5.4核裂变与核聚变 教案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修3
5.4核裂变与核聚变
〖教材分析〗
前面已经学习了关于原子核方面的知识，已经有了一定的基础。本节内容由核裂变、核聚变以及核能的利用三部分组成。利用核能除了裂变，还可以利用聚变与热核反应，认识核能的和平利用能为人类造福。在核裂变的三分裂和四分裂以及原子弹和氢弹的研制方面，可以介绍我国在这方面的成就，对学进行爱国主义教育。
〖教学目标与核心素养〗
物理观念∶知道核聚变与和裂变的不同，通过核反应方程能计算所释放的能量。
科学思维∶能够分清楚裂变和聚变的含义，知道当前核聚变是不受控制的。
科学探究：通过核裂变的示意图推理出三分裂和四分裂的概念，了解物理学常用的方法一—推理法。
科学态度与责任∶通过观看我国原子弹氢弹的爆炸视频，激发学生献身国防的爱国主义热情。
〖教学重难点〗
教学重点：核裂变、核聚变。
教学难点：核裂变。
〖教学准备〗
多媒体课件等。
〖教学过程〗
一、新课引入
较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合
并成中等大小的核的过程中，都有可能释放出能
量。核电站以及原子弹、氢弹等核武器，利用的
就是这些核能。在这些装置中，核能是怎样被转
化和使用的呢?
20世纪30年代，物理学家的一个重大发现改变了人类历史。原子核在"分
裂或聚合"时，会释放出惊人的能量。
二、新课教学
（一）核裂变的发现
1.裂变的概念
奥地利物理学家迈特纳和弗里施进一步研究了这个过程，发现
铀核被中子轰击后会复合成一种不稳定的同位素，形状也从原来的
球型被拉长成这样。核子间距离远了，核力迅速减小，不足以克服
库仑斥力使原子核恢复原来的形状，所以最后原子核会分裂成两块
质量差不多的碎块，同时放出中子。弗里施觉得这个过程和细胞分裂挺像的，所以把这类核反应定名为核裂变。即
重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应的过程，叫做核裂变。
n 3Kr Ba n U 108936144
5610235
92++→+
裂变的生成物是多种多样。比如会裂为先和斯，也可能会裂变为钡和氪，同时放出一些中子。在这个过程中原子的质量数以及核电荷数是守恒的。
2.链式反应
以中子轰击铀235核的反应为例，过程
中会再释放出三个中子。
问题：如果这三个中子再意外撞击了其
它铀核，是不是又会引发新的核裂变？
这些中子能与其他铀核继续反应，而且
反应中新产生的中子还能继续撞击其他铀核，让反应不断的持续下去。显然这样会产生越来越多的中子，裂变反应了的整体强度不断增大。即
把这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，称为核裂变的链式反应。
播放视频：模拟链式反应。
另外刚才这两种裂变都生成两个中等质量
的核，所以称为二分裂。相应的还会有三分裂和四分裂的现象，不过概率很低分。我国科学家钱
三强夫妇与1947年就测定了概率分时是3001和5000
1。 问题：按照链式反应原理，铀加中子就会有链式反应呢？
链式反应的维持需要有一定的条件，那就是每一次裂变产生的中子，至少平均有一个能引发新的裂变，否则整个反应就会越来越弱，直到无法进行。
3.链式反应的条件
①保证铀235的纯度
因为在反应过程中释放出的中子可能有一部
分在杂质吸收，这就会导致反应无法维持下去，
因此在那减少裂变物质中的杂质。对于天然的铀
矿，使用前要先进行提纯。
②铀块的大小
因为每一个原子所在的空间内，原子核只占很小的体积。所以裂变产生的中子，很可能碰不到其他铀核直接飞出铀块，那就白瞎了。因此要保证铀块体积足够大，这样这些中子有足够的概率打中其他铀核，从而让链式反应持续下去。（动图展示）
通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积称为临界体积，把相应的质量称为临界质量。
4.核裂变的标准煤
铀核裂变时如果生成物不同，释放
的能量也有差异。一个铀235核裂变时
释放的能量如果200MeV 估算，1kg 铀
235全部发生核裂变时放出的能量就相
当于2800t 标准煤完全燃烧时释放的化学能。
拓展学习：原子弹
视频播放我国第一颗原子弹爆炸。
学习了链式反应，如果让这个反应在人工控制下进行，那释放出的能量就可以被利用。为此人们建立了核反应堆，也就是人工控制链式反应的装置。
（二）反应堆与核电站
1.核反应堆
①铀棒：浓缩铀作为燃料棒，铀棒越多，反应的
速率就越快。
②镉棒：吸收中子，控制反应速率
③慢化剂：使中子变为慢中子，易吸收（石墨，
重水和轻水）
④水泥防护层：防止辐射
问题：核反应堆怎么用它发电？
2.核电站
看这个图，核反应堆释放的能量使反
应池温度升高，那第一回路中那水温度也
升高，然后利用这个热交换器把热量传给
第二回路中的水，是它们变成高温高压的
蒸汽，带动汽轮机运转，从而让发电机发
电。
（三）核聚变
1.核聚变的概念 对比的裂变可以看作是一个重核裂变成两个质量中等的原子核，同时放出能量。
MeV 200n 3Kr Ba n U 108936144
5610235
92+++→+
相反的，如果是
两个轻核结合成一个质量较大的核，这种核反应咱称为核聚变。
举个例子，一个氘核与一个氚核聚变，会生成一个氦核与一个中子。这个过
程也会释放能量。
MeV 617n He H H 1042312
1.++→+
问题：两种核反应谁放出的能量多呢？
核聚变平均每个核子放出了MeV 5235617E ..==
平均。而裂变的只有0MeV 850236
200E .==平均，所以是核聚变释放的能量更多。即 ①轻核聚变产能效率高 ②燃料氘和氚储量丰富
核聚变的材料更好找，更丰富，因为一升海水中就有大约0.03g 的氘，如果让他们发生聚变，放出的能量就相当于燃烧300升汽油，而海水的面积占了地球表面的2/3以上，核聚变的材料几乎是取之不尽用之不竭的。
