高中物理 第4章 波與粒子 第1節(jié) 核力與核能教師用書 魯科版選修3-5
《高中物理 第4章 波與粒子 第1節(jié) 核力與核能教師用書 魯科版選修3-5》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第4章 波與粒子 第1節(jié) 核力與核能教師用書 魯科版選修3-5(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第1節(jié) 核力與核能 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.認(rèn)識(shí)核素圖,知道核力的概念及特點(diǎn).(重點(diǎn)) 2.知道穩(wěn)定原子核中質(zhì)子與中子的比例隨著原子序數(shù)的增大而減?。?重點(diǎn)) 3.理解結(jié)合能及平均結(jié)合能的概念,知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損.(難點(diǎn)) 4.掌握愛因斯坦質(zhì)能方程,理解質(zhì)量與能量的關(guān)系.(重點(diǎn)) 5.能應(yīng)用質(zhì)能方程進(jìn)行計(jì)算.(重點(diǎn)) 核 力 與 核 的 穩(wěn) 定 性 [先填空] 1.核力 把原子核中的核子維系在一起的力. 2.核力特點(diǎn) (1)核力是短程力,作用范圍在2_fm(1 fm=10-15 m)左右,它不能延伸到3_fm以外. (2)當(dāng)兩核子間距離減小時(shí),核力也迅速減小,至一定值時(shí),核力表現(xiàn)為斥力. (3)核力是一種強(qiáng)相互作用,若兩質(zhì)子之間的距離為1 fm,庫(kù)侖力是200_N左右,核力必須非常強(qiáng)才能抵消所有質(zhì)子庫(kù)侖力的作用. 3.核素 具有相同質(zhì)子數(shù)和相同中子數(shù)的原子核稱為核素. 4.核素圖 用橫坐標(biāo)表示質(zhì)子數(shù),縱坐標(biāo)表示中子數(shù),每一種核素用一小方塊表示,所得到的圖象. 5.核的穩(wěn)定性 (1)核素的穩(wěn)定區(qū):幾乎全落在一條曲線上,或緊靠曲線的兩側(cè)區(qū)域. (2)穩(wěn)定核素的中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)的關(guān)系:隨著Z的增加,穩(wěn)定核素的中子數(shù)越來(lái)越大于質(zhì)子數(shù). [再判斷] 1.原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫(kù)侖力.() 2.穩(wěn)定原子核的質(zhì)子數(shù)總是與中子數(shù)相等.() 3.對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核,其中的中子數(shù)起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用.(√) [后思考] 原子核是由中子和質(zhì)子組成的,在原子核狹小的空間里,帶正電的質(zhì)子為什么能擠在一起而不飛散? 【提示】 組成原子核的相鄰的核子間存在核力. [核心點(diǎn)擊] 1.原子核中核子比例關(guān)系:自然界中較輕的原子核,質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等;對(duì)于較重的原子核,中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù).越重的原子核,兩者相差越多. 2.形成原因及原子核的穩(wěn)定性 (1)原子核大到一定程度時(shí),相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力非常小,較多的質(zhì)子聚集在一起的核力不足以平衡它們之間的庫(kù)侖力,原子核就不穩(wěn)定了.這時(shí),不再成對(duì)地增加質(zhì)子和中子,而只增加中子,中子與其他核子間沒有庫(kù)侖斥力,但有相互吸引的核力,有助于維系原子核的穩(wěn)定性. (2)核力的飽和性:穩(wěn)定的重原子核里,中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多.由于核力的作用范圍是有限的,核力具有飽和性,如果我們繼續(xù)增大原子核,一些核子間的距離會(huì)大到其間根本沒有核力的作用,這時(shí)即使再增加中子,形成的核也一定是不穩(wěn)定的.所以,原子核的大小也受到限制. 1.關(guān)于核力,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.原子核內(nèi)每個(gè)核子只跟與它們相鄰的核子間才有核力作用 B.核力既可能是引力,又可能是斥力 C.核力對(duì)核子做正功,原子核要釋放核能 D.