高中核力与结合能学案

这是一份高中核力与结合能学案，共6页。
Hi，在开始挑战之前，先来热下身吧！
同学们，你知道自然界的四种相互作用吗？
▪◆学习任务
（一）读教材，首战告捷
让我们一起来阅读教材，并做好色笔区分吧。
（二） 试身手， 初露锋芒
让我们来试试下面的问题和小练习吧。
问题1：什么是核力？

问题2：什么是结合能？

练习1、对于核力，下列说法中正确的是( )
A．核力是弱相互作用，作用力很小
B．核力是强相互作用，是强力
C．核子之间的距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力，因此核子不
会融合在一起
D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－15 m时核力的变化
规律更清楚
练习2、下面关于结合能和平均结合能的说法中，正确的有( )
A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核分解成核子放出的能量称为
结合能
B．平均结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和平均结合能都大
D．中等质量原子核的结合能和平均结合能均比轻核的要大
（三）攻难关，自学检测
让我们来挑战吧！你一定是最棒的！
1、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A、核反应方程是
B、聚变反应中的质量亏损△m=m1+m2-m3
C、辐射出的γ光子的能量△E= (m3-m1-m2 )c2
D、γ光子的波长
2、太阳中能量来源的一种途径是4个质子和两个电子结合成一个α粒子，并
释放能量．若质子的质量mp＝1.007 277 u，电子的质量me＝0.000 549 u，α
粒子质量mα＝4.001 50 u，则上述该反应释放的能量为多少eV？
(1 u＝1.66×10－27 kg)
（四）找规律，方法总结
测一测，大显身手《核力与结合能》
1、氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是( )
A．核力、万有引力、库仑力
B．万有引力、库仑力、核力
C．库仑力、核力、万有引力
D．核力、库仑力、万有引力
2、对结合能，平均结合能的认识，下列正确的是( )
A．除eq \\al(1,1)H外一切原子核均具有结合能
B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量
C．结合能越大的原子核越稳定
D．平均结合能越大的原子核越稳定
3、一个中子和一个质子能结合成氘核，结合这一事实，下列说法正确的是( )
A．核子结合成原子核时，一定要放出能量
B．核反应中放出的电磁波，可称之为X射线
C．发生这一反应的过程中，出现了质量亏损，因此核反应前后质量数不守恒
D．这一核反应的过程中，有质量转化为能量，因此总能量增加
4、下面是一核反应方程eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋X，用c表示光速，则( )
A．X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘以c2
B．X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘以c2
C．X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘以c2
D．X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘以c2
5、已知氮核质量mN＝14.007 53 u，氧核质量mO＝17.004 54 u，氦核质量mHe＝4.003 87 u，质子质量mH＝1.008 15 u，试判断核反应＋eq \\al(4,2)He→＋eq \\al(1,1)H是吸能反应还是放能反应？能量变化是多少？(1 u＝931.5 MeV)

试身手， 初露锋芒
问题1：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。
问题2：原子核分解成核子时，要吸收一定的能量。这个能量叫做原子核的结合能。
练习1、【答案】BC
【解析】核力是强相互作用，故A错误，B正确．核力的作用范围是1.5×10－15 m以内，为短程力且大于0.8×10－15 m时表现为引力，小于0.8×10－15 m时表现为斥力，故C正确．目前对核力的了解还不够，对小于0.8×10－15 m时核力的变化规律还不清楚，故D错误．
练习2、【答案】D
【解析】核子结合成原子核是放出能量，原子核分解成核子是吸收能量，A选项错误；平均结合能越大的原子核越稳定，但平均结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的平均结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，B、C选项错误；中等质量原子核的平均结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D选项正确．
攻难关，自学检测
1.【答案】B
2.【答案】2.68×107 eV
【解析】核反应前的质量是4mp＋2me，核反应后的质量是mα，质量亏损为Δm＝(4mp＋2me)－mα＝0.028 71 u
释放的能量为ΔE＝Δmc2＝eq \f(0.028 71×1.66×10－27×3×1082,1.60×10－19) eV＝2.68×107 eV
测一测，大显身手《核力与结合能》
1.【答案】D
【解析】核子间的核力最大，万有引力最小，D正确．
2.【答案】AD
【解析】由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量．反之，将原子核分开变为自由核子它需要赋予相应的能量，该能量即为结合能，故A选项正确，B选项错误；核子越多的原子核的结合能越大，但它的平均结合能不一定大，平均结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C选项错误，D选项正确．]
3.【答案】A
【解析】考查原子物理中核反应的各种守恒规律及对质能方程的理解．由质量数守恒知，C错；由能量守恒知，D错；核反应中放出的是γ射线，B错．
4.【答案】D
【解析】由质量数守恒及电荷数守恒定律可得X为eq \\al(1,0)n(中子)，再据质能方程可得核反应放出的能量为反应前后质量亏损与c2的乘积，故D项正确．
5.【答案】吸能反应 1.2 MeV
【解析】反应前总质量mN＋mHe＝18.011 40 u反应后总质量mO＋mH＝18.012 69 u
质量增加，为吸能反应，所吸收的能量为ΔE＝Δmc2 ＝(18.012 69－18.011 40)×931.5 MeV ＝1.2 MeV.