③无废料，更安全、清洁
因为产物都是稳定的氦和没有放射性，也不污染环境，相比于核裂变产生的核废料，简直不能更安全啦，所以说核聚变是一种解决能源问题的理想途径。
问题：既然优点这么多，为什么很少听说核聚变在生活中的应用呢？
2.核聚变的条件
核聚变应用的难度确实有点儿大，首先让氘核
与氚核这样的轻核发生聚变，必须让他们核子间的
距离接近10-15m 。这样核力才能起作用，但这个过
程需要克服核子间距大的库伦斥力，难度很大。必须保证原子核有很大的动能才行。
办法：加热到几百万卡尔文
温度越高分子的平均动能越大，只有加热到几百万摄氏度，才能让他们有足够的动能发生聚变，因此核聚变的反应又叫热核反应。热核反应一旦发生，就不再要外界给它能量，靠自身产生的热就会反应继续下去。
3.核聚变的例子
①太阳的能量来自热核反应
②用于制造氢弹（视频播放我国第一颗氢弹爆炸）
4.可控核聚变的方案
无论是氢弹还是太阳内的热核反应，都是不可控呢。因为他们的温度太高了，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。这构成了实现可控核聚变的主要困难。为了解决这个难题，科学家设想了两种方案，即磁约束和惯性约束。
课堂练习
例1：下列说法中正确的是（）
A.原子弹是利用核聚变反应
B.氢弹是利用核裂变反应
C.铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核
D.为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235
解析：原子弹是利用核裂变反应，氢弹是利用核聚变反应，铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是多种多样啊，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多。铀中有杂质会吸收中子，使得裂变无法进行。故选D。
例2：利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为（）
A.它比较容易发生链式反应
B.能自动裂变，与体积无关
C.铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能
D.铀235 价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多
解析：铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂
变的几率更大，故选A。
例3：镉棒在核反应堆中所起的作用是（）
A.使快中子变成慢中子
B.使慢中子变成快中子
C.使反应速度加快
D.控制反应速度，调节反应速度的快慢
解析∶在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作用.镉棒又叫控制棒，起吸收中子、控制反应速度、调节功率大小的作用，故选项D正确。
例4：太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈地（）
A.衰变反应
B.人工核反应
C.裂变反应
D.热核反应
解析：太阳的内部时刻都在进行着氢核的聚变，即热核反应。故选D。〖板书设计〗
5.4核裂变与核聚变
一、核裂变的发现
1.裂变；重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应的过程
2.链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程
3.链式反应的条件：铀的纯度和铀块大小
二、反应堆与核电站
三、核聚变
1.核聚变：两个轻核结合成一个质量较大的核
2.核聚变的条件：加热到几百万卡尔文（热核反应）
3.核聚变的例子：太阳、氢弹
〖教学反思〗
通过本堂课的学习，主要让学生知道核裂变与核聚变的概念，了解核能在当
今社会生产生活中的应用。另外本节内容比较抽象，教师注意引导，采取形象化的比喻来给学生总结、归纳，加强对知识的理解。另外播放我国在原子弹和氢弹的研制上的记录视频，提升学生的爱国情怀和民族自信心。
核裂变与核聚变 教案—人教版(2019)高中物理选择性必修三
教案 上课时间：年月日 题课选择性必修三第五章第4节：核裂变与核聚变课型新课时共2课时 教学目标1. 了解核裂变反应及链式反应的条件。2.知道反应堆的工作原理及其类型，知道核电站的工作流程。3.了解核聚变反应及条件，关注受控核聚变反应研究的进展。4.了解两类核能应用的利弊，关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。 学习重点核裂变反应及链式反应的条件、核聚变反应及条件 学习难点受控核聚变反应 教学过程 教学环节（含备注）教学内容 引入新课 讲授新课 （边讲授边讨论学案预习题）一.引入新课 核电站和原子弹是怎样转化和利用核能的？氢弹与原 子弹有什么异同？ 二.进行新课 （一）核能释放原理： 只有重核裂变和轻核聚变时，因质量亏损能放出 大量的能量。 （二）核裂变的发现 1．核裂变：重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的较轻原子核，并放出核能的过程。 2．铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多样的，其中一种典型的反应是235 92 U＋1 n→144 56 Ba＋89 36 Kr＋31 n。 3．链式反应：由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫作核裂变的链式反应。 4．链式反应的条件：发生核裂变物质的体积大于或等于临界体积或核裂变物质的质量大于或等于临界质量。 （三）反应堆与核电站 1．核电站：利用核能发电，它的核心设施是核反应堆，它主要由以下几部分组成： (1)核燃料：铀棒； (2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生核裂变，采用石墨、重水或普通水(也叫轻水)作慢化剂； (3)控制棒：利用镉吸收中子能力很强的特性，采用插入镉棒的方法控制链式反应的速度；
