人教版高二物理选修35第十九章：19.67核裂变核聚变

19．6-7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_______的反应。

2．铀核裂变

用______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 92235U＋01n―→

56144Ba＋

89Kr＋___

3．链式反应

当一个____引起一个铀核裂变后，裂变释放的中子再引起________裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应。

4．链式反应的条件

发生裂变物质的体积大于_______或裂变物质的质量大于_______。

二、核聚变

1．核聚变

(1)定义：两个轻核结合成质量______的核的反应。轻核聚变反应必须在_______下进行，因此又叫热核反应。

(2)核反应举例：12H＋13H―→________＋01n＋17.6 MeV

(3)实例分析：

①核武器：氢弹，由普通炸药引爆_____，再由_____爆炸产生的高温高压引发热核爆炸。

②宇宙天体：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________。

2．受控热核反应

(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轻核聚变更为_______。

(2)约束核聚变材料的方法：_____和_____。

【课后练习】

1．下列核反应中，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．关于原子核反应堆，下列说法正确的是( )

A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能 B．镉棒的作用是控制反应堆的功率

C．石墨的作用是吸收中子 D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能4．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是()

A．铀块的质量是重要因素，与体积无关

B．为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子

C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生

D．裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关

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，现有四种说法：

①235 92U 原子核中有92个质子，143个中子；

②235 92U 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为235 92U ＋10n→139 54Xe ＋9538Sr ＋210n ； ③235 92U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；

④一个235 92U 裂变能放出200MeV 的能量，合3.2×10－11J 。

以个说法中完全正确的是( )

A ．①②③

B ．②③④

C ．①③④

D ．①②④

6．下列说法正确的是( )

A.15 7N ＋11H→12 6C ＋42He 是α衰变方程

B.11H ＋21H→32He ＋γ是核聚变反应方程

C.238 92U→234 90Th ＋42He 是核裂变反应方程

D.42He ＋2713Al→3015P ＋10n 是原子核的人工转变方程

7．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3，普朗克常量为h ，真空中的光速为c 。下列说法正确的是( )

A ．核反应方程是11H ＋10n→31H ＋γ

B ．聚变反应中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3

C ．辐射出的γ光子的能量E ＝(m 3－m 1－m 2)c

D ．γ光子的波长λ＝h

m 1＋m 2－m 3c 2

8．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )

A ．“人造太阳”的核反应方程是21H ＋31H ―→42He ＋10n

B ．“人造太阳”的核反应方程是235 92U ＋10n ―→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n

C ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE ＝Δmc 2

D ．“人造太阳”核能大小的计算公式是

E ＝12

mc 2 9．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核235 92U 为燃料的反应堆中，当235 92U 俘获一个慢中

子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：

235 92U ＋10n ―

→139 54Xe ＋9438Sr ＋310n 。已知235 92U 的原子质量为235.043 9u ，10n 的原子质量为1.008 7u ，139 54Xe 的原子质量为138.917 8u ，9438

Sr 的原子质量为93.915 4u ，且1u 的质量对应的能量为9.3×102MeV ，此裂变反应释放出的能量是

________MeV 。

10．在其它能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。

核反应方程235 92U ＋10n ―→141 56Ba ＋9236Kr ＋a X 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m U 、m Ba 、m Kr 分别表示235 92U 、141 56Ba 、9236Kr 核

的质量，m n 、m P 分别表示中子、质子的质量，c 为光在真空中的传播速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE ＝________。

[练后反思]

人教版物理高二选修1-2 3.4裂变和聚变同步训练B卷

人教版物理高二选修1-2 3.4裂变和聚变同步训练B卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共15题；共30分) 1. （2分）在下列四个核反应方程中，符号“X”表示中子的是（） A . A+ n→ Mg+X B . Na→ Mg+X C . Be+ He→ C+X D . U→ Np+X 2. （2分） 2011年3月11日下午，日本东部海域发生里氏9.0级大地震，并引发海啸，受此影响，日本福岛第一核电站发生放射性物质泄漏事故，对人的安全及环境产生一定的危害作用．下列关于核反应及核衰变的一些说法中正确的是（） A . 福岛核电站是依靠核聚变反应放出的核能来发电的 B . 核裂变过程质量亏损，核聚变过程质量增大 C . 放射性物质半衰期越短，污染环境时间也越短 D . β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线小 3. （2分）关于原子物理的相关知识，下列说法正确的是（） A . 太阳辐射能量主要来自太阳内部的核聚变反应 B . 一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该光的波长太短 C . 发生光电效应时，入射光的频率越高，逸出的光电子的最大初动能就越小 D . 大量的氢原子从n=3能级向低能级跃迁时，只能辐射两种不同频率的光 4. （2分） (2017高二下·黑龙江期中) 北京奥组委接受专家建议，为成功举办一届“绿色奥运”，场馆周

