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时间:2018-10-14
《2018版高中物理第4章核能第1节核力与核能教师用书鲁科版选修3_5》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第1节 核力与核能学习目标知识脉络1.认识核素图,知道核力的概念及特点.(重点)2.知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小.(重点)3.理解结合能及平均结合能的概念,知道核反应中的质量亏损.(难点)4.掌握爱因斯坦质能方程,理解质量与能量的关系,能应用质能方程进行计算.(重点)核力与核的稳定性1.核力把原子核中的核子维系在一起的力.2.核力特点(1)核力是短程力,作用范围在2fm(1fm=10-15m)左右,它不能延伸到3fm以外.(2)当两核子间距离减小时,核力也迅速减小,至一定值时,核力表现为斥力.(3)核力是一种强相互作用,若两质子之间
2、的距离为1fm,库仑力是200N左右,核力必须非常强才能抵消所有质子库仑力的作用.3.核素具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子.4.核素图用横坐标表示质子数,纵坐标表示中子数,每一种核素用一小方块表示,所得到的图象.5.核的稳定性(1)核素的稳定区:几乎全落在一条曲线上,或紧靠曲线的两侧区域.(2)稳定核素的中子数与质子数的关系:随着Z的增加,稳定核素的中子数越来越大于质子数.1.原子核内的质子间均存在核力和库仑力.(×)2.稳定原子核的质子数总是与中子数相等.(×)3.对质子数较多的原子核,其中的中子数起到增加核力、维系原子核稳定的作用.(√)原子核是由
3、中子和质子组成的,在原子核狭小的空间里,带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散?【提示】 组成原子核的相邻的核子间存在核力.1.原子核中核子比例关系:自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等;对于较重的原子核,中子数大于质子数.越重的原子核,两者相差越多.2.形成原因及原子核的稳定性(1)原子核大到一定程度时,相距较远的质子间的核力非常小,较多的质子聚集在一起的核力不足以平衡它们之间的库仑力,原子核就不稳定了.这时,不再成对地增加质子和中子,而只增加中子,中子与其他核子间没有库仑斥力,但有相互吸引的核力,有助于维系原子核的稳定性.(2)核力的饱和性:稳定的重
4、原子核里,中子数要比质子数多.由于核力的作用范围是有限的,核力具有饱和性,如果我们继续增大原子核,一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用,这时即使再增加中子,形成的核也一定是不稳定的.所以,原子核的大小也受到限制.1.(多选)关于核力,下列说法中正确的是( )A.原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用B.核力既可能是引力,又可能是斥力C.核力对核子做正功,原子核要释放核能D.原子核内相距较远的两个核子间没有核力作用,但一定有库仑力作用【解析】 核力表现为引力时随核子间距离的增大而减小,表现为斥力时使核子不会融合在一起,故B正确;核力是短程力
5、,只有在2.0×10-15m左右的范围内起作用,故A正确;核子结合成原子核时,核力对核子做正功,原子核释放一定的能量,故C正确;原子核内两核子相距较远时没有核力作用,核内质子与中子间不会有库仑力作用,D错误.【答案】 ABC2.核子结合成原子核的下列说法中,正确的是( )A.原子核内的核子间均存在核力B.原子核内的质子间均存在核力和库仑力C.当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时,其间势能一定增加D.质子数较多的原子核,其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用【解析】 由于核力为短程力,只会发生在相邻核子之间,与核子是否带电无关,由此知A、B错误
6、;当n个核子靠近到核力作用范围内,而距离大于0.8×10-15m时,核力表现为引力,在此过程中核力必做正功,其间势能必定减小,形成原子核后距离一般不小于0.8×10-15m,故C错误;质子数较多的原子核由于只有相邻的核子间才有核力,但各个质子间均有很强的库仑斥力,随着质子数的增加,其库仑力增加,对于稳定的原子核,必须存在较多的中子才能维系二者的平衡,故D正确.【答案】 D结合能与平均结合能1.结合能核子结合成原子核所释放的能量.2.平均结合能(1)定义:平均每个核子的结合能.(2)意义:平均结合能越大,原子核越难分离成单个核子.3.质量亏损(1)质量亏损:任何
7、一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和,这一差值称为质量亏损.(2)能量计算:质量亏损说明核子组成原子核放出能量,其大小为ΔE=Δmc2.1.原子核的核子数越多,平均结合能越大.(×)2.质量亏损是因为这部分质量转化为能量.(×)3.结合能越大,核子结合得越牢固,原子越稳定.(×)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?【提示】 不对.在核反应中质量数守恒即核子的个数不变,只是核子组成原子核时,仿佛变“轻”了一些,原子核的质量总是小于其全部核子质量之和,即发生了质量亏损,核子的个数并没有变化.1.对平均结合能的理解(1)平均结合能越大
8、,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核
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