5.4核裂变与核聚变 教案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修3
5.4核裂变与核聚变 〖教材分析〗 前面已经学习了关于原子核方面的知识，已经有了一定的基础。本节内容由核裂变、核聚变以及核能的利用三部分组成。利用核能除了裂变，还可以利用聚变与热核反应，认识核能的和平利用能为人类造福。在核裂变的三分裂和四分裂以及原子弹和氢弹的研制方面，可以介绍我国在这方面的成就，对学进行爱国主义教育。 〖教学目标与核心素养〗 物理观念∶知道核聚变与和裂变的不同，通过核反应方程能计算所释放的能量。 科学思维∶能够分清楚裂变和聚变的含义，知道当前核聚变是不受控制的。 科学探究：通过核裂变的示意图推理出三分裂和四分裂的概念，了解物理学常用的方法一—推理法。 科学态度与责任∶通过观看我国原子弹氢弹的爆炸视频，激发学生献身国防的爱国主义热情。 〖教学重难点〗 教学重点：核裂变、核聚变。 教学难点：核裂变。 〖教学准备〗 多媒体课件等。 〖教学过程〗 一、新课引入 较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合 并成中等大小的核的过程中，都有可能释放出能 量。核电站以及原子弹、氢弹等核武器，利用的 就是这些核能。在这些装置中，核能是怎样被转 化和使用的呢? 20世纪30年代，物理学家的一个重大发现改变了人类历史。原子核在"分
裂或聚合"时，会释放出惊人的能量。 二、新课教学 （一）核裂变的发现 1.裂变的概念 奥地利物理学家迈特纳和弗里施进一步研究了这个过程，发现 铀核被中子轰击后会复合成一种不稳定的同位素，形状也从原来的 球型被拉长成这样。核子间距离远了，核力迅速减小，不足以克服 库仑斥力使原子核恢复原来的形状，所以最后原子核会分裂成两块 质量差不多的碎块，同时放出中子。弗里施觉得这个过程和细胞分裂挺像的，所以把这类核反应定名为核裂变。即 重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应的过程，叫做核裂变。 n 3Kr Ba n U 108936144 5610235 92++→+ 裂变的生成物是多种多样。比如会裂为先和斯，也可能会裂变为钡和氪，同时放出一些中子。在这个过程中原子的质量数以及核电荷数是守恒的。 2.链式反应 以中子轰击铀235核的反应为例，过程 中会再释放出三个中子。 问题：如果这三个中子再意外撞击了其 它铀核，是不是又会引发新的核裂变？ 这些中子能与其他铀核继续反应，而且 反应中新产生的中子还能继续撞击其他铀核，让反应不断的持续下去。显然这样会产生越来越多的中子，裂变反应了的整体强度不断增大。即 把这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，称为核裂变的链式反应。
新课标人教版1-2选修一3.4《裂变和聚变》WORD教案1
有关重核裂变和轻核聚变的教学建议 （1）重核裂变 要利用原子能，就要设法让核能释放出来.怎样才能释放核能？教学中可以联系一些放能反应的实例进行讨论：由天然放射性元素原子核的衰变来取得原子核能行不行？例如铀238在α衰变时放出的α粒子具有4.18MeV的能量，钴60的β衰变放出的β粒子有0.32MeV能量、放出的γ光子具有1.17MeV的能量.可见衰变过程也是释放能量的过程.可是天然衰变进行得非常缓慢（铀238的半衰期为4.49×109年，钴60的半衰期为5.27年），放出的功率很小，人又无法控制，实用价值不大（可用于医疗、科研）.靠原子核人工转变时放出的能量行不行？ 确实有能量放出来，但是粒子击中原子核的机会太少了，常常是用几百万个粒子才击中一、两次，这种做法是得不偿失的.在这样讨论的基础上再提出重核裂变和链式反应，学生的印象会更深刻些. 重核裂变的机制，一般可不做说明.如果有的同学问到这个问题，可做粗浅的解释，告诉他们：中子打进铀235后，形成一个新的处于激发态的核，由于其中核子的剧烈运动，核子间的距离增大，核力迅速减小，不足以克服质子之间的库仑斥力，核就分裂成两部分. 应当告诉学生，我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇，1946年在巴黎发现了铀的三分裂和四分裂，这是我国科学家在核裂变研究中作出的贡献.不过三分裂和四分裂现象发生得较少，它们产生的概率与二分裂现象产生的概率相比，分别为后者的千分之三和万分之三. 应该让学生了解，维持链式反应要有一定的条件.如果每次裂变放出的中子平均有一个能再度引起裂变反应，或者说一代裂变中子的总数不少于前一代的中子数，链式反应就能维持下去.由于裂变中放出的中子有的可能从裂变物质中漏失出去，有的可能被裂变物质吸收而没有产生裂变，也有的可能被裂变物质中所含的杂质吸收，所以链式反应未必能持续地进行下去.要维持链式反应，就要减少裂变物质中的杂质，还要增大裂变物质的体积.这就引入了临界体积的概念.要让学生了解，参加裂变反应的裂变物质体积越大，中子的漏失越少.裂变物质达到一定体积（即临界体积）时，链式反应就可以持续下去.还可以告诉学生，跟临界体积相对应的裂变物质的质量，叫临界质量.纯铀235的临界体积（球形），直径只有4.8cm，相应的临界质量只有1kg左右.核反应堆，由于堆型的不同，临界质量可以从几kg到几百kg.