围80%～90%的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术，太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的，其核反应主要是（） A . H+ H→ He+ n B . N+ He→ O+ H C . U+ n→ Xe+ Sr+10 n D . U→ Th+ He 5. （2分）(2017·西宁模拟) 下列说法中正确的是（） A . 光电效应现象揭示了光具有波动性 B . 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性 C . 重核裂变时平均每个核子释放能量要比轻核聚变时多 D . 天然放射现象使人们认识到原子具有复杂结构 6. （2分） (2017高二下·盘锦期中) 下列说法正确的是（） A . 光电效应说明光具有粒子性 B . α粒子散射说明原子核具有复杂结构 C . 天然放射现象说明原子具有核式结构 D . 原子核中所有的核子之间都具有核力 7. （2分）如图所示，印度第一艘自主研发的核潜艇于2009年7月26日正式下水，成为世界第六个拥有核潜艇的国家．核动力潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应堆为动力来源设计的潜艇．在核反应中有一种是一个 U原子核在中子的轰击下发生的一种可能的裂变反应，其裂变方程为 U+ n→X+ Sr+10 n，则下列叙述正确的是（）

高中物理裂变、聚变教案

高中物理裂变、聚变教案课题引入 1、核反应有些释放能量，有些吸收能量，人们想利用核能，当然必须选那些释放核能的核反应。什么样的核反应能释放核能呢？利用天然放射性放射性元素的衰变行吗？例如 U 238在α衰变时放出的α粒子具有4.18MeV的能量，但它的半衰期很长，达4.49亿年，衰变非常缓慢，功率太小。利用人工转变行吗？例如 ①可放出能量5.6MeV； ②可放出能量4.8MeV；但粒子击中原子核的概率太低，只有百万分之一、二。实在得不偿失！有哪些核反应才真正具有实用价值呢？ 2、说明有些重核分裂成中等质量的核，有些轻核结合成中等质量的核都能发生质量亏损放出巨大能量。物理学中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应叫裂变，把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫聚变。本节（包括课本第六节、第七节）介绍裂变和聚变。重难点分析 1、裂变和聚变精确的研究表明原子核中核子的平均质量跟原子序数的关系，如人教社教材中图24-11所示，这个图线是解释那些核反应释放能量的根据。这个图线表达了原子核组成的重要规律。按图线分析可知，怎样的反应有质量亏损是释放能量的，从而明确：裂变是重核分裂为质量较小的核，释放核能的反应；聚变是轻核结合为质量较大的核释放出核能的反应. 2、铀核的裂变铀核的裂变，一般分裂为两个中等质量的核，叫二分裂，产物是多种多样的，一种典型的反应如下述核反应方程所示：（也有三分裂、四分裂现象，但出现的概率极低，约为二分裂的千分之三和万分之三。）这个核反应的结果中，又释放出2-3个中子，这些中子又会引起其他原子核的裂变，形成链式反应，使裂变继续下去。当然维持链式反应是要有一定条件的，这个条件是，每次裂变产生的中子，至少平均有一个能再度引起裂变反应。这些中子，有的可能被杂质吸收，有可能穿出裂变物质体外，因而不能引起新的裂变发生。为维持链式反应要减少裂变物质

