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。

播放VCD 光碟，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）进行新课

1．核裂变（fission ）

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。

学生回答：重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变。

教师总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。

提问：是不是所有的核裂变都能放出核

能？

让学生阅读有关核子平均质量有补充材

料。分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小

组讨论的结果。

学生回答：只有核子平均质量减小的核反

应才能放出核能。

点评：有利于培养学生合作式学习的能

力。

知识总结：不是所有的核反应都能放出核

能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。

点评：个人及小组的竞争，活跃课堂气氛，激活学生思维，增加学习的趣味性。

2、铀核的裂变

（1）铀核的裂变的一种典型反应。

提问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？

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。

学生回答：

235

1141

921920563603U n Ba Kr n +→++

（2）链式反应：

提问：链式反应〔chain reaction 〕是怎样进行的？

学生回答：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，叫做核裂变的链式反应。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

（3）临界体积（临界质量）：

提问：什么是临界体积（临界质量）？

学生回答：通常把裂变物质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。

（4）裂变反应中的能量的计算。

裂变前的质量：

27103139.390-?=U m kg ，27106749.1-?=n m kg

裂变后的质量：

27100016.234-?=Ba m kg ，27106047.152-?=Kr m kg ，27100247.53-?=n m kg ， 学生计算：质量亏损：

27103578.0-?=?m kg ，

28272)100.3(103578.0???=?=?-mc E J =201MeV

知识总结：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，叫做核裂变的链式反应。裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积。铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。

3、核电站

提问：核核反应堆各组成部分在核反应中起什么

作用？

让学生阅读课本核电站部分内容，分小组讨论。

每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。

学生回答：控制棒由镉做成，用来控制反应速度。

学生回答：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，变成慢中子，以便让U235俘获。

学生回答：冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。

学生回答：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。

教师（提问）：核能发电的优点、缺点？

学生回答：

优点：①污染小；②可采储量大；③比较经济。

缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染；②核废料处理困难。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

教师（补充）：了解常用裂变反应堆的类型：

秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。

4、例题

例题1、下列核反应中，表示核裂变的是（ ）

A 、238234492902U Th He →+

B 、14

140671C N e -→+

C 、235

114192192

0563603U n Ba Kr n +→++ D 、941214260Be He C n +→+

分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻

核聚变。其中衰变中有α衰变、β衰变等。

238

234492

902U Th He →+是α衰变， 14

1406

71C N e -→+是β衰变， 9

412

14260Be He C n +→+是人工转变，只的C 选项是重核裂变。

学生回答：

解：表示核裂变的是C

235

1141

921920563603U n Ba Kr n +→++

点评：培养学生的扩散散性思维。

例题2、秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW ，如果1g 铀235完全裂变时产生的能量为8.2?1010 J ，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235?（一年按365天计算）

学生回答：

解：核电站每天的发电量为W =Pt =3×108×24×3600 J=2.592×1013 J.

每年的发电量W 总=365W =9.46×1015 J 而1 g 铀完全裂变时产生的能量为

8.2×1010 J.

所以，每年消耗的铀的量为

15

2109.4610 1.15108.210

m kg kg ?==?? 点评：培养学生推理及公式演算的能力。注意速度单位的换算，运算过程中带单位运算。适当进行爱国主义教育。

聚变

（一）引入新课

教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题.

学生：学生认真仔细地听课

点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。

（二）进行新课

1．聚变及其条件

提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变？

学生仔细阅读课文

学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。

投影材料一：核聚变发展的历史进程［1］

提问：请同学们再看看比结合能曲线（图19.5-3），想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能？

让学生了解聚变的发展历史进程。

学生思考并分组讨论、归纳总结。

学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大

点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。

教师归纳补充：

（1）氢的聚变反应：

2

H+21H→31He+11H+4 MeV、

1

2

H+31H→42He+10n+17.6 MeV

1

（2）释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍

提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？

学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。

得出结论

微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。

宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。

点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。

教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。

教师补充说明：

（1）热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。当然，与人类历史相比，这个时间很长很长！

教师：希望同学们课后查阅资料，了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。

（2）上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的十几倍。

提问：氢弹爆炸原理是什么？

学生阅读教材：课本图19.7-1是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。

［教师点拨］

［录像］氢弹的构造简介及其爆炸情况。

根据你收集的资料，还能通过什么方法实现核聚变？

学生回答：日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变。

点评：学生自学看书，自己归纳总结，

有助于培养学生分析问题、解决问题的能力，逐步提高学生的归纳总结能力。

2．可控热核反应

（1）聚变与裂变相比有很多优点

提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点？

投影材料二[2]：可控热核反应发展进程

例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的质量：m D=2.014 102 u、氚核的质量：m T=3.016 050 u、氦核的质量：mα=4.002 603 u、中子的质量：

m n =1.008 665 u 、1u=1.660 6×10-27kg ，e = 1.602 2×10-19C ，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。

