核力與結合能 導學案 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

5.3核力與結合能【學習目標】1.知道核力的概念、特點和四種基本相互作用。2.了解結合能和比結合能的概念。3.認識原子核的結合能及質量虧損，并能應用質能方程進行相關的計算。【學習過程】一、核力與四種基本相互作用1．核力：原子核中的核子之間存在一種很強的相互作用，即存在一種核力，它使得核子緊密地結合在一起，形成穩(wěn)定的原子核．這種作用稱為。2．強相互作用的特點(1)強相互作用是力，作用范圍只有約m。(2)距離增大時，強相互作用急劇。超過10－15m，相互作用不存在。3．弱相互作用(1)弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子—質子轉變的原因。(2)弱相互作用是力，其力程只有m。4．四種基本相互作用（1）引力相互作用：引力主要在宏觀和宏觀尺度上“獨領風騷”。是引力使行星繞著恒星轉，并且聯系著星系團，決定著宇宙的現狀。萬有引力是長程力。（2）電磁相互作用：電磁力在原子核外，電磁力使電子不脫離原子核而形成原子，使原子結合成分子，使分子結合成液體和固體，是長程力。（3）強相互作用：在原子核內，將核子束縛在一起，是短程力。（4）弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子—質子轉變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強相互作用更短，為10?18二、結合能1．結合能原子核是憑借核力結合在一起構成的，要把它們分開，也需要，這就是原子核的結合能。2．比結合能原子核的結合能與之比，叫作比結合能，也叫作結合能。比結合能越大，原子核中核子結合得越，原子核越穩(wěn)定。的核的比結合能最大，最穩(wěn)定。三、質量虧損1．質能方程物體的能量與它的質量的關系是：E＝。2．質量虧損原子核的質量組成它的核子的質量之和的現象．【典型例題】例1、(多選)核力具有下列哪些性質()．A．核力是短程力，作用范圍很小，只在相鄰核子間發(fā)生B．核力是一種引力，核力把核子緊緊束縛在核內，形成穩(wěn)定的原子核C．質子間、中子間、質子和中子之間都有核力D．核力是一種強相互作用力，在其作用范圍內，核力比庫侖力大得多例2、下列關于結合能和比結合能的說法正確的是()A．核子結合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結合能B．比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結合能也一定越大C．重核與中等質量的原子核相比較，重核的結合能和比結合能都較大D．中等質量原子核的結合能和比結合能均比輕核的要大例3、鈾原子核發(fā)生衰變時衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋X，其中eq\o\al(238,92)U、eq\o\al(234,90)Th、X的質量分別為m1、m2、m3，光在真空中的傳播速度為c，則()A．X是電子B．m1＝m2＋m3C．衰變時釋放的能量為(m1－m2－m3)c2D．若提高溫度，則eq\o\al(238,92)U的半衰期將會變小【鞏固練習】1．氦原子核由兩個質子與兩個中子組成，這兩個質子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是()A．核力、萬有引力、庫侖力 B．萬有引力、庫侖力、核力C．庫侖力、核力、萬有引力 D．核力、庫侖力、萬有引力2.（多選）對核力的認識，下列說法正確的是()A.任何核子之間均存在核力B.每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用C.核力只存在于質子之間D.核力只發(fā)生在相距為1.5×10?15m的核子之間，大于0.8×3.下列關于核力與核能的說法正確的是()A.核力是強相互作用的一種表現，任意兩個核子之間都存在核力作用B.原子核的比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定C.核力是引起原子核β衰變的原因D.原子核中所有核子單獨存在時的質量總和等于該原子核的總質量4．(多選)關于原子核的結合能與比結合能，下列說法中正確的是()A．原子核的結合能等于核子與核子之間結合成原子核時，釋放出來的能量B．比結合能越大的原子核越穩(wěn)定C．比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．結合能越大的原子核越穩(wěn)定5、如圖所示是描述原子核核子的平均質量eq\o(m,\s\up6(－))與原子序數Z的關系曲線，由圖可知下列說法正確的是()A．將原子核A分解為原子核B、C可能吸收能量B．將原子核D、E結合成原子核F可能吸收能量C．將原子核A分解為原子核B、F一定釋放能量D．將原子核F、C結合成原子核B一定釋放能量6、關于質能方程E＝mc2，下列說法正確的是()A．質量和能量可以相互變化B．當物體向外釋放能量ΔE時，其質量一定增加Δm，滿足ΔE＝Δmc2C．物體的核能可以用mc2表示D．mc2是物體所蘊藏能量的總和7．(多選)關于原子核的結合能，下列說法正確的是()A．原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰變成α粒子和一原子核，衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能C．銫原子核(eq\o\al(133,

55)Cs)的結合能小于鉛原子核(eq\o\al(208,

82)Pb)的結合能D．比結合能越大，原子