高中物理 第十九章 7核聚变教案 新人教版选修3-5(2篇)
核聚变 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解聚变反应的特点及其条件. 2．了解可控热核反应及其研究和发展. 3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。（二）过程与方法 通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力 （三）情感、态度与价值观 1．通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。2．认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。 ★教学重点 聚变核反应的特点。 ★教学难点 聚变反应的条件。 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题. 学生：学生认真仔细地听课 点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。 （二）进行新课 1．聚变及其条件 提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变？ 学生仔细阅读课文 学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。 投影材料一：核聚变发展的历史进程［1］ 提问：请同学们再看看比结合能曲线（图19.5-3），想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能？ 让学生了解聚变的发展历史进程。 学生思考并分组讨论、归纳总结。 学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大 点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。 教师归纳补充：
人教版高中物理核裂变与核聚变课后习题答案及解析
人教版高中物理核裂变与核聚变 课后习题答案及解析 练习与应用 1．什么是核裂变？什么是链式反应？ 解析： 重核分裂成中等质量原子核的核反应叫做重核的裂变。由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。 2．在核反应堆中，用什么方法控制核裂变的速度？ 解析： 核反应堆是人工控制链式反应的装置，控制速度的原理：在铀棒之间插些镉棒，因为镉吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，使镉棒插深些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就减慢了；反之，则把镉棒插浅一些，让它吸收中子少一些，链式反应的速度就可以增大，一般来说这些操作是用电子仪器来完成；所以在原子核反应堆中，可用能吸收中子的镉棒来控制核裂变反应的速度。 3．什么是核聚变？核聚变过程中的能量转化有什么特点？ 解析： 两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做聚变．聚变发生时需要提供巨大的能量，但反应中放出的能量比提供的能量要大得多。 4．请分析：在地球上实现受控热核反应的必要性、可能性和困
难是什么？ 解析： 必要性:由于地球上石化燃料和裂变材料的贮量有限,开发聚变能非常重要,并且是一项十分紧迫的任务。各国科学家都在加紧研究,以期尽快在地球上制造出人类自己的太阳,缓解甚至消除能源危机的困扰。 可能性:地球上聚变材料的储量丰富,每升水中含有0.03g的氘,地球上的河流、湖泊、海洋等有138.6亿立方米的水,大约有40亿吨氘。聚变反应中所用的氘可以利用锂来提取,地球上锂的储量有2000亿吨,用来制取氘足以满足聚变的需要。 困难:地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需要的高温。 5．在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。 （1）设碰撞前中子的动能是E0，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少？ 解析： 设中子的质量为m，速度为v0，碳核的质量为M，碰撞后中子、碳核的速度分别为v1、v，以v0方向为正方向，根据动量守恒定律得： mv0=mv1+Mv根据机械能守恒定律得：1 2m v02=1 2 m v12+1 2 M v2由以上两式解得 v1= - 11 13 v0 碰撞一次，中子损失的动能为：△E K=1 2m v02-1 2 m v12=48 169 E0
《核能》教案 (高效课堂)2022年人教版 (新版)新人教版
二、核能 教学设计 教学目标 1．了解核能的由来，知道核能的优点和可能带来的问题。 2．了解原子、原子核的结构。 3．了解核裂变和核聚变。 教学重难点 1．核裂变、核聚变。 2．核裂变、聚变及其应用。 教学过程 导入新课 方案一：课件展示 播放视频或图片，介绍： 1．我国用了短短4年时间完成了原子弹的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹。 2．1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹，完成了其他国家要十几年或几十年才能完成的工作。 引导：原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？ 生：因为原子弹和氢弹都利用了核能。 方案二：情境引入 介绍材料： 威力巨大的原子弹 1945年8月6日，美国在日本广岛上空投下了一枚原子弹，使这个20余万人的城市转眼间变成了废墟，三天以后，日本长崎遭到了同样的命运，据有关资料记载，广岛24.5万人死亡，失踪20万人；长崎23万人死亡，失踪15万人，两个城市毁坏程度达60%～80%。 推进新课 一、原子原子核 学生阅读课本第151页第一段，以问题引导学生回顾原子的知识。 问题1：一切物质是由分子组成的，那么分子是由什么组成的？ 问题2：原子有多大？原子是由什么组成的？它们的带电情况如何？ 问题3：组成原子的微粒的质量大小和体积大小的情况是怎样的？ 二、核能 讲述：科学家们在天然放射性现象的研究中，发现了极其微小的原子核内部还有结构，原子核也是可以再分的。为了研究原子核内部的结构，物理学家们尝试用粒子去“轰击”原子核，最初是用α粒子去轰击，后来又用质子、中子去轰击，发现都能引起原子核的变化——核反应，而且发现在某些核反应过程中能释放出大量能量。由于原子核的变化而释放的巨大能量，我们把它叫做核能。 使学生明确：质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。它包括核裂变能和核聚变能这两种主要形式。 三、裂变
人教版高二物理选修35第十九章：核裂变核聚变
人教版高二物理选修35第十九章：核裂变核聚变 班级姓名 【自主学习】 一、重核的裂变 1．定义 重核分裂为质量_________的核，释放出_______的反响。 2．铀核裂变 用______轰击铀核时，铀核发作裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反响是 92235U＋01n―→ 56144Ba＋ 36 89Kr＋___ 3．链式反响 当一个____惹起一个铀核裂变后，裂变释放的中子再惹起________裂变，且能不时继续下去，这种反响叫核裂变的链式反响。 4．链式反响的条件 发作裂变物质的体积大于_______或裂变物质的质量大于_______。 二、核聚变 1．核聚变 (1)定义：两个轻核结分解质量______的核的反响。轻核聚变反响必需在_______下停止，因此又叫热核反响。 (2)核反响举例：12H＋13H―→________＋01n＋17.6 MeV (3)实例剖析： ①核武器：氢弹，由普通炸药引爆_____，再由_____爆炸发生的高温高压引发热核爆炸。 ②宇宙天体：热核反响在宇宙中时时辰刻地停止着，太阳就是一个庞大的________。 2．受控热核反响 (1)聚变与裂变相比有很多优点： ①轻核聚变产能________； ②地球上聚变燃料的储量_____； ③轻核聚变卦为_______。 (2)约束核聚变资料的方法：_____和_____。 【课后练习】 1．以下核反响中，表示核裂变的是( ) A. 92238U→ 90234Th＋24He B. 614C→ 714N＋－10e C. 92235U＋01n→ 56141Ba＋3692Kr＋301n D．49Be＋24He→ 612C＋01n 2.235 92U吸收一个慢中子后，分裂成136 54Xe和9038Sr，还放出( ) A．1个α粒子B．3个中子 C．10个中子D．10个质子 3．关于原子核反响堆，以下说法正确的选项是( ) A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能 B．镉棒的作用是控制反响堆的功率 C．石墨的作用是吸收中子 D．冷却剂的作用是控制反响堆的温度和输入热能4．铀核裂变时，关于发生链式反响的重要要素，以下说法中正确的选项是() A．铀块的质量是重要要素，与体积有关 B．为了使铀235裂变的链式反响容易发作，最好直接应用裂变时发生的快中子 C．假定铀235的体积超越它的临界体积，裂变的链式反响就可以发作 D．裂变能否发作链式反响与铀块的质量有关 5．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于235 92U的裂变，