学生计算：

根据质能方程，释放出的能量为：

MeV eV c m m m m mc E n T D 6.17106022.1)103(106606.10186.0)(192

8272

2=?????=--+=?=?--α 教师点拔：平均每个核子放出的能量约为3.3MeV ，而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV 。

总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。

教师点拔：常见的聚变反应：21H+21H →31He+11H+4MeV 、 21H+31H →42He+10n+17.6 MeV 。在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者。

总结：聚变与裂变相比，这是优点之二，即地球上聚变燃料的储量丰富。如1L 海水中大约有0.03g 氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300L 汽油。

聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。

实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。另外，氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂就所生成的废物的数量少，容易处理。

（2）我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。

EAST 全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST 全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，模拟太阳产生能量。

点评：通过了解我国在可控热核反应方面的成就，激发学生的爱国热情和献身科学的能力。

（三）课堂小结

本节主要研究了聚变核反应的特点和条件，聚变反应要比裂变反应释放更多的能量，但它发生的条件是要达到几百万度的高温，因而聚变反应也叫热核反应.可控热核反应的研究和实验将为人类和平利用核能开发新的途径。

（四）作业：

完成课后练习

★教学体会

本节课虽然教学要求不高，但却是开展中学科技教育活动的生动内容。然而课本的编写，却限于篇幅等因素的影响，存在正如爱因斯坦所说的问题：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者学生体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。”

在课堂教学过程中，结合内容的讲授，以史为鉴，虽着墨不多，却寓意深远，本材料正是以此为设计思想的：沿着科学家的足迹，剖析科学家的思维，领略科学家的创造；激发同学们的兴趣，培养同学们的能力，陶冶同学们的情操。

本节内容比较抽象，应让学生多思考、多总结、多归纳，体验知识的获得过程，加强对知识的理解。让学生树立实事求是的科学态度，培养学生严谨、踏实的科学素养，通过核

能的利用，思考科学与社会的关系。

附：

[1]投影材料一

时间人物事件

20年代阿斯顿指出：中等大小的原子核结合最紧密，核裂变或轻核聚变都会放出能量，核聚变放出的能量比裂变大许多

1920年爱丁顿猜测：太阳的能量来自亚原子粒子的相互作用

1926年爱丁顿指出：太阳总体积具有2000万度的高温和极高的密度。

1929年罗素指出：太阳总体积的60％是氢气，如果太阳的能量真是依靠核反应的话，那么这种核反应只能是氢气的聚变。

1938年贝特证明：太阳的能量确实是靠氢气的聚变来维持的。

[2]投影材料二

事件人物事件

1933年科学家们在实验室中首次观测到核聚变就是氘的聚变

1934年卢瑟福用氘核去轰击氘靶产生了氚，发现氚聚变温度比氘更低。

1942年特勒在探索制造原子弹的各种途径的讨论中提出了一个可怕的问题。1944年费米用氢的同位素氖和氛做燃料，只需五千万度就可以发生核聚变。

1945年美国原子弹研制成功后，人们立即觉察到，可以利用裂变反应所产生的超高温来实现核聚变反应，这就是氢弹的原理。

2020年高三物理高考一模试卷

2020年高三物理高考一模试卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共14题；共28分) 1. （2分）(2018·崇明模拟) 下列物理量单位关系正确的是（） A . 力的单位：kg·m/s B . 功的单位：kg·m2/s2 C . 压强单位： kg/m2 D . 电压单位：J·C 2. （2分）在物理学发展的过程中，某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律，这位科学家是（） A . 焦耳 B . 牛顿 C . 库仑 D . 伽利略 3. （2分）(2017·丰台模拟) 在商场中，为了节约能源，无人时，自动扶梯以较小的速度运行，当有顾客站到扶梯上时，扶梯先加速，后匀速将顾客从一楼运送到二楼．速度方向如图所示．若顾客与扶梯保持相对静止，下列说法正确的是（） A . 在加速阶段，顾客所受支持力大于顾客的重力 B . 在匀速阶段，顾客所受支持力大于顾客的重力

