高中19-7核聚变学案教案
高中核聚变学案教案
高中核聚变学案教案 Revised by Petrel at 2021核聚变编写：吴维根审核：陶海林【知识要点】1．核聚变（1）轻核结合成质量较大的核叫做________________，如2341H H He n.1120（2）聚变发生的条件：使轻核间的距离接近______________m.（3）在消耗相同核燃料的情况下，聚变比裂变释放更多的能量.（4）热核反应（聚变）在宇宙中是很普遍的，太阳内部时刻进行着剧烈的热核反应. 2．受控热核反应裂变反应的优点多、难度大、前景好.（1）热核反应释放能量的__________________.（2）热核反应所用的燃料储量非常丰富.（3）热核反应更为安全、清洁..【典型例题】例1．热核反应是一种理想能源的原因是A．就每一个核子平均来说，比重核裂变时释放的能量多B．对环境的放射性污染较裂变小，且较容易处理C．热核反应的原料在地球上储量丰富D．热核反应的速度容易控制例2．太阳每秒辐射出来的能量约为×1026J，这些能量是A．重核的裂变反应中产生的B．轻核的聚变反应中产生的C．原子核的衰变反应中产生的D．热核反应中产生的例3．两个氘核聚产生一个中子和一个氦核（氦的同位素），已知氘核质量2.0136Dm u ，氦核质量 3.0150Hem u ，中子质量 1.0087nm u ，写出聚变方程并求出释放的核能。
（已知21931.5uc MeV ）【课堂检测】第一课件网1．氘核（21H ）和氘核（31H ）聚合成氦核（42He ）的核反应方程为：23411120HHHen ，设氘核质量为1m ，氚核质量为2m ，氦核质量为3m ，中子质量为4m ，则反应过程释放的能量为 A ．2122()m m m cB ．2124()m m m c C ．21234()m m m m c D ．23412()m m m m c2．下列说法不正确的是A ．23411120H H He n 是聚变B ．2351140941920543802UnXeSrn 是裂变C ．226222498962Ra Rn He 是衰变D ．2424011121Na Mg e 是裂变3．目前核电站利用的核反应是 A ．裂变，核燃料为铀B ．聚变，核燃料为铀C ．裂变，核燃料为氚D ．聚变，核燃料为氘4．某核反应方程为234112H H HeX ，已知21H 的质量为，31H 质量为，42He 的质量为，X 的质量为，下列说法中正确的是 A ．X 是质子，该反应释放能量 B ．X 是中子，该反应释放能量 C ．X 是质子，该反应吸收能量D ．X 是中子，该反应吸收能量5．现有三个核反应：①2424011121Na Mge ；②2351141921920563603U nRaKr；③23411120H H He nA ．①是裂变，②是衰变，③是聚变B ．①是聚变，②是裂变，③是衰变C ．①是衰变，②是裂变，③是聚变D ．①是衰变，②是聚变，③是裂变6．一个质子和两个中子聚变为一个氘核，已知质子质量Hm=，中子质量21.0087m u，氘核质量 3.0180m u（1）写出聚变方程；（2）求释放出的核能多大（3）平均每个核子释放的能量是多大。
19.7核聚变 学案.doc
19. 7核聚变【知识要点】(-)核聚变1.聚变聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。
2.轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能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例氢的聚变反应：^H+^H^iHe+SH+A MeV、^H+^H^He+^n+U.e MeV释放能量：/£=/刃/ = 17.6 MeV,平均每个核子释放能量 3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3〜4倍3.核聚变发生的条件微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10上m,要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。
宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。
4.两种核聚变实例：(1)氢弹；(2)太阳(-)受控热核反应1.聚变与裂变相比有很多优点第一、轻核聚变产能效率高第二、地球上聚变燃料的储量丰富第三、是轻核聚变反应更为安全、清洁。
2.科学家设想的受控热核反应有两种方案：即磁约束和惯性约束【典型例题】例：三个a粒子结合成一个碳¥(2,已知碳原子的质量为12.0000 u,氮原子的质量为4.0026 u. (1 u=1.66xl0-27 kg)(1)写出核反应的方程；(2)这个核反应放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?解析：(l)3#He —1纟C+AE(2)A/w=3x4.0026 u-12.0000 u=0.0078 u△也=0.0078xl.66xl(p27 kg= 12.948X1CT" kgA£=Amc2~1.165xlO-12 J(3)A£'=1.165xl0_12/(1.6xl0_19)eV~7.28xl03 4 5 6 7eV=7.28 MeV【巩固练习】1. ____________________ 把两个质量较 _________________ 的原子核结合成质量较______________________ 的原子核的过程叫______________ ,由于这种反应需要在几百万度的高温下进行，所以也叫2. _____________________________________________________________ 轻核聚变与重核裂变相比有更多的优点，第一，轻核聚变产能效率较____________ ;3 下列核反应中属于轻核聚变的是(A )A.H+ H — He+ nB. Th Pa+eC. Be + He — C+nD. U — Th+H4 关于轻核聚变，下列说法正确的是( BD )A.