2021-2022学年高二物理人教版选修3-5学案：19.6、7、8 核裂变 核聚变 粒子和宇宙
6核裂变 7核聚变 8粒子和宇宙 [目标定位] 1.知道重核的裂变产物和链式反应发生的条件.2.把握核聚变的定义及发生条件.3.会推断和书写 核裂变、核聚变方程，能计算核反应释放的能量． 一、核裂变 1．核裂变：重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程． 2．铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是235 92U＋10n―→144 56Ba＋8936Kr＋310n． 3．链式反应：当一个中子引起一个铀核裂变后，裂变释放的中子再引起其他铀核裂变，且能不断连续下去，这种反应叫核裂变的链式反应． 4．链式反应的条件： (1)发生裂变物质的体积大于等于临界体积； (2)有足够浓度的铀235； (3)有足够数量的慢中子． 二、核电站 1．核电站：是利用核能发电，它的核心设施是核反应堆．它主要由以下几部分组成： (1)燃料：铀棒 (2)减速剂：铀235简洁捕获慢中子发生反应，可接受石墨、重水、一般水作减速剂． (3)把握棒：为把握能量释放的速度，需把握中子的数目，接受镉棒作为把握棒来把握链式反应的速度．2．工作原理：核燃料裂变释放的能量，使反应区温度上升． 3．能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流淌，把反应堆内的热量传输出去，用于发电．4．核污染的处理：在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下或海底．三、核聚变 1．定义：两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的核反应． 2．举例：21H＋31H―→42He＋10n＋17.6 MeV 3．条件： (1)轻核的距离要达到10－15__m以内． (2)需要加热到很高的温度，因此又叫热核反应． 4．氢弹原理：首先由一般炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸． 5．热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆． 四、粒子和宇宙 1．“基本粒子”不基本 直到19世纪末，人们称光子、电子、质子和中子是基本粒子． 2．发觉新粒子 1932年发觉了正电子，1937年发觉了μ子，1947年发觉了K介子和π介子及以后的超子等． 3．夸克模型 上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克；它们带的电荷量分别为元电荷的＋ 2 3或－ 1 3，每种夸克都有对应的反夸克． 一、核裂变和链式反应 1．核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规章的外形． 2．核子分裂：核子间的距离增大，因而核力快速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，形成链式反应．3．能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量．一般来说，平均每个核子放出的能量约为1 MeV，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t优质煤燃烧时释放的能量，裂变时能产生几万度的高温． 4．用中子轰击铀核时，铀核裂变的产物是多种多样的，其中两种典型的反应是：
2023年新教材高中物理核裂变与核聚变“基本”粒子基础练新人教版选择性必修第三册
5.4 核裂变与核聚变 5.5 “基本”粒子 一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分) 1．中国是核电大国，到2020年1月，已经建成19座核电站，核电站是利用原子核发生裂变反应时所产生的核能来进行发电的。关于原子核与核能，以下说法正确的是( C ) A．组成原子核的核子之间只存在引力 B．核反应中由于核子数减少而导致质量亏损 C．比结合能越大的原子核越稳定，核子平均质量越小 D．核电站利用中等质量的原子核分裂成质量较小的原子核来获取核能 解析：组成原子核的核子之间存在核力的作用，核力有时表现为斥力，有时表现为引力，选项A错误；核反应中核子数并没有减少，由于核子的平均质量减少而导致质量亏损，选项B错误；比结合能越大的原子核越稳定，核子平均质量越小，选项C正确；核电站利用质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量核来获取核能，选项D错误。 2．如图是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识，下列说法正确的是( D ) A．铀棒是核燃料，核心物质是铀238 B．石墨起到吸收中子的作用 C．镉棒起到使中子减速的作用 D．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害 解析：铀棒是核燃料，核心物质是铀235，选项A错误；在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，选项BC错误；水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，选项D正确。 3．中国承诺到2020年碳排放量下降40%～45%。为了实现负责任大国的承诺，我国将新建核电站项目。目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是( A ) A．235 92U＋10n―→9038Sr＋136 54Xe＋1010n B．2411Na―→2412Mg＋ 0－1e C．14 7N＋42He―→17 8O＋11H D．238 92U―→234 90Th＋42He 解析：重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成两个中等质量的原子核，A是裂变反
高中物理新教材同步选择性必修第三册 第5章原子和原子核 4 核裂变与核聚变
4核裂变与核聚变 [学习目标] 1.知道什么是裂变、聚变和链式反应，知道链式反应和聚变的条件.2.会书写裂变和聚变方程，会利用质量亏损计算裂变和聚变产生的核能.3.了解核反应堆的工作原理，知道如何控制核反应的速度． 一、核裂变的发现 1．核裂变：铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这类核反应定名为核裂变．2．铀核裂变 U＋ 用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是235 92 1 n→144 56Ba＋8936Kr＋310n. 3．链式反应 中子轰击重核发生裂变后，裂变释放的中子继续与其他重核发生反应，引起新的核裂变，使核裂变反应一代接一代继续下去，这样的过程叫作核裂变的链式反应． 4．临界体积和临界质量：核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量． 二、反应堆与核电站 1．核电站：利用核能发电，它的核心设施是反应堆，它主要由以下几部分组成： (1)燃料：铀棒． (2)慢化剂：石墨、重水和普通水(也叫轻水)． (3)控制棒：为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫作控制棒． 2．工作原理 核燃料发生核裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却． 3．核污染的处理 在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线．核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下． 三、核聚变 1．定义：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变． 2．核反应方程：21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV.
