2024-2025学年高中物理教案（人教版2019）选修第三册10质量亏损.docx

质量亏损

一、质量亏损

1．结合能

上述过程是用宏观物体做的例子。原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子的结合能。

显然，组成原子核的核子越多，它的结合能越高。因此，有意义的是它的结合能与核子数之比，称为比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。

中等质量的核比结合能较大，原子核较稳定，因此，重核的裂变、轻核的聚变都是放能反应。

典例精讲

【例1.1】（2019春?河南月考）自然界中稳定原子核的质子数与中子数的关系如图所示，下列说法错误的是（）

A．自然界中较轻的原子核，质子数和中子数大致相等

B．图象中横坐标Z表示质子数

C．较重的原子核，中子数大于质子数

D．核子数越多，结合能越高，原子核越稳定

【分析】如图所示，自然界中较轻的原子核，质子数和中子数大致相等；图象中横坐标Z表示质子数，N表示中子数；较重的原子核，中子数大于质子数；平均结合能越大的核子越大越稳定。

【解答】解：A、自然界中较轻的原子核，质子数和中子数大致相等，故A正确。

B、图象中横坐标Z表示质子数，N表示中子数，故B正确。

C、较重的原子核，中子数大于质子数，故C正确。

D、核子数越多，结合能越高，原子核不一定越稳定，平均结合能越大的核子越大越稳定。故D错误。

本题选错误的，故选：D。

【例1.2】（2019春?市中区校级期末）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）

A．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

B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定等于原来重核的结合能

C．结合能越大，原子核越稳定

D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

【分析】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；一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和小于原来重核的结合能；平均结合能越大，原子核越稳定。。

【解答】解：A、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A正确；

B、一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和小于原来重核的结合能。故B错误；

C、平均结合能越大，原子核越稳定。故C错误；

D、根据质能方程可知，自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能。故D错误；

故选：A。

【例1.3】（2019?洛阳三模）精确的研究表明，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数Z有如图所示的关系。根据该图所提供的信息及原子核的聚变、裂变有关知识，下列说法正确的是（）

A．从图中可以看出，铁Fe原子核中核子的平均质量最大

B．原子序数较大的重核A分裂成原子序数小一些的核B和C，质量会增加

C．原子序数很小的轻核D和E结合成一个原子序数大些的F核，能释放核能

D．原子序数较大的重核裂成原子序数小一些的核B和C，需要吸收能量

【分析】根据图象判断出各原子核质量关系，然后判断发生核反应时质量变化情况，最后根据质能方程分析答题。

【解答】解：A、分析图可知，铁Fe原子核中核子的平均质量最小，故A错误。

B、原子序数较大的重核A分裂成原子序数小一些的核B和C，由于后者的核子平均质量小，故发生质量亏损，故B错误。

C、同理，原子序数很小的轻核D和E结合成原子序数大些的F核，则发生质量亏损，释放核能，故C正确。

D、原子序数较大的重核裂成原子序数小一些的核B和C，质量亏损，释放核能，故D错误。

故选：C。

【例1.4】（2019春?颍州区校级月考）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是（）

A．重核92235U裂变成3689Kr和56

B．12H核的结合能约为2MeV

C．中等质量的原子核最不稳定

D．两个12H核结合成2

【分析】由图得出氘核的比结合能，抓住比结合能等于结合能与核子数的比值得氘氦核的结合能；比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小。

【解答】解：A、由图可知重核92235

B、根据图象可知12H的比结合能约为1MeV，所以

C、中等质量的原子核比结合能最大，最稳定，故C错误。

D、根据图象可知24He的比结合能大于

故选：BD。

2．质量亏损

原子核的结合能很难直接测量，爱因斯坦已经给我们指出了物体的能量和它的质量之间的关系，即。

实验表明，原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损。我们可以通过来计算质量亏损过程中释放出的能量。

典例精讲

【例2.1】（2019春?天心区校级期末）下列关于原子结构和原子核的说法中不正确的是（）

A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型

B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，