两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量B.同样质量的物体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很多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5 .关于我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，下列说法正确的是(B )A.它们都是利用核聚变释放核能B.它们都是利用核裂变释放.核能C.两者的核燃料都是纯铀235D.前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能6 一个质子和两个中子聚变成一个氟核，已知质子质量为1.0073U,中子质量为1.0087U,氟核质量为3.0180u,(1)写出核反应方程；(2)求该反应中释放的核能。
高中物理概念核聚变教案
高中物理概念核聚变教案教案范本教学目标：1. 了解核聚变的定义和原理；2. 掌握核聚变在太阳等恒星中的重要作用；3. 理解核聚变在地球上的应用。
教学重点：1. 核聚变的定义和原理；2. 核聚变在太阳等恒星中的作用；3. 核聚变在地球上的应用。
教学难点：1. 理解核聚变过程中的能量转化；2. 掌握核聚变在太阳等恒星中的核心作用。
教学过程：一、核聚变的定义和原理（15分钟）1. 介绍核聚变的概念和定义；2. 解释核聚变是指两个轻核聚合成一个较重的核的过程；3. 讲解核聚变是放出能量的过程，是一种巨大的能源。
二、核聚变在太阳等恒星中的作用（20分钟）1. 介绍太阳的能量来源是核聚变；2. 解释太阳中氢原子核融合成氦原子核释放出大量的能量；3. 讲解核聚变是维持太阳恒星运行的能源。
三、核聚变在地球上的应用（20分钟）1. 介绍地球上的核聚变实验；2. 解释核聚变在地球上的应用可以产生清洁、高效的能源；3. 讲解核聚变在地球上广泛应用的前景。
四、核聚变实验（25分钟）1. 给学生展示一些核聚变实验的视频；2. 让学生做实验演示，体验核聚变的过程；3. 引导学生思考核聚变的未来应用。
五、课堂小结（10分钟）1. 复习核聚变的定义和原理；2. 总结核聚变在太阳和地球上的重要作用；3. 引导学生思考核聚变的未来发展。
六、作业布置（5分钟）1. 布置学生阅读相关资料，了解更多关于核聚变的知识；2. 撰写一篇关于核聚变的作文，表达对于核聚变的看法和未来展望。
教学反思：通过本节课的学习，学生能够全面了解核聚变的概念、原理和应用，增强对核聚变的兴趣和认识。
同时，通过核聚变实验的演示和讨论，培养学生的实验能力和动手能力，激发学生的创新和探索精神。
在未来的教学中，可以结合实际案例和科技发展，进一步深化学生对核聚变的理解和应用。
人教版高中物理选修(3-5)-19.7《核聚变》导学案
高二物理选修核聚变导学案一、知识点扫描1、聚变及其条件问题：什么叫轻核的聚变？问题：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？计算氢的聚变反应所释放能量：2H+31H→42He+10n1（21H的质量是2.0136u，31H的质量是3.0166u，42He的质量是4.0026u，10n的质量是1.0087u。
）提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？结论：微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。
宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。
聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。
说明：（1）热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107 K 以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。
太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。
太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。
它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。
科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。
当然，与人类历史相比，这个时间很长很长！（2）上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的十几倍。
提问：氢弹爆炸原理是什么？2、可控热核反应（1）聚变与裂变相比有很多优点提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。
我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。
请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点？可控热核反应发展进程：总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。
人教版高中物理选修(3-5)-19.7《核聚变》参考教案
19.7 核聚变三维教学目标1、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。
2、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3、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。
教学过程:第七节核聚变（一）引入新课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。
