人教版选择性必修三第五章5.4核裂变与核聚变学案

5.4核裂变与核聚变
一学科核心素养
物理观念∶知道核聚变与和裂变的不同，通过核反应方程能计算所释放的能量。
科学思维∶能够分清楚裂变和聚变的含义，知道当前核聚变是不受控制的。
科学探究：通过核裂变的示意图推理出三分裂和四分裂的概念，了解物理学常用的方法一—推理法。
科学态度与责任∶通过观看我国原子弹氢弹的爆炸视频，激发学生献身国防的爱国主义热情。
二学习重难点
重点：核裂变、核聚变。
难点：核裂变。
三课前预习
1．核聚变
（1）定义：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变。
（2）核反应方程：。
（3）条件：使轻核的距离达到______m以内。
方法：加热到很高的温度。
（4）宇宙中的核聚变：太阳能是太阳内部的氢核聚变成氦核释放的核能。
（5）人工热核反应：氢弹。首先由化学炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸。
（6）核聚变与核裂变的比较
①优点：①轻核聚变产能效率高；②地球上核聚变燃料氘和氚的储量丰富；③轻核聚变更为安全、清洁。
②缺点：核聚变需要的温度太高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。
解决方案：磁约束和惯性约束。
2．1.定义：两个________结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变。
2.核反应方程：H＋H→He＋n＋17.6 MeV。
3.条件：使轻核的距离达到________ m以内。
方法：加热到很高的________。
3．链式反应
中子轰击重核发生裂变后，裂变释放的中子继续与其他重核发生反应，引起新的核裂变，使核裂变反应一代接一代继续下去，这样的过程叫作核裂变的________反应。
4．核电站发电过程中的能量转化情况是：________能通过热交换器转化为内能，又通过汽轮机转化为________能，最后通过发电机转化为________能．
5．不同的原子核的比结合能是不一样的，比结合能________（填“越大”或“越小”）的原子核越稳定，氘核和氚核聚变的核反应方程为H＋H→He＋n，已知H的比结合能是2.78 MeV，H的比结合能是1.09 MeV，He的比结合能是7.03 MeV，则该核反应所________（填“释放”或“吸收”）的能量为______MeV。
6．我国自主研发制造的热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。核聚变的一种反应方程为，其中粒子X是______，He的比结合能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）的比结合能。
7．在下列核反应方程中，属于α衰变的是_____________________，属于β衰变的是____________________，属于裂变的是___________________，属于聚变的是_________________（填正确答案标号）。
A．
B．
C．
D．
E．
F．
G．
8．工作原理
核燃料发生________释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外________，把反应堆内的________传输出去，用于________，同时也使反应堆冷却。
9．秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。在一次核反应中一个中子轰击U变成Xe、Sr和若干个中子，已知U、Xe、Sr的比结合能分别为7.6MeV、8.4MeV、8.7MeV，则该核反应方程为______Sr比Xe更______。（选填稳定或不稳定）
四自我检测
1．中国社会科学院考古研究所研究员仇士华通过艰苦的努力，开创了碳十四考古年代学的探讨之路，使中国的新石器考古学有了确切的年代序列而进入了一个新时期．外来的宇宙射线与地球高空大气作用产生中子，中子和大气氮核发生核反应生成14C，14C发生某种衰变后变成氮元素，已知14C的半衰期为5730年。下列说法中正确的是（　　）
A．生成14C的核反应为：
B．14C发生的衰变为衰变
C．100个原子经过5730年后还剩下50个没有衰变
D．当环境温度发生变化时，14C衰变的半衰期可能会发生变化
2．月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦－3（），2020年12月1日，我国“嫦娥五号探测器”成功着陆月面后开始“挖土”并成功带回地面供科学研究。可控核聚变可以采用＋→＋x或＋→＋y下列说法正确的是(　　)
A．x是质子
B．y是正电子
C．核聚变过程发生质量亏损，释放核能
D．比的原子核更稳定
3．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出三个中子，核反应方程是，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（　　）
A．核反应方程中，X粒子是电子
B．核反应方程中，X粒子是质子
C．、和相比，核的比结合能最大，它最稳定
D．、和相比，的核子数最多，它的结合能最大
4．下列方程中属于核聚变的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．轻核的聚变反应会释放大量的能量，同时核聚变产物一般不会污染环境，是人类获得能源的理想方式。核聚变反应过程主要是以下四种：
＋→＋X1＋3.27MeV
＋→＋X2＋4.04MeV
＋→＋X3＋17.85MeV
＋→＋X4＋18.34MeV
对上面的反应中的X1、X2、X3、X4，属于中子的是（　　）
A．X1、X2、X3、X4 B．X2、X3、X4
C．X3、X4 D．X1、X3
6．氘和氦3进行的核反应可作为核电站的能源，核反应的产物之一是。则下列说法正确的是（　　）
A．核反应方程为
B．该核反应的产物具有很强的放射性
C．该核反应和是同一类核反应
D．该核反应和核反应都只需要高温
7．关于近代物理知识下列说法中正确的是（　　）
A．核反应方程中，生成物X的中子数为128
B．铀235吸收慢中子裂变成中等质量原子核的过程中，核子的平均质量变大
C．一个中子可转化成一个质子和一个电子，同时释放出能量
D．在辐射防护中，可以用电磁场来加速、减速以及束缚中子
8．科学研究表明，太阳核心的温度极高、压力极大，使得太阳内部每4个氢核（）转化为1个氦核（）和几个正电子并释放出大量能量。假设生成的所有正电子均定向移动，且正电子在8×10﹣4s时间内定向移动形成的平均电流为8.0×10﹣8A，已知电子的电荷量为1.6×10﹣19C，则在这段时间内发生核聚变的氢核（）的个数为（　　）
A．8.0×108 B．4.8×108 C．3.2×108 D．2.4×108
9．在超导托卡马克实验装置中，质量为m1的与质量为m2的发生核聚变反应，生成质量为m3的新核，同时放出质量为m4的X，若已知真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　）
A．该反应属于a衰变
B．该反应释放的核能为（m1+m2-m3-m4）c2
C．X为电子，最早由查德威克通过实验发现的
D．该核反应是目前利用核能的主要方式
10．月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦，2020年12月1日，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆月面后开始“挖土”并成功带回地球供科学研究。可控核聚变可以采用或。下列说法正确的是（　　）
A．X是质子 B．Y是正电子
C．核聚变过程发生质量亏损，释放核能 D．比的原子核更稳定
参考答案：
三课前预习
1．10-15m
2． 轻核 10-15 温度
3．链式
4． 核 机械 电
5． 越大 释放
6． 中子 大于
7． C AB##BA E F
8． 核裂变 循环流动 热量 发电
9． U+n→Xe＋Sr＋10n 稳定
四自我检测
1．A
2．C
3．D
4．A
5．D
6．A
7．C
8．A
9．B
10．C
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