高考物理裂变和聚变
高二物理裂变和聚变试题
高二物理裂变和聚变试题1.有下列核反应：①②③④下列说法中正确的是（）A．①是原子核的人工转变的反应方程式B．②是聚变的核反应方程式C．③是α衰变的反应方程式D．④是裂变的核反应方程式【答案】ABD【解析】我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：①是人工转变的反应方程式；②是聚变的核反应方程式；③并不是α衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不需要外界因素的影响;④是裂变的核反应方程式.故答案为A、B、D三项.【考点】核反应裂变聚变点评：两个质量较小的核结合成一个质量较大的核的核反应叫核聚变．质量较大的核分裂成两个质量中等的核的现象称为核裂变．原子核在自然的状态下由原子核中释放出一个α粒子的现象称为α衰变．放射性同位素的原子核将一个中子转化为一个质子同时释放出一个高速电子的现象称为β衰变。
2.关于聚变，以下说法中正确的是( )A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能【答案】BD【解析】两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量但不一定是中等质量的核，故A项错误；聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，故B项正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10-15 m，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故C项错、D项正确【考点】原子核反应聚变点评：核能的开发和利用可以采用两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量，人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理，由于核聚变需要高温高压，人类还无法和平利用核聚变时放出的能量．3.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为+,则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少【答案】A【解析】由核反应方程知X的电荷数为x=92-38=54，X的质量数为y=235+1-94-2=140，故其中中子个数为140-54=86，所以A项正确，B项不正确.由于裂变时释放能量，故裂变后总质量减小，但质量数不变，故C、D两项不正确.【考点】裂变质能方程点评：裂变和聚变是在原子物理中学习的两种重要反应：聚变和裂变反应的特点以及应用；质量数和电荷数守恒在核反应中的应用以及质子数、中子数、质量数等之间关系；质能方程的应用，正确理解半衰期的含义等。
高考物理备考重点原子与核物理中的质能转化与核裂变与核聚变
高考物理备考重点原子与核物理中的质能转化与核裂变与核聚变高考物理备考重点：原子与核物理中的质能转化、核裂变与核聚变一、质能转化的基本概念和原理质能转化是指物质内部的质量可以转化为能量或能量可以转化为质量的过程。
这一概念是由爱因斯坦的相对论理论提出的。
根据质能转化的原理，我们可以推导出世界著名方程式E=mc²，其中E代表能量，m代表质量，c代表光速。
二、核裂变的过程和应用核裂变是指重核（如铀-235，钚-239等）在中子轰击下分裂成两个较小的核片断，并产生大量能量的过程。
核裂变可以用于核反应堆中的核能产生，同时也用于核武器的制造。
在核裂变过程中，释放的能量是巨大的，可以用于发电或其他能源应用。
三、核聚变的过程和应用核聚变是指轻核（如氘核，氚核等）在高温高压条件下相互融合形成较重的核，同时释放出巨大的能量。
核聚变是太阳能的主要能量来源，也是未来清洁能源的发展方向。
通过控制核聚变反应，可以实现高效率的能量产生，并且几乎没有环境污染。
四、与核裂变和核聚变相关的重要物理量和公式1. 核反应的能量公式：E=mc²，其中E为能量，m为质量，c为光速。
2. 裂变链式反应的速率方程：dN/dt = λN，其中λ为裂变截面和撞击面积的乘积。
3. 聚变反应的条件：高温和高压。
4. 聚变反应的力学能量公式：E = 1/2mv²，其中E为力学能量，m 为质量，v为速度。
五、物理实验与观测方法1. 放射性测量：利用探测器对放射性物质进行测量，例如Geiger-Muller计数管或闪烁探测器等。
2. 质谱仪：用于测量原子或分子的相对质量和相对丰度。
3. 混合等离子体物理实验：利用磁场和聚变装置对等离子体进行控制和研究。
六、相关的现实应用和未来发展趋势1. 核能发电：通过核裂变反应产生热能，进而转化为电能，作为一种清洁的能源形式被广泛应用。
2. 核武器：核裂变和核聚变被用于制造核武器，引起国际社会的广泛关注。
10.07.30高三物理《重核的裂变+核聚变》(课件)
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 见教材P101
现在的技术还不能控制热核反应。 现在的技术还不能控制热核反应。 问题有： 问题有： １、热核反应的的点火温度很高； 热核反应的的点火温度很高； ２、如何约束聚变所需的燃料； 如何约束聚变所需的燃料；
原子弹
原子弹
“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨， 试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压， 致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上 形成一个巨大的弹坑． 在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿 色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的 动物全部死亡． “原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十 分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩， 有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争 辉．我是死神，我是世界的毁灭者．”
