第3节 核力与核能 [教材链接] 1.(1)核子 (2)①短程力 ②强相互作用 (3)质子数 中子数 (4)紧靠曲线的两侧 ①稳定 ②大于 2.(1)引力相互作用 电磁相互作用 (2)强相互作用 弱相互作用 (3)强相互 电磁相互 弱相互 引力相互 [物理观念] 更短 例1 BC [解析] 核力是强相互作用,也是短程力,它的作用范围在 10-15 m之内,核力比库仑力大得多,选项B、C正确,A错误;人们对核力的了解还不是很清楚,这是科学家们正在奋力攻克的堡垒,选项D错误. 例2 D [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,核力比库仑力大得多,D错误. [教材链接] 1.释放 2.(1)小于 (2)Δmc2 质量亏损 3.(1)质量数 (2)稳定程度 稳定 (3)小 小 [物理观念] 吸收 释放 [科学推理] 大于 释放 例3 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. 例4 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,不符合题意;分析图像可知He核的平均结合能约为7 MeV,根据平均结合能的定义可知,He核的结合能约为7 MeV×4=28 MeV,故B错误,符合题意;中等质量的原子核比结合能最大,最稳定,故C正确,不符合题意;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,能量更低,因此该反应也是一个放热反应,故D正确,不符合题意. 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.BC [解析] 根据核反应中质量数和电荷数均守恒可得,X的质量数为1,电荷数为0,则X为中子,故A错误,B正确;该反应是放能反应,有质量亏损,反应后核子的平均质量减小,故C正确;H的比结合能比He的比结合能小,故D错误. 3.AC [解析] 根据原子核的组成理论,氦原子核由两个质子和两个中子组成,其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为:核力、库仑力、万有引力,故A正确;反应后生成的氦核的结合能为4×7.03 MeV=28.12 MeV,故B错误;氘核的比结合能为E1,氚核的比结合能为E2,氦核的比结合能为E3,根据比结合能等于结合能与核子数的比值,该核反应中释放的核能ΔE=4E3-2E1-3E2=4×7.03 MeV-2×1.09 MeV-3×2.78 MeV=17.6 MeV,故C正确;比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定,比结合能并非随着质量数的增加而增大,故D错误. 4.(1)1.077×1023 MeV (2)514 kg [解析] (1)2个氘核转变为氦核释放的核能为 ΔE=(2×2.014 1-4.002 6)×931.5 MeV=23.846 4 MeV 0.03 g的氘中含有氘核的数目为 N=NA=×6.02×1023个=9.03×1021个 所以1 L海水中氘全部转变为氦,释放能量为 E=ΔE≈1.077×1023 MeV=1.723 2×1010 J (2)释放1.723 2×1010 J的能量需要完全燃烧无烟煤的质量为m'= kg≈514 kg第3节 核力与核能 1.B [解析] 自然界中的四种基本相互作用是万有引力、强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用,故选B. 2.D [解析] 原子核中质子数和中子数不一定相等,特别是在原子序数较大的原子核中,中子数比质子数多,且重核和轻核都没有中等质量原子核稳定,故A、B、C错误.由核力是短程力及核力的饱和性的特点,可知原子核不可能无节制地增大 ... ...
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