第5章 5．1核能来自何方.docVIP

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5．1核能来自何方

学习目标

知识脉络

1.知道核力的概念与特点．(重点)

2.理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损．(重点、难点)

3.掌握爱因斯坦质能方程，理解质量与能量的关系、会计算核反应中的能量问题．(重点、难点)

强大的核力

eq\o([先填空])

1．核子

质子和中子统称为核子．

2．核力

(1)定义：组成原子核的核子之间存在着的一种特殊的力，这种力叫核力．

(2)特点：①核力是强相互作用力，在它的作用范围内，核力比库仑力和万有引力大的多．

②核力是短程力，作用距离只有10－15m的数量级，每个核子只能对跟它邻近的少数粒子发生显著作用，超过了作用距离，核力会迅速减小到零．

eq\o([再判断])

1．原子核内的质子间均存在核力和库仑力．(×)

2．原子核中粒子所受的万有引力和电磁力可以达到平衡．(×)

3．核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大．(×)

eq\o([后思考])

原子核是由中子和质子组成的，在原子核狭小的空间里，带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散？

【提示】组成原子核的相邻的核子间存在核力．

eq\o([核心点击])

1．核力的性质

(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现．

(2)核力是短程力．约在10－15m数量级时起作用，距离大于0.8×10－15m时为引力，距离小于0.8×10－15m时为斥力，距离为10×10－15m时核力几乎消失．

(3)核力具有饱和性．核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用．

(4)核力与核子是否带电无关，质子与质子间、质子与中子间、中子与中子间都可以有核力作用．

(5)核力按力的分类上看，属于按性质分的力，而不是按效果分的力，与重力、弹力、摩擦力一样属于性质力．

2．四种相互作用

第一种相互作用是万有引力，与核力相比，在核力作用的范围内万有引力约为其核力的eq\f(1,1038)，第二种是电磁力，与核力相比，在核力作用的范围内，电磁力约为其核力的eq\f(1,102)，第三种是原子核内存在的强相互作用的核力，第四种是原子核内存在的弱相互作用力．

3．原子核中质子与中子的比例关系

(1)较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多．

(2)形成原因：

①若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快．所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了．

②若只增加中子，因为中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多．

③由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的．

1．对核力的认识，下列说法正确的是()

A．任何物体之间均存在核力

B．每个核子跟所有的核子都发生核力作用

C．核力只存在于质子之间

D．核力只发生在相距1.5×10－15m的核子之间，大于0.8×10－15m为吸引力，而小于0.8×10－15m为斥力

【解析】由核力的特点知道，只有相距1.5×10－15m的核子之间存在核力，核力发生在核子之间，核力是强相互作用，故D正确．

【答案】D

2．对原子核的组成，下列说法正确的是()

A．核力可使一些中子组成原子核

B．核力可使非常多的质子组成原子核

C．自然界中原子核都由质子和中子组成

D．质量较大的原子核内一定有中子

【解析】由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，如eq\o\al(1,1)H，C错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确.

【答案】D

3．(多选)关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()

A．原子核中质子数和中子数一定相等

B．稳定的重原子核里，质子数比中子数少

C．原子核都是非常稳定的

D．由于核力的作用范围是有限的，核力具有饱和性，不可能无节制地增大原子核而仍稳定存在

【解析】由稳定核的质子数与中子数的关系可知，质量越大的原子核内中子数比质子数多得越多，故A错误，B正确；原子核可以发生衰变，且原子序数大于83的元素都有放射性，故C错误；由核力作用特点可知，核子数越多的原子核越不稳定，故D正确．

【答案】BD

?1?核力是强相互作用力，只存在于相邻核子之间.

?2?核力的存在