第十一章原子核的裂变和聚变123

第五章核裂变与核聚变 5.1核裂变反应 1.自发裂变与诱发裂变 1).自发裂变－原子核没有外来粒子轰击自行发生裂变一般表达式 212211Y Y X A Z A Z A Z +→ 21A A A +=；21Z Z Z +=。 (1)裂变能s f Q , 由能量守恒可以导出自发裂变的裂变能s f Q , ()()222111,,,A Z Y A Z Y s f T T Q += ()()()[]222112,,,c A Z M A Z M c A Z M ?+-= ()()()A Z B A Z B A Z B ,,,2211-+= ()[()()]2211,,A Z A Z A Z -?+?-?= 自发裂变发生的条件：0,>s f Q 。从比结合能曲线看，90>A 即可满足此条件。 (2)裂变势垒与穿透势垒概率从上面讨论可见，90>A 原子核就可能发生自发裂变。但实验发现很重的核才能发生，有能量放出只是原子核自发裂变的必要条件，具有一定大小的裂变概率，才能在实验上观察到裂变事件。和α衰变的势垒穿透类似，原子核自发裂变也要穿透一个势垒，这种裂变穿透的势垒称为裂变势垒。势垒穿透概率的大小和自发裂变半衰期密切相关，穿透概率大，半衰期就短，穿透概率小，半衰期就长。而且，自发裂变半衰期对于裂变势垒的高度非常敏感，例如，垒高相差MeV 1，自发裂变半衰期可以差到5 10倍。根据核的液滴模型可得裂变势垒的近似公式 sp s b E A Z E ,3 2 219 .0183.0??? ? ? ?-= 式中sp s E ,球形核的表面能。随着A Z 2的加大，裂变势垒高度降低。因而自发裂变的概率增加。A Z 2较小的核，尽管满足0 ,>s f Q ，但因裂变势垒太高，很难穿透势垒，所以，这些核对自发裂变是稳定的。。 (3)裂变份额f R 重核大多数具有α放射性，自发裂变与α衰变是相互竞争的过程，它们是重核蜕变的两种形式。发生自发裂变过程的衰变常数记为f λ，发生α衰变过程的衰变常数记为αλ。对 U 23592 ： a 101039.9-α?=λ，a f 181085.3-?=λ；故裂变份额 0≈λ+λ λ= α f f f R 对Cf 25298 ：a 725.0=λα，a f 3 10 10.8-?=λ；故裂变份额 %8.2=λ+λ λ= α f f f R 对 Cf 254 98 ：则裂变份额:%7.99=f R 。裂变碎片是很不稳定的原子核，一方面碎片处于较高的激发态，另一方面它们是远离β稳定线的丰中子核而发射中子，所以自发裂变核又是一种很强的中源。２)诱发裂变－在外来粒子的轰击下，靶核与入射粒子形成复合核，复合核一般处于激发态，会进而发生裂变。入射粒子可以是带电粒子或中子，主要研究是中子，它是链式核反应的主要过程。其一般表达式为 Y Y X X n A Z A Z A Z A Z 2211*1+→→ ++

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。（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．链式反应及其释放核能的计算。 2．重核裂变的核反应方程式的书写。 3. 聚变核反应的特点。 ★教学难点 1、通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。 2、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。

高中物理之核裂变知识点

高中物理之核裂变知识点核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。研究表明原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大，但是二者之间并不成正比关系。其核子的平均质量与原子序数有如图的关系：核子的平均质量是：原子核的质量/核子数。裂变物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变。把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。

铀核裂变的产物是多种多样的，有时裂变为氙（Xe)和锶(Sr),有时裂变为钡（Ba）和氪（Kr）或者锑（Sb）和铌（Nb），同时放出2～3个中子。铀核还可能分裂成三部分或四部分，不过这种情形比较少见。铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是：铀核的裂变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，铀核发生了裂变。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，其核反应方程是：裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能为:

在这个反应中释放的能量可以计算如下：反应中释放的能量：△E= △mc2=141MeV.说明：如果1克铀全部裂变，它放出的能量就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。铀核裂变时，同时释放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他U235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。

链式反应用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应。由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。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

为什么说核聚变是终极能源

为什么说核聚变是终极能源？随着社会的进步，人类对能源的需求越来越大，传统的化石能源已经接近枯竭。可控核聚变是解决能源危机的最终手段。一升海水中的氘元素蕴含的能量相当于300升汽油。 01磁场约束核聚变——托克马克装置托卡马克，是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tokamak 来源于环形、真空室、磁、线圈。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。相比其他方式的受控核聚变，托卡马克拥有不少优势。1968年8月在苏联新西伯利亚召开的第三届等离子体物理和受控核聚变研究国际会议上，阿齐莫维齐宣布在苏联的T-3托卡马克上实现了电子温度 1 keV，质子温度 0.5 keV，n τ=10的18次方m-3.s，这是受控核聚变研究的重大突破，在国际上掀起了一股托卡马克的热潮，各国相继建造或改建了一批大型托卡马克装置。其中比较著名的有：美国普林斯顿大学由仿星器-C改建成的 ST Tokamak，美国橡树岭国家实验室的奥尔马克，法国冯克奈-奥-罗兹研究所的 TFR Tokamak，英国卡拉姆实验室的克利奥（Cleo），西德马克斯-普朗克研究所的 Pulsator Tokamak。 2006年9月28日，中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置EAST首次成功完成放电实验，获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。EAST成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。早在1933年，即发现核裂变现象五年前，人类就发现了核聚变。虽然核裂变比核聚变发现得晚，但是很快就实现了核裂变爆炸。随着受控核裂变发电获得成功，世界范围内大规模核电站建设迅速展开，并投入商业运行。在核聚变实现后，同样，人们也试图能和平利用受控核聚变，如建立受控核聚变发电厂。与利用核裂变发电相比，利用受控核聚变的能量来发电具有许多优点：一是理论和实践都证明，核聚变比核裂变释放出的能量要大得多；二是资源

