C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损 D．E＝mc中的E是发生核反应中释放的核能
解析：选D.E＝mc中的E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，故A说法正确；ΔE＝Δmc表示的意义是当物体的能量增加或减少ΔE时，它的质量也会相应地增加或减少Δm，故B说法正确；只有在出现质量亏损时，才能释放核能，故C说法正确，所以选D.
典型问题——核能的计算方法
1．根据质量亏损计算
(1)根据核反应方程：计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm. (2)根据爱因斯坦质能方程E＝mc或ΔE＝Δmc计算核能． 2．利用原子质量单位u和电子伏特间的关系计算 (1)明确原子质量单位u和电子伏特间的关系： 因为1 u＝1.660 6×10
2
－27
2
2
2
2
2
kg
×(2.997 9×10) J
82
则E＝mc＝1.660 6×10≈1.492 4×10
－10
－27
J.
－19
又1 eV＝1.602 2×10则E＝1.492 4×10
－10
J
J＝931.5 MeV.
(2)根据(1)原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV.
3．利用比结合能来计算核能
原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能．
1H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665
u．求：(质量亏损1 u相当于释放931.5 MeV的能量)
(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ (2)氚核的结合能和比结合能各是多少？
[解析] (1)一个质子和两个中子结合成氚核的反应方程式是1H＋20n→1H，反应前各核子总质量为
1
1
3
3
mp＋2mn＝(1.007 277＋2×1.008 665)u
＝3.024 607 u，
反应后新核的质量为mH＝3.016 050 u， 质量亏损为
Δm＝(3.016 050－3.024 607)u ＝－0.008 557 u.
6
因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应放出能量． 释放的核能为
ΔE＝0.008 557×931.5 MeV＝7.97 MeV. (2)氚核的结合能即为ΔE＝7.97 MeV， ΔE它的比结合能为＝2.66 MeV.
3[答案] (1)放出能量，能量为7.97 MeV (2)7.97 MeV 2.66 MeV
(1)计算过程中Δm的单位是kg，ΔE的单位是J.
(2)若Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV，可直接利用公式ΔE＝Δm×931.5 MeV来计算核能．
氘核和氚核反应时的核反应方程为1H＋1H→2He＋0n
已知1H的比结合能是2.78 MeV，MeV，MeV，1H的比结合能是1.09 2He的比结合能是7.03 试计算核反应时释放的能量．
解析：反应前氘核和氚核的总结合能
3
2
4
2
3
4
1
E1＝(1.09×2＋2.78×3)MeV
＝10.52 MeV.
反应后生成的氦核的结合能
E2＝7.03×4 MeV＝28.12 MeV.
由于单个核子无结合能， 所以反应过程释放出的能量 ΔE＝E2－E1＝(28.12－10.52)MeV ＝17.6 MeV. 答案：17.6 MeV
[随堂达标]
1．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用．我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于( )
A．引力相互作用 B．电磁相互作用
C．强相互作用和弱相互作用的共同作用 D．四种基本相互作用的共同作用 解析：选B.分子力作用范围约在10
－10
m数量级上，强相互作用和弱相互作用都是短程
7
力，作用范围在10
－15
m和10
－18
m之内，在这个距离上分子力不存在．在分子力作用范围
内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．
2．对原子核的组成，下列说法正确的是( ) A．核力可使一些中子组成原子核 B．核力可使非常多的质子组成原子核 C．不存在只有质子的原子核 D．质量较大的原子核内一定有中子
解析：选D.由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，如1H，C错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．
3.
1
如图所示是原子核的平均核子质量A与原子充数Z的关系图象，下列说法正确的是( )
A．若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量 B．若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量 C．若C、B能结合成A，结合过程一定要释放能量 D．若F、C能结合成B，结合过程一定要释放能量
解析：选A.D、E平均核子质量大于F平均核子质量，D、E结合成F，出现质量亏损，要释放能量，A对、B错，C、B结合成A，F、C结合成B都是质量增加，结合过程要吸收能量，C、D错．
4．(2014·高考北京卷)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．m3c B．(m1＋m2)c C．(m3－m2－m1)c
2
2
2
D．(m1＋m2－m3)c
2
解析：选D.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＝Δmc＝(m1＋m2－m3)c.
5．(2016·辽宁鞍山检测)已知氮核质量mN＝14.007 53 u，氧核质量mO＝17.004 54 u，氦核质量mHe＝4.003 87 u，质子质量mH＝1.008 15 u，试判断核反应： 7N＋2He―→ 8O＋1H是吸能反应，还是放能反应？能量变化多少？
8
14
4
17
1
2
2
解析：反应前总质量mN＋mHe＝18.011 40 u 反应后总质量mO＋mH＝18.012 69 u
因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸能量为ΔE＝Δmc＝[(mO＋mH)－(mN
＋mHe)]c＝(18.012 69－18.011 40)×931.5 MeV＝1.2 MeV.
答案：吸能反应 能量变化量为1.2 MeV
[课时作业] [学生用书P102(独立成册)]
一、单项选择题
1．(2016·湛江高二检测)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
解析：选D.核力是核子之间的一种强相互作用，其相互作用力巨大，远超过两个质子之间的库仑力，两质子之间的万有引力远小于库仑力，故选项D正确．
2．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )
A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力 B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力 C．核子间存在着强大的核力 D．核子间存在着复杂磁力
解析：选C.核子之间存在核力作用，核子结合成原子核或原子核分解为核子时，就要克服核力作用，故伴随着巨大的能量变化，故选C.
3．(2016·佛山高二检测)某核反应方程为1H＋1H→2He＋X.已知1H的质量为2.013 6 u，
3
1
2
3
4
2
2
2
H的质量为3.018 0 u，2He的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u，则下列说法中正
4
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1H＋1H→2He＋0X，X为中子，在该反应发生前反应物的总质量m1＝2.013 6 u＋3.018 0 u＝5.031 6 u，反应后产物总质量 m2＝4.002 6 u＋1.008 7 u＝5.011 3 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．
9
2
3
4
1
4．(2016·济宁高二检测)当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳核时，放出7.26 MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量为( )
A．21.04 MeV C．77.64 MeV
B．35.56 MeV D．92.16 MeV
解析：选D.6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.30 MeV＝84.9 MeV，3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84.9 MeV＋7.26 MeV＝92.16 MeV.
5．一个质子和一个中子发生核反应结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是( )
A．核反应方程是1H＋0n→1H＋γ B．该反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3 C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c D．γ光子的波长λ＝2
（m1＋m2－m3）c解析：选B.此核反应的核反应方程为1H＋0n→1H＋γ，A错；由质能方程，γ光子的能量为E＝(m1＋m2－m3)c，C错；由E＝h知，波长λ＝，D错．故B对．
λ（m1＋m2－m3）c6.
2
1
1
2
1
1
3
hch
如图所示是描述原子核核子的平均质量m 与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是( )
A．将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量 B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量 C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量 D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量
解析：选C.因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，出现质量亏损，故放出核能，故A错误，同理可得B、D错误，C正确．
二、多项选择题
7．一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
10