2019-2020學(xué)年高中物理 第4章 原子核 第4節(jié) 核力與結(jié)合能課件 粵教版選修3-5

1、第四節(jié)核力與結(jié)合能 1醫(yī)學(xué)界通過(guò)14C標(biāo)記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物， 在特定條件下可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則 14C的用途是() A示蹤原子B電離作用 C催化作用D貫穿作用 【答案】A 【解析】用14C標(biāo)記C40來(lái)查明元素的行蹤，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò) 斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示蹤原 子，故A正確 4下表給出了四種放射性同位素的輻射線和半衰期在 醫(yī)療技術(shù)中，常用放射線治療腫瘤，其放射線必須滿足：具 有較強(qiáng)的穿透能力，以輻射到體內(nèi)的腫瘤處；在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi) 具有相對(duì)穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度，為此所選擇的放射源應(yīng)為() A釙210B锝99 C鈷60D鍶90 同位素同位

2、素釙釙210锝锝99鈷鈷60鍶鍶90 輻射線輻射線 半衰期半衰期138天天6小時(shí)小時(shí)5年年28年年 【答案】C 【解析】、三種射線中射線的穿透能力最強(qiáng)，題中 要求在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)有相對(duì)穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度，半衰期應(yīng)較長(zhǎng)，故 應(yīng)選鈷60，C正確 一、核力及其性質(zhì) 1核力的定義：組成原子核的核子之間有很強(qiáng)的相互作 用力，使核子能夠克服庫(kù)侖斥力而緊密地結(jié)合在一起，這種力 稱為核力 2核力的性質(zhì) (1)核力是_(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)，在原子核 的尺度內(nèi)，核力比庫(kù)侖力_ (2)核力是_，作用范圍在_的 距離內(nèi)，核力在大于0.51015 m小于21015 m的范圍內(nèi)表 現(xiàn)為_，在小于0.51015 m時(shí)表現(xiàn)為_ 強(qiáng)相互

3、作用強(qiáng)相互作用 大得多大得多 短程力短程力 0.510 15 210 15 m 吸引力吸引力 斥力斥力 二、重核與輕核 1重核：排在周期表比較靠后的元素對(duì)應(yīng)的原子核，叫 重核 2輕核：排在周期表比較靠前的元素對(duì)應(yīng)的原子核，叫 輕核 三、結(jié)合能 1結(jié)合能：克服核力束縛，使原子核分解為單個(gè)核子時(shí) _的能量；或若干個(gè)核子在核力作用下結(jié)合成原子核時(shí) _的能量 需要需要 失去失去 2平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與_之比稱為該 原子核的平均結(jié)合能平均結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié) 合得越_，原子核越_，_的核的平 均結(jié)合能最大、最穩(wěn)定 3質(zhì)量虧損 (1)愛因斯坦質(zhì)能方程_ (2)質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量_組成

4、它的所有核子的 質(zhì)量之和，它們的差值稱為質(zhì)量虧損 核子數(shù)核子數(shù) 牢固牢固 穩(wěn)定穩(wěn)定 中等大小中等大小 Emc2 小于小于 有人認(rèn)為質(zhì)量虧損就是核子的個(gè)數(shù)變少了，這種認(rèn)識(shí)對(duì)不 對(duì)？ 【答案】不對(duì)在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒即核子的個(gè)數(shù)不 變，只是核子組成原子核時(shí)，仿佛變“輕”了一些，原子核的 質(zhì)量總是小于其全部核子質(zhì)量之和，即發(fā)生了質(zhì)量虧損，核子 的個(gè)數(shù)并沒有變化 對(duì)結(jié)合能的理解對(duì)結(jié)合能的理解 2平均結(jié)合能 原子核的結(jié)合能與其核子數(shù)之比，稱做平均結(jié)合能 (1)平均結(jié)合能的大小能夠反映核的穩(wěn)定程度，平均結(jié)合能 越大，原子核就越難拆開，表示該核就越穩(wěn)定 (2)核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，平均結(jié)合能都

5、 比較小，中等核子數(shù)的原子核，平均結(jié)合能較大，表示這些原 子核較穩(wěn)定 (3)當(dāng)平均結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成平均結(jié)合能較大的原 子核時(shí)就可釋放核能 例1關(guān)于原子核的結(jié)合能與平均結(jié)合能，下列說(shuō)法 中不正確的是() 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)，核力做的功 B原子核的結(jié)合能等于核子從原子核中分離，外力克服 核力做的功 C平均結(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不同原子核的平均結(jié)合能不同，重核的平均結(jié)合能比 輕核的平均結(jié)合能大 解析：原子核中，核子與核子之間存在核力，要將核子從 原子核中分離，需要外力克服核力做功當(dāng)自由核子結(jié)合成原 子核時(shí)，核力將做功，釋放

6、能量對(duì)某種原子核，平均每個(gè)核 子的結(jié)合能稱為平均結(jié)合能不同原子核的平均結(jié)合能不 同重核的平均結(jié)合能比中等質(zhì)量核的平均結(jié)合能要小，輕核 的平均結(jié)合能比稍重的核的平均結(jié)合能要小 答案：D 【題后反思】由于核力的存在，核子結(jié)合成原子核時(shí)要放 出一定的能量，原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣多的能 量核反應(yīng)中放出或吸收的能量稱為核結(jié)合能 平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比平均結(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 1對(duì)質(zhì)量虧損和質(zhì)能方程的理解：在核反應(yīng)中仍遵守質(zhì) 量守恒和能量守恒的規(guī)律核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，并不是這部 分質(zhì)量消失或質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰课矬w的質(zhì)量應(yīng)包括靜止質(zhì)量和 運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，質(zhì)量

7、虧損是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化 為和輻射能量相聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量另外，質(zhì)量虧損也不是核子 個(gè)數(shù)的減少，核反應(yīng)中核子個(gè)數(shù)是不變的 質(zhì)量虧損與結(jié)合能的計(jì)算質(zhì)量虧損與結(jié)合能的計(jì)算 2結(jié)合能的計(jì)算：在計(jì)算核能時(shí)，可用通過(guò)先計(jì)算質(zhì)量 虧損m，再由Emc2計(jì)算求得核能 (1)核反應(yīng)中釋放或吸收的能量，可以根據(jù)反應(yīng)物和生成物 的質(zhì)量差用質(zhì)能方程計(jì)算 (2)核反應(yīng)中能量的吸收，與核力的作用有關(guān)當(dāng)核子結(jié)合 成原子核時(shí)，核力要做功，所以放出能量原子核分裂為核子 時(shí)，要克服核力做功，所以要從外界吸收能量 (3)運(yùn)用質(zhì)能方程時(shí)應(yīng)注意統(tǒng)一單位，一般情況下，公式中 各量應(yīng)采用國(guó)際單位，但在微觀領(lǐng)域，常采用“原子質(zhì)量單 位”和“電子伏特”作為質(zhì)量和能量的單位，1 u1.6 6061027 kg，由質(zhì)能方程可知，1 u931.5 MeV. 【題后反思】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程， 由質(zhì)量虧損及愛因斯坦質(zhì)能方程求出核能，再由動(dòng)量守恒和能 量守恒求出鋰核和粒子的動(dòng)能 例