（二）进行新课1、聚变及其条件提问：什么叫轻核的聚变？（两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变）提问：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？（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）归纳补充：（1）氢的聚变反应：2H+21H→31He+11H+4 MeV、21H+31H→42He+10n+17.6 MeV1（2）释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？结论：微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。
教学设计6：19.7 核聚变
第十九章原子核新课标要求1．内容标准（1）知道原子核的组成。
知道放射性和原子核的衰变。
会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。
（2）了解放射性同位素的应用。
知道射线的危害和防护。
例1 了解放射性在医学和农业中的应用。
例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。
（3）知道核力的性质。
能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。
会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
（4）认识原子核的结合能。
知道裂变反应和聚变反应。
关注受控聚变反应研究的进展。
（5）知道链式反应的发生条件。
了解裂变反应堆的工作原理。
了解常用裂变反应堆的类型。
知道核电站的工作模式。
（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。
例3 思考核能开发带来的社会问题。
（7）初步了解恒星的演化。
初步了解粒子物理学的基础知识。
例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。
2．活动建议：（1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。
（2）观看有关核能利用的录像片。
（3）举办有关核能利用的科普讲座。
新课程学习19.7 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。
高中物理第十九章原子核7核聚变课堂互动学案新人教版
7 核聚变课堂互动三点剖析一、轻核的聚变聚变发生的条件(1)微观上，参与反映的原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，所有的核都带有正电，彼其间存在着库仑排斥力.要使原子接近这种程度，必需使它们具有专门大的动能来克服原子核之间壮大的库仑斥力.(2)宏观上，要使原子核具有如此大的动能，就有把它加热到几百万摄氏度以上的高温.二、聚变能量的释放热核反映在宇宙中是很普遍的，太阳和很多恒星的内部温度高达107K以上，因此在那里进行着激烈的热核反映，不断向外界释放庞大的能量.聚变一旦发生，就不需要外界给它能量，靠自身的热就可以够维持反映持续下去，在短时刻释放庞大的能量，这就是核聚变引发的核爆炸，人们利用核聚变反映制成的氢弹，其威力是原子弹的十几倍.三、核聚变与核裂变的不同(1)放能原理不同.核裂变是重核割裂成两个或多个中等质量的原子核放出核能的反映；核聚变是两个轻核结合成质量较大的原子核放出核能的反映.(2)放能多少不同.聚变比裂变放能要大得多.(3)原料的蕴藏量不同.聚变材料丰硕，主要原料氘的储量比裂变的原料铀多得多.(4)可控性不同.裂变反映早已实现人工控制，被人类和平利用；聚变反映还未实现人工控制，未被人类和平利用.(5)安全、污染小.裂变堆的核燃料不仅产生壮大的辐射，伤害人体，而且贻害千年的废料也很难处置，核聚变的辐射则小得多.各个击破【例1】下列关于聚变的说法中，正确的是( )A.要使聚变产生，必需克服库仑斥力做功B.轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫热核反映C.原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发烧核反映D.太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反映解析：聚变时，要使轻核之间的距离达到10-15 m ，所以必需克服库仑斥力做功.原子核必需有足够的动能，才能使它们接近核力能发生作用的范围.实验证明，原子核必需处在几百万摄氏度以上的高温才有如此的能量，如此高的温度通常利用原子弹爆炸取得.在太阳和许多恒星内部存在着热核反映.答案：ABCD【例2】 一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反映方程是n He H H 10423121+→+.已知H 21的质量为 553 u 、H 31的质量为 723 u 、He 42质量为 000 u 、中子的质量为 276 u 、1 u 相当于 MeV 的能量.求出释放的核能.解析：聚变前的总质量：聚变后的总质量：质量亏损为：Δm= 100 u释放的能量为：ΔE=Δmc 2= 100× MeV= MeV.答案： MeV【例3】 热核反映是一种理想能源的原因是( )A.就每一个核子平均来讲，比重核裂变时释放的能量多B.对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处置C.热核反映的原料在地球上储量丰硕D.热核反映的速度容易控制 解析：实践表明，聚变反映平均每一个核子比裂变反映中平均每一个核子放出的能量要大3—4倍，且其原料均为氢的同位素，在地球上储量极为丰硕，其放射性污染也较裂变轻.可是，目前只能是轻核聚变制造，人们还不能控制聚变反映及和平利用聚变时释放的核能，故正确选项为A 、B 、C.答案：ABC【例4】 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素)，已知氘核质量m D = 6 u ，氦核质量m He = 0 u ，中子质量m n = 7 u,写出聚变方程并求出释放的核能.(已知1uc 2= MeV) 解析：聚变的核反映方程为：n He H H 10322121+→+核反映中的质量亏损为：Δm=2m D -(m He +m n )=(2× 7) u= 5 u核反映释放的能量为：ΔE=Δmc 2= 5 uc 2= 5× MeV= MeV. 答案：n He H H 10322121+→+， MeV。
