19.6 重核的裂变

普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版]

第十九章原子核

新课标要求

1．内容标准

（1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。

（2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。

例1 了解放射性在医学和农业中的应用。

例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。

（3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。

（4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。

（5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。

（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。

例3 思考核能开发带来的社会问题。

（7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。

例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。

2．活动建议：

（1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。

（2）观看有关核能利用的录像片。

（3）举办有关核能利用的科普讲座。

新课程学习

19．6 重核的裂变

★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。

（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。

★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。

★课时安排

1 课时

★教学过程

（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 、238

234492902U Th He →+

B 、14

140671C N e -→+

C 、2351141921920563603U 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

41214260Be 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

210

9.4610 1.15108.210m 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。

（三）课堂小结

通过本堂课的学习，主要让学生知道核裂变的概念，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，知道什么是核反应堆，了解核电站及核能发电的优缺点。

本堂课的学习主要采用让学生自学阅读、小组相互交流、师生共同概括，学生讨论等方式来组织教学，主要培养学生合作式学习的能力，自主学习的能力和习惯。让学生树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养。

（四）作业：

（1）请学生课后阅读课本内容，巩固课堂学习的知识。

（2）请学生课后阅读“STS原子弹与科学家的责任”，并上网收索“切尔诺贝利核电站”，了解核泄漏对环境会造成严重的核污染。

（3）请学生课后探讨课本第99页“问题与练习”中的2~5题。

★教学体会

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。

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，

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)

高中物理-核聚变、核裂变练习

高中物理-核聚变、核裂变练习 基础夯实 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题) 1．(江苏徐州市高二下学期期末)一典型的铀核裂变方程是23592U＋X→14456Ba＋8936Kr＋310n，关于该反应，下列说法正确的是( C ) A．X是质子 B．该反应是核聚变反应 C．23592U的比结合能小于14456Ba的比结合能 D．释放出的中子对于链式反应的发生没有作用 解析：该反应是裂变反应，X是中子，释放的中子引起链式反应，故A、B、D错误；23592 U的比结合能小于14456Ba的比结合能，C正确。 2．2010年3月31日欧洲大型强子对撞机实现首次质子束对撞成功。科学家希望以接近光速飞行的质子在发生撞击之后，能模拟宇宙大爆炸的能量，并产生新的粒子，帮助人类理解暗物质、反物质、以及其他超对称现象，从根本上加深了解宇宙本质，揭示宇宙形成之谜。欧洲科研机构宣布他们已经制造出9个反氢原子。请推测反氢原子的结构是( B ) A．由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成 B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成 C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成 D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成 解析：根据反粒子定义，“反粒子”与“正粒子”具有相同的质量，但带有等量的异性电荷。因此“反氢原子”应该具有与氢原子相同的质量，相反的电荷符号且等量的电荷量。所以反氢原子是由1－1H核和01e构成的。 3．2002年，美国《科学》杂志评出的《2001年世界十大科技突破》中，有一次是加拿大萨德伯里中微子观测站的结果，该站揭示了中微子失踪的部分中微子在运动过程中转化为一个μ子和一个τ子。在上述研究中有以下说法，正确的是( B ) ①若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定相反 ②若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能一致 ③若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定一致 ④若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能

核裂变

6 核裂变 [先填空] 1．核裂变 重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程．2．铀核裂变 用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n. 3．链式反应 当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应． 4．链式反应的条件 发生裂变物质的体积大于临界体积或裂变物质的质量大于临界质量． [再判断] 1．铀核的裂变是一种天然放射现象．(×) 2．铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去．(√)

