5.3 核力与结合能 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

5.3 核力与结合能 基础知识导学 一、核力与四种基本相互作用 1．基本相互作用：17世纪下半叶，牛顿发现了万有引力，引力是自然界的一种 。 2．19世纪后，人们认识到电荷间的相互作用，磁体间的相互作用，从本质上说是同一种相互作用的不同表现，称为 。 3．核力(1)定义：原子核内 之间的相互作用力。 (2)核力的特点①核力是 的一种表现，在原子核内，核力比库仑力大得多。 ②核力是短程力，作用范围在 之内。 4．四种基本相互作用 二、结合能和质量亏损 1．结合能：原子核是核子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。 2．比结合能(平均结合能)：原子核的结合能与 之比称为比结合能。比结合能 ，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定， 的核的比结合能最大、最稳定。 3．质量亏损(1)爱因斯坦质能方程 。 (2)质量亏损：原子核的质量 组成它的核子的质量之和的现象。 (3)核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm，与它们在互相结合过程中放出的能量ΔE的关系是 。 4．比结合能应用前景(1)中等大小的核的比结合能 ，这些核最稳定。 (2)使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，都将 新的结合能。 基础小题试练 1.下列有关结合能和平均结合能的说法正确的是( ) A.核子结合成原子核吸收的能量或原子核分解成核子释放的能量称为结合能 B.平均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.重核与中等质量的原子核相比较，重核的结合能和平均结合能都大 D.中等质量的原子核的结合能和平均结合能均比轻核大 2.地球上只有百万分之一的碳是以碳14形式存在于大气中。能自发进行β衰变，关于发生β衰变下列说法正确的是( ) A.衰变放出的β粒子来自于的核外电子 B.衰变产生的新核是 C.衰变产生的新核的比结合能比大 D.衰变放出的β粒子带负电，具有很强的电离能力 3.我国科研人员及合作者首次合成了新原子核。原子核存在一种衰变链，其中第1次由衰变成原子核，第2次由衰变成原子核。下列说法正确的是( ) A.两次均为α衰变 B.两次均为β衰变 C.第1次为α衰变，第2次为β衰变 D.第1次为β衰变，第2次为α衰变 4.已知氘核质量为2.0141u，氦核质量为4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量，则两个氘核结合成一个氦核时( ) A.释放24MeV的能量 B.释放1852MeV的能量 C.吸收24MeV的能量 D.吸收1852MeV的能量 5.放射源钋（）自发衰变成铅（）时会放出一个粒子，同时释放的核能为。已知钋（）核的比结合能为，铅（）核的比结合能为，则下列说法正确的是( ) A.该衰变为β衰变 B.该衰变为γ衰变 C.所释放粒子的比结合能为 D.所释放粒子的比结合能为 答案以及解析 1.答案：D 解析：核子结合成原子核释放的能量或原子核分解成核子吸收的能量称为结合能，A错误。中等质量的原子核比较稳定，平均结合能较大;重核不太稳定，平均结合能较小，但结合能较大，故B、C错误，D正确。 2.答案：C 解析：A.中子释放β粒子转化为质子，A错误； B.衰变后原子核质量数不变，核电荷数变为7，即，B错误； C.衰变释放能量，形成的新核结合能增大，由于质量数相同，则比结合能比大，C正确； D.β粒子具有较弱的电离能力，D错误。 故选C。 3.答案：A 解析：电荷数守恒和质量数守恒可知，第一次衰变 第二次衰变 可知两次均为α衰变，故选A。 4.答案：A 解析：两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为，由于两个氘核的总质量大于氦核的质量，所以该反应释放能量，且，故选A。 5.答案：C 解析：AB.根据质量数守恒和电荷数守恒可得该衰变为α衰变，故AB错误；CD.由能量关系可知所释放粒子的比结合能为故C正确，D错误，故选C。 ... ...