2017-2018学年高中物理（教科版选修3-5）教师用书：第3章4原子核的结合能word版含答案

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1、4.原子核的结合能1.结合能核了结合成原了核所释放的能量.2.质能关系（1）物体的能量与其质量的关系式E=醴.（2）能量计算A£=Ame.3.质量亏损核反应中的质量减少称为质量亏损•［再判断］1.原子核的结合能就是核子结合成原子核吋需要的能量.（X）2•质量亏损是因为这部分质量转化为能量.（X）3•质能方程〃亦表明了质量与能量间的一种对应关系.（丁）［后思考］有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对？【提示】不对.在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组成原子核时,仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子质量之和，即发生了质量亏损，

2、核子的个数并没有变化.◊核心突破◊1.对质量亏损的理解质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了•物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写为△E=Ame.2.核能的计算方法（1）根据质量亏损计算①根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损A加②根据爱因斯坦质能方程AE=Amc~计算核能.其中△刃的单位是千克，的单位是焦耳.（2）利用原子质量单位u和电子伏特计算根据1原子质量单位（u）相当于931.5MeV的能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV,即AF=A/〃

3、X931.5MeV.K屮A/〃的单位是u,AE的单位是MeV.O题组冲关◊1.（多选）一个质子和一个中子结合成氛核，同时放出Y光子，核反应方程是lH+in-*fH+y，以下说法中正确的是（）A.反应后笊核的质量一定小于反应前质子和屮子的质量Z和B.反应前后的质量数不变，因而质量不变C.反应前后质量数不变，但会出质量亏损D.丫光子的能量为皿,A刃为反应中的质量亏损，q为光在真空中的速度【解析】核反应屮质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应屮要释放核能，会出现质量亏损，反应中宛核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的

4、能量会以光子的形式向外释放，故正确答案为A、C、D.【答案】ACD2.（多选）关于质能方程，下列哪些说法是正确的（）【导学号：22482045]A.质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B.物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C.物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D.一定量的质量总是与一定量的能量相联系的【解析】质能方程上-〃亦表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时,它的质量也相应增加一定值，并可根据A*△〃亦进行计算，故B、D对.【答案】BD1.取质子的

5、质量妳=1.6726XKT27kg,中子的质fiz?z.=1.6749X10-27kg,a粒子的质量m.=6.6467XIO-2'kg,光速c=3.OX10sm/s.请计算a粒子的结合能.（计算结果保留两位有效数字）【解析】组成a粒子的核子与a粒子的质量差A/〃=（2%+2僞）一Z77a结合能卜E=^mc代入数据得A^=4.3X10-12J.【答案】4.3X10'12J核能的两种单位两种方法计算的核能的单位分别为“J”和“MeV”,1MeV=lX106X1.6X10'19J=1.6X10"13J.［先填空］1.比结合能原子核的结合能A〃除以核子数儿〒称为原子核的

6、比结合能,又叫平均结合能.2.核聚变和核裂变⑴核聚变：两个轻核结合成较重的单个原子核时会释放能量,这样的过程叫核聚变.两个宛核的聚变：（2）核裂变：一个重核分裂为两个（或多个）中等质量的核时释放出能量，这样的过程叫核裂变.［再判断］1.原子核的核子数越多，比结合能越大.（X）2.比结合能越大，原子核越稳定.（J）3.由比结合能曲线可知，核聚变和核裂变两种核反应方式都能释放核能.（J）［后思考］裂变反应发生后，裂变反应生成物的质量增加还是减小？为什么？【提示】减小.裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后的质量减小.O核心突破◊比结合能与原子核稳定的关系(

7、1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定.(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定;屮等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定.(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能.例如,一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能.◊题组冲关◊1.下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有()八•核子结合成原子核时吸收能量B.原子核拆解成核子时要吸收能量C.比结合能

8、越大的原子核越稳定，因此