高中物理-核聚变、核裂变练习

高中物理-核聚变、核裂变练习基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题) 1．(江苏徐州市高二下学期期末)一典型的铀核裂变方程是23592U＋X→14456Ba＋8936Kr＋310n，关于该反应，下列说法正确的是( C ) A．X是质子 B．该反应是核聚变反应 C．23592U的比结合能小于14456Ba的比结合能 D．释放出的中子对于链式反应的发生没有作用解析：该反应是裂变反应，X是中子，释放的中子引起链式反应，故A、B、D错误；23592 U的比结合能小于14456Ba的比结合能，C正确。 2．2010年3月31日欧洲大型强子对撞机实现首次质子束对撞成功。科学家希望以接近光速飞行的质子在发生撞击之后，能模拟宇宙大爆炸的能量，并产生新的粒子，帮助人类理解暗物质、反物质、以及其他超对称现象，从根本上加深了解宇宙本质，揭示宇宙形成之谜。欧洲科研机构宣布他们已经制造出9个反氢原子。请推测反氢原子的结构是( B ) A．由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成 B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成 C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成 D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成解析：根据反粒子定义，“反粒子”与“正粒子”具有相同的质量，但带有等量的异性电荷。因此“反氢原子”应该具有与氢原子相同的质量，相反的电荷符号且等量的电荷量。所以反氢原子是由1－1H核和01e构成的。 3．2002年，美国《科学》杂志评出的《2001年世界十大科技突破》中，有一次是加拿大萨德伯里中微子观测站的结果，该站揭示了中微子失踪的部分中微子在运动过程中转化为一个μ子和一个τ子。在上述研究中有以下说法，正确的是( B ) ①若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定相反 ②若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能一致 ③若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定一致 ④若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能

高二物理放射性、裂变、聚变练习

1．α粒子散射实验观察到的现象是：当α粒子束穿过金箔时[ ] A．绝大多数α粒子发生很大偏转，极少数α粒子不发生偏转 B．绝大多数α粒子不发生偏转，少数α粒子发生很大偏转，有个别α粒子反弹回来 C．绝大多数α粒子只有很小角度的偏转 D．大多数α粒子不发生偏转，少数α粒子发生小角度偏转 2．用α粒子轰击氮原子核从而发现质子的科学家是[ ] A．卢瑟福 B．居里夫妇 C．贝可勒尔 D．查德威克 3．关于β粒子，下面哪几句话是正确的[ ] A．它是从原子核中放射出来的 B．它和电子有相同的性质 C．当它通过空气时能使空气分子电离 D．它不能贯穿厚纸板 4．下列说法正确的是[ ] A．核力只是质子与中子之间的作用力　B．核力是核子间的作用力 C．核内中子可转化为质子 D．核内质子可转化为中子 5．某放射性原子核A，经一次α衰变成为B，再经一次β衰变成为C，则[ ] A．原子核C的中子数比A少2 B．原子核C的质子数比A少1 C．原子核C的中子数比B少1 D．原子核C的质子数比B少1 线，有关这种射线说法不妥的是 A．来源于原子核 B．能穿几厘米的铅板 C．在磁场中不偏转 D．它是一种带电粒子流 7．不同元素都有自已独特的光谱线，这是因为各元素的[ ] A．原子序数不同 B．原子质量数不同 C．激发源能量不同 D．原子能级不同 8．一原子质量单位为u千克，且已知1u=931.5Mev，c为真空中光速，当质量分别为m1、m2千克的两种原子核结合成质量为M千克的新原子核时，释放出的能量是[ ] A．（M－m1－m2）c2J B．（m1＋m2－M）×931.5J C．（m1＋m2－M）c2J D．（m1＋m2－M）×931.5Mev 9．下列核反应方程中，X代表质子的方程是[ ]

