2017-2018学年同步备课套餐之物理教科版选修3-5讲义：第3章+原子核+4+word版含答案

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1、4原子核的结合能知识探究［学习日标］1.理解原子核的结合能的概念2知道质量亏损的概念，了解爱因斯坦的质能方程.3.学会根据质能方程和质量亏损的概念进行核能的计算.新知探究点•点落实—、结合能和比结合能［导学探究］1.设有一个质子和一个中子在核力作用下靠近碰撞并结合成一个嵐核.质子和中子结合成笊核的过程中是释放能量还是吸收能量？使毎核分解为质子和中子的过程中呢？答案质子和屮子结合成原子核的过程屮要释放能量；氛核分解成质子和屮子时要吸收能量.2.如图1所示是不同原子核的比结合能随质量数变化的曲线.(

2、1)从图中看出，中等质量的原子核与重核、轻核相比比结合能有什么特点？比结合能的大小反映了什么？⑵比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时是吸收能量还是释放能量？答案(1)中等质量的原子核比结合能较大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，比结合能越大，原子核越稳定.⑵释放能量.［知识梳理］1.结合能：核子结合成原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫做原子核的结合能.2.比结合能：把原子核的结合能除以核子数A,即晋称为原子核的比结合能.比结合能越大，核就越稳定.3.比结合能曲线由

3、原子核的比结合能曲线可以看出：第一，比结合能越A，取出一个核子就越困难，核就越稳定,比结合能是原子核稳定程度的量度；第二，曲线屮间髙两头低,说明屮等质暈的原子核的比结合能最大，近似于一个常数，表明中等质量的核最稳定；第三，质量较大的重核和质量较小的轻核比结合能都较小,且轻核的比结合能还有些起伏.［即学即用］判断下列说法的正误.(1)一切原子核均具有结合能.(V)(2)组成原子核的核子越多，它的结合能就越启j・(V)(3)结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定.(X)(4)自由核子结合为原子核时

4、，可能吸收能量.(X)二、原子核的结合能的计算［导学探究］1.用(I粒子轰击^(:Be)核发现屮子的核反应方程：Be+扌HeffC+$n甲同学说：核反应过程中核子数没变，所以质塑是守恒的；乙同学查找资料，各个原子核或核子的质量如下：加Be=9.01219u,mc=12.000u,ma=4.0026u,伽=1.008665u.(其中1u=1.660566X10一27kg),他通过计算发现反应之后的质量减少了，于是他得出结论：核反应过程中质量消失了.这两个同学的说法对吗？如果不对错在哪里？你对质量亏

5、损是如何理解的？答案甲同学的说法错误.核反应过程中质量数守恒而不是质量守恒；乙同学的说法错误.质量亏损并不是质量的消失.对质量亏损的理解(1)在核反应屮仍遵守质量守恒和能量守恒，所谓的质量亏损并不是这部分质量消失或质量转变为能量.物体的质量应包括•静止质量和运动质量，质量亏损是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量.(2)质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变的.2.试判断上述核反应过程中是释放能量，还是吸收能量？并计算能量变化了多少？答案释放能量.反应前的

6、总质量m1=+Wa—9.01219u+4.0026u=13.01479u反应后的总质量m2=me+=12.000u4-1.008665u=13.008665u所以质量亏损Am=/ni-m2=13.01479u~13.008665u=0.006125u.释放的能量A£=Am?=0.006125uc2=0.006125X1.660566XW27X(3X108)2J^9.15X10~13J&5.719MeV.［知识梳理］1.对质能方程和质量亏损的理解(1)质能方程质能方程：爱因斯坦的相对论指出，物体的

7、能量和质量之间存在看密切的联系，其关系是E=mF.(2)质量亏损质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了.物体质量增加，则总能量随Z增加;质量减少，总能量也随Z减少,这时质能方程也写作1.核能的计算(1)根据质暈亏损计算①根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损△九②根据爱因斯坦质能方程计算核能.其中△加的单位是千克,NE的单位是焦耳.(2)利用原子质量单位u和电子伏特计算根据1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量，用核子结合成原子核时质量亏损的

8、原子质量单位数乘以931.5MeV,即厶AmX931.5MeV.其中△加的单位是鸟&E的单位是MeV.［即学即用］判断下列说法的正误.(1)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化.(X)(2)因在核反应屮能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能暈和总质量并不守恒.(X)题型探究第点琳点个个击确一、对结合能的理解1.中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小.2.比结合能与原子核稳定的关系(1)比结合能的大小能够反映原子核