新教材人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè) 5.4 核裂變與核聚變 導(dǎo)學(xué)案

1、精品文檔 精心整理精品文檔 可編輯的精品文檔5.4核裂變與核聚變【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量。2知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。3了解核聚變的特點(diǎn)及其條件。4了解可控?zé)岷朔磻?yīng)及其研究和發(fā)展。二、過程與方法1通過對(duì)核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)關(guān)系的理解，培養(yǎng)邏輯推理能力及應(yīng)用教學(xué)圖像處理物理問題的能力。2通過自己閱讀課本，查閱資料，培養(yǎng)歸納與概括知識(shí)的能力和提出問題的能力。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1激發(fā)熱愛科學(xué)、探求真理的激情，樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)基本的科學(xué)素養(yǎng)，通過核能的利用，思考科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系。2認(rèn)識(shí)到和平利用核能及開發(fā)新能源的重要性。3確立世界是物質(zhì)

2、的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)變化的，而變化過程必然遵循能量守恒的觀點(diǎn)?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1重核裂變的核反應(yīng)方程式的書寫。2核聚變的特點(diǎn)和條件?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】核聚變的特點(diǎn)和條件?！緦W(xué)習(xí)過程】一、核裂變的發(fā)現(xiàn)1核裂變：重核分裂成質(zhì)量_的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變。2鈾核的裂變用_轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變，其產(chǎn)物是多種多樣的，其中一種典型的反應(yīng)是_。3鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（1）由重核裂變產(chǎn)生的_使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。（2）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件鈾塊的體積_或等于臨界體積或鈾塊的質(zhì)量_或等于臨界質(zhì)量。有足夠數(shù)量的_中子。4核襲擊的防護(hù)（1）核爆炸瞬時(shí)效應(yīng)防護(hù)利用工事進(jìn)行掩蔽。在開闊地面上的人員，發(fā)現(xiàn)核爆

3、閃光時(shí)，立即背向爆心臥倒，可減輕傷害。（2）放射性沾染防護(hù)避開在沾染區(qū)或高照射量率的地區(qū)行動(dòng)。及時(shí)穿戴個(gè)人防護(hù)器材，防止人體受沾染。人員通過沾染區(qū)時(shí)盡量乘坐車輛，在沾染區(qū)作業(yè)時(shí)要盡量縮短時(shí)間。進(jìn)入沾染區(qū)執(zhí)行任務(wù)的人員，可服用抗輻射藥，減少放射性物質(zhì)在人體內(nèi)的存留。二、反應(yīng)堆與核電站（1）核電站是利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)施是_，它主要由以下幾部分組成：燃料：_；慢化劑：鈾235容易捕獲慢中子發(fā)生反應(yīng)，采用_、重水或普通水作慢化劑；控制棒：采用在反應(yīng)堆中插入鎘棒的方法，利用鎘_的能力很強(qiáng)的特性，控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。（2）工作原理核燃料_釋放能量，使反應(yīng)區(qū)溫度升高。（3）能量輸出利用水或液態(tài)的金屬鈉

4、等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外_，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電，同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻。（4）核污染的處理在反應(yīng)堆的外面需要修建很厚的_，用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。核廢料具有很強(qiáng)的_，需要裝入特制的容器，_。三、核聚變1兩個(gè)輕核結(jié)_，這樣的反應(yīng)叫做聚變。2聚變方程：_根據(jù)所給數(shù)據(jù)，計(jì)算上面核反應(yīng)放出的能量：氘核的質(zhì)量：mD=2.014102u氚核的質(zhì)量：mT=3.016050u氦核的質(zhì)量：m=4.002603u中子的質(zhì)量：mn=1.008665u歸納補(bǔ)充：（1）氫核聚變反應(yīng)：_（2）釋放能量：Emc2_MeV，平均每個(gè)核子釋放能量3MeV以上，約為裂變反應(yīng)釋放能量的34倍。3聚變條件：參與反應(yīng)的原

5、子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即_m。4實(shí)現(xiàn)的方法：（1）_。（2）_。5聚變反應(yīng)的特點(diǎn)：聚變反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以維持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去。核聚變又叫_。6實(shí)例：（1）_。（2）_。7聚變與裂變相比的優(yōu)點(diǎn)（1）_。（2）_。（3）_。8實(shí)現(xiàn)核聚變的兩種控制方案：（1）_。（2）_?！揪毩?xí)鞏固】1關(guān)于重核的裂變，以下說法中正確的是（ ）A鈾235被中子轟擊后都會(huì)分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，同時(shí)放出幾個(gè)中子B鈾235被中子轟擊后二者都會(huì)發(fā)生分裂C要使鈾塊發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，其體積必須足夠大D鈾235分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核，比結(jié)合能減小，放出核能答案：C2現(xiàn)已建成的

6、核電站發(fā)電的能量來自于（ ）A天然放射性元素衰變放出的能量B人工放射性同位素放出的能量C重核裂變放出的能量D化學(xué)反應(yīng)放出的能量答案：C3關(guān)于核聚變，以下說法正確的是（ ）A與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔B世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站C要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到10-10m以內(nèi)，核力才能起作用D核聚變比核裂變更易控制答案：A4關(guān)于輕核聚變釋放核能，下列說法正確的是（ ）A一次聚變反應(yīng)一定比一次裂變反應(yīng)釋放的能量多B聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個(gè)核子釋放的平均能量一定大C聚變反應(yīng)中粒子的比結(jié)合能變小D聚變反應(yīng)中由于形成質(zhì)量較大的核，故反應(yīng)后質(zhì)量變大答案：B5我國最新一代核

7、聚變裝置“EAST”在安徽合肥首次放電，顯示了“EAST”裝置具有良好的整體性能，使等離子體約束時(shí)間達(dá)1000s，溫度超過1億攝氏度，這標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究進(jìn)入國際先進(jìn)水平。合肥也成為世界上第一個(gè)建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置并能實(shí)際運(yùn)行的地方。核聚變的主要原料是氘，在海水中含量極其豐富。已知氘核的質(zhì)量為m1，中子的質(zhì)量為m2，23He的質(zhì)量為m3，質(zhì)子的質(zhì)量為m4，則下列說法中正確的是（ ）A兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)23He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是質(zhì)子B兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)23He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是中子C兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)23He所釋放的核能為（2m1m3m4）c2D兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)23He所釋放的核能為（2m1m3m2）c2答案：BD6在某些恒星內(nèi)，3個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)C，C原子的質(zhì)量是12.0000u，He原子的質(zhì)量是4.0026u，已知1u1.6610-27kg