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裂变
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聚变
铀核的裂变 1939年12月 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手 斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时， 斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生 了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的， 了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典 型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子， 型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子， 其核反应方程是： 其核反应方程是：
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁 美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁 伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云 爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12 12英 团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英 里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧 80%的建筑化为灰烬 里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧 72000人受伤 人受伤， 生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000 60%的建筑物被摧毁 86000人 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人， 占全市37% 占全市37% ．
高考物理知识点聚变裂变
高考物理知识点聚变裂变高考物理知识点：聚变与裂变高考物理考试中，聚变和裂变是两个非常重要的知识点。
它们分别指的是核反应中的两种不同过程，对能量的转化和利用起着重要的作用。
下面，我们将详细讨论聚变和裂变的概念、原理以及应用。
一、聚变聚变是指将两个或多个轻核聚合成一个更重的核的过程。
在太阳内部，恒星核心的极端温度和压力条件下，氢核通过聚变反应转化为氦核，释放出巨大的能量。
这种过程也可以利用在人造核聚变中，比如实验性的热核聚变反应堆。
人类追求掌握聚变技术已经有数十年的历史。
而这种技术的发展，将为我们提供廉价且无污染的能源，解决人类面临的能源危机，对于可持续发展有着巨大的意义。
然而，迄今为止，实现可控的核聚变还面临诸多挑战，至今尚未实现商业化生产。
二、裂变裂变是指将一个重核分裂成两个轻核的过程。
在裂变过程中，释放出的中子可以引起其他核的裂变，形成连锁反应。
这种连锁反应产生的能量，被用来驱动核反应堆或核弹等。
核裂变技术的发展与应用在军事和能源领域具有重要意义。
核反应堆利用核裂变产生的热能将水转化为蒸汽，进而带动涡轮机发电。
这是一种清洁的能源转化方式，目前已经在一些国家得到广泛应用。
然而，核裂变技术也具有潜在的危险性。
核材料的泄漏、意外事故以及核废料的处理等问题都需要严密的控制与管理。
因此，在核能利用过程中，安全和环境保护问题是不容忽视的。
三、聚变与裂变的对比聚变和裂变在核反应中起着不同的作用。
聚变反应释放出的能量远远高于裂变反应，但实现可控的聚变技术难度更大。
相比之下，裂变技术已经得到广泛应用，但与之相伴随的是核废料处理和安全保障等问题。
同时，聚变和裂变在能源产生上有着不同的应用前景。
聚变提供了无限可获得的能源潜力，但目前尚未突破技术难关。
而裂变则成为了一种主要的清洁能源转化方式，但需引起对于核安全与废料处理的关注。
综上所述，聚变和裂变是高考物理考试中涉及的重要知识点。
通过理解和掌握这两个概念以及相关的原理和应用，我们能够更好地理解核能和核技术的发展现状与前景。
高二物理裂变 聚变
练习
（2002年江苏综合）核反应方程式 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为 ,a= ，以mU、mBa、mKr分别表示 核的质量，mp、mn分别表示质子和中子的质量，C为光在真空中传播的速度，则在上述核反应中放出的核能量△E= 。
三、轻核的聚变
1、轻核的聚变：轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变。 2、在消耗相同质量的核燃料时，聚变比裂变能释放更多的能量。 如：一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时，平均每个核放出的能量在3MeV以上。核反应方程是：
2
1H
3
1H
+
0n
1
4
2He
+
三、轻核的聚变
3、聚变反应又叫热核反应。 太阳内部和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应。 氢弹就是根据热核反应的原理制成的。
例题
解析： α衰变过程中动量守恒。衰变后，设α粒子的速度为v1，新核的速度为 v2 。 由动量守恒定律得： (M-m)v 2 =mv1 α在磁场中作匀速圆周运动，其半径为 R=mv1/Bq v1 =BqR/m 在衰变过程中， α粒子和新核的动能来自于核能。 即△E=△mc2=1/2（M-m）v 2 2+1/2 mv12 得：△m=
裂变 聚变
一、怎样的核反应可以释放出能量
核子的平均质量
Z
D
E
F
Fe
C
B
O
高二物理 核力与结合能 重核裂变 轻核聚变
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!
