2016_2017学年高中物理19.6重核的裂变核聚变粒子和宇宙学案新人教版选修3_5

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1、课时19. 6　重核的裂变　核聚变粒子和宇宙　　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。会计算重核裂变过程中释放出的能量。3. 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。4. 了解聚变反应的特点及其条件。了解可控热核反应及其研究和发展。5. 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。6. 了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史，初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一。　　1.

2、 核裂变(1)重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为①裂变。(2)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，叫作核裂变的②链式反应　　　。 (3)通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的③临界体积，相应的质量叫作④临界质量　　　。 2. 核电站(1)核燃料——⑤铀棒，由浓缩铀制成。(2)控制棒——由镉做成，用来控制⑥反应速度。(3)减速剂由石墨、重水或普通水(有时叫轻水)做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成⑦慢中子，以便让U235俘获。(4)冷却剂：用水或液

3、态钠等流体将反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却。(5)水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。3. 核聚变两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫作⑧聚变。聚变的条件：要加热到几百万摄氏度的高温。4. 受控热核反应聚变与裂变相比有很多优点：轻核聚变产能效率高；地球上聚变燃料的⑨储量丰富；轻核聚变反应更为⑩安全、清洁。5. 粒子和宇宙(1)“基本粒子”不基本：科学家发现数以百计的新粒子，它们不是由中子、质子、电子组成，还发现中子、质子本身有复杂的结构。(2)发现新粒子：按

4、粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类，强子、轻子和媒介子。(3)夸克模型：1964年提出的夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫作夸克。　　主题1：探究核裂变情景：第二次世界大战结束前夕，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。阅读教材相关内容，回答下面的问题。问题：(1)什么是核裂变?(2)什么是链式反应?(3)为什么核裂变会释放巨大的能量?　　主题2：核电站核电站使原子核的链式反应在人工控制下进行，使核能转

5、化为内能，再转化为电能。其主要部件和作用如表格所示。名称减速剂控制棒热循环介质保护层材料石墨、重水或普通水(有时叫轻水)镉水或液态的金属钠很厚的水泥层作用使快中子变成慢中子，以便让U235俘获吸收中子，控制反应速度在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射问题：减速剂是为了让核反应速度加快还是让核反应速度减慢?　　主题3：探究核聚变情景：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功，这是继1964年我国成功爆炸第一颗原子弹之后，在核工业领域取得的又一个震惊世界

6、的壮举，它标志着中国核武器的发展进入了一个新阶段。阅读教材相关内容，回答下面的问题。问题：(1)什么是核聚变?为什么核聚变能释放巨大的能量?(2)相对于核裂变的应用，核聚变的应用有哪些优点?(3)为什么要使热核反应受控更难?　　主题4：粒子和宇宙　　情景：宇宙的起源一直是天文学中非常有意义的话题，宇宙学中大爆炸理论被很多科学家认可，其基本观点是宇宙正在膨胀。要研究宇宙更早期的情况，就必须从研究组成物质的基本粒子开始。阅读教材相关内容，回答下面的问题。问题：现在发现的粒子分为哪几类?1. (考查核反应类

7、型)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有(　　)AUThHe是α衰变　　　　　　　　BNHeOH是β衰变CHHHen是轻核聚变DSeKr+e是重核裂变2. (考查核聚变规律)关于聚变，以下说法正确的是(　　)A. 两个轻核聚合为质量较大的原子核放出的能量比裂变物质的一个原子核裂变时放出的能量大很多倍B. 同样质量的聚变物质发生聚变时放出的能量比同样质量的裂变物质裂变时释放的能量大很多倍C. 聚变反应的条件是聚变物质的体积要大于临界体积D. 发生裂变反应时原子核必须有足够大的动能3. (考查粒子)

8、目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电荷量为e，d夸克带电荷量为-e，e为元电荷。下列论断可能正确的是(　　)A. 质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B. 质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C. 质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D. 质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成4. (考查核聚变)一