2018-2019版物理新导学笔记选修3-5（实用课件+精致讲义+优选习题）沪科通用版：第5章　核能与社会 (共9份打包)

5.1　核能来自何方 第5章　核能与社会 [学习目标] 1.知道核力的概念、特点. 2.认识原子核的结合能，了解平均结合能. 3.知道什么是质量亏损，能用爱因斯坦质能方程计算原子核的结合能. 内容索引 知识探究 新知探究 点点落实 题型探究 重点难点 各个击破 达标检测 当堂检测 巩固反馈 知识探究 一、核力 [导学探究]　1.有的同学认为：“原子核内质子间的库仑斥力，与质子、中子间的万有引力平衡而使原子达到稳定状态”，这种说法正确吗？ 答案　不正确.在相同的距离上，质子之间的库仑力的大小大约比万有引力强1035倍，两者相差悬殊，不可能平衡. 答案 2.是什么力克服质子之间的库仑斥力，使核子结合成一个稳固的原子核的？ 答案　核子间(质子与质子、中子与中子、质子与中子)存在着一种比库仑力大得多的核力. [知识梳理]　核力及特点 1.核力：组成原子核的 之间存在着一种特殊的力. 2.核力特点： (1)核力是一种 作用力，它存在于质子与 间、质子与 间、中子与 间. (2)核力是一种 力，它的作用距离只有10－15 m的数量级.因此，每个核子只能对跟它邻近的少数核子(一般不超过 个)发生显著的相互作用. (3)核力与核子是否带电无关，质子与质子间、质子与中子间、中子与中子间都可以有核力作用. 核子 质子 强相互 中子 中子 短程 3 [即学即用]　判断下列说法的正误. (1)原子核中的质子是靠自身的万有引力聚在一起的.(　　) (2)核力是强相互作用力，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多. (　　) × 答案 √ [导学探究] 1.设有一个质子和一个中子在核力作用下靠近碰撞并结合成一个氘核.质子和中子结合成氘核的过程中是释放能量还是吸收能量？使氘核分解为质子和中子的过程中呢？ 答案　质子和中子结合成原子核的过程中要释放能量； 氘核分解成质子和中子时要吸收能量. 二、结合能 答案 答案　中等质量的原子核平均结合能较大，平均结合能的大小反映了原子核的稳定性，平均结合能越大，原子核越稳定. 2.如图1所示是不同原子核的平均结合能随核子数变化的曲线. (1)从图中看出，中等质量的原子核与重核、轻核相比平均结合能有什么特点？平均结合能的大小反映了什么？ 答案 图1 答案　释放能量. (2)平均结合能较小的原子核转化为平均结合能较大的原子核时是吸收能量还是释放能量？ 答案 [知识梳理] 1.结合能 核子结合成原子核时 的能量，或原子核分解成核子时 的能量叫原子核的结合能. 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叫做平均结合能，它等于核的结合能跟 的比值.平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定. 3.核子数较小的轻核与核子数较大的重核，平均结合能都比较 ， 的原子核，平均结合能较大. 当平均结合能较小的原子核转化为平均结合能较大的原子核时会释放核能. 释放 吸收 核子数 小 中等核子数 [即学即用]　判断下列说法的正误. (1)一切原子核均具有结合能.(　　) (2)组成原子核的核子越多，它的平均结合能就越高.(　　) (3)结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定.(　　) (4)自由核子结合为原子核时，可能吸收能量.(　　) × √ 答案 × × 甲同学说：核反应过程中核子数没变，所以质量是守恒的； 乙同学查找资料，各个原子核或核子的质量如下： mBe＝9.012 19 u，mC＝12.000 u，mα＝4.002 6 u，mn＝1.008 665 u.(其中 1 u＝1.660 566×10－27 kg)，他通过计算发现反应之后的质量减少了，于是他得出结论“核反应过程中质量消失了”. 这两个同学的说法对吗？如果不对错在哪里？你对质量亏损是如何理解的？ 答案　甲同学的说法错误.核反应过程中是质量数守恒而不是质量守恒； 乙同学的说法错误.质量亏损并不是质量消失. 三、质量亏损和核能的计算 答案 2.试计算上述核反应过程中是释放能量，还是吸收能量？能量变化了多少？ 答案　反应前的总质量m1＝mBe＋mα＝9.012 19 u＋4.002 6 u＝13.014 79 u 反应后的总质量m2＝mC＋mn＝12.000 0 u＋1.008 665 u＝13.008 665 u 所以质量亏损Δm＝m1－m2＝13.014 79 u－13.008 665 u＝0.006 125 u. 放出的能量ΔE＝Δmc2＝0.006 125×1.660 566×10－27×(3×108)2 J＝9.15×10－13 J