我国第一颗原子弹爆炸
切尔诺贝利事件
除核力外原子核内还存在自然界的第四种相互作用 弱相互作用（弱力） 弱力是引起β衰变，即中子－质子转变的原因 弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电 磁力小。
四种基本相互作用
1.万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚”。 2.电磁力：电磁力和万有引力都是“长程力”。
某些轻核能够结合 在一起，生成一个 较大的原子核，同 时放出大量的核能。 这种核反应叫做核 聚变。
在20世纪20年代末曾经引起 遐想：如果使较重的核分裂成 中等大小的核，或者把较小的 核合并成中等大小的核，核子 的比结合能都会增加，这样岂 不是可以释放能量供人使用？ 前景的确诱人，但是怎样使原 子核发生分裂或者合并呢？这 在当时是一个无法解决的问题。
1938 年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验 中发现，生成物中有原子序数为 56 的元素钡。 奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释：铀核在被中子轰击后分裂成 两块质量差不多的碎块。弗里施借用细胞分裂的生物学名词，把这类核反应定 名为原子核的裂变。
3.强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。
4.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。
中
子
实际存在的
数
原子核
问题：自然界中较轻的原子 核，质子数与中子数大致相
等，但对于较重的原子核，
高中物理专题19核裂变和核聚变练习(含解析)
课时19 核裂变和核聚变1．太阳放出的能量来自于（）A．重核裂变 B．天然衰变C．轻核聚变 D．人工转变【答案】C【解析】太阳放出的能量来自于太阳内部剧烈的热核反应，即轻核聚变，故C正确，ABD错误。
故选：C2．一颗恒星的寿命取决于它的（）A．温度 B．颜色 C．质量 D．体积【答案】C【解析】因为天体大，质量大，万有引力就大，在巨大的引力下原子核之间的距离就更近，更容易引起核聚变，所以越大的恒星他的内部核聚变就越激烈，释放的能量也越大，燃料聚变的速度就越快，恒星死亡的也就越快。
故选C.质量小的恒星其寿命几乎同宇宙一样长，达一百多亿年；质量大的恒星，其寿命却只有几百万到几千万年．一般来说，质量越大，寿命越短．3．在下列叙述中，不正确的是（）A．光电效应现象说明光具有粒子性B．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损C．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均匀减小D．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性【答案】C【解析】光电效应说明光具有粒子性，故A说法正确；重核裂变和轻核聚变都释放能量，都有质量亏损，故B说法正确；氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据，知核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小。
故C说法错误；任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故D说法正确。
3．现行人教版高中物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D．丁图中，链式反应属于轻核裂变【答案】B【解析】A. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误。
高三物理裂变和聚变
裂变和聚变★新课标要求（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．会计算重核裂变过程中释放出的能量。
4．知道什么是核反应堆。
了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。
5．了解聚变反应的特点及其条件.6．了解可控热核反应及其研究和发展.7．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。
★教学过程重核裂变（一）引入新课教师：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VCD光碟，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）进行新课1．核裂变（fission ）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。
提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？让学生阅读有关核子平均质量有补充材料。
分小组讨论。
每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。
