高中物理第5章核能与社会5.1核能来自何方学案沪科版选修3_5

《高中物理第5章核能与社会5.1核能来自何方学案沪科版选修3_5》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、5.1　核能来自何方学习目标重点难点1．知道核力的概念及特点。2．记住原子核的结合能、平均结合能及质量亏损的定义。3．会用爱因斯坦质能方程计算释放的核能。重点：核力的特点及质能方程的应用。难点：质量亏损的计算、原子质量单位的理解。一、强大的核力1．定义：组成原子核的邻近的核子之间存在的一种特殊的力。2．特点：核力是一种强相互作用力，它比电磁力和万有引力大得多；它也是一种短程力，它的作用距离只有10－15m的数量级。预习交流1一个核子和原子核内所有的核子之间都存在核力吗？答案：不是。核力是短程力，一个核子只能对跟它相邻的少数核子发生显著的相互作用力，与其他不相邻的核子之间基本没有相

2、互作用力。二、结合能1．结合能：核子结合成原子核时放出的能量，或原子核分解成核子时吸收的能量。2．平均结合能：核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量。预习交流2结合能与平均结合能相比，哪个更能表示原子核的稳定性？答案：平均结合能。三、如何计算结合能1．质量亏损：组成原子核的核子的总质量与原子核的质量之差。2．释放核能的计算公式：ΔE＝Δmc2预习交流3有人说，质量亏损就是核子数变少了；也有人说，质量亏损，意味着质量消失了。这两种说法对吗？答案：这两种说法都不对。在核反应过程，核子的总数没有变化，但原子核的质量比组成它的核子的总质量小了；质量亏损也并不是质量无缘无故地消失了，而是

3、亏损的那部分质量将伴随着能量放出了。一、原子核中质子与中子的比例原子核中质子与中子的个数相同吗？重核的中子数为什么一般多于质子数？答案：较轻原子核的质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，原子核越重，两者相差越大。中子与质子相比，它与其他核子之间只有核力而没有电磁斥力，故中子比质子更有维持原子核稳定的一面，所以稳定的重原子核里面，中子数要比质子数多。对核子结合成原子核的下列说法正确的是（　　）。A．原子核内的核子间均存在核力B．原子核内的质子间均存在核力和库仑力C．稳定原子核的质子数总是与中子数相等D．对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力、维系原子

4、核稳定的作用答案：D解析：核力是短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知A、B错误；核力只作用于相邻的核子，随着质子数增加，为使原子核保持稳定，必须靠中子数的增多来抵消库仑力的作用，故C错误，D正确。1．核力是短程力，只有相邻核子之间才存在核力。2．核力是强相互作用力，它比电磁力和万有引力大得多。若核力的作用强度规定为1，则电磁力的强度数量级是10－2，万有引力的数量级是10－38。3．由于核力作用的范围很小，只在10－15m范围内起作用，这导致了原子核的大小受到限制。二、结合能和平均结合能平均结合能大的原子核稳定还是平均结合能小的原子核稳定？答案：平均结合能大的原子核比较稳定，中

5、等质量的原子核比质量较小的原子核和质量较大的原子核的平均结合能都大，所以中等质量的原子核比质量较小的原子核和质量较大的原子核都稳定。在一次核反应中U变成Xe和Sr，同时放出了若干中子。U的平均结合能约为7.6MeV，Xe的平均结合能约为8.4MeV，Sr的平均结合能约为8.7MeV。求：（1）把U分解为核子时，要吸收多少能量？（2）使相应的核分别结合成Xe和Sr时，要释放出多少能量？答案：（1）1786MeV　（2）1142.4MeV　783MeV解析：（1）把U分解为核子时要吸收的能量为E1＝235×7.6MeV＝1786MeV。（2）核子结合成Xe释放出的能量为E2＝136×

6、8.4MeV＝1142.4MeV核子结合成Sr释放出的能量为E3＝90×8.7MeV＝783MeV。1．平均结合能是原子核的结合能与核的核子数的比值，此比值大，表示原子核稳定。2．结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是核子结合成原子核时放出的能量，结合能也等于把核子分开时需要吸收的能量。三、质能方程与核能的计算什么是质量亏损？它和释放的核能有什么关系？答案：质量亏损是核子结合成原子核时，原子核的质量比组成它的核子的总质量小了，质量减小对应的能量辐射出去了，根据爱因斯坦质能方程，辐射的能量ΔE＝Δmc2，但要注意核反应前后核子的总数目没有变化。已知氮核质量mN＝14.0

7、0735u，氧核质量mO＝17.00454u，氦核质量mHe＝4.00387u，质子质量mH＝1.00815u，试判断核反应：N＋He→O＋H是吸能反应还是放能反应，能量变化多少？答案：1.4MeV解析：反应前总质量mN＋mHe＝18.01122u反应后总质量mO＋mH＝18.01269u因为反应中质量增加，所以此反应是吸能反应，所吸能量为ΔE＝Δmc2＝[（mO＋mH）－（mN＋mHe）]c2＝（18.01269－18.01122）×931.5MeV＝1.4MeV。计算核能的方