1、高考资源网（） 您身边的高考专家学习目标：1知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用；2知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小；3理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损；4知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。学习重点质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。学习难点结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。自主学习：一、核力与四种基本相互作用1核力(1)定义：原子核内_之间的相互作用力(2)特点核力是_的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力_核力是_，作用范围在_之内在大于0.81015 m小于1.51015 m的范围内表现为_，在小于0.810
2、15 m时表现为_核力的饱和性：每个核子只跟_的核子发生核力作用2四种基本的相互作用按照作用距离的长短，可把它们分为：(1)长程力：一种是_，另一种是电磁力(2)短程力：一种是_，另一种是_是引起原子核衰变的原因二、原子核中质子与中子的比例1核子比例关系自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致_，但对于较重的原子核，中子数_质子数，越重的原子核，两者相差_2形成原因这与核力与电磁力的不同特点有关原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力_，较多的质子集聚在一起的_不足以平衡它们之间的库仑力，原子核就不稳定了这时，如果不再成对地增加质子和中子，而只增加中子，中子与其他核子没有_，但有相互吸引的
3、_，所以有助于维系原子核的稳定三、结合能与质量亏损1结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时_的能量；或若干个核子在核力作用下结合成原子核时_的能量2比结合能：原子核的结合能与_之比为比结合能，也叫平均结合能比结合能越大，表示原子核中核子结合得越_，原子核越_，_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典型例题：例1、如果要把O分成8个质子和8个中子，需给它多少能量？要把它分为4个He，需给它多少能量？已知O的核子平均结合能是7.98 MeV，He的核子平均结合能是7.07 MeV.解析：将O分成8个质子和8个
4、中子所提供的能量为O的结合能，即为其核子数与平均结合能的乘积将O分成4个He可以看做两个过程：一是将O分成8个质子和8个中子，然后再将8个质子和8个中子结合成4个He，需提供的能量为此两个过程的能量之差把O分成8个质子和8个中子需提供的能量为：E1167.98 MeV127.68 MeV.将2个质子和2个中子结合成一个He所放出的能量为：E247.07 MeV28.28 MeV.则将O分成4个He需提供的能量为：EE14E2127.68 MeV428.28 MeV14.56 MeV.答案：127.68 MeV14.56 MeV例2、用动能为E10.6 MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成了两个
5、粒子(已知质子、粒子、锂核的质量分别为mp1.0073 u，m4.0015 u，mLi7.0160 u)(1)写出该核反应方程；(2)试计算生成的两个粒子的动能之和解析；(1)根据质量数和电荷数守恒有：LiH2He(2)核反应的质量亏损：mmLimp2m7.0160 u1.0073 u24.0015 u0.0203 u.由质能方程可得核反应释放出的能量为Em931.5 MeV0.0203931.5 MeV18.9 MeV.又由能量守恒定律，得生成的两个粒子的动能之和为EE1E0.6 MeV18.9 MeV19.5 MeV.答案：(1)LiH2He(2)19.5 MeV自我检测：1(2008高考
6、全国卷)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量Emc22.2 MeV是氘核的结合能下列说法正确的是()A用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零2一个铍原子核(Be)从最靠近核的K层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核(Li)，并放出一个不
7、带电的、质量接近零的中微子e(质量不计)，人们把这种衰变叫做铍核的EC衰变，核反应方程为：BeeLie.已知一个铍原子质量为m1，一个锂原子质量为m2，一个电子质量为me，光速为c，则一个铍原子核发生上述核反应释放的能量为A(m1m2)c2B(m1mem2)c2C(m1mem2)c2 D(m2m1me)c23一个负电子(质量为m、电荷量为e)和一个正电子(质量为m、电荷量为e)，以相等的初动能Ek，相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为，若这两个光子的能量都为h，动量分别为p和p，下面关系中正确的是()Ahmc2，ppBhmc2，ppChmc2Ek，pp
8、Dh(mc2Ek)，pp4(2009南京调研)一静止的U核衰变为Th核时，只放出一个粒子，已知Th的质量为MT，粒子质量为M，衰变过程中质量亏损为m，光在真空中的速度为c，若释放的核能全部转化为系统的动能，求放出的粒子的初动能5(2009江苏高考)在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即中微子Hne可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_(填写选项前的字母)A0和0
9、B0和1C1和0 D1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即ee2已知正电子和电子的质量都为9.11031 kg，反应中产生的每个光子的能量约为_ J正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小6.在一次核反应中U变成Xe和Sr，同时放出了若干中子.U的平均结合能约为7.6 MeV，Xe的平均结合能约为8.4 MeV，Sr的平均结合能约为8.7 MeV.求：(1)把U分解为核子时，要吸收多少能量？(2)使相应的核分别结合成Xe和Sr时，要释放出多少能量？(3)在
10、这个核反应中是吸收能量还是放出能量？这个能量大约是多少？参考答案：自主学习一、1.(1)相邻核子(2)强相互作用大得多短程力1.51015 m吸引力斥力邻近2.(1)万有引力(2)核力弱力弱力二、1.相等大于越多2.非常小核力库仑斥力核力三、1.吸收释放2.核子数牢固稳定中等大小3(1)Emc2(2)小于自主检测1选AD氘核分解为一个质子和一个中子时，所需吸收的能量不能小于其结合能2.2 MeV，故A对；光子照射氘核时，光子和氘核组成的系统总动量不为零，由动量守恒定律得，光子被氘核吸收后，分解成的质子和中子的总动量不为零，故总动能也不为零，所以把氘核分解为质子和中子所需的能量应大于2.2 Me
11、V，故D对，B、C错2选A铍原子核的质量为m14me，锂原子核的质量为m23me，则质量亏损为(m14meme)(m23me)m1m2，故核反应中释放的能量为(m1m2)c2.A项正确3选C负电子和正电子以相等的初动能相向运动发生碰撞而湮灭，正、负电子的总能量为2Ek2mc2，转化为两个光子后，总动量守恒，为零，故pp，且2Ek2mc22h，即hEkmc2.4解析：根据动量守恒定律得0MTvTMv根据能量守恒得mc2MTvmv解得Ekmvmc2答案：mc25解析：(1)根据方程的质量数与电荷数守恒，判断出中微子的质量数与电荷数均为零(2)利用质能方程Emc2可求出每个光子的能量E8.21014
12、 J正电子与电子相遇遵循动量守恒，不可能只转化为一个光子(3)粒子的动量p，物质波的波长.由mnme，知pnpe，则ne答案：(1)A(2)8.21014遵循动量守恒(3)ne6.解析：将原子核分解为核子时要吸收能量，将核子结合成原子核时要放出能量，可利用结合能和平均结合能的关系求解(1)把U分解为核子时要吸收的能量为E12357.6 MeV1786 MeV(2)核子结合成Xe释放出的能量为E21368.4 MeV1142.4 MeV核子结合成Sr释放出的能量为E3908.7 MeV783 MeV(3)在这个核反应中放出的能量为EE2E31925.4 MeV由于EE1，所以这个核反应放出能量，放出的能量为EEE1139.4 MeV.答案：(1)1786 MeV(2)1142.4 MeV783 MeV(3)放出139.4 MeV - 5 - 版权所有高考资源网