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：C 2．一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。 B.根据光电效应规律可知在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B正确。 C.因为射线甲受洛仑兹力向左，所以甲带正电，是由粒子组成，C错误。 D.链式反应属于重核裂变，D错误。 4．铀原子核发生衰变时衰变方程为，其中、、X的质量分别为m1、m2、m3，光在真空中的传播速度为c，则（） A．X是质子 B．m1＝m2＋m3 C．衰变时释放的能量为（m2＋m3－m1）c2 D．若提高温度，的半衰期不变【答案】D 【解析】 A项：根据电荷数守恒、质量数守恒知，X原子核中的电荷数为2，质量数为4，是氦核，故A错误； B项：依据质量亏损，则m1＞m2+m3，故B错误； C项：根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量（），故C错误； D项：衰期的大小与温度无关，故D正确。 5．下列说法正确的是（） A．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

高中物理 19.7核聚变详解

高中物理| 19.7核聚变详解核聚变物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变。把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。 1 轻核的聚变（热核反应）某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。轻核的聚变: 根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:

发生聚变的条件: 使原子核间的距离达到10的负15次方m.实现的方法有: 1、用加速器加速原子核； 2、把原子核加热到很高的温度；108～109K 聚变反应又叫热核反应核聚变的利用——氢弹 2可控热核反应——核聚变的利用

可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果。 1.热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 ①轻核聚变产能效率高。 ②地球上聚变燃料的储量丰富。 ③轻聚变更为安全、清洁。 2.现在的技术还不能控制热核反应。 ①热核反应的的点火温度很高； ②如何约束聚变所需的燃料； ③反应装置中的气体密度要很低，相当于常温常压下气体密度的几万分之一； 3.实现核聚变的两种方案。 ①磁约束（环流器的结构） ②惯性约束（惯性约束）习题演练 1. (2011年绍兴一中检测)我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电、显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000 s，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是() A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子 B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子 C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1－m3－m4)c2 D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性 2. 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（） 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

核裂变

6 核裂变 [先填空] 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23592U＋10n―→14456Ba＋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，这种反应叫核裂变的链式反应． 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． [再判断] 1．铀核的裂变是一种天然放射现象．(×) 2．铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去．(√)

3．铀核裂变时能释放出多个中子．(√) [后思考] 1．铀核的裂变是一种天然放射现象吗？【提示】不是．铀核在受到中子轰击后才发生裂变，不是天然放射现象，属于核反应． 2．铀核裂变的核反应方程是唯一的吗？【提示】不是．铀核裂变的生成物并不确定，所以其核反应方程不是唯一的． [合作探讨] 原子弹一般应该由两部分组成，一是常规炸药部分，一是核部分，核部分是由分成几块的裂变核材料组成，每一块都在临界体积以下，引爆时，借助常规炸药在极短时间内，将这几块核材料合成一体，使总体积超过临界体积，从而发生链式反应．探讨1：为什么铀块的体积小于临界体积时不能发生链式反应？【提示】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，或者说每一代裂变产生的中子数不少于上一代的中子数，裂变反应就能维持下去．当铀块的体积过小时，裂变产生的中子有的可能从裂变物质中漏出去，有的可能被杂质吸收，所以链式反应未必能持续下去．探讨2：裂变反应发生后，裂变反应物的质量增加还是减小？为什么？【提示】减小．裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后的质量减小． [核心点击] 1．铀核的裂变和裂变方程 (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，使核变成不规则的形状． (2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，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或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，释放出越来越多的核能． (3)常见的裂变方程：

