清华大学附属中学专用（教师版）4.5裂变和聚变 4.6核能利用.docx

PAGE \* MERGEFORMAT 9 三元整合导学模式高二理科物理学科导学稿 主编人：高二备课组 定稿日期：2015年06月23日 学校审批领导： 1 19 编号 1413 班级 姓名 【课题】 4.5 裂变和聚变 【学习目标】 1、什么叫做核裂变？ 2、什么叫做核聚变？ 3、链式反应是怎样的？受控热核反应是怎样的？ 【学习过程】 1、什么叫做核聚变？核聚变过程释放能量，还是吸收能量？ 答：比铁轻的两个轻核聚合成一个较重的核时，会释放能量，这种核反应叫做核聚变。 2、什么叫做核裂变？核裂变过程释放能量，还是吸收能量？ 答：比铁重的一个核分裂成两个较轻的核时，也会释放能量，这种核反应叫做核裂变。 【精讲释疑1】：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(　D　) 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 解析：裂变和聚变中都有核能的释放，由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可知均有质量亏损，故D对． 一、核裂变与链式反应 1、为了使裂变产生的能量可以被利用，我们可以怎么办？ 答：可以让一个核的裂变能够引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去。 2、什么叫做链式反应？链式反应产生的条件是什么？ 答：让一个核的裂变能够引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反应叫做链式反应。 【精讲释疑2】：下列核反应方程，属于裂变反应的有(　B　) 解析：A选项是α衰变，B选项是裂变，C选项是放射性元素的衰变，D选项是查德威克发现中子的人工转变方程，故B正确，A、C、D错． 3、在天然铀中，主要由多少种同位素？铀235与什么特点的中子才可以发生核裂变反应？核裂变的几率大吗？ 答：铀235和铀238共2种；低能量的中子；几率大 4、铀238与什么特点的中子才可以发生核裂变？核裂变几率大吗？若铀238与能量低于1MeV的中子会发生核裂变吗？那么会产生什么现象？ 答：高能量的中子；几率小；不会；发生弹性碰撞，不发生核反应，会变成铀239 5、什么叫做铀块的临界体积？产生链式反应的铀块体积要大于等于临界体积，还是小于临界体积？ 答：能够发生链式反应的铀块的最小体积；大于等于 6、原子弹爆炸的原理是核裂变，还是核聚变？ 答：核裂变 【精讲释疑3】：(双选)关于聚变，以下说法中正确的是(　BD　) A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量 B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍 C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积 D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能 解析：两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量但不一定是中等质量的核，故A项错误．聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，故B项正确．裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10－15 m，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故C错，D正确． 二、受控热核反应 1、聚变每个核子释放的平均结合能大，还是裂变每个核子释放的平均结合能大呢？ 答：核聚变 2、要使核发生聚变，如何克服原子核之间的斥力？ 答：让核具有很大的动能 3、用什么方法能使大量的轻核获得足够的动能来产生聚变呢？ 答：把大量的轻核加热到很高的温度 4、什么叫做热核反应？热核反应的前提条件是什么？ 答：物质达到几百万度以上的高温时，原子的核外电子已经完全和原子脱离，这时小部分原子核就具有足够动能，能够克服相互间的库伦斥力，在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度，这种反映叫做热核反应。 5、在哪些地方比较容易产生热核反应？为什么？ 答：在太阳内部或者许多恒星内部，这些地方温度高达1千万摄氏度以上 6、太阳每秒钟辐射出来的能量来源于哪里呢？ 答：太阳内部的热核反应 7、氢弹制造的原理是核裂变，还是核聚变？氢弹的威力大呢，还是原子弹的威力大呢？ 答：核聚变；氢弹的威力大 【精讲释疑4】：氢弹和原子弹各是根据什么原理制造的(　D　) A．都是根据重核裂变原理 B．都是根据轻核聚变原理 C．原子弹是根据轻核聚变原理，氢弹是根据重核裂变原理 D．原子弹是根据重核裂变原理，氢弹是根据轻核聚变原理 解析：氢弹是根据轻核聚变，原子弹是根据重核裂变，故选项D对． 8、什么叫做受控热核反应？ 答：在人工控制下逐渐地释放巨大的热核反应能量，而不是以爆炸的形式释放的反应叫做热核反应。 【课后练习