解析：选C 核力是一种很强的力，应存在于相邻的核子之间，作用范围在1.5×1010×106×1.6×10
m之内，由题意知：F·d＝W＝E，则F＝－－1013×102确。
结合能、比结合能与原子核的稳定性
1．结合能
要把原子核分开成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量。 2．比结合能
等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了原子核的稳定程度。 3．比结合能曲线
不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图19-5-1所示。
－19
－15
N＝1.6×103 N，故选项C正
图19-5-1
从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小。
4．比结合能与原子核稳定的关系
(1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定。
(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定。
(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能。例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能。
1．(多选)对结合能、比结合能的认识，下列说法正确的是( ) A．核子结合为原子核时，一定释放能量 B．核子结合为原子核时，可能吸收能量 C．结合能越大的原子核越稳定 D．比结合能越大的原子核越稳定
解析：选AD 由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量。反之，将原子核分开变为自由核子，它需要吸收相应的能量，该能量即为结合能。故A正确，B错误。对核子较多的原子核的结合能越大，但它的比结合能不一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C错误，D正确。
2．如图19-5-2所示是原子核的平均核子质量A与原子序数Z的关系图像，下列说法正确的是( )
图19-5-2
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。
3．一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________________________。该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为____________。
12
解析：方程式：10n＋1H→1H
核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫原子核的结合能。它的结合能与核子数之Q比，称作比结合能，由题意知氘核的核子数为2，所以比结合能为。
2
12
答案：0n＋11H→1H
Q
2
对质量亏损和质能方程的理解
1．质量亏损
所谓质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成原子核的过程中以能量的形式辐射出去了。反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给。总之，物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们之间的关系就是E＝mc2。
2．质能方程E＝mc2
(1)质能方程说明，一定的质量总是跟一定的能量相联系的。具体地说，一定质量的物体所具有的总能量是—定的，等于光速的平方与其质量之积，这里所说的总能量，不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量，而是物体所具有的各种能量的总和。
(2)根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比。物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写作ΔE＝Δmc2。
(3)质能方程的本质：
①质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质和它们的某一属性(质量和能量)等同起来；
②质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在数值上的联系决不等于这两个量可以相互转化；
③质量亏损不是否定了质量守恒定律。根据爱因斯坦的相对论，辐射出的γ光子静质量虽然为零，但它有动质量，而且这个动质量刚好等于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立。
3．核能的计算方法 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ΔE＝Δmc2计算核能。 其中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳。
(3)根据能量守恒和动量守恒来计算核能。参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，利用动量和能量守恒可以计算出核能的变化。
(4)利用平均结合能来计算核能。原子核的结合能＝核子的平均结合能×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。
4．判断核反应过程是释放能量还是吸收能量的方法
(1)根据反应前后质量的变化情况进行判断，若质量减少即发生了质量亏损，则释放能量；若质量增加，则吸收能量。
(2)根据动能变化判断，若不吸收光子而动能增加则放出能量。
222[典例] 镭核 226已知镭核质量为226.025 4 u，88Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核 86Rn。
氡核质量为222.016 3 u，放出粒子质量为4.002 6 u。
(1)写出核反应方程； (2)求镭核衰变放出的能量。 [思路点拨]
(1)根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程。 (2)根据质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。
2224
[解析] (1)核反应(衰变)方程为：226 88Ra→ 86Rn＋2He。
(2)镭核衰变放出的能量为： ΔE＝Δmc2＝Δm×931.5 MeV
＝(226.025 4－4.002 6－222.016 3)×931.5 MeV ＝6.05 MeV。
4[答案] (1)226 88Ra→222 86Rn＋2He (2)6.05 MeV
核能的两种单位换算技巧
(1)若以kg为质量亏损Δm的单位，则计算时应用公式ΔE＝Δmc2。 (2)若以原子单位“u”为质量亏损单位，则ΔE＝Δm×931.5 MeV。
(3)两种方法计算的核能的单位分别为“J”和“MeV”，1 MeV＝1×106×1.6×10＝1.6×10
－13
－19
J
J。
1．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，它们之间可以相互转化
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藏的能量的量度
C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量
D．因为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
解析：选B E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确；核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，故C项错误；在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，故D错误。
2．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( )
A．(m1＋m2－m3)c C．(m1＋m2－m3)c2
B．(m1－m2－m3)c D．(m1－m2－m3)c2
解析：选C 一个质子和一个中子结合成氘核时，质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，根据质能方程，释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确，A、B、D错误。
3．取质子的质量mp＝1.672 6×10
－27
kg，中子的质量mn＝1.674 9×10
－27
kg，α粒子
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