5.4 核裂变与核聚变 练习—2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修三
核裂变与核聚变练习 一、单选题 1.下列说法正确的是 A. 在铀核的裂变中,当铀块的体积小于“临界体积”时,不能发生链式反应 B. 铀元素的半衰期为T,当温度发生变化时,铀元素的半衰期也发生变化 C. 比结合能越小,原子核结合得越牢固,原子核越稳定 D. 轻核聚变后,比结合能减少,因此反应中释放能量 2.2020年12月4日,新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置(HL−2M)在成都建成 并首次实现利用核聚变放电。下列方程中,正确的核聚变反应方程是() A. 12H+13H→24He+01n B. 92238U→90234Th+24He C. 92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n D. 24He+1327Al→1530P+201n 3.铀原子核既可发生衰变,也可发生裂变。其衰变方程为 92238U→ 90234Tℎ+X,裂变方程为 92235U+ 01n→Y+ 3689kr+3 01n,其中 92235U、 01n、Y、3689Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4,光在真空中的传播速度为c。下列叙述正确的是() A. 92238U发生的是β衰变 B. Y原子核中含有56个中子 C. 若提高温度, 92238U的半衰期将会变小 D. 裂变时释放的能量为(m1−2m2−m3−m4)c2 4.2020年1月10日,工程院院士黄旭华获得国家最高科学技术奖,他为核潜艇研制和跨越式发展作 出了巨大贡献,下列说法正确的是 A. 核潜艇的核反应也叫热核反应 B. 原子弹中铀或钚的质量可小于临界质量 C. 核潜艇的核反应堆是利用隔棒控制核反应速度 D. 核聚变和核裂变都能放出核能,故一切核反应都应放出核能 5.关于核反应下列说法正确的是() A. 核反应方程 714N+24He→817O+11H属于轻核聚变 B. 氢弹是利用重核裂变制成的核武器
高中物理_核裂变和核聚变教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计 【课堂引入】 问题：在上一节中，我们学习了原子核的比结合能曲线，知道中等核 的比结合能最大，那么一个重核分裂成两个中等原子核或两个较轻原 子核结合成质量数较大原子核时要释放能量还是要吸收能量呢？ 【课堂学习】 一、核裂变 ●核裂变：重核分裂成几个中等质量原子核并释放出核能的反应，称 为核裂变。 ★铀核的裂变：用中子（10n）轰击铀核，铀核发生裂变，分裂成两 个中等质量的原子核，从而释放出巨大能量。核裂变的方程： 问题1：写重核裂变方程应注意什么？ （1）满足“质量数、核电荷数”守恒； （2）只能用“”，不能用“=”； （3）两边的中子不能约去 学习活动一：在核裂变 U＋ n → Ba＋ Kr＋310n反应中，质量亏损 Δm=0.2153u，则 （1）一个铀核裂变释放多少能量E？平均每个核子释 放的能量E0是多少 解：E=Δm×931.5Mev=200.55Mev E0=E/235=0.853Mev （2）1g这样的铀（原子核质量m=235.0439u）发生裂
变放出多少能量E？这些能量相当于燃烧多少煤所释放的化学能（无烟煤的燃烧3.35×107J/kg）？ 解：E=1× 6.02×1023×200.55× 1.6×10-13/235=8.22×1012J m=8.22×1012/3.35×107=2.45×103kg 由此可见核能是十分巨大的 ●链式反应 学习活动二：观看PPT，掌握有关链式反应的知识 ★链式反应：核裂变释放出能量的同时，平均每次可以放出2—3个中子，这些中子又轰击其他核，使之发生裂变，这样不断继续，使裂变反应就会持续进行，就形成了裂变的链式反应（原子弹就是利用重核的裂变） 问题2：链式反应的维持需要什么条件？（铀块体积足够大） ★临界体积：通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积。 ●核电站 学习活动三：观看PPT及书上相关的内容，总结出相关的知识点 ★核电站的核心部位——核反应堆：在人为控制下安全进行链式反应核燃料：用浓缩铀制成的铀棒 ★核反应堆慢化剂（石墨、重水和普通水）：使快中子慢中子（热中子）
2022年人教版物理《核能 》精品教案
第2节核能 【教学目标】 一、知识与技能 1.常识性了解核能及核能的获取方式. 2.了解原子核的结构及核能的利用. 3.理解核裂变和核聚变，能正确说出核裂变和核聚变的应用 二、过程与方法 通过让学生搜集与核能有关的资料，锻炼学生解决问题的能力，让学生自己讨论交流，说说怎样利用核能. 三、情感、态度与价值观 初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响. 【教学重点】 核能的利用. 【教学难点】 核能产生的两种方式:裂变和聚变. 【教具准备】 多媒体课件、火柴. 【教学课时】 1 课时 【稳固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选局部难题讲解〕，加强学生对知识的稳固. 【新课引入】 教师用多媒体播放“美国投向日本广岛的第一颗原子弹爆炸的情景〞视频. 教师解说：同学们，你知道日本广岛吗？1945年8月6日，美国向日本广岛投下第一颗原子弹，该城大局部被摧毁.据日本有关部门统计，迄今为止，因广岛原子弹轰炸而死去的人已达2万多.你知道为什么原子弹的威力这么大吗？你想知道它的原理吗？ 学生产生疑问，思考. 师学习了本节知识后你就会明白了！好，下面我们就开始学习．【进行新课】 知识点1 原子、原子核、核能 1.原子、原子核 师我们知道分子是由原子构成，那么原子的结构是怎样的呢？ 生1：一切物质是由分子组成的，分子又由原子组成，而原子由原子核和核外电子构成的.原子核由质子、中子组成. 生2: 原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，原子核集中了原子的大局部质量.原子核带正电，核外电子带负电，绕核高速旋转.质子和中子的质量比电子大得多，处于原子中心，构成非常小的原子核. 教师点评，对学生答复予以肯定.