C . 在加速阶段，顾客所受摩擦力与速度方向相同 D . 在匀速阶段，顾客所受摩擦力与速度方向相同 4. （2分）如图所示，用一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹300角且绷紧，小球处于静止，则需对小球施加的最小力等于（） A . B . C . D . 5. （2分） (2019高三上·吕梁月考) 地球同步卫星、赤道上的物体、近地卫星运动的线速度大小分别为 v1、v2、v3；角速度大小分别为、、；向心加速度大小分别为 a1、a2、a3；所受向心力大小分别为 F1、F2、F3。则下列关系一定不正确的是（） A . v3 >v1 >v2 B . < = C . a3 >a1 >a2 D . F3 >F1 >F2 6. （2分） (2019高三上·西安期中) 如图所示，总质量为M带有底座的足够宽框架直立在光滑水平面上，质量为m的小球通过细线悬挂于框架顶部O处，细线长为L，已知M>m，重力加速度为g，某时刻m获得一瞬时速度v0 ，当m第一次回到O点正下方时，细线拉力大小为（）

19.7高三物理核聚变教案

19．7 核聚变 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解聚变反应的特点及其条件. 2．了解可控热核反应及其研究和发展. 3．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 通过让学生自己阅读课本，培养他们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．通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。 2．认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。 ★教学重点 聚变核反应的特点。 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 （一）引入新课 教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题. 学生：学生认真仔细地听课 点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。 （二）进行新课 1．聚变及其条件 提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变？ 学生仔细阅读课文 学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。 投影材料一：核聚变发展的历史进程［1］ 提问：请同学们再看看比结合能曲线（图19.5-3），想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反

应释放更多的核能？ 让学生了解聚变的发展历史进程。 学生思考并分组讨论、归纳总结。 学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大 点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。 教师归纳补充： （1）氢的聚变反应： 2 H+21H→31He+11H+4 MeV、 1 2 H+31H→42He+10n+17.6 MeV 1 （2）释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍 提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？ 学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。 得出结论 微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。 宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。 点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。 教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。 教师补充说明： （1）热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。当然，与人类历史相比，这个时间很长很长！ 教师：希望同学们课后查阅资料，了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。 （2）上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的十几倍。 提问：氢弹爆炸原理是什么？ 学生阅读教材：课本图19.7-1是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。 ［教师点拨］ ［录像］氢弹的构造简介及其爆炸情况。 根据你收集的资料，还能通过什么方法实现核聚变？ 学生回答：日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变。 点评：学生自学看书，自己归纳总结，

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

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（）

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1

22.6 裂变 三维教学目标 1、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。 2、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。 3、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：链式反应及其释放核能的计算；重核裂变的核反应方程式的书写。

教学难点：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。 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。（一）引入新课 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。 （二）进行新课 1、核裂变（fission） 提问：核裂变的特点是什么？（重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变） 总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？（只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能） 总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过

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

高三物理原子物理复习(有答案)

原子物理 内容知识点 学习水平说明 物 质 原子的核式结构 A 物质的放射性Ａ 原子核的组成Ａ 重核的裂变链式反应 A 放射性元素的衰变 B 只要求写出简单的核反应方 程,不涉及衰变定律。 原子核的人工转变 B 核能的应用核电站Ａ 我国核工业发展 A 宇宙的基本结构 A 天体的演化 A 一．原子 1.１８97年英国物理学家汤姆生发现电子，说明原子是可分的。 2.英国物理学家卢瑟福做了用放射性元素放出的α粒子轰击金箔的实验。 α粒子散射实验结果:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，极少数α粒子的偏转超过了９0°，有的甚至几乎达到１8０°,象是被金箔弹了回来。 3．为了解释实验结果,卢瑟福提出了如下的原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核旋转。 原子的半径大约是10-10米,原子核的大小约为10-15～10－14米。 α粒子散射实验

