物理：19.519.6核力与结合能详解.doc

第十九章 原子核 19.5核力与结合能 【自主预习】 1.核力是存在于原子核里的________的相互作用，核力有以下特点： (1)核力是________相互作用(________)的一种表现。在原子核的尺度内，核力比库仑力________得多； (2)核力是短程力，作用范围在________ m之内。 (3)每个核子________的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。 2．原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的________。原子核的结合能与核子数之比，称做________，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越________，原子核越________。 3．物体的能量与它的质量之间的关系，即________。 4．原子核的质量________组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损。质量亏损表明，的确存在着原子核的________。 5．核能的计算方法总结 核能的计算是原子物理的重要方面和高考的热点问题，其计算的基本方法是： （1）．根据质量亏损计算，步骤如下： ①根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm。 ②根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能。 ③计算过程中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳。 （2）．利用原子单位u和电子伏计算。 ①明确原子单位u和电子伏特间的关系 因1 u＝1.660 6×10－27 kg 则E＝mc2＝1.660 6×10－27×(3.0×108)2 J＝1.494×10－10 J 又1 eV＝1.6×10－19 J 则E＝1.494×10－10 J＝931.5 MeV ②根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。 ③上式中，Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV。 （3）．利用平均结合能来计算核能 原子核的结合能＝核子的平均结合核能×核子数。 （4）．根据能量守恒和动量守恒来计算核能 （5）．应用阿伏加德罗常数计算核能 【典型例题】 一、核力与四种基本相互作用 【例1】关于核力的说法正确的是 (　　) A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用 B．核力就是电磁力 C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内 D．核力与电荷有关 【例2】．下列关于对核力的认识，正确的是(　　) A．核力是强相互作用的一种表现，比库仑力大得多 B．核力存在于质子和中子、中子和中子之间，质子和质子之间只有库仑斥力 C．核力是核子间相互吸引的力，是短程力 D．核力只存在于相邻的核子之间，具有饱和性 二、结合能与质量亏损 【例3】中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、mD。现用能量为E的γ射线照射静止的氘核使之分解，反应方程为γ＋D→p＋n，若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是 (　　) A.[(mD－mp－mn)c2－E]B.[(mp＋mn－mD)c2－E] C.[(mD－mp－mn)c2＋E]D.[(mp＋mn－mD)c2＋E]17．为了确定爱因斯坦质能方程ΔE＝mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1＝0.6 MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个α粒子的动能之和为E2＝19.9 MeV。 (1)写出该核反应方程； (2)通过计算说明ΔE＝Δmc2正确。(已知质子mp＝1.007 3 u，α粒子mα＝4.001 5 u，锂核mLi＝7.016 0 u) Po原子核的质量为209.982 87 u， Pb原子核的质量为205.974 46 u，He原子核的质量为4.002 60 u，静止的 Po核在α衰变中放出α粒子后变成 Pb，求： (1)衰变过程中释放的能量； (2)α粒子从Po核中射出时的动能； (3)反冲核的动能(已知1 u相当于931.5 MeV，且核反应释放的能量只转化为动能。) 【】1．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是(　　) A．核力、万有引力、库仑力 B．万有引力、库仑力、核力 C．库仑力、核力、万有引力 D．核力、库仑力、万有引力 2．下列说法中正确的是(　　) A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力 B．对质子数较多的原子核，其中的中子起到维系原子核稳定的作用 C．重核比中等质量的核更稳定 D．两个质子之间不管距离如何，核力总大于库仑力 3．下列说法正确的是(　　) A．自由核子结合成原子核时，一定遵循质量守恒 B．在发生核反应时，反应前物质的总质量一定等于反应后所生成物质的总质量 C．发生核反应时，反应前的总质量大于