2017-2018学年同步备课套餐之物理教科版选修3-5讲义：第3章+原子核+6_7+word版含答案

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1、6核聚变7粒子物理学简介(选学)［学习冃标］1•知道什么是聚变反应，会计算核聚变中释放的核能2了解可控热核反应及其研究和发展.3.了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理学的发展史.知识探究新知探究点点落实一、核聚变［导学探究］1.为什么实现核聚变要使聚变的燃料加热到几百万开尔文的高温？答案轻核的聚变反应，是较轻的核子聚合成较重的核子，要使得核子的强相互作用发挥作用，必须使核子I'可接近到发生相互作用的距离，约为10-,5m；同时由于原子核之间在此距离时的库仑斥力十分巨大，因而需要核子有很大的动能，表现在宏观上就是核燃料需要达到极

2、高的温度.2.目前人们实现的核聚变是什么？实现热核反应存在的困难是什么？如何实现对热核反应的控制？答案(1)目前人们能实现的热核反应是氢弹的爆炸，是由普通炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核反应，但这是不可控制的.(2)实现热核反应存在的困难是：地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需要的高温.(3)可能实现对热核反应的控制方法：磁约束：利用磁场来约束参与反应的物质.环流器是目前性能最好的一种磁约束装置.惯性约束：利用强激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们由于惯性还来不及扩散就完成了核反应.［知识梳理］对核

3、聚变的认识1.聚变把轻原子核聚合成较重原子核的反应称为核聚变，聚变反应又称为热核反应.2.聚变方程：H+iH―lHe+on+17.6MeV.3.聚变发生的条件要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离1015m,这要克服电荷间巨大的库仑斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能.要使原子核具有足够大的动能，有一种方法就是给它们加热，使物质达到儿百万开尔文的高温.［即学即用］判断下列说法的正误.(1)核聚变时吸收能量.(X)(2)核聚变平均每个核子放出的能量，比裂变反应屮平均每个核子放出的能量大.(V)(3)轻核聚变比裂变更完全、

4、清洁.(J)(4)实现核聚变的难点是地球上没有任何容器能够经受如此高的温度.(V)二、基本粒子的分类［知识梳理］1.“基本粒子”不基本“基本粒子”：直到19世纪末，人们认为光子、虫壬、质子、中子是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐渐发现了数以百计的新粒子，它们都不是由中子、质子、电子组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构.因此，20世纪后半期，就将“基本”去掉，统称粒子.2.粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：媒介子、轻子和强子.3.夸克模型(1)夸克模型的提出：1964

5、年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的.(2)分类：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克；它们带的电荷量分别为元21电荷的+亍或一亍每种夸克都有对应的反夸克.(3)意义：元电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷.⑷夸克的“禁闭”夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”.［即学即用］判断下列说法的正误.(1)质子、中子不能再分.(X)(2)夸克的带电量是电子电荷的整数倍.(X)(3)太阳目前正处于盘通过热核反应成为氨，以电磁波的形式向外辐射核能.(J)(4)像自由电子一样，

6、宇宙中也有单独存在的夸克粒子.(X)三、粒子加速器［知识梳理］1.直线加速器(1)粒子运动轨迹是一条直线.(1)满足的条件：要保持粒子与高频电场之间的鯉关系.(2)优点：粒子束的强度高.1.回旋加速器(1)粒子运动轨迹：在磁场中做匀速圆周运动.(2)满足条件：高频电源的频率簣工粒子回旋的频率.(3)优点：粒子被加速到的能量可达辿迤Y・2.对撞机能够实现两束相对运动的粒子堂撞的设备叫做对撞机.工作原理：粒子先在同步加速器中加速,然后射入对撞机，反向冋旋在轨道交叉处相互碰撞,获得较大能塑.［即学即用］判断下列说法的正误.(1)直线

7、加速器应用的是直流高压对粒子进行加速的.(X)(2)回旋加速器中高频电场的频率与粒子在磁场屮做匀速圆周运动的频率相同.(V)(3)对撞机的工作原理是先在同步加速器中加速，然后射入对撞机.(V)童点琳点个个击确题型探究一、核聚变的特点及应用1.核聚变的特点(1)轻核聚变是放能反应：从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应.(2)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量.(3)热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去.(4)普遍性：热核反应在宇宙中

8、时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆.2.核聚变的应用(1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置.它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸.(2)可控热核反应：目前处于探索阶段.3.重核裂变与轻核聚变的区别重核裂变轻核聚变放能原理重核分