3．铀核裂变时能释放出多个中子．(√) [后思考] 1．铀核的裂变是一种天然放射现象吗？ 【提示】不是．铀核在受到中子轰击后才发生裂变，不是天然放射现象，属于核反应． 2．铀核裂变的核反应方程是唯一的吗？ 【提示】不是．铀核裂变的生成物并不确定，所以其核反应方程不是唯一的． [合作探讨] 原子弹一般应该由两部分组成，一是常规炸药部分，一是核部分，核部分是由分成几块的裂变核材料组成，每一块都在临界体积以下，引爆时，借助常规炸药在极短时间内，将这几块核材料合成一体，使总体积超过临界体积，从而发生链式反应． 探讨1：为什么铀块的体积小于临界体积时不能发生链式反应？ 【提示】如果每次裂变放出的中子平均有一个能再度引起裂变反应，或者说每一代裂变产生的中子数不少于上一代的中子数，裂变反应就能维持下去．当铀块的体积过小时，裂变产生的中子有的可能从裂变物质中漏出去，有的可能被杂质吸收，所以链式反应未必能持续下去． 探讨2：裂变反应发生后，裂变反应物的质量增加还是减小？为什么？ 【提示】减小．裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后的质量减小． [核心点击] 1．铀核的裂变和裂变方程 (1)核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状． (2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2或3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能． (3)常见的裂变方程：

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）

高中物理专题19核裂变和核聚变练习(含解析)

课时19 核裂变和核聚变 1．太阳放出的能量来自于（） A．重核裂变 B．天然衰变 C．轻核聚变 D．人工转变 【答案】C 【解析】太阳放出的能量来自于太阳内部剧烈的热核反应，即轻核聚变，故C正确，ABD错误。 故选：C 2．一颗恒星的寿命取决于它的（） A．温度 B．颜色 C．质量 D．体积 【答案】C 【解析】因为天体大，质量大，万有引力就大，在巨大的引力下原子核之间的距离就更近，更容易引起核聚变，所以越大的恒星他的内部核聚变就越激烈，释放的能量也越大，燃料聚变的速度就越快，恒星死亡的也就越快。故选C. 质量小的恒星其寿命几乎同宇宙一样长，达一百多亿年；质量大的恒星，其寿命却只有几百万到几千万年．一般来说，质量越大，寿命越短． 3．在下列叙述中，不正确的是（） A．光电效应现象说明光具有粒子性 B．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损 C．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均匀减小 D．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 【答案】C 【解析】光电效应说明光具有粒子性，故A说法正确；重核裂变和轻核聚变都释放能量，都有质量亏损，故B说法正确；氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据，知核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小。故C说法错误；任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故D说法正确。 3．现行人教版高中物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列

四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（） A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大 C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成 D．丁图中，链式反应属于轻核裂变 【答案】B 【解析】 A. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误。 B.根据光电效应规律可知在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B正确。 C.因为射线甲受洛仑兹力向左，所以甲带正电，是由粒子组成，C错误。 D.链式反应属于重核裂变，D错误。 4．铀原子核发生衰变时衰变方程为，其中、、X的质量分别为m1、m2、m3，光在真空中的传播速度为c，则（） A．X是质子 B．m1＝m2＋m3 C．衰变时释放的能量为（m2＋m3－m1）c2 D．若提高温度，的半衰期不变 【答案】D 【解析】 A项：根据电荷数守恒、质量数守恒知，X原子核中的电荷数为2，质量数为4，是氦核，故A错误； B项：依据质量亏损，则m1＞m2+m3，故B错误； C项：根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量（ ） ，故C错误； D项：衰期的大小与温度无关，故D正确。 5．下列说法正确的是（） A．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

