. 核力與核能 同步課件魯科選修

第1節(jié)核力與核能1．認識原子核的結(jié)合能及質(zhì)量虧損，并能應用質(zhì)能方程進行計算．2．能簡單解釋輕核和重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)具有不同比

例的原因.一、核力與核的穩(wěn)定性核力：把原子核中的_____維系在一起的力，____把核

子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核．核力特點：(1)核力是___________的一種表現(xiàn)．(2)核力是_______，作用范圍在_____左右．核素：具有相同_______和_______的原子核．核素圖：用橫坐標表示質(zhì)子數(shù)，縱坐標表示中子數(shù)，每

一種_____用一小方塊表示，所得到的圖象．核力強相互作用短程力2fm質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核子核素核的穩(wěn)定性(1)核素的穩(wěn)定區(qū)：幾乎全落在一條曲線上，或緊靠曲線的兩側(cè)的_____區(qū)域．(2)穩(wěn)定核素的中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)的關(guān)系：隨著_______的增加，穩(wěn)定核素的中子數(shù)越來越_____質(zhì)子數(shù)．結(jié)合能：克服核力束縛，使原子核分解為單個核子時_____的能量，或若干個核子在核力作用下結(jié)合成原子核時_____的能量．二、結(jié)合能與平均結(jié)合能質(zhì)子數(shù)穩(wěn)定大于吸收放出平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與_______之比．平均結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合的越_____，原子核越_____，__________的核的平均結(jié)合能最大、也最穩(wěn)定．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)牢固穩(wěn)定中等質(zhì)量E＝mc2小于平均結(jié)合能曲線：不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化圖線如圖4－1－1所示．圖4－1－1一、平均結(jié)合能與原子核穩(wěn)定性的關(guān)系從圖中可看出，中等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能最大，輕核和重核的平均結(jié)合能都比中等質(zhì)量的原子核要?。?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)合能都比較小，表示原子核不太穩(wěn)定；中等核子數(shù)的原子核，平均結(jié)合能較大，表示原子核較穩(wěn)定．平均結(jié)合能與原子核穩(wěn)定性的關(guān)系(3)當平均結(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，就可釋放核能，例如，一個核子數(shù)較大的重核分裂成兩個核子數(shù)小一些的核，或者兩個核子數(shù)很小的輕核結(jié)合成一個核子數(shù)大一些的核，都能釋放出巨大的核能．在核反應中是釋放能量還是吸收能量，需要確定反應前后質(zhì)量的變化情況．若質(zhì)量減少即發(fā)生了質(zhì)量虧損，則釋放出能量；若質(zhì)量增加，則吸收能量．愛因斯坦質(zhì)能方程反映的是質(zhì)量虧損和釋放出核能這兩種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，并不表示質(zhì)量和能量之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系．對于質(zhì)量虧損，不能理解為質(zhì)量轉(zhuǎn)變成了能量．質(zhì)能方程的本質(zhì)是：二、判斷核反應過程是釋放能量還是吸收能量的方法三、對質(zhì)能方程本質(zhì)的理解質(zhì)量或能量是物質(zhì)的屬性之一，絕不能把物質(zhì)和它們的某一屬性(質(zhì)量和能量)等同起來．質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性，建立了這兩個屬性在數(shù)值上的關(guān)系，這兩個量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒，質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系絕不等于這兩個量可以相互轉(zhuǎn)化．質(zhì)量虧損不是否定了質(zhì)量守恒定律．根據(jù)愛因斯坦的相對論，輻射出的γ光子靜質(zhì)量雖然為零，但它有動質(zhì)量，而且這個動質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立．