原子核內(nèi)的某一核子與其他核子間都有核力作用 E.原子核內(nèi)相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)核子間沒有核力作用,但一定有庫(kù)侖力作用 【解析】 核力表現(xiàn)為引力時(shí)隨核子間距離的增大而減小,表現(xiàn)為斥力時(shí)使核子不會(huì)融合在一起,故B正確;核力是短程力,只有在2.010-15 m左右的范圍內(nèi)起作用,故A正確,D錯(cuò)誤;核子結(jié)合成原子核時(shí),核力對(duì)核子做正功,原子核釋放一定的能量,故C正確;原子核內(nèi)兩核子相距較遠(yuǎn)時(shí)沒有核力作用,核內(nèi)質(zhì)子與中子間不會(huì)有庫(kù)侖力作用,E錯(cuò)誤. 【答案】 ABC 2.核子結(jié)合成原子核的下列說(shuō)法中,正確的是( ) A.原子核內(nèi)的核子間均存在核力 B.原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫(kù)侖力 C.當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時(shí),其間勢(shì)能一定減小 D.質(zhì)子數(shù)較多的原子核,其中的中子起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用 E.原子核內(nèi)的相鄰核子間的核力與核子是否帶電無(wú)關(guān) 【解析】 由于核力為短程力,只會(huì)發(fā)生在相鄰核子之間,與核子是否帶電無(wú)關(guān),由此知A、B錯(cuò)誤,E正確;當(dāng)n個(gè)核子靠近到核力作用范圍內(nèi),而距離大于0.810-15 m時(shí),核力表現(xiàn)為引力,在此過(guò)程中核力必做正功,其間勢(shì)能必定減小,形成原子核后距離一般不小于0.810-15 m,故C正確;質(zhì)子數(shù)較多的原子核由于只有相鄰的核子間才有核力,但各個(gè)質(zhì)子間均有很強(qiáng)的庫(kù)侖斥力,隨著質(zhì)子數(shù)的增加,其庫(kù)侖力增加,對(duì)于穩(wěn)定的原子核,必須存在較多的中子才能維系二者的平衡,故D正確. 【答案】 CDE 結(jié) 合 能 與 平 均 結(jié) 合 能 [先填空] 1.結(jié)合能 核子結(jié)合成原子核所釋放的能量. 2.平均結(jié)合能 (1)定義:平均每個(gè)核子的結(jié)合能. (2)意義:平均結(jié)合能越大,原子核越難分離成單個(gè)核子. 3.質(zhì)量虧損 (1)質(zhì)量虧損:任何一個(gè)原子核的質(zhì)量總是小于組成它的所有核子的質(zhì)量之和,這一差值稱為質(zhì)量虧損. (2)能量計(jì)算:質(zhì)量虧損說(shuō)明核子組成原子核放出能量,其大小為ΔE=Δmc2. [再判斷] 1.原子核的核子數(shù)越多,平均結(jié)合能越大.() 2.質(zhì)量虧損是因?yàn)檫@部分質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量.() 3.結(jié)合能越大,核子結(jié)合得越牢固,原子越穩(wěn)定.() [后思考] 有人認(rèn)為質(zhì)量虧損就是核子的個(gè)數(shù)變少了,這種認(rèn)識(shí)對(duì)不對(duì)? 【提示】 不對(duì).在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒即核子的個(gè)數(shù)不變,只是核子組成原子核時(shí),仿佛變“輕”了一些,原子核的質(zhì)量總是小于其全部核子質(zhì)量之和,即發(fā)生了質(zhì)量虧損,核子的個(gè)數(shù)并沒有變化. [核心點(diǎn)擊] 1.對(duì)平均結(jié)合能的理解 (1)平均結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定. (2)核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核,平均結(jié)合能都比較小,中等質(zhì)量的核平均結(jié)合能最大、最穩(wěn)定. (3)當(dāng)平均結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成平均結(jié)合能較大的原子核時(shí),就要釋放核能. 2.質(zhì)量虧損、質(zhì)能方程及核能的計(jì)算 (1)質(zhì)量虧損: ①科學(xué)家研究證明在核反應(yīng)中原子核的總質(zhì)量并不相等.