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

谈谈核裂变能与核聚变能

谈谈核裂变能与核聚变能 胡经国 据最近报道，位于英国牛津郡卡勒姆的、联合欧洲环形核聚变试验装置的科学家们，首次成功地进行了受控核聚变反应试验，从而使他们在探索核聚变能的竞争中，超过了美国和日本而居于世界领先地位。这次实验是在一个环形受控核聚变反应堆里进行的，持续时间只有2分钟，温度达到了3亿摄氏度，比太阳内部温度还要高20倍。该环形装置重达3500吨，是目前世界上最大的受控核聚变实验装置。那末，什么叫做受控核聚变与核聚变能呢？它们对未来世界能源研究与开发利用有何重要意义呢？ 为了回答这些问题，需要从核能（原子能）谈起。大家知道，原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子。核子结合成原子核时释放的能量，或者原子核分解为核子时吸收的能量，称为原子核结合能。原子核结合能与组成该原子核的核子数之比，称为原子核核子的平均结合能。这就是一般所说的核能（原子能）。质量数较小的轻核（如氘、氚）和质量数较大的重核（如铀），其核子平均结合能均较小；质量数中等的原子核，其核子平均结合能较大，而且质量数为50%～60%的原子核，其核子平均结合能最大。这一规律称为原子核核子平均结合能随原子核质量数而变化的规律。 核能存在于原子核内部，只有使它释放出来才能被人类所利用。怎样才能使核能释放出来呢？原子核核子平均结合能随原子核质量数而变化的规律，是核能能够被释放出来的理论依据。由于质量数中等的原子核核子平均结合能较大，因而无论是将重核分裂成质量数中等的原子核，还是将轻核聚合成质量数中等的原子核，都能够使核能释放出来。所以，核能释放有以下两种途径：重核的裂变和轻核的聚变 第一种途径是重核的裂变。将重核分裂成质量数中等的原子核，称为重核的裂变，又叫做核裂变。核裂变是1938年由德国科学家哈恩和斯特拉斯曼发现的。他们用中子轰击铀原子核，导致了铀原子核的裂变。可见，快速中子的轰击是实现核裂变的条件。在重核裂变时，放出新的中子，新中子又引起其它重核裂变。这种不断进行的核裂变反应，称为链式反应。重核材料（如含铀的同位素铀238和铀235的材料）能够产生核裂变链式反应的最小体积，称为重核材料的临界体积。重核材料的体积一旦超过其临界体积，核裂变链式反应就迅速进行，同时在极短的时间内释放出巨大的能量，引起猛烈的爆炸。重核在核裂变反应过程中释放出的巨大能量，称为核裂变能。例如，1克铀235完全裂变所释放的核裂变能，相当于2.4吨煤完全燃烧所释放的化学能。 第二种途径是轻核的聚变。将轻核聚合成质量数中等的原子核，称为轻核的聚变，又叫

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）

第十二章D重核裂变链式反应

资源信息表

第十二章 D 重核裂变链式反应 杨浦区教师进修学院李沐东 一、教学任务分析 本节课的主要内容为核力、核能、重核裂变和链式反应等。是对原子核式结构、天然放射性等知识的深化、总结和应用。本节内容的学习对学生认识核能开发利用、建立社会责任感有重要的意义。 学习本节内容需要有库仑定律、万有引力、原子核式结构等方面的知识基础。 本节的教学内容包含三大部分：核力核能、重核裂变和链式反应。这三部分内容在逻辑关系上是层层递进的，穿插它们的主线是“人们如何利用核能”。教学中教师应根据学生实际，对知识做适当的补充和拓展，使学生对本节所学的内容更容易理解。 通过教学，不仅要学生了解什么是核能、如何利用核能，更重要的要让学生感悟为什么要利用核能、如何和平的利用核能等科学态度问题。建立正确的核利用伦理观，同时增强社会责任感。 二、教学目标 1．知识与技能 （1）知道核力与核能。 （2）知道重核裂变是获取核能的有效途径之一。 （3）知道链式反应和产生链式反应的条件。 2．过程与方法 通过核能、链式反应等学习过程，感受类比和虚拟实验的方法。 3．情感、态度与价值观 通过本节的学习，懂得科学技术是一把双刃剑，感悟核能的开发与利用对建立一个和平、和谐社会的重要意义。 三、教学重点和难点 重点：重核裂变、链式反应。 难点：重核裂变是如何产生核能的。 四、教学器材和课件 “核爆炸”演示录像；相关图片。 五、教学设计思路 本节包含三部分内容：核能、重核裂变和链式反应。第一部分内容的教学主要解决什么是核能的问题，后两部分的教学主要解决如何利用核能的问题。 本教学设计以壮观的核爆炸的录像作为情景引入，在学生感受核爆炸无与伦比的威力同时，产生探究什么核能、如何利用核能的欲望。若要学生较清晰的理解什么是核能、以及如何利用核

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

(完整版)高三物理重核的裂变教案

19．6 重核的裂变 ★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。 （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。 ★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。 ★课时安排 1 课时

★教学过程 （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。