海南省海口市第十四中学高中物理 第十九章 核力与结合能学案 新人教版选修35(1)

海南省海口市第十四中学高中物理第十九章核力与结合能学案新人教版选
修3-5
学习目标
1.了解四种基本相互作用，知道核力的性质。

2.认识认识原子核结合能和质量亏损，并且能应用质能方程进行计算。

3.能简单解释轻核和重核分子数、质量数具有不同比例的原因。

重点与难点：结合能及其原子核的稳定性；质能方程的应用。

一、核力与四种基本相互作用
1.核力：
(1)定义：原子核里的_____间存在着的把核子紧紧地_____在核内，形成稳定的原子核的_________。

(2)特点：
①核力是___________(强力)的一种表现。

②作用范围在___________之内。

③核力存在于核子之间，每个核子只跟_____的核子发生核力作用，这种性质称为_____________。

2.四种基本相互作用：自然界中存在四种最基本的相互作用，
它们是：___________、___________、_____________和_____________。

其中强相互作用和弱相互作用是_______，电磁相互作用和引力相互作用是_ ______。

二、原子核中质子与中子的比例
1.较轻原子核：质子数和中子数_________。

2.较重原子核：中子数__ ___质子数，越重的原子核两者相差越多。

三、结合能与质量亏损
1.结合能：原子核是核子结合在一起的，要把它们___ __，需要能量，这就是原子核的结合能。

2.比结合能：原子核的结合能与___ ____之比称做比结合能。

比结合能越大，表示原子核中核子结合得越__ ___，原子核越 __ ___。

_____ ____的核的比结合能最大、最稳定。

3.质量亏损：
(1)爱因斯坦质能方程_ ____。

(2)质量亏损：原子核的质量____ _组成它的核子的质量之和的现象。

探究一核力与四种基本相互作用
问题1. 有的同学认为“原子核内质子间的库仑斥力与质子、中子间的万有引力平衡而使原子达到稳定状态”，这种说法正确吗?
问题2 为什么核子不能融合在一起?
问题3 有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对?
探究二结合能以及质量亏损
问题4 什么是比结合能?
问题5 什么样的原子核比结合能最大？
问题6 如何获得核能?
问题7 核子结合成原子核时，质量减少，说明在核反应过程中质量不守恒，这种说法正确吗?它们是如何转化的?
问题8如何根据质量亏损计算核能?还有哪些计算核能的方法?
【针对性练习】3. α粒子的质量mα=6.6467×10-27kg，质子的质量m p=1.6726×10-27kg，中子的质量m n=1.6749×10-27kg。

求α粒子(氦核)的比结合能。

4. 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：
(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)氚核的结合能和平均结合能各是多少?
(3)如果这些能量是以光子的形式放出，则光子的频率是多少?
【基础达标检测】 1.(基础理论辨析题)下列说法正确的是 ( )
A.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3种力从大到小的排列顺序是核力、库仑力、万有引力
B.核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能
C.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
D.重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大
E.中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
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.核子间存在着复杂的电磁力
3关于质能方程，下列说法正确的是( )
A.质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量
B.物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值
C.物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系
D.某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的
31H
4.在某些恒星内，3个α粒子结合成1个C核C原子的质量是12.000 0 u ，He 原子的质量是
4.002 6 u，已知1u=1.66×10-27kg。

则( )
A.反应过程中的质量亏损是0.078 u
B.反应过程中的质量亏损是1.29×10-29kg
C.反应过程中释放的能量是7.27 MeV
D.反应过程中释放的能量是1.16×10-19J
5.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。