【典型例题】 1．下面有关物理史实及物理现象的说法中,正确的是( AＤ) (A）卢瑟福的原子核式结构学说完全能解释α粒子散射现象 （B）麦克斯韦用实验的方法证实了电磁波的存在，并预言光是电磁波 (Ｃ）双缝干涉图样的中央明纹又宽又亮 （Ｄ)用紫光照射某金属表面能产生光电效应，那么用红光照射该金属也可能发生光电效应2．提出原子核式结构模型的科学家是( C） (A)汤姆生（B）玻尔(C)卢瑟福（Ｄ)查德威克 3．卢瑟福通过实验，发现了原子中间有一个 很小的核,并由此提出了原子的核式结构模型,右面平面示意图中的四条线表示α 粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。 4．在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转,其原因是 ( A ) （A)原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 (B)正电荷在原子中是均匀分布的 (Ｃ）原子中存在着带负电的电子 (Ｄ）原子只能处于一系列不连续的能量状态中 5．卢瑟福α粒子散射实验的结果( C ） (A）证明了质子的存在 （B)证明了原子核是由质子和中子组成的 (C）说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 （D）说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 6．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出（A） (A)原子的核式结构模型 （B)原子核内有中子存在 (C)电子是原子的组成部分 （D)原子核是由质子和中子组成的 7．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有(ＡCD ） (A）原子的中心有个核，叫做原子核 (B）原子的正电荷均匀分布在整个原子中 （C)原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 (Ｄ）带负电的电子在核外绕着核旋转 8．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法中正确的是（D ） （A）原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内 （B）原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 (C）原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内 （D)原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内 二．原子核 1．放射性元素的衰变（天然放射性)

《裂变和聚变》同步练习2 (2)

《裂变和聚变》同步练习 1．(2014?珠海二模)“两弹”所涉及的基本核反应方程有： ①U+n→Sr+Xe+10n， ②H+H→He+n， 关于这两个方程，下列说法正确的是( ) A.方程①属于α衰变 B.方程②属于轻核聚变 C.方程①的核反应是太阳能的源泉 D.方程②中的H与He互为同位素 2．(2014?重庆模拟)太阳内部持续不断地发生着4个质子()聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4H→He+2X，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c． 下列说法中正确的是( ) A.方程中的X表示中子(n) B.方程中的X表示正电子(e) C.这个核反应中质量亏损△m=4m1﹣m2 D.这个核反应中释放的核能△E=(4m1﹣m2﹣m3)c2 3．(2014?西藏模拟)下列说法正确的是( ) A. 放射性元素的半衰期随温度的升高而减小 B. 放射性元素放射出的α射线、β射线和γ射线，电离能力最强的是α射线

C. Th衰变成Pb要经过6次α衰变和4次β衰变 D. 原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程 E．光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 4．(2014?浦东新区二模)下列核反应方程中X表示α粒子，且属于α衰变的是( ) A.U→Th+X B.Th→Pa+X C.H+H→X+n D.Be+X→C+n 5．(2014?齐齐哈尔三模)由于放射性元素Np的半衰期很短，所以 在自然界一直未被发现，而是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列论断中正确的 ( ) A. 核Bi比核Np的少28个中子 B. 衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 C. 衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变 D. 发生β衰变时，核内中子数减少，质子数增加 E．质量为m0的放射性匀速Np，经过4个半衰期后，剩下的放射性元素Np的质量为m 0 6．(2014?河西区二模)关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是( ) A.U+n→Sr+Xe+10n

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[ ]

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

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

2016高三物理原子物理复习(有答案)讲解

原子物理 一．原子 1．1897年英国物理学家汤姆生发现电子，说明原子是可分的。 2．英国物理学家卢瑟福做了用放射性元素放出的α粒子轰击金箔的实验。 α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°，象是被金箔弹了回来。 3．为了解释实验结果，卢瑟福提出了如下的原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核旋转。原子的半径大约是10－10米，原子核的大小约为10－15～10－14米。 α粒子散射实验

【典型例题】 1．下面有关物理史实及物理现象的说法中，正确的是（AD ） （A）卢瑟福的原子核式结构学说完全能解释α粒子散射现象 （B）麦克斯韦用实验的方法证实了电磁波的存在，并预言光是电磁波 （C）双缝干涉图样的中央明纹又宽又亮 （D）用紫光照射某金属表面能产生光电效应，那么用红光照射该金属也可能发生光电效应2．提出原子核式结构模型的科学家是（C ） （A）汤姆生（B）玻尔（C）卢瑟福（D）查德威克 3．卢瑟福通过实验，发现了原子中间有一个很小的核， 并由此提出了原子的核式结构模型，右面平面示意图中的四条线表示α粒子运动 的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。 4．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是 （ A ） （A）原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 （B）正电荷在原子中是均匀分布的 （C）原子中存在着带负电的电子 （D）原子只能处于一系列不连续的能量状态中 5．卢瑟福α粒子散射实验的结果（C ） （A）证明了质子的存在 （B）证明了原子核是由质子和中子组成的 （C）说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 （D）说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 6．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出（A ） （A）原子的核式结构模型 （B）原子核内有中子存在 （C）电子是原子的组成部分 （D）原子核是由质子和中子组成的 7．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（ACD ） （A）原子的中心有个核，叫做原子核 （B）原子的正电荷均匀分布在整个原子中 （C）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 （D）带负电的电子在核外绕着核旋转 8．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法中正确的是（D ） （A）原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内 （B）原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 （C）原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内 （D）原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内 二．原子核 1．放射性元素的衰变（天然放射性）