1．2．3．關(guān)于績核力什，以免下說踩法正泡確的享是()．A．核不力是寺弱相稠互作節(jié)用，上作用盟力很件小B．核懼力是嘩強相弄互作研用的孕表現(xiàn)薯，是啟強力C．核胖子之臣間的萬距離向小于0.鞠8×醒10－15m時，膀核力附表現(xiàn)獄為斥力，蜓因此腦核子威不會么融合呀在一煎起D．人代們對悶核力德的了槐解很鵝清楚摧，特謝別是竭在小述于0.北8×兄10－15m時核蓮力的腰變化躲規(guī)律蔥更清褲楚【典例1】對核騰力的灘理解解析要掌買握好旗核力蓮的基言本特偏點，湖掌握右核力采與萬媽有引狡力、袋電磁擦力的理區(qū)別臘，這穴是解丈決核靠力問竊題的觀關(guān)鍵副．核力肥是強剛相互云作用繳的一閃種表?，F(xiàn)，禾它的唐作用蔑范圍停在1.尺5×器10－15m之內(nèi)只，核殲力比邪庫侖頌力大它得多顧，因片此選鎖項B正確坐、A錯誤靠．核扔力在衡大于0.法8×所10－15m時表卻現(xiàn)為糕吸引膛力，粗且隨揚距離渣的增新大而討減小董；在懂距離爪小于0.端8×顆10－15m時，輔核力題表現(xiàn)紫為斥顏力，貼因此珍核子侵不會筒融合稍在一勤起，墨所以羊選項C正確怖．人文們對份核力誰的了職解還呆不是徑很清瓶楚，堡這是踏科學候家們忙奮力逐攻克鉗的堡序壘，切故選參項D不正貫確．答案BC下列悅關(guān)于努核力酷的說票法正跪確的貼是()．A．核吧力同徒萬有貝引力語沒有曬區(qū)別鳥，都撒是物您體間糊的作海用B．核紗力就職是電恢磁力C．核鄉(xiāng)豐力是獵短程勤力，溉作用樸范圍覆在1.怎5×杰10－15m之內(nèi)D．核勒力與狡電荷走有關(guān)解析核力憂是短耐程力球，超吐過1.浮5×夾10－15m，核可力急鬧劇下襲降幾頸乎消路失，賭故C正確魯；核昂力與稠萬有角引力拆、電識磁力素不同助，故A、B錯；暗核力賊與電哪荷無難關(guān)，炒故D錯．答案C【變式1】A．X是質(zhì)暑子，責該反奔應釋旦放能旅量B．X是中升子，授該反割應釋替放能脹量C．X是質(zhì)轉(zhuǎn)子，迅該反世應吸為收能炊量D．X是中角子，用該反員應吸砍收能墳量【典例2】對質(zhì)歌能方震程的侵理解5.化03探1沙6割u，反贊應后拉產(chǎn)物義總質(zhì)束量m2＝4.普00甜2床6尾u＋1.次00獄8哲7障u＝5.獻01昌1險3曬u．總罩質(zhì)量殲減少腸，出鐵現(xiàn)了付質(zhì)量述虧損蜻．根耽據(jù)愛劫因斯伏坦的顛質(zhì)能鞭方程張可知春該反顆應釋酸放能源量，幫故B正確巴．答案B借題所發(fā)揮在核活反應知中，徐是釋毫放能蕩量還瀉是吸準收能集量，凳需要睛確定敬反應炭前、牛后質(zhì)桌量的競變化張．若績質(zhì)量洗減少榨即發(fā)區(qū)生了困質(zhì)量壞虧損健，則旬釋放薄出能渾量，殿反之利吸收吸能量籌．由跌于不戶明確窩質(zhì)量書虧損腦的含弊義和圈與能匙量的轎關(guān)系辛，易店誤選D.注意蜜此反驗應過葛程質(zhì)門量發(fā)鮮生虧么損，昂釋放栗出能躲量．下列涌說法客中正苦確的對是()．A．愛好因斯訂坦質(zhì)袋能方拘程反堤映了載物體騰質(zhì)量幟就是匹能量齊，它摟們之間可左以互群相轉(zhuǎn)歐化B．由E＝mc2可知車，能捷量與瓜質(zhì)量啞之間足存在亮著正頃比關(guān)洗系，州可以用字物體泛的質(zhì)麗量作扯為它腦所蘊星含能蒸量的委量度C．核不反應弄中發(fā)類現(xiàn)的“質(zhì)量竄虧損”是消掀失的貝質(zhì)量喬轉(zhuǎn)化疑成的D．因謀在核肥反應公中產(chǎn)貫生能養(yǎng)量，殼有質(zhì)躍量的立轉(zhuǎn)化觀，所創(chuàng)以系花統(tǒng)只有質(zhì)越量數(shù)稠守恒宣，系耍統(tǒng)的咱總能課量和興總質(zhì)施量并否不守稈恒答案B【變式2】A．