谈谈核裂变能与核聚变能

谈谈核裂变能与核聚变能胡经国据最近报道，位于英国牛津郡卡勒姆的、联合欧洲环形核聚变试验装置的科学家们，首次成功地进行了受控核聚变反应试验，从而使他们在探索核聚变能的竞争中，超过了美国和日本而居于世界领先地位。这次实验是在一个环形受控核聚变反应堆里进行的，持续时间只有2分钟，温度达到了3亿摄氏度，比太阳内部温度还要高20倍。该环形装置重达3500吨，是目前世界上最大的受控核聚变实验装置。那末，什么叫做受控核聚变与核聚变能呢？它们对未来世界能源研究与开发利用有何重要意义呢？为了回答这些问题，需要从核能（原子能）谈起。大家知道，原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子。核子结合成原子核时释放的能量，或者原子核分解为核子时吸收的能量，称为原子核结合能。原子核结合能与组成该原子核的核子数之比，称为原子核核子的平均结合能。这就是一般所说的核能（原子能）。质量数较小的轻核（如氘、氚）和质量数较大的重核（如铀），其核子平均结合能均较小；质量数中等的原子核，其核子平均结合能较大，而且质量数为50%～60%的原子核，其核子平均结合能最大。这一规律称为原子核核子平均结合能随原子核质量数而变化的规律。核能存在于原子核内部，只有使它释放出来才能被人类所利用。怎样才能使核能释放出来呢？原子核核子平均结合能随原子核质量数而变化的规律，是核能能够被释放出来的理论依据。由于质量数中等的原子核核子平均结合能较大，因而无论是将重核分裂成质量数中等的原子核，还是将轻核聚合成质量数中等的原子核，都能够使核能释放出来。所以，核能释放有以下两种途径：重核的裂变和轻核的聚变第一种途径是重核的裂变。将重核分裂成质量数中等的原子核，称为重核的裂变，又叫做核裂变。核裂变是1938年由德国科学家哈恩和斯特拉斯曼发现的。他们用中子轰击铀原子核，导致了铀原子核的裂变。可见，快速中子的轰击是实现核裂变的条件。在重核裂变时，放出新的中子，新中子又引起其它重核裂变。这种不断进行的核裂变反应，称为链式反应。重核材料（如含铀的同位素铀238和铀235的材料）能够产生核裂变链式反应的最小体积，称为重核材料的临界体积。重核材料的体积一旦超过其临界体积，核裂变链式反应就迅速进行，同时在极短的时间内释放出巨大的能量，引起猛烈的爆炸。重核在核裂变反应过程中释放出的巨大能量，称为核裂变能。例如，1克铀235完全裂变所释放的核裂变能，相当于2.4吨煤完全燃烧所释放的化学能。第二种途径是轻核的聚变。将轻核聚合成质量数中等的原子核，称为轻核的聚变，又叫

核裂变和核聚变的区别

两个较轻的原子（质量数大致小于16）聚合成一个较重的原子核，同时放出大量的能量，这种核反应叫聚变反应。它是获得原子能的重要途径之一。一升的海水约含有0.03克的氘，通过核聚变反应能产生相当于300升汽油燃烧所放出的能量。由于原子核间有很强的静电斥力，核聚变反应必须在几千万摄氏度至上亿摄氏度的高温下才能发生。太阳和一些恒星内部温度很高，原子核有足够在的动能克服核间静电斥力而发生聚变反应。太阳里发生的持续的核聚变反应，源源不断地给我们提供光和热。一个重的原子核分裂成两个质量略为不同的较轻的原子核，同时放出大量能量，这种反应叫做裂变反应。裂变有自发裂变和受激裂变反应两种。自发裂变是原子核不稳性的一种表现形式，天然同位素自发裂变半衰期都很长，如铀-238约为1016年；一些原子核比铀原子核重的同位素（超铀核素）自发裂变半衰期相对较短，如锎-252只有85.5年。重原子核受到其他粒子（中子、带电粒子、光子）轰击时分裂成两个质量略为不同的较轻原子核，叫受激裂变。1947年，我国科学家钱三强、何泽慧首先观察到中子轰击铀裂变时，铀核也有分裂成三块或四块的情况。但这种现象是非常稀少的。三分裂和四分裂相对于二分裂之比分别为3：1000和3：10000。重核裂变时释放出大量的能量，是获得原子能重要途径之一。1公斤铀-235完全裂变释放出的能量相当于两万吨TNT炸药爆炸时释放的能量，也相当于2700吨标准煤完全燃烧释放出的能量。重核裂变反应释放的大量能量已在核电站中得到充分应用。爱因斯坦１９０５年在提出相对论时指出，物质的质量和能量是同一事物的两种不同形式，质量可以消失，但同时会产生能量。１９３８年，德国科学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在居里夫人实验的基础上，发现了核裂变现象：当中子撞击铀原子核时，一个铀核吸收了一个中子，分裂成两个较轻的原子核，在这个过程中质量发生亏损，因而放出很大的能量，并产生两个或三个新的中子，这就是核裂变反应。１９４６年，在法国居里实验室工作的中国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀核的"三裂变"、"四裂变"现象，即铀原子核在中子的作用下，除了可以分裂为两个较轻的原子核外，还可以分裂为三个甚至四个更轻的原子核。只有铀－２２３、铀－２３５和钚－２３９这三种材料的原子核可以由"热中子"引起核裂变，因此它们被称为易裂材料。其中只有铀－２３５存在于界，铀－２３３、钚－２３９分别是由自然界中的钍－２３２、铀－２３８吸收中子后生成的。而在天然铀中，铀－２３５仅占０．７％，其余的９９．３％几乎都是铀－２３８。链式裂变反应释放的核能叫做核裂变能。这种２０世纪出现的新能源，目前已占人类总能源消费量的６％。核能的和平利用，对于缓解能源短缺、减轻环境污染都具有重要意义。但是，核裂变产生的核废料、核电站能否安全运转，都引起人们的忧虑。如果利用轻原子核的聚变反应产生的核聚变能够得到工业应用，那么人类将从根本上解决能源需求的问题。核聚变能是两个轻原子核结合在一起时，由于发生质量亏损而放出的能量。核聚变的原料是海水中的氘（重氢）。早在１９３４年，物理学家卢瑟福、奥利芬特和哈尔特克已在静电加速器上用氘－氘反应制取了氚（超重氢），首次实现了聚变反应。海水里的氘只占０．０１５％，但由于地球上有大量海水，每升海水中所含的氘通过核聚变反应产生相当于３００升汽油燃烧所放出的能量，因此可以利用的核聚变材料是极为丰富的。据估计，海水中的氘通过核聚变释放的聚变能可供人类在高消费水平的基础上使用５０亿年。有关科学家们正在积极研究、一些国家政府也大力支持开发丰富而清洁的核聚变能。美国广播公司１９９９年４月１２日播发的一篇题为《为聚变开拓未来》的消息说：使用美国最新建成的试验核反应堆的科学家们认为，他们为２１世纪开发一种安全而又取之不尽的能源--聚变能- -而进行的努力取得了进展。建在美国中部新泽西州郊区普林斯顿大学等离子体物理实验室的"国家球形核聚变实验装置（ＮＳＴＸ）" ，使支持提供聚变能研究经