例如,精確計(jì)算表明:氘核的質(zhì)量比一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量之和要小一些,這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損,質(zhì)量虧損只有在核反應(yīng)中才能明顯地表現(xiàn)出來(lái). ②Δm是核反應(yīng)前與核反應(yīng)后的質(zhì)量之差. (2)質(zhì)能方程E=mc2 愛因斯坦指出,物體的能量(E)和質(zhì)量(m)之間存在著密切的關(guān)系,即E=mc2,式中c為真空中的光速.愛因斯坦質(zhì)能方程表明:物體所具有的能量跟它的質(zhì)量成正比.由于c2這個(gè)數(shù)值十分巨大,因而物體的能量是十分可觀的. (3)核反應(yīng)中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量ΔE=Δmc2 從愛因斯坦質(zhì)能方程同樣可以得出,物體的能量變化ΔE與物體的質(zhì)量變化Δm的關(guān)系:ΔE=Δmc2. 3.下列關(guān)于平均結(jié)合能的說(shuō)法不正確的是( ) A.核子數(shù)越多,平均結(jié)合能越大 B.核子數(shù)越多,平均結(jié)合能越小 C.結(jié)合能越大,平均結(jié)合能越大 D.平均結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定 E.中等質(zhì)量的原子核平均結(jié)合能較大 【解析】 中等質(zhì)量核的平均結(jié)合能比輕核和重核的平均結(jié)合能都大,故A、B、C均不正確,E正確.平均結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,故D正確. 【答案】 ABC 4.關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程,下列說(shuō)法正確的是( ) A.E=mc2中的E是物體以光速c運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 B.E=mc2是物體各種形式能的總和 C.由ΔE=Δmc2知,在核反應(yīng)中虧損的質(zhì)量Δm轉(zhuǎn)化成能量ΔE放出 D.由ΔE=Δmc2知,在核反應(yīng)中虧損的靜質(zhì)量轉(zhuǎn)化為動(dòng)質(zhì)量被放出的能量帶走 E.在公式ΔE=Δmc2中,質(zhì)量虧損Δm與放出的核能ΔE只是一種對(duì)應(yīng)關(guān)系,并不是Δm轉(zhuǎn)化成能量ΔE了 【解析】 愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2表明,物體的質(zhì)量與其他各種形式的能量之間的關(guān)系,故A錯(cuò)誤,B正確.ΔE=Δmc2表明,在核反應(yīng)中虧損的質(zhì)量Δm將產(chǎn)生ΔE=Δmc2的能量,只是以另一種形態(tài)的質(zhì)量(動(dòng)質(zhì)量)釋放出來(lái),與這部分質(zhì)量Δm相對(duì)應(yīng)的能量為Δmc2,而絕不是質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量了,故C錯(cuò)誤,D、E正確. 【答案】 BDE 5.三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳C,已知碳原子的質(zhì)量為12.000 0 u,氦原子的質(zhì)量為4.002 6 u.(1 u=1.6610-27 kg) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):18850051】 (1)寫出核反應(yīng)的方程; (2)這個(gè)核反應(yīng)放出的能量是多少焦? (3)這個(gè)能量合多少M(fèi)eV? 【解析】 (1)3He→C+ΔE (2)Δm=34.002 6 u-12.000 0 u=0.007 8 u Δm=0.007 81.6610-27 kg=1.294 810-29 kg ΔE=Δmc2≈1.16510-12 J. (3)ΔE=eV≈7.28106 eV=7.28 MeV. 【答案】 (1)3He→C+ΔE (2)1.16510-12 J (3)7.28 MeV 核能的兩種單位換算技巧 (1)若以kg為質(zhì)量虧損Δm的單位,則計(jì)算時(shí)應(yīng)用公式ΔE=Δmc2. (2)若以原子單位“u”為質(zhì)量虧損單位,則ΔE=Δm931.5 MeV. (3)兩種方法計(jì)算的核能的單位分別為“J”和“MeV”, 1 MeV=11061.610-19 J=1.610-13 J.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 高中物理 第4章 波與粒子 第1節(jié) 核力與核能教師用書 魯科版選修3-5 粒子 核力 核能 教師 魯科版 選修
鏈接地址:http://www.hcyjhs8.com/p-11977082.html