3 核力与结合能 [教材链接] (1)核子 强相互作用 (2)①强 ②短程力 10-15 m [物理观念] 更短 例1 D [解析] 宇宙万物任何两个物体之间都存在着相互作用的吸引力,这种引力叫作万有引力,故A错误;强相互作用和弱相互作用都存在于微观物质内部,如原子核内核子间作用就是强相互作用,是一种短距作用,只发生在10-15 m的范围内,故B错误;弱相互作用的作用对象是基本粒子之间,故C错误;弹力、摩擦力本质是由电磁力引起的,故D正确. 变式1 ABC [解析] 核力作用的范围在1.5×10-15 m区域内,只在邻近核子间发生,是短程力,A正确;核力可能表现为引力,也可能表现为斥力,B正确;核力是核子之间的强相互作用,C正确;核力是一种强相互作用,在其作用范围内核力比库仑力大得多,D错误. [物理观念] 吸收 释放 [教材链接] (1)分开 释放 越大 (2)核子数 牢固 稳定 [科学推理] 大于 释放 例2 D [解析] 组成原子核的核子越多,它的结合能越大,比结合能未必越大,A错误;比结合能越大,原子核越稳定,B错误;单个核子结合成原子核而释放的能量与把原子核拆分成单个核子需要的能量相同,C错误;根据结合能定义可知,原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它们分开成单个核子,需要的能量就是原子核的结合能,D正确. 变式2 B [解析] 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,该过程中要释放能量,所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,故A正确;分析图像可知He核的平均结合能为7 MeV,根据平均结合能的定义可知He核的结合能为7 eV×4=28 eV,故B错误;中等质量的原子核比结合能最大,最稳定,故C正确;两个H核结合成He核,根据图像可知He核的比结合能大于H核的比结合能,所以生成的He核更稳定一些,因此该反应是一个放热反应,故D正确. [教材链接] (1)E=mc2 (2)小于 例3 B [解析] E=mc2说明能量和质量之间存在着联系,即能量与质量成正比关系,但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系,故A错误,B正确;核反应中的“质量亏损”并不是质量消失,实际上是由静止的质量变成运动的质量,并不是质量转变成能量,故C错误;在核反应中,能量守恒,在核反应前后只是能量的存在方式不同,总能量不变,在核反应前后只是物质由静质量变成动质量,故D错误. 例4 A [解析] 轻核可聚变为更稳定的核,重核可裂变为更稳定的核,则Fe原子核最稳定,故A正确;重核A裂变成原子核B和C时,由图可知,核子平均质量减小,裂过程存在质量亏损,需要释放能量,故B错误;轻核D和E发生聚变生成原子核F时,由图可知,核子平均质量减小,聚变过程存在质量亏损,需要释放能量,故C错误;由图可知重核随原子序数的增加,原子核更不稳定,故比结合能变小,故D错误. 变式3 (1H+nH (2)放出能量 7.97 MeV (3)7.97 MeV 2.66 MeV [解析] (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程是H+nH (2)反应前各核子总质量为 mp+2mn=(1.007 277+2×1.008 665) u=3.024 607 u 反应后新核的质量为mH=3.016 050 u 质量亏损为Δm=(3.024 607-3.016 050) u=0.008 557 u 因反应前的总质量大于反应后的总质量,故此核反应放出能量 释放的核能为ΔE=0.008 557×931.5 MeV≈7.97 MeV. (3)氚核的结合能即为ΔE=7.97 MeV 它的比结合能为≈2.66 MeV. 随堂巩固 1.CD [解析] 核力与万有引力、库仑力的性质不同,核力是短程力,只存在于相邻的核子之间,质子间、中子间、质子和中子间都可以有核力作用,核力是原子核稳定存在的原因,故C、D正确. 2.ACD [解析] E=mc2说明物体具有的能量与其质量成正比,所以A正确;E=mc2中的E是物体蕴含的能量,不是发生核反应时释放的核能,所以B错误;根据ΔE=Δmc2,可以计算核反应中释放的核能,所以C正确;两个质子和两个中子结合成一个氦核时,释放出核能,根据爱因斯坦的质能方程,此过程中出现了质量亏损,所以D ... ...
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