微小，所以我们在平时的计算中不考虑。故选D。
5．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，它们之间可以互相转化
B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴含能量的量度
C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的
D．因在核反应中产生能量，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
答案 B
解析 根据爱因斯坦质能方程可知，物体具有的能量与质量有简单的正比关系。物体质量增大，能量也增大，认为能量与质量可以相互转化的观点是错误的，故A、C错误，B正确；在核反应中系统的总能量是守恒的，故D错误。
6．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性。设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是( )
A．ΔE＝(m1－m2－m3)c2
B．ΔE＝(m1＋m3－m2)c2
C．ΔE＝(m2－m1－m3)c2
D．ΔE＝(m2－m1＋m3)c2
答案 B
解析 反应前的质量总和为m1＋m3，质量亏损Δm＝m1＋m3－m2，核反应释放的能量ΔE＝(m1＋m3－m2)c2，B正确。
7．(多选)关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是( )
A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能
B．E＝mc2是物体各种形式能的总和
C．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出
D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走
答案 BD
解析 E＝mc2表示物体的质量m与其能量E之间的对应关系，故A错误；E＝mc2中的E是指物体各种形式的能的总和，故B正确；ΔE＝Δmc2表明，在核反应中，质量亏损Δm将以能量ΔE的形式被释放出去，故C错误，D正确。故选B、D。