2023年新教材高中物理核裂变与核聚变“基本”粒子讲义新人教版选择性必修第三册
4．核裂变与核聚变 5．“基本”粒子 知识点 1 核裂变的发现 1．核裂变：重核被__中子__轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出__核能__的过程。 2．铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋__310n__。 3．链式反应：当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种由重核裂变产生的中子使__核裂变__反应一代一代继续下去的过程，叫作核裂变的__链式反应__。 4．链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于__临界体积__或裂变物质的质量大于__临界质量__。 知识点 2 反应堆与核电站 1．核能释放的控制：通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为__核反应堆__。 2．慢化剂：反应堆中，为了使裂变产生的快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有__石墨__、__重水__和__普通水__(也叫轻水)。 3．控制棒：为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收__中子__的能力很强，反应过于激烈时，可将其插入__深__一些，多吸收一些__中子__，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫作__控制棒__。
4．能量输出：核燃料__裂变__释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆外__循环流动__，把反应堆内的__热量__传输出去，用于__发电__。 说明：核裂变是可以控制的，如核电站的建立和应用。 知识点 3 核聚变 1．定义：两个轻核结合成__质量较大__的核，这样的核反应叫作__核聚变__。 2．举例：21H＋31H→__42He__＋10n＋17.6 MeV。 3．条件：(1)轻核的距离要达到__10－15__m__以内。 (2)需要加热到很高的__温度__，因此又叫__热核反应__。 4．优点：(1)轻核聚变__产能效率高__。 (2)地球上__聚变燃料__的储量丰富。 (3)轻核聚变更为__安全、清洁__。 5．约束方法有__磁约束__和惯性约束。 知识点 4 粒子 1．基本粒子不基本 (1)直到19世纪末，人们都认为__光子__、电子、__质子__和中子是基本粒子。 (2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上__基本粒子__组成的，并发现__质子、中子__等本身也有复杂结构。 2．发现新粒子 (1)新粒子：1932年发现了__正电子__,1937年发现了__μ子__，1947年发现了__K介子__和__π介子__及以后的超子等。 (2)粒子的分类：大体可分为__强子__、__轻子__、规范玻色子和希格斯玻色子几种类型。 (3)夸克模型的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由__夸克__构成的。 说明：反粒子最显著的特点是当它们与相应的正粒子相遇时，会发生“湮灭”，即同时消失而转化成其他的粒子。 探究 重核的裂变及链式反应 ┃┃情境导入__■
《核能》教案 (高效课堂)2022年人教版1 (新版)新人教版
核能 教材分析： 本节讲解了核聚变、核裂变及其过程，教材对核能的应用做了较为详细的讲解。 教学目标： 1.知识与技能 ●了解核能、核裂变和核聚变. ●了解核能的优点，还要知道它可能带来的问题． 2.过程与方法 ●培养学生的观察能力. ●初步分析问题和解决问题的能力. 3.情感、态度与价值观目标 通过图画,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感. 教学重难点： 重点：核聚变、核裂变 难点：核聚变、核裂变的过程。 教学器材：链式反应模型、各种挂图。 教学课时：1时 教学过程： 1．放射现象 科学家们发现铀、钋、镭等元素能够放出射线，这种射线能够穿透黑纸，使照相底片感光，就像光线可以使照相底片感光一样．那么，放出的射线究竟是什么呢？ 人们让射线通过很强的磁场，看看它有什么反应，以此来考察它的性质．如图1所示，把一小块放射性物质放在铅盒里，留有一个通道让射线射出，外面加有强磁场．人们发现射线分成了三束．其中两束向相反方向偏转，说明这两束射线由带电粒子组成，而且带有异种电荷．另一束不偏转，说明这束射线是中性的． 偏转较小的那一束叫做α射线，由带正电的α粒子组成，α粒子所带正电荷是电子电荷的两倍，α粒子的质量大约等于氦原子的质量．研究表明，α粒子就是氦原子核．偏转较大的那一束叫做β射线，研究表明，β射线是高速运动的电子流． 不偏转的那一束叫做γ射线，是一种波长很短的电磁波． 这三种射线都有穿透物质的本领，其中γ射线的穿透本领最强，甚至能穿透水泥墙和薄钢板．由于穿透本领强，所以可利用γ射线来检查金属材料内部有没有砂眼和裂缝，用来检查金属板的厚度．还可利用射线照射种子，使农作物增产．γ射线还可用来检查和医治恶性肿瘤． 过量的射线照射对人体有伤害作用．在利用放射线时，要注意射线的防护，用铅玻璃板、
2020高中物理核聚变教案大全
2020高中物理核聚变教案大全 核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。接下来是小编为大家整理的2020高中物理核聚变教案大全，希望大家喜欢! 2020高中物理核聚变教案大全一 新课标要求 (一)知识与技能 1.了解聚变反应的特点及其条件. 2.了解可控热核反应及其研究和发展. 3.知道轻核的聚变能够释放出很多的能量，如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。 (二)过程与方法 通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力 (三)情感、态度与价值观 1.通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。 2.认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。 教学重点 聚变核反应的特点。 聚变反应的条件。 教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： 多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 课时安排
1 课时 教学过程 (一)引入新课 复习提问1：利用核能的两大途径分别是什么? ☆学生：轻核的聚变核重核的裂变。 复习提问2：利用重核裂变获取核能时，有哪些不利因素? ☆学生：燃料利用率低，废料处理存在隐患。 复习提问3：什么是核子平均质量?从核子平均质量曲线可以看出，最大效能利用核能的途径是什么? ☆学生：原子核的质量除以核子总数;轻核聚变。 教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题. 学生：学生认真仔细地听课 点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。 (二)进行新课 1.聚变及其条件 提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变? 学生仔细阅读课文 学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。 投影材料一：核聚变发展的历史进程 提问：请同学们再看看比结合能曲线(图19.5-3)，想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能? 让学生了解聚变的发展历史进程。 学生思考并分组讨论、归纳总结。 学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大 点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。
2021人教版选择性必修第三册第五章 课时作业1： 5.4 核裂变与核聚变 课后作业 基础练