人教版高二物理选修1-2第三章核能第四节裂变和聚变课后训练

人教版（新课程标准）高中物理选修1-2第三章核能四、裂变和聚变课后训练一、单选题 1.在核反应方程 1327Al+24 He →15 30P+X 中，X 表示的是（） A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. α粒子 2.下列说法正确的是( ) A. α 粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的 B. 比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定 C. 核力是短程力，其表现一定为吸引力 D. 质子、中子、 α 粒子的质量分别为 m 1 、 m 2 、 m 3 ，由2个质子和2个中子结合成一个 α 粒子，释放的能量是 (m 1+m 2?m 3)c 2 3.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是（） A. 715N+11H →612C+2 4He 是α衰变 B. 13H+12 H →24 He+01n 是β衰变 C. 92238U →92234 Th+24He 是核裂变反应 D. 92235U+01n →54 140Xe+3894 Sr+201n 是核裂变反应 4.已知氘核的平均结合能为1.1 MeV ，氦核的平均结合能为7.1 MeV ，则两个氘核结合成一个氦核时( ) A. 释放出4.9 MeV 的能量 B. 释放出6.0 MeV 的能量 C. 释放出24.0 MeV 的能量 D. 吸收4.9 MeV 的能量 5.科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为： X+Y →H 24e+H 13+ 4.9MeV 和 H 12+H 13→H 24e+X +17.6MeV ，下列表述正确的有（） A. X 是质子 B. Y 的质子数是3，中子数是6 C. 氘和氚的核反应是核聚变反应 D. 两个核反应都没有质量亏损 6.有一种典型的铀核裂变，生成钡和氪，同时放出3个中子，其核反应方程可表示为， U 92235+ X →56144Ba +3689Kr +301 n 已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（）

第十二章D重核裂变链式反应

资源信息表

第十二章 D 重核裂变链式反应杨浦区教师进修学院李沐东一、教学任务分析本节课的主要内容为核力、核能、重核裂变和链式反应等。是对原子核式结构、天然放射性等知识的深化、总结和应用。本节内容的学习对学生认识核能开发利用、建立社会责任感有重要的意义。学习本节内容需要有库仑定律、万有引力、原子核式结构等方面的知识基础。本节的教学内容包含三大部分：核力核能、重核裂变和链式反应。这三部分内容在逻辑关系上是层层递进的，穿插它们的主线是“人们如何利用核能”。教学中教师应根据学生实际，对知识做适当的补充和拓展，使学生对本节所学的内容更容易理解。通过教学，不仅要学生了解什么是核能、如何利用核能，更重要的要让学生感悟为什么要利用核能、如何和平的利用核能等科学态度问题。建立正确的核利用伦理观，同时增强社会责任感。二、教学目标 1．知识与技能（1）知道核力与核能。（2）知道重核裂变是获取核能的有效途径之一。（3）知道链式反应和产生链式反应的条件。 2．过程与方法通过核能、链式反应等学习过程，感受类比和虚拟实验的方法。 3．情感、态度与价值观通过本节的学习，懂得科学技术是一把双刃剑，感悟核能的开发与利用对建立一个和平、和谐社会的重要意义。三、教学重点和难点重点：重核裂变、链式反应。难点：重核裂变是如何产生核能的。四、教学器材和课件 “核爆炸”演示录像；相关图片。五、教学设计思路本节包含三部分内容：核能、重核裂变和链式反应。第一部分内容的教学主要解决什么是核能的问题，后两部分的教学主要解决如何利用核能的问题。本教学设计以壮观的核爆炸的录像作为情景引入，在学生感受核爆炸无与伦比的威力同时，产生探究什么核能、如何利用核能的欲望。若要学生较清晰的理解什么是核能、以及如何利用核