反捐應過滋程中起的質(zhì)庸量虧漲損是0.隆00匆7界8促uB．反怠應過斯程中匪的質(zhì)叔量虧唯損是1.障29愁×1擁0－29kgC．反沒應過灶程中喝釋放渠的能甘量是7.較27擾Me旱VD．反升應過塑程中造釋放躲的能招量是1.短16葉×1肉0－19J【典例3】核能稍的計央算答案AB還C借題努發(fā)揮核能漆的計斃算方偉法(1汪)根據(jù)相質(zhì)量小虧損劍計算①根絕據(jù)核舍反應造方程喚，計嘉算核仗反應鴉前和皇核反慘應后富的質(zhì)灰量虧珠損Δm.②根膚據(jù)愛辦因斯集坦質(zhì)蕩能方明程ΔE＝Δmc2計算符核能抹．其中Δm的單晝位是沃千克貿(mào)，ΔE的單耕位是發(fā)焦耳慕．(2瘋)利用島原子退質(zhì)量脫單位u和電拖子伏亦特計卵算ΔE＝Δm×9獎31射.5上M受eV制.其中Δm的單緣瑞位是u，ΔE的單犬位是Me征V.(3洽)根據(jù)暑能量暢守恒件和動塌量守燃恒來義計算暢核能參與裕核反逗應的腐粒子額所組坐成的邁系統(tǒng)胡，在邊核反聰應過天程中扁的動愈量和釋能量窯是守差恒的藥，因判此，共利用械動量村和能邊量守惹恒可局以計秀算出臉核能袍的變沉化．(4爭)利用泊平均旱結(jié)合見能來款計算通核能原子吧核的雕結(jié)合刮能＝蛛核子矩的平且均結(jié)菜合能×核子顆數(shù)．膨核反服應中去反應懷前系侮統(tǒng)內(nèi)董所有栽原子咸核的杰總結(jié)守合能應與反什應后挎生成祝的所據(jù)有新繳核的晉總結(jié)捐合能圣之差嬸，就賭是該臘次核占反應你所釋援放(或吸牢收)的核最能．解析聚變典反應彼前氘焦核和惠氚核析的總艘結(jié)合云能E1＝(1殼.0羨9×刷2＋2.忽78盞×3嫩)女Me悲V＝10泡.5彈2膝Me窗V.反應差后生聾成的旬氦核日的結(jié)乘合能E2＝7.哪03指×4枯M張eV＝28聯(lián).1脈2撿Me池V.由于狀單個熄核子早無結(jié)鄉(xiāng)豐合能腦，所妻以聚秩變過若程釋謙放出止的能暖量ΔE＝E2－E1＝(2赴8.婆12－10態(tài).5遺2)來M屆eV＝17萄.6幕M規(guī)eV峰.答案17句.6塘M脅eV【變式3】氦原藏子核樓由兩治個質(zhì)松子與冒兩個勤中子輝組成蓬，這優(yōu)兩個縣質(zhì)子咬之間儉存在省著萬垂有引例力、羊庫侖玻力和慶核力柱，則摧此三什種力類從大拐到小座的排跳列順卵序是()．A．核極力、姑萬有李引力筋、庫仙侖力B．萬侍有引龜力、誓庫侖壞力、甩核力C．庫集侖力鴨、核品力、景萬有判引力D．核追力、助庫侖粗力、鐘萬有享引力解析本題畏考查復核子驕間作釣用力往的大待?。┖俗宇嶉g的些核力福最大詞，萬仇有引齒力最疫小，D項正茄確．答案D對核畏力的胞理解1．為紀膜念愛頭因斯虹坦對棉物理流學的震巨大誦貢獻嚼，聯(lián)幅合國急將20獎05年定刷為“國際抖物理今年”．對散于愛此因斯碧坦提確出的怨質(zhì)能司方程E＝mc2，下淋列說蟻法中輸不正俯確的湖是()．A．E＝mc2表明蛾物體央具有愁的能輩量與龍其質(zhì)弓量成蜜正比B．根改據(jù)ΔE＝Δmc2可以旱計算辮核反啦應中仿釋放萍的核獲能C．一僅個中紐奉子和乏一個柱質(zhì)子噸結(jié)合樹成氘斬核時矮，釋違放出授核能帆，表明此兇過程逗中出湯現(xiàn)了控質(zhì)量噸虧損D．E＝mc2中的E是發(fā)絹生核動反應墓中釋饅放的萍核能質(zhì)能敏方程廣的理旱解2．解析愛因拼斯坦梯質(zhì)能封方程E＝mc2，定盤量地番指出籍了物巧體能刑量和判質(zhì)量晌之間要的關(guān)垃系，A正