体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
（4）裂变反应中的能量的计算。
裂变前的质量：27103139.390-⨯=U m kg ，27106749.1-⨯=n m kg裂变后的质量：27100016.234-⨯=Ba m kg ，27106047.152-⨯=Kr m kg ，27100247.53-⨯=n m kg ， 学生计算：质量亏损：27103578.0-⨯=∆m kg ，28272)100.3(103578.0⨯⨯⨯=∆=∆-mc E J =201MeV知识总结：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。
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5、什么叫做铀块的临界体积？产生链式 反应的铀块体积要大于等于临界体积， 还是小于临界体积？
答：能够发生链式反应的铀块的最小体积； 大于等于
6、原子弹爆炸的原理是核裂变， 还是核聚变？
答：核裂变
【精讲释疑3】：(双选)关于聚变，以下说
答：比铁重的一个核分裂成两个较轻的核 时，也会释放能量，这种核反应叫做核裂 变。
【精讲释疑1】：重核裂变和轻核聚变是 人们获得核能的两个途径，下列说法中正
确的是( D )
A．裂变过程质量增加，聚变过程质量亏 损
B．裂变过程质量亏损，聚变过程质量增 加
C．裂变过程和聚变过程都有质量增加 D．裂变过程和聚变过程都有质量亏损
法中正确的是( BD )
A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时 放出能量
B．同样质量的物质发生聚变时放出的能 量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好 多倍
C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达 到临界体积
D．发生聚变反应时的原子核必须有足够 大的动能
二、受控热核反应 1、聚变每个核子释放的平均结合能大，还是 裂变每个核子释放的平均结合能大呢？
【精讲释疑2】：下列核反应方程，属于裂
变反应的有( B )
3、在天然铀中，主要由多少种同位素？ 铀235与什么特点的中子才可以发生核 裂变反应？核裂变的几率大吗？
答：铀235和铀238共2种；低能量的中子；几率大
4、铀238与什么特点的中子才可以发生 核裂变？核裂变几率大吗？若铀238与能 量低于1MeV的中子会发生核裂变吗？那 么会产生什么现象？
4.5 裂变和聚变
【学习目标】
1、什么叫做核裂变？ 2、什么叫做核聚变？ 3、链式反应是怎样的？受控热 核反应是怎样的？
【学习过程】 1、什么叫做核聚变？核聚变过程释放 能量，还是吸收能量？
答：比铁轻的两个轻核聚合成一个较重 的核时，会释放能量，这种核反应叫做 核聚变。
2、什么叫做核裂变？核裂变过程释放能量， 还是吸收能量？
一、核裂变与链式反应 1、为了使裂变产生的能量可以被利用， 我们可以怎么办？
答：可以让一个核的裂变能够引发一个或一个 以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续让一个核的裂变能够引发一个或一个以 上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下 去，源源不断地将核能释放出来，这样的核 反应叫做链式反应。
答：核聚变
2、要使核发生聚变，如何克服原子核之间 的斥力？
答：让核具有很大的动能
3、用什么方法能使大量的轻核获得足够 的动能来产生聚变呢？
答：把大量的轻核加热到很高的温度
4、什么叫做热核反应？热核反应的前提 条件是什么？
答：物质达到几百万度以上的高 温时，原子的核外电子已经完全 和原子脱离，这时小部分原子核 就具有足够动能，能够克服相互 间的库伦斥力，在互相碰撞中接 近到可以发生聚变的程度，这种 反映叫做热核反应。
什么原理制造的( D )
A．都是根据重核裂变很强
B．都是根据轻核聚变原理 C．原子弹是根据轻核聚变原理，氢 弹是根据重核裂变原理 D．原子弹是根据重核裂变原理，氢 弹是根据轻核聚变原理
8、什么叫做受控热核反应？
答：在人工控制下逐渐地释放巨大的热核反 应能量，而不是以爆炸的形式释放的反应叫 做热核反应。
5、在哪些地方比较容易产生热核反应？ 为什么？
答：在太阳内部或者许多恒星内部，这些地方 温度高达1千万摄氏度以上
6、太阳每秒钟辐射出来的能量来源于哪里呢
答：太阳内部的热核反应
7、氢弹制造的原理是核裂变，还是核聚变？ 氢弹的威力大呢，还是原子弹的威力大呢？
答：核聚变；氢弹的威力大
【精讲释疑4】：氢弹和原子弹各是根据
【课后练习】 1、 (双选)我国科学家研制“两弹”所涉及的 基本核反应有：
关于这两个方程的下列说法，正确的是(BC
A．方程(1)属于α衰变 B．方程(2)属于轻核聚变 C．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1 D．方程(1)中k＝6，方程(2)中d＝1
2、（2015年广东高考）（双选）科学家使 用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获 得能量，核反应方程分别为：X＋Y→