2019-2020學年高中物理 第4章 原子核 第4節(jié) 核力與結合能課件 粵教版選修3-5

1、第四節(jié)核力與結合能 1醫(yī)學界通過14C標記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物， 在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則 14C的用途是() A示蹤原子B電離作用 C催化作用D貫穿作用 【答案】A 【解析】用14C標記C40來查明元素的行蹤，發(fā)現(xiàn)可以通過 斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示蹤原 子，故A正確 4下表給出了四種放射性同位素的輻射線和半衰期在 醫(yī)療技術中，常用放射線治療腫瘤，其放射線必須滿足：具 有較強的穿透能力，以輻射到體內的腫瘤處；在較長時間內 具有相對穩(wěn)定的輻射強度，為此所選擇的放射源應為() A釙210B锝99 C鈷60D鍶90 同位素同位

2、素釙釙210锝锝99鈷鈷60鍶鍶90 輻射線輻射線 半衰期半衰期138天天6小時小時5年年28年年 【答案】C 【解析】、三種射線中射線的穿透能力最強，題中 要求在較長時間內有相對穩(wěn)定的輻射強度，半衰期應較長，故 應選鈷60，C正確 一、核力及其性質 1核力的定義：組成原子核的核子之間有很強的相互作 用力，使核子能夠克服庫侖斥力而緊密地結合在一起，這種力 稱為核力 2核力的性質 (1)核力是_(強力)的一種表現(xiàn)，在原子核 的尺度內，核力比庫侖力_ (2)核力是_，作用范圍在_的 距離內，核力在大于0.51015 m小于21015 m的范圍內表 現(xiàn)為_，在小于0.51015 m時表現(xiàn)為_ 強相互

3、作用強相互作用 大得多大得多 短程力短程力 0.510 15 210 15 m 吸引力吸引力 斥力斥力 二、重核與輕核 1重核：排在周期表比較靠后的元素對應的原子核，叫 重核 2輕核：排在周期表比較靠前的元素對應的原子核，叫 輕核 三、結合能 1結合能：克服核力束縛，使原子核分解為單個核子時 _的能量；或若干個核子在核力作用下結合成原子核時 _的能量 需要需要 失去失去 2平均結合能：原子核的結合能與_之比稱為該 原子核的平均結合能平均結合能越大，表示原子核中核子結 合得越_，原子核越_，_的核的平 均結合能最大、最穩(wěn)定 3質量虧損 (1)愛因斯坦質能方程_ (2)質量虧損：原子核的質量_組成

4、它的所有核子的 質量之和，它們的差值稱為質量虧損 核子數(shù)核子數(shù) 牢固牢固 穩(wěn)定穩(wěn)定 中等大小中等大小 Emc2 小于小于 有人認為質量虧損就是核子的個數(shù)變少了，這種認識對不 對？ 【答案】不對在核反應中質量數(shù)守恒即核子的個數(shù)不 變，只是核子組成原子核時，仿佛變“輕”了一些，原子核的 質量總是小于其全部核子質量之和，即發(fā)生了質量虧損，核子 的個數(shù)并沒有變化 對結合能的理解對結合能的理解 2平均結合能 原子核的結合能與其核子數(shù)之比，稱做平均結合能 (1)平均結合能的大小能夠反映核的穩(wěn)定程度，平均結合能 越大，原子核就越難拆開，表示該核就越穩(wěn)定 (2)核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，平均結合能都

5、 比較小，中等核子數(shù)的原子核，平均結合能較大，表示這些原 子核較穩(wěn)定 (3)當平均結合能較小的原子核轉化成平均結合能較大的原 子核時就可釋放核能 例1關于原子核的結合能與平均結合能，下列說法 中不正確的是() A原子核的結合能等于核子與核子之間結合成原子核 時，核力做的功 B原子核的結合能等于核子從原子核中分離，外力克服 核力做的功 C平均結合能是核子與核子結合成原子核時平均每個核 子放出的能量 D不同原子核的平均結合能不同，重核的平均結合能比 輕核的平均結合能大 解析：原子核中，核子與核子之間存在核力，要將核子從 原子核中分離，需要外力克服核力做功當自由核子結合成原 子核時，核力將做功，釋放

6、能量對某種原子核，平均每個核 子的結合能稱為平均結合能不同原子核的平均結合能不 同重核的平均結合能比中等質量核的平均結合能要小，輕核 的平均結合能比稍重的核的平均結合能要小 答案：D 【題后反思】由于核力的存在，核子結合成原子核時要放 出一定的能量，原子核分解成核子時，要吸收同樣多的能 量核反應中放出或吸收的能量稱為核結合能 平均結合能：原子核的結合能與核子數(shù)之比平均結合能 越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 1對質量虧損和質能方程的理解：在核反應中仍遵守質 量守恒和能量守恒的規(guī)律核反應中的質量虧損，并不是這部 分質量消失或質量轉變?yōu)槟芰课矬w的質量應包括靜止質量和 運動質量，質量

7、虧損是靜止質量的減少，減少的靜止質量轉化 為和輻射能量相聯(lián)系的運動質量另外，質量虧損也不是核子 個數(shù)的減少，核反應中核子個數(shù)是不變的 質量虧損與結合能的計算質量虧損與結合能的計算 2結合能的計算：在計算核能時，可用通過先計算質量 虧損m，再由Emc2計算求得核能 (1)核反應中釋放或吸收的能量，可以根據(jù)反應物和生成物 的質量差用質能方程計算 (2)核反應中能量的吸收，與核力的作用有關當核子結合 成原子核時，核力要做功，所以放出能量原子核分裂為核子 時，要克服核力做功，所以要從外界吸收能量 (3)運用質能方程時應注意統(tǒng)一單位，一般情況下，公式中 各量應采用國際單位，但在微觀領域，常采用“原子質量單 位”和“電子伏特”作為質量和能量的單位，1 u1.6 6061027 kg，由質能方程可知，1 u931.5 MeV. 【題后反思】根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒寫出核反應方程， 由質量虧損及愛因斯坦質能方程求出核能，再由動量守恒和能 量守恒求出鋰核和粒子的動能 例