高中物理 第四章 原子核 第四节 核力与结合能学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第四节核力与结合能1.知道核力及其性质．2.认识原子核的结合能及质量亏损，并能应用质能方程进行计算．3．了解轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因．一、核力及其性质1．核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力．2．核力的性质：核力是一种很强的力，在约0.5×10－15m～2×10－15m的距离内主要表现为引力，在大于2×10－15m的距离时核力就迅速减小为零，所以核力是一种短程力．在小于0.5×10－15m的距离内，核力又转变为强大的斥力而使核子不融合在一起．1．(1)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大．()(2)原子核内的质子是靠万有引力来抗衡库仑斥力的．()(3)弱相互作用是引起β衰变的原因．()提示：(1)×(2)×(3)√二、重核与轻核1．原子核中的质子数又称为原子序数．2．重核：排在周期表中比较靠后的元素对应的原子核叫重核．3．轻核：排在周期表中比较靠前的元素对应的原子核叫轻核．三、结合能1．结合能：由于核子间存在着强大的核力，要把原子核拆散成核子，需要克服核力做功，也就是需要提供一定的能量．反过来，核子结合成原子核时也会放出一定的能量，这个能量叫做原子核的结合能．2．爱因斯坦质能方程：核子结合成原子核时，反应前后存在质量亏损，亏损的质量与反应中释放的能量相对应，它们之间的关系遵循爱因斯坦的质能方程．即ΔE＝Δmc2，ΔE为反应中释放的能量，即结合能，Δm为质量亏损．3．平均结合能：原子核的结合能与核子数之比称为该原子核的平均结合能，平均结合能越大，核越稳定．2．(1)组成原子核的核子越多，它的结合能就越大．()(2)结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定．()(3)比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大．()提示：(1)√(2)×(3)×对结合能的理解1．核反应伴随能量的变化因为核子间存在着巨大的核力作用，所以原子核是一个坚固的集体．要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，需要巨大的能量．一个氘核被拆成一个中子和一个质子时，需要能量等于或大于2.2MeV的γ光子照射．核反应方程为γ＋H→H＋n.相反的过程，当一个中子和一个质子结合成一个氘核时会释放出2.2MeV的能量．这个能量以γ光子的形式辐射出去．核反应方程为H＋n→H＋γ.2．结合能和平均结合能(1)结合能：由于核力的存在，核子结合成原子核时要放出一定的能量，原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量．核反应中放出或吸收的能量称为原子核的结合能．(2)平均结合能：原子核的结合能与核子数之比．平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．3．平均结合能曲线：不同原子核的平均结合能随质量数变化图线如图所示．从图中可看出，中等质量原子核的平均结合能最大，轻核和重核的平均结合能都比中等质量的原子核要小．平均结合能比结合能更有意义，它反映了原子核结合的稳定程度或分裂的难易程度．(多选)关于原子核的结合能与平均结合能，下列说法中正确的是()A．原子核的结合能等于核子与核子之间结合成原子核时，核力做的功B．原子核的结合能等于核子从原子核中分离，外力克服核力做的功C．平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量D．不同原子核的平均结合能不同，重核的平均结合能比轻核的平均结合能大[解析]原子核中，核子与核子之间存在核力，要将核子从原子核中分离，需要外力克服核力做功．当自由核子结合成原子核时，核力将做功，释放能量．对某种原子核，平均每个核子的结合能称为平均结合能．不同原子核的平均结合能不同．重核的平均结合能比中等质量核的平均结合能要小，轻核的平均结合能比稍重的核的平均结合能要小．[答案]ABC(多选)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大于原来重核的结合能C．铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能D．平均结合能越大，原子核越不稳定解析：选ABC.原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确；重核衰变时...