2021学年高中物理第5章原子核3核力与结合能课件人教版必修3.ppt

【例 2】 对结合能、比结合能的认识，下列说法正确的是
() A．将原子核拆解成自由核子时释放能量 B．自由核子结合为原子核时吸收能量 C．结合能越大的原子核越稳定 D．比结合能越大的原子核越稳定
【解析】 A、B 错：自由核子结合成原子核的过程中，释 放出能量；反之，将原子核分开变为自由核子时，需要吸收相应 的能量，该能量即为结合能．
(3)1 g 氘核完全参与上述反应，共释放核能多少？阿伏加德 罗常数 NA＝6.0×1023 m可知，氘核与氚核的聚变 反应：21H＋31H→42He＋baX＋17.6×106 eV，X 的质量数是 1，电荷 数是 0，故 X 是中子．
答案：D
变式训练 2 (多选)下列对核力的认识正确的是(ACD) A．核力是强相互作用的一种表现 B．核力存在于质子和中子之间、中子和中子之间，质子和 质子之间只有库仑斥力
C．核力是核子间相互作用的力，是短程力 D．核力只存在于相邻的核子之间
核力的特点
(1)强力：核力是强相互作用(强力)的一种表现．在原子核的 尺度内，核力比库仑力大得多．
要点三 质量亏损与质能方程
题型 1 对质能方程的理解与应用 【例 4】 (多选)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联 合国将 2005 年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能 方程 E＝mc2，下列说法中正确的是( ) A．E＝mc2 表明物体具有的能量与其质量成正比 B．根据 ΔE＝Δmc2 可以计算核反应中释放的核能 C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明 此过程中出现了质量亏损 D．E＝mc2 中的 E 是发生核反应时释放的核能
A．原子核与电子之间的作用力主要是电磁力 B．中子和质子间的作用力主要是核力 C．质子与质子间的核力，在 2.0×10－15 m 的距离内远大于 它们相互间的库仑力 D．原子核与电子之间的万有引力大于它们之间的电磁力

典例2 下列关于结合能和比结合能的说法中正确的是( )
D
A.核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆散成核子时放出的能量称为结合能 B.比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,重核的结合能和比结合能都大 D.中等质量的原子核的结合能和比结合能均比轻核要大
对点演练1 关于核力,下列说法正确的是( )
A
要点二 结合能和比结合能
结合能
把原子核分成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时释放的能量
比结合能
等于原子核的结合能与原子核中核子数的比值,它反映了原子核的稳定程度
比结合能 曲线
不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示: _ 从图中可看出,中等大小的核的比结合能最大,轻核和重核的比结合能都比 中等大小的核的比结合能小
短
电磁相互作用
万有引力
二、结合能
1.结合能 原子核是______凭借核力结合在一起构成的,要把它们分开,也需要______,这就是原子 核的结合能。
核子
能量
2.比结合能 原子核的结合能与________之比,叫作比结合能,也叫作______结合能。比结合能越大,原 子核中核子结合得越______,原子核越______。__________的核的比结合能最大,最稳定。
典例3 [2023盐城响水学情考试]根据比结 合能随质量数变化的图像分析原子核的比 结合能规律,下列说法正确的是( )
B
C
要点三 质能方程的理解和核能的计算
典例4 下列有关质能方程的说法中,正确的是( )
B
（1）写出核衰变反应方程式；
（2）该反应中的质量亏损；
（3）释放的核能。
[解析] 核子结合成原子核要放出能量,原子核拆散成核子时要吸收能量,A项错误；比结合能越大的原子核越稳定,但比结合能大的原子核,其结合能不一定大,例如,中等质量的原子核的比结合能比重核大,但由于核子数比重核少,其结合能反而比重核小,B、C项错误；中等质量的原子核的比结合能比轻核大,它的原子核内的核子数比轻核多,因此它的结合能也比轻核大,D项正确。

由以上各式得ΔE3=92.16 MeV。
十年寒窗磨利剑，
一朝折桂展宏图！
核比 U 核更稳定


C.两个 H 核结合成 He 核时释放能量
D.
Kr

核比 U 核更稳定
答案:CD

解析: He 核的比结合能约为 7 MeV,则结合能约为 28 MeV,选项
A
错误;
U

核的比结合能大于 Li 核的比结合能,则


U 核比
B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力
C.核子间存在着强大的核力
D.核子间存在着复杂的磁力
答案:C
解析:核子之间存在核力作用,核子结合成原子核或原子核分
解为核子时,都有核力作用,故伴随着巨大的能量变化,故选项
C正确。
5.当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时,放出28.30
MeV的能量,当三个α粒子结合成一个碳核时,放出7.26 MeV
体。
(3)强相互作用:在原子核内,强相互作用将核)弱相互作用:弱相互作用是引起原子核β衰变的原因,即引
起中子—质子转变的原因。弱相互作用也是短程力,其力程
比强相互作用更短,为10-18 m,作用强度则比电磁力小。
下图为3H和3He的原子核结构示意图。
(1)质子都带正电,质子与质子之间存在着库仑斥力,为什么
子序数小的都没有中等质量的原子核稳定,故选项A、C错
误,B正确;核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m内,超过此范
围,核力急剧减小,会小于库仑力,故选项D错误。
4.核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的
能量变化,这是因为(
)
A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力

1 0n1 1H 1 2Hγ
质量亏损: Δm = 0.0039×10－27 Kg
释放能量: ΔE = Δmc2 = 3.51×10-13 J
= 2.19 MeV
比结合能为：
2.19 MeV =1.10 MeV
2
讨论与交流
判断下面说法是否正确，并说明理由。 1. 由质能方程E=mc2，可推得ΔE= Δ mc2，这说明质量 就是能量，质量可以转化为能量。
新课讲授
一、核力与四种基本相互作用
p
nn
n
p
p
核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力
注意
1. 核力是一种强相互作用力。在它的作用范围内比库仑力大 得多； 2. 核力是一种短程力。作用范围仅限于1.5× 10－15 m 之内 ；3. 每个核子只跟相邻的核子发生核力的作用，这种性质称为 核力的饱和性。
结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而 是为把核子分开而需要的能量。
讨论与交流
结合能越大原子核是不是越难被拆散？即结合能的大小 能不能反映原子核的稳定程度？
比结合能：结合能与核子数之比，称做比结合能。也叫平均结 合能。 比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 。
四、质量亏损
新课导入
原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子 。 提出问题 质子间存在着巨大的库仑力，那为什么质子没 有被排斥开，反而还紧紧的结合在一起呢？
猜想 万有引力
分析论证
质子相互距离 r 的数量级为 10-15 m；质子质量 m 的数量 级为 10-27 kg，质子电量e的数量级为 10-19 C；万有引力常量 G 的数量级为 10-11，静电力常量 k 的数量级为 109。估算库 仑力与万有引力之比。