高中物理第十九章原子核7核聚变学案新人教版选修3_5
7 核聚变1．轻核的聚变(1)聚变：把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映，称为聚变。
聚变反映又称为热核反映。
(2)聚变方程：21H＋31H→42He＋10n＋γ(3)聚变发生的条件：要使轻核聚变，就必需使轻核接近核力发生作用的距离10－15 m，可是原子核是带正电的，要使它们接近10－15 m就必需克服电荷间专门大的斥力作用，这就要求使核具有足够的动能。
要使原子核具有足够大的动能，就要给核加热，使物质达到几百万摄氏度的高温。
综上所述，核聚变只有在超高温条件下才能发生。
(4)聚变实例太阳和许多恒星都是庞大的热核反映堆，太阳的主要成份是氢，其中心温度达×107K，在此温度下，氢核聚变成氦核的反映激烈地、不断地进行着，不断放出能量。
【例1】以下说法正确的是( )A．聚变是裂变的逆反映B．若是裂变释放能量，则聚变反映一定吸收能量C．聚变须将反映物加热至数百万摄氏度以上的高温，显然是吸收能量D．裂变与聚变都可释放庞大的能量解析：A选项，从形式上看，裂变与聚变似乎是互为逆反映，但其实不然，因为二者的反映物和生成物完全不同。
裂变是重核割裂成中等核，而聚变则是轻核聚合成为次轻核，无直接关联，并非互为逆反映。
B选项，既然裂变与聚变不是互为逆反映，则在能量流向上也没必要相反。
C选项，要实现聚变反映，必需使参加反映的轻核充分接近，需要数百万摄氏度的高温提供能量。
但聚变反映一旦实现，所释放的能量远大于所吸收的能量。
因此，总的来讲，聚变反映仍是释放能量，故D正确。
答案：D2．受控热核反映(1)聚变相较裂变的长处①轻核聚变产能效率高。
②聚变燃料储量丰硕。
③轻核聚变更为安全、清洁。
(2)控制热核反映的难点：任何容器都不能经受反映物需要的高温。
(3)控制方式①磁约束：利用磁场来约束参加反映的带电粒子。
②惯性约束：利用激光的惯性压力约束参加反映的物质。
(4)聚变的应用①核武器——氢弹：一种不需要人工控制的聚变反映装置。
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【知识要点】 1．核聚变
（1）轻核结合成质量较大的核叫做________________，如23
41112
H H He
n +?
.
（2）聚变发生的条件：使轻核间的距离接近______________m. （3）在消耗相同核燃料的情况下，聚变比裂变释放更多的能量.
（4）热核反应（聚变）在宇宙中是很普遍的，太阳内部时刻进行着剧烈的热核反应. 2．受控热核反应裂变反应的优点多、难度大、前景好. （1）热核反应释放能量的__________________. （2）热核反应所用的燃料储量非常丰富. （3）热核反应更为安全、清洁.. 【典型例题】
例1．热核反应是一种理想能源的原因是
A ．就每一个核子平均来说，比重核裂变时释放的能量多
B ．对环境的放射性污染较裂变小，且较容易处理
C ．热核反应的原料在地球上储量丰富
D ．热核反应的速度容易控制
例2．太阳每秒辐射出来的能量约为×1026
J ，这些能量是 A ．重核的裂变反应中产生的
B ．轻核的聚变反应中产生的
C ．原子核的衰变反应中产生的
D ．热核反应中产生的
例3．两个氘核聚产生一个中子和一个氦核（氦的同位素），已知氘核质量 2.0136D m u =，
氦核质量 3.0150He m u =，中子质量 1.0087n m u =，写出聚变方程并求出释放的核能。
（已知2
1931.5uc MeV =）
【课堂检测】第一课件网
1．氘核（21H ）和氘核（31H ）聚合成氦核（42He ）的核反应方程为：234
1112
H H He
n +?
，
设氘核质量为1m ，氚核质量为2m ，氦核质量为3m ，中子质量为4m ，则反应过程释放的能量为
A ．2
122()m m m c ++
B ．2
124()m m m c +-
C ．2
1234()m m m m c +--
D ．2
3412()m m m m c +--
2．下列说法不正确的是
A ．23
41112
H H He
n +?
是聚变
B ．
235114094192054
3802U n Xe
Sr n +?
+是裂变
C ．
226222498
96
2
Ra Rn He ?
是a 衰变
D ．24
2401112
1
Na Mg e -?
是裂变
3．目前核电站利用的核反应是 A ．裂变，核燃料为铀 B ．聚变，核燃料为铀 C ．裂变，核燃料为氚
D ．聚变，核燃料为氘
4．某核反应方程为23
4112
H H He
X +?
，已知21H 的质量为，31H 质量为，4
2He 的质量
为，X 的质量为，下列说法中正确的是 A ．X 是质子，该反应释放能量 B ．X 是中子，该反应释放能量 C ．X 是质子，该反应吸收能量
D ．X 是中子，该反应吸收能量
5．现有三个核反应：①24
2401112
1
Na Mg e -?
；②2351
141
921
92056
3603U n Ra
Kr +?
+；
③23
41112
0H H He n +?
A ．①是裂变，②是b 衰变，③是聚变
B ．①是聚变，②是裂变，③是b 衰变
C ．①是b 衰变，②是裂变，③是聚变
D ．①是b 衰变，②是聚变，③是裂变
6．一个质子和两个中子聚变为一个氘核，已知质子质量H m =，中子质量2 1.0087m u =，
氘核质量 3.0180m u =（1）写出聚变方程；（2）求释放出的核能多大？（3）平均每个核子释放的能量是多大？。