19.5 核力与结合能（学案）-【成才之路】2020-2021学年高中新课程物理同步学习指导（人教版选修3-5）

物理 (选修 3 - 5·人教版） 课堂巩固达标 1. A　 据题意,带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场,粒子的动能逐 渐减小,速度减小,则由公式 r = mv qB 得知,粒子的轨迹半径逐渐减小, 由图看出,粒子的运动方向是从 A 经 B 向 C 运动,故 A 正确,B 错误; 因磁场方向未知,故粒子电性无法确定,C、D 错误。 2. C　 查德威克发现中子的核反应是:94 Be + 4 2 He→ 12 6 C + 1 0 n,A 选项错误; 金属探测仪利用的是电磁感应,变化的磁场使金属内产生交流电,产 生的磁场反过来影响仪器内的电磁线圈,类似互感,选项 B 错误;126 C 剩余 1 4 为两个半衰期,11460 年,选项 C 正确;v = Δx Δt ,当 Δt 非常小时, Δx Δt 可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度应用了极限思想,选项 D 错误。 3. (1)42 He + 14 7 N→ 17 8 O + 1 1 H　 (2)5. 8 × 10 7 m / s 解析:(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得 4 2 He + 14 7 N→ 17 8 O + 1 1 H; (2)设 α 粒子、新核的质量分别为 4m、17m,质子的速度为 v,对心正 碰,由动量守恒定律得:4mv0 = 17m· v 20 + mv 解得:v = 5. 8 × 107 m / s。 第五节　 核力与结合能 课前预习反馈 　 　 知识点 1:每个相邻核子　 大得多　 1. 5 × 10 - 15 　 吸引　 斥力　 饱 和性 知识点 2:大致相等　 大于 知识点 3:放出　 吸收　 核子数　 比结合 知识点 4:核子　 原子核　 mc2 判一判 (1) × 　 (2)√　 (3) × 　 (4)√　 (5)√　 (6) × 选一选 AD　 由自由核子结合成原子核的过程中,核力做正功,释放出能 量。 反之,将原子核分开变为自由核子,它需要吸收相应的能量,该能量 即为结合能,故 A 正确,B 错误;对核子较多的原子核的结合能越大,但 它的比结合能不一定大,比结合能的大小反映了原子核的稳定性,故 C 错误,D 正确。 想一想 核子间存在核力,当核力的作用范围小于0. 8 × 10 - 15 m时,核力表现 为斥力,因此核子不会融合在一起。 课内互动探究 　 　 思考讨论 1:(1)核力与电荷无关。 　 (2)还有库仑力,万有引力。 典例 1:D　 原子核中质子数和中子数不一定相等,特别是在原子序 数越大的原子核中,中子数比质子数多,且原子序数大的和小的都没有 中等质量原子核稳定,故 A、B、C 错误;又由于核力是短程力及饱和性的 特点,使原子核不可能无节制的增大,故 D 正确。 对点训练 1:C　 核力是短程力,超过 1. 5 × 10 - 15 m,核力急剧下降 几乎消失,故 C 正确,核力与万有引力、电磁力不同,故 A、B 错误,核力 与电荷无关,故 D 错误。 　 　 思考讨论 2:(1)21 H　 (2)先增大后减小 典例 2:D　 核子结合成原子核是放出能量,原子核拆解成核子是吸 收能量,A 选项错误;比结合能越大的原子核越稳定,但比结合能越大的 原子核,其结合能不一定大,例如中等质量原子核的比结合能比重核大, 但由于核子数比重核少,其结合能比重核反而小,B、C 选项错误;中等质 量原子核的比结合能比轻核的大,它的原子核内核子数又比轻核多,因 此它的结合能也比轻核大,D 选项正确。 对点训练 2:AD　 根据比结合能越大,越稳定,则核燃料总是利用比 结合能小的核,A 对;由结合能的含义知 B 错;23592 U 比 239 94 Pu 核更稳定,说 明23592 U 的比结合能大,所以衰变时,会释放巨大能量,C 错 D 对。 　 　 思考讨论 3:(1)核反应前后质量数守恒、电荷数守恒和能量守恒　 (2)守恒 典例 3:(1)10 n + 6 3 Li→ 3 1 H + 4 2 He　 (2) 7 11 v　 8 11 v　 (3)141mv 2 121c2 解析:(1)根据质量数和电荷数守恒,可得核反应方程为: 1 0 n + 6 3 Li→ 3 1 H + 4 2 He (2)由动量守恒定律得 mnv = - mHv1 + mHev2 。 由题意得 v1 ︰v2 = 7︰8, 解得 v1 = 7v 11 ,v2 = 8v 11 。 (3)氚核和 α 粒子的动能之和为 Ek = 1 2 ·3mv21 + 1 2 ·4mv22 = 403 242 mv2 。 释放的核能为 ΔE = Ek - Ekn = 403 242 mv2 - 1 2 mv2 = 141 121 mv2 。 由爱因斯坦质能方程得, 质量亏损为 Δm = ΔE