裂变和聚变练习题40道

一、选择题 1、一个U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U+n→X+Sr+2n，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，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 2、前段时间，伊朗及朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题就是双方核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还要以生产出可供研制核武器的钚，这种可由铀经过n次衰变而产生，则n为（） A.2 B.239 C.3 D.1 3、目前核电站用的核反应是（） A.裂变，核燃料是铀 B.聚变，核燃料是铀 C.裂变，核燃料是氘 D.聚变，核燃料是氘 4、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（） A.裂变过程和聚变过程都有质量增加 B.裂变过程和聚变过程都有质量亏损 C.裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损 D.裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加 5、浙江秦山核站第二期工程发电机已经并网发电，发电站的核能来源于的裂变，以下说法正确的有（） A.原子核中有92个质子、143个中子 B.原子核中有143个质子、92个中子 C.是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度后，半衰期将缩短 D.裂变成两个中等质量的原子核和，可称为的放射性同位素 6、现已建成的核电站主要利用的是（） A.放射性元素衰变释放的能量 B.人工放射性同位素衰变释放的能量 C.轻核聚变释放的能量 D.重核裂变释放的能量 7、下列四个方程中，表示重核裂变的是（） A. B. C. D. 8、原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由哪四部分组成（） A.原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统

第六节核裂变

第六节核裂变学习目标 ※知道什么是裂变知识导图知识点1重核的裂变 1．定义使重核分裂成__中等质量__的原子核的核反应叫重核的裂变。 2．核反应类型重核的裂变只发生在__人为控制__的核反应中，自然界不会自发的产生。 3．一种典型的铀核裂变 235 U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋__310n__。 92 知识点2链式反应 1．定义重核裂变产生的__中子__使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫链式反应。 2．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3核电站 1．核电站的工作原理核电站的核心是__核反应堆__，其简化示意图如图所示。各部分作用如下： (1)核燃料：反应堆使用浓缩铀(铀235占3%～4%)制成__铀棒__作为核燃料，释放__核能__。 (2)减速剂：用__石墨、重水和普通水__，使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸收。 (3)控制棒：由吸收中子能力很强的__镉__制成，用以控制__反应速度__。 (4)水泥防护层：反应堆外层是很厚的__水泥壁__，可防止射线辐射出去。 (5)热交换器：靠__水__和__液态金属钠__在反应堆内外的循环流动，把产生的热量传输出去。 2．核电站与火电站相比有何优缺点 (1)优点：①核电站消耗的燃料__很少__。

②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量__很大__。 ③火电站烧煤要放出很多污染物，而核电站放出的污染物要__少得多__。 (2)缺点：①一旦核泄漏会造成严重的__核污染__。 ②核废料处理__比较困难__。预习反馈『判一判』 (1)只要铀块的体积大于临界体积，就可以发生链式反应。(×) (2)中子从铀块中通过时，一定发生链式反应。(×) (3)重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小。(×) (4)核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。(√) (5)核反应堆用过的核废料无毒无害。(×) 『选一选』山东荣成石岛湾核电站总装机规模400万千瓦。核电站与火电站相比较，下列说法错误的是(B) A．核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量 B．就可采储量来说，地球上核燃料资源远大于煤炭 C．在经济效益方面核电与火电不相上下 D．核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理解析：核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量，A正确；就可采储量所提供的能量来说，远大于煤炭所能提供的能量，而不是采储量，B错误；在经济效益方面核电与火电不相上下，C正确；核电站是有污染的，核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，D正确。『想一想』如图为核裂变示意图。 (1)重核裂变是一种天然现象吗？ (2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？答案：(1)不是(2)不能解析：重核的裂变不能自发地进行，只能发生在人工控制的核反应中，只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变。探究一重核的裂变及链式反应 S 思考讨论 i kao tao lun 1 1964年10月16日，中国第一颗原子弹在罗布泊的荒漠上爆炸成功，其爆炸力相当于1.8万吨TNT炸药。爆炸时安放原子弹的钢塔全部熔化，在半径400m的范围内，沙石都被

【精品版】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。