2021人教版选择性必修第三册第五章课时作业1： 5.4 核裂变与核聚变课后作业基础练 学校_________ 班级__________ 姓名__________ 学号__________ 一、解答题 1. 目前地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的核能。 (1)如果将太阳聚变时的核反应简化为4个氢核（）聚变生成1个氦核 （）和2个正电子。请你写出此核反应方程； (2)目前太阳能已被广泛利用。如图所示的太阳能路灯的额定功率为P，光电池的光电转换效率为η。用P0表示太阳辐射的总功率，用r表示太阳与地球间的距离。太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗。某段时间内，电池板接收太阳垂直照射的等效面积为S。求这段时间内路灯正常工作时间t与日照时间t0之比？ (3)天文学家估测：太阳已有50亿年的历史了。有人认为：50亿年来，因释放核能而带来的太阳质量变化几乎可以忽略。请你通过计算说明这种观点的合理性。可能用到的数据：太阳的质量约为M0=2×1030kg，太阳辐射的总功率为 P =4×1026W，1年3×107秒。 2. 用中子轰击铀核（），其中的一个可能反应是分裂成钡（）和氪（）两部分，放出3个中子。各个核和中子的质量如下（计算结果在小数点后保留两位小数）： m ＝390.313 9×10－27 kg，m n＝1.674 9×10－27 kg； U m ＝234.001 6×10－27 kg，m Kr＝152.604 7×10－27 kg。 Ba (1)试写出核反应方程 (2)求出反应中释放的核能。 (3)我国第一座核电站——秦山核电站总装机容量达到650万千瓦，求秦山核电站一年需要消耗多少千克的裂变原料？ 二、单选题
人教版(2019)高中物理选修性必修第三册 5.4核裂变与核聚变_教案
核裂变与核聚变 【教学目标】 一、知识与技能 1．知道核裂变的概念,知道重核裂变中能释放出巨大的能量。 2．知道什么是链式反应。 3．了解核聚变的特点及其条件。 4．了解可控热核反应及其研究和发展。 二、过程与方法 1．通过对核子平均质量与原子序数关系的理解,培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力。 2．通过让学生自己阅读课本,查阅资料,培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。 三、情感、态度与价值观 1．激发学生热爱科学、探求真理的激情,树立实事求是的科学态度,培养学生基本的科学素养,通过核能的利用,思考科学与社会的关系。 2．通过教学,让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。 3．确立世界是物质的,物质是运动变化的,而变化过程必然遵循能量守恒的观点。【教学重点】 1．重核裂变的核反应方程式的书写。 2．核聚变的特点和条件。 【教学难点】 核聚变的特点和条件。 【教学过程】 一、复习提问、新课导入 教师:大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候,美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹,刹那间,这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站,我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。我想,现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理,那么,我们这节课就来学习裂变,通过学习,大家就会对上述问题有初步的了解。 播放视频,展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。
学生:观看原子弹爆炸的过程,并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。 点评:激发起学生主动探求知识的欲望,从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。 二、新课教学 （一）核裂变的发现 1934年,约里奥·居里夫妇发现??粒子轰击铝片首次制造出人工放射性同位素。费米得知后,想到用中子作为入射粒子比??粒子有效得多。 费米与其合作者使用中子按照周期表的顺序依次轰击各种元素,辐照了有68种元素,其中47种产生新的放射性产物。 费米用中子轰击当时最重的元素238U,得到一种半衰期为13分钟的一种放射性产物。经过分析发现不属于从铅到铀之间的重元素。1934年5月,费米以《原子序数高于92的元素可能生成》为题,报道可能产生超铀元素（费米的解释是错误的,实际上是核裂变现象）。 “13分钟的放射性与很多重元素等同的否定证据,提示了这样的可能性:元素的原子序数也许大于92。如果它是93号元素,它应在化学上与锰及铼类似。” 德国女化学家诺达克（F.Noddack）针对费米的发现在1934年9月发表《论第93号元素》,认为费米等人采用“排除其他可能性的方法”来证明第93号元素的存在是“决非成功的”,并设想一种“全新的核反应”图像: “可以想象,当重核被中子轰击时,该核可能分裂成几大块,这些裂片无疑将是已知元素的同位素,而不是被辐照元素的近邻。” 然而,诺达克的论文没有得到重视。 费米认为:石蜡或水中的质子与中子的质量相近,放射源发射的中子与质子碰撞后,速度大大减慢。中子速度低,被原子核俘获的机会增大,核反应概率增大,发射性的生成大大增加。 慢中子作用的发现,大大增强了中子轰击的效果,对重核裂变的发现提供了重要前提。 1．核裂变 提问:核裂变的特点是什么? 让学生阅读课本核裂变部分内容,分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。 学生回答:重核分裂成质量较小的核的反应,称为裂变。 教师总结:重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应,称为裂变。
人教版高中物理选择性必修第三册课时跟踪训练(二十一)核裂变与核聚变“基本”粒子含答案
课时跟踪训练（二十一）核裂变与核聚变“基本” 粒子A级—双基达标 1．链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是() A．质子B．中子 C．β粒子D．α粒子 解析：选B重核裂变链式反应发生依靠中子不断地轰击原子核使得裂变不断进行下 去，故选项B正确。 2．以下说法正确的是() A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子 B．质子、中子、介子和超子都属于强子 C．强子、轻子都有内部结构 D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子 解析：选B最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，故选项A错误；强子 有内部结构，由夸克组成，轻子没有内部结构，所以C错误；质子、中子、介子、超子都属于强子，τ子质量比核子质量大，但仍属于轻子，B正确、D不正确。 3．1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线。下列关于这个实验的说法中正确的是() A．这个实验的核反应方程是235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋10n B．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和 C．这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算 D．实验中产生的γ射线穿透能力极强 解析：选D根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：235 92U＋10n―→144 56 Ba＋8936Kr＋310n，选项A不正确；铀核裂变过程中产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反应中产生的γ射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确。 4．1个铀235吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为(N A为阿伏加德罗常数)() A．N A×196 MeV B．235N A×196 MeV