核力與結(jié)合能 導(dǎo)學(xué)案 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

5.3核力與結(jié)合能【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道核力的概念、特點(diǎn)和四種基本相互作用。2.了解結(jié)合能和比結(jié)合能的概念。3.認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)合能及質(zhì)量虧損，并能應(yīng)用質(zhì)能方程進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。【學(xué)習(xí)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(qiáng)的相互作用，即存在一種核力，它使得核子緊密地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的原子核．這種作用稱為。2．強(qiáng)相互作用的特點(diǎn)(1)強(qiáng)相互作用是力，作用范圍只有約m。(2)距離增大時(shí)，強(qiáng)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(zhì)子轉(zhuǎn)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(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。是引力使行星繞著恒星轉(zhuǎn)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定著宇宙的現(xiàn)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(jié)合成分子，使分子結(jié)合成液體和固體，是長程力。（3）強(qiáng)相互作用：在原子核內(nèi)，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(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)相互作用更短，為10?18二、結(jié)合能1．結(jié)合能原子核是憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開，也需要，這就是原子核的結(jié)合能。2．比結(jié)合能原子核的結(jié)合能與之比，叫作比結(jié)合能，也叫作結(jié)合能。比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越，原子核越穩(wěn)定。的核的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定。三、質(zhì)量虧損1．質(zhì)能方程物體的能量與它的質(zhì)量的關(guān)系是：E＝。2．質(zhì)量虧損原子核的質(zhì)量組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象．【典型例題】例1、(多選)核力具有下列哪些性質(zhì)()．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(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核C．質(zhì)子間、中子間、質(zhì)子和中子之間都有核力D．核力是一種強(qiáng)相互作用力，在其作用范圍內(nèi)，核力比庫侖力大得多例2、下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法正確的是()A．核子結(jié)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(jié)合能B．比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大C．重核與中等質(zhì)量的原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都較大D．中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大例3、鈾原子核發(fā)生衰變時(shí)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(zhì)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(shí)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(huì)變小【鞏固練習(xí)】1．氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成，這兩個(gè)質(zhì)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(duì)核力的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是()A.任何核子之間均存在核力B.每個(gè)核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用C.核力只存在于質(zhì)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(guān)于核力與核能的說法正確的是()A.核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，任意兩個(gè)核子之間都存在核力作用B.原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)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(dú)存在時(shí)的質(zhì)量總和等于該原子核的總質(zhì)量4．(多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能與比結(jié)合能，下列說法中正確的是()A．原子核的結(jié)合能等于核子與核子之間結(jié)合成原子核時(shí)，釋放出來的能量B．比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定C．比結(jié)合能是核子與核子結(jié)合成原子核時(shí)平均每個(gè)核子放出的能量D．結(jié)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(zhì)量eq\o(m,\s\up6(－))與原子序數(shù)Z的關(guān)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(jié)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(jié)合成原子核B一定釋放能量6、關(guān)于質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法正確的是()A．質(zhì)量和能量可以相互變化B．當(dāng)物體向外釋放能量ΔE時(shí)，其質(zhì)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(yùn)藏能量的總和7．(多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是()A．原子核的結(jié)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(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能C．銫原子核(eq\o\al(133,

55)Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(eq\o\al(208,

82)Pb)的結(jié)合能D．比結(jié)合能越大，原子