中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修三素养提升学案 第五章 原子核 5.4 核裂变与核聚变 5.5 “基本”粒子 一、新课标要求 1.了解重核的裂变反应和链式反应发生的条件。了解裂变反应堆的工作原理及核电站和核能利用的优缺点。 2.了解核聚变发生的条件。 3.会书写核裂变、核聚变方程，能计算核反应释放的能量。 4.知道电子、中子、质子并不是组成物质的最基本的粒子。知道粒子的分类及其作用，了解夸克模型。二、科学素养要求 1.物理观念：知道核裂变与核聚变、链式反应及粒子的基本概念，了解原子弹、核反应堆、热核反应条件、新粒子的内容。 2.科学思维：掌握链式反应及核聚变释放能量的计算，理解核电站的工作原理，掌握轻核聚变的条件，提高分析、解决问题的能力。 3.科学探究：通过对链式反应的探究，理解原子弹、核反应堆的原理，体会热核反应的条件及科学发现新粒子的进步。 4.科学态度与责任：关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响，激发探索未来科学的热情。 三、教材研习 要点一、链式反应 由重核裂变产生的中子①使核裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫作核裂变的链式反应。通常把核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量②。 要点二、核聚变 两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变③。 要点三、反粒子 存在着这样一类粒子，它们的质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反，这些粒子叫作反粒子④。 【自主思考】 ①为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子去轰击铀核，这种说法对吗？ ③要使轻核发生聚变反应，必须使核子间的距离达到以内，核力才能起作用；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才能“撞”到一起，什么办法能使大量原子核获得足够的动能而发生聚变呢？ ④随着量子物理学的兴起，越来越多的研究深入到微观世界，让人类有了一个全新的研究方向，比如说“反氢原子”就是其中之一，它也遵循着量子效应，同时也是反物质的一种重要组成形式。请推测反氢原子的结构？ 名师点睛 1.核裂变的理解 （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。 （3）链式反应的条件：铀块的体积大于或等于临界体积或铀块的质量大于或等于临界质量；有足够数量的慢中子。 2.核聚变的理解 （1）核聚变：两个轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变，又称为热核反应。 （2）典型核聚变方程：。 （3）核聚变发生的条件：使轻核具有足够的动能。 五、互动探究 探究点一、核裂变及链式反应 情境探究 1.观察铀核裂变示意图 （1）铀核裂变是如何发生的？ （2）只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？ （3）铀核裂变在自然界中能自发进行吗？ （4）重核裂变为什么能释放核能？ 大的核能。 探究归纳 1.重核裂变的理解 （1）重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核，使之分裂成中等质量的原子核，同时释放大量的能量，放出更多的中子的过程。 （2）重核的裂变是放能核反应，原因是核反应前后质量有亏损，根本原因是重核的比结合能相比中等质量的核的比结合能要小。所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量，而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量。 （3）铀的同位素中铀235比铀238更易发生链式反应。 2.常见的裂变方程 （1） （2） 【探究应用】 【典例】铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( ) A. 铀块的质量是重要因素，与体积无关 B. 为了使裂变的链式反应 ... ...
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