高三物理核反应和核能

核反应核能质能方程 一、知识点梳理 1、核反应 在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．典型的原子核人工转变： 14 7N+4 2 He 17 8 O+1 1 H 质子1 1 H的发现方程卢瑟福 9 4Be+4 2 He 12 6 C+1 n 中子1 n的发现方程查德威克 2、核能 （1）核反应中放出的能量称为核能 （2）质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和．质量亏损．（3）质能方程：质能关系为Ｅ＝ｍｃ2 原子核的结合能ΔＥ=Δｍｃ2 3、裂变 把重核分裂成质量较小的核，释放出的核能的反应，叫裂变 典型的裂变反应是： 235 92Ｕ+1 ｎ90 38 Ｓr+136 54 Ｘe+101 ｎ 4．轻核的聚变 把轻核结合成质量较大的核，释放出的核能的反应叫轻核的聚变．聚变反应释放能量较多，典型的轻核聚变为： 2 1Ｈ+3 1 Ｈ4 2 Ｈe+1 ｎ 5．链式反应 一个重核吸收一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时释放若干个中子，如果这些中子再引起其它重核的裂变，就可以使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应 二、典型例题 例1．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v。）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为 νe＋37 17Cl→37 18 Ar十 0 －1 e 已知37 17Cl核的质量为36.95658 u，37 18 Ar核的质量为36.95691 u， 0 －1 e的质量为0.00055 u，1 u 质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为

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（ ）

2016高三物理原子物理复习(有标准答案)

原子物理 内容 知识点学习水平说明 物 质 原子的核式结构Ａ 物质的放射性 A 原子核的组成Ａ 重核的裂变链式反应 A 放射性元素的衰变 B 只要求写出简单的核反应方 程，不涉及衰变定律。 原子核的人工转变 B 核能的应用核电站 A 我国核工业发展Ａ 宇宙的基本结构 A 天体的演化Ａ 一．原子 1.1８97年英国物理学家汤姆生发现电子,说明原子是可分的。 2.英国物理学家卢瑟福做了用放射性元素放出的α粒子轰击金箔的实验。 α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，极少数α粒子的偏转超过了9０°，有的甚至几乎达到180°,象是被金箔弹了回来。 3．为了解释实验结果，卢瑟福提出了如下的原子的核式结构学说:在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核旋转。 原子的半径大约是1０-10米，原子核的大小约为1０-1５～10-14米。 α粒子散射实验

【典型例题】 1．下面有关物理史实及物理现象的说法中,正确的是( AD) (Ａ）卢瑟福的原子核式结构学说完全能解释α粒子散射现象 (Ｂ）麦克斯韦用实验的方法证实了电磁波的存在,并预言光是电磁波 (C)双缝干涉图样的中央明纹又宽又亮 (D)用紫光照射某金属表面能产生光电效应，那么用红光照射该金属也可能发生光电效应2．提出原子核式结构模型的科学家是（Ｃ) (A）汤姆生（B）玻尔(C)卢瑟福(D）查德威克 3．卢瑟福通过实验,发现了原子中间有一个很小的 核，并由此提出了原子的核式结构模型,右面平面示意图中的四条线表示α粒子运 动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。 4．在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转,其原因是 ( A ) (A）原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 (Ｂ）正电荷在原子中是均匀分布的 （C)原子中存在着带负电的电子 (Ｄ)原子只能处于一系列不连续的能量状态中 5．卢瑟福α粒子散射实验的结果( C ） (A)证明了质子的存在 （Ｂ）证明了原子核是由质子和中子组成的 （C)说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 (D)说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 6．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出( A ) （A)原子的核式结构模型 (Ｂ)原子核内有中子存在 （C)电子是原子的组成部分 （D)原子核是由质子和中子组成的 7．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( ＡCD ） （A）原子的中心有个核,叫做原子核 (B）原子的正电荷均匀分布在整个原子中 (Ｃ)原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 (D)带负电的电子在核外绕着核旋转 8．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法中正确的是（D） (A）原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内 （Ｂ)原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 （Ｃ)原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内 (D）原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内 二．原子核 1.放射性元素的衰变（天然放射性）