全国通用版2018_2019高中物理第十九章原子核第七节核聚变第八节核裂变学案新人教版

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1、第七节 核聚变第八节 粒子和宇宙 学习目标※知道聚变反应的特点※能写出聚变方程并计算聚变能量※了解可控热核反应※知道粒子的分类及其作用※了解宇宙起源的大爆炸说及恒星的演化 知识导图知识点1 核聚变1.定义轻核结合成__质量较大__的原子核的反应叫聚变。例如H+H―→He+n2.聚变发生的条件要使轻核发生聚变,必须使它们的距离达到__10-15__m以内,核力才能起作用。由于原子核都带正电,要使它们接近到这种程度,必须克服巨大的__库仑斥力__,这就要求原子核具有足够的动能,有一种方法就是把它们加热到很高的温度,温度高达__几百万__开尔文,因此聚变又叫__热核反应__。3.应用目前,热

2、核反应主要用在核武器上,那就是__氢弹__,需要用__原子弹__爆炸产生的高温高压引发核爆炸。4.太阳能太阳的主要成分是__氢__,太阳中心温度可达1.5×107K,在此高温下,氢核聚变成氦核的反应不停地进行着,太阳能就来自于太阳内部__聚变__释放的核能。知识点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__效率高__;(2)地球上聚变燃料的储量__丰富__;(3)轻核聚变更为__安全、清洁__。2.聚变的难点地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温。3.控制方法(1)磁约束:利用磁场约束参加反应的物质,目前最好的一种磁约束装置是__环流器__。(2)惯性约束:聚变

3、物质因自身的惯性,在极短时间内来不及扩散就完成了核反应,在惯性约束下,用__激光__从各个方向照射反应物,使它们“挤”在一起发生反应。知识点3 “基本粒子”不基本1.“基本”粒子19世纪末,许多人认为光子、电子、__质子__和__中子__是组成物质的不可再分的最基本粒子。2.发现新粒子(1)从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子,它们不是由__质子__、__中子__、__电子__组成。(2)科学家进一步发现质子、中子等本身也是复合粒子,且还有着__复杂__的结构。3.探测工具粒子__加速器__和粒子__探测器__是研究粒子物理的主要工具。知识点4 发现新粒子1.新粒子19

4、32年发现了__正电子__,1937年发现了__μ子__,1947年发现了K介子和π介子及以后的超子等。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:__强子__、__轻子__和__媒介子__。知识点5 夸克模型组成强子的粒子有六种夸克,分为上夸克和下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克,所带电荷分别为元电荷的__±__或__±__,每种夸克都有对应的反夸克,夸克不能以自由的状态单个出现。知识点6 宇宙与恒量的演化1.宇宙的演化经历了①__强子__时代 ②__轻子__时代 ③__核合成__时代 ④10万年之后,随着温度降低逐步组成__恒星__和星系。2.恒星的演化宇宙

5、尘埃__星云团__恒星⇒预习反馈『判一判』(1)核聚变时吸收能量。(×)(2)核聚变平均每个核子放出的能量,比裂变反应中平均每个核子放出的能量大。(√)(3)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。(√)(4)质子、中子不能再分。(×)(5)夸克的带电量是电子电荷的整数倍。(×)(6)太阳目前正处于氢通过热核反应成为氦,以电磁波的形式向外辐射核能。(√)『选一选』(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有:(1)U+n→Sr+Xe+kn(2)H+H→He+dn关于这两个方程,下列说法正确的是( BC )A.方程(1)属于α衰变B.方程(2)属于轻核聚变C.方程

6、(1)中k=10,方程(2)中d=1D.方程(1)中k=6,方程(2)中d=1解析:方程(1)属于重核裂变,方程(2)属于轻核聚变,选项A错误而B正确;由质量数和电荷数守恒得,k=10,d=1,选项C正确而D错误。『想一想』万物生长靠太阳(如图),太阳在我们日常生活中是不可替代的,它提供给地球足够的能源,如果说太阳一旦没有了,那么地球上的一切生物都将随之消失。你知道太阳的能量来源吗?答:来源于太阳内部的核聚变反应探究一 轻核的聚变 S 1如图为氢弹原理示意图。(1)核聚变需要满足什么条件?(2)为什么要用原子弹才能引爆氢弹?提示:(1)要使轻核聚变,必须使轻核接近核力发生作用的距离10

7、-15m。(2)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。G 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.聚变发生的条件要使轻核聚变,就必须使轻核接近核力发生作用的距离10-15m,但是原子核是带正电的,要使它们接近10-15m就必须克服很大的库仑斥力作用,这就要求原子核应具有足够的动能。方法是给原子核加热,使其达到几百万度的高温。3.核聚变的特点(1)在消耗相同质量的核燃料时

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