【新步步高】2015-2016学年高中物理第十九章原子核6、7、8核裂变、核聚变、粒子和宇宙导学案新人教版选修3-5.doc文档11页在线下载

美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的对重核裂变的理解及核能的计算例关于重核的裂变，下列说法正确的是核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量中子从铀块中通过时，定发生链式反应重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能解析根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程因而其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积如果体积小，中子从铀块中穿过时，可能碰不到原子核，则链式反应就不会发生在裂变反应中核子数是不会减少的，如裂变为和的核反应，其核反应方程为查阅相关资料可得其中各粒子质量分别为质量亏损为可见铀裂变的质量亏损是远小于个核子的质量的，核子数是不会减少的，因此选项重核裂变为中等质量的原子核时，由于核子平均质量减小，发生质量亏损，从而释放出核能综上所述，选项正确答案例用中子轰击铀核，其中的个可能反应是分裂成钡和氪两部分，放出个中子各个核和中子的质量如下试写出核反应方程，求出反应中释放的核能解析根据反应前后质量数守恒电荷数守恒就可以写出核反应方程铀核裂变方程为，根据核反应前后的质量亏损，用爱因斯坦质能方程就可求出释放的核能则核反应前后的质量亏损为答案二对轻核聚变的理解及核能计算例据新华社报道，由我国自行设计研制的世界第套全超导核聚变实验装置又称人造太阳已完成了首次工程调试下列关于人造太阳的说法正确的是人造太阳的核反应方程是人造太阳的核反应方程是根据公式可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多根据公式可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同解析是氢核聚变方程，故项正确根据氢核聚变特点，相同质量的核燃料，氢核聚变释放的能量比裂变反应大得多，故选项正确答案例太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源已知质子质量为，氦核质量为，电子质量为写出这个核反应方程这核反应能释放多少能量已知太阳每秒释放的能量为，则太阳每秒减少的质量为多少千克解析由题意可得核反应方程应为反应前的质量，反应后的质量由质能方程得，释放能量由质能方程得太阳每秒减少的质量答案重核的裂变核聚变种可能的裂变反应的裂变方程为，则下列叙述正确的是原子核中含有个中子原子核中含有个核子因为裂变时释放能量，根据，所以裂变后的总质量数增加因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少答案解析原子核中的核子数为个，中子数为个，正确裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，秦山核电站第三期工程中有两个发电机组已实现并网发电发电站的核能来源于的裂变，下列说法正确的是反应堆中核反应速度通常是采用调节的体积来控制的的种可能裂变为是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短虽然核电站能提供很大的能量，但它对环境的污染比火电站严重答案解析反应堆中核反应速度由控制棒镉棒吸收中子的多少来控制，错裂变有多种可能性，这是其中常见的种，对放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度压强等外界条件无关，错核电站的核能是清洁能源，污染少，错裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中种可表示为反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量以原子质量单位为单位已知的质量对应的能量为，此裂变反应释放出的能量是答案解析题组二对轻核聚变的理解和核能计算关于聚变，以下说法正确的是两个氘核可以聚变成个中等质量的原子核，同时释放出能量同样质量的物质发生核聚变反应时放出的能量比同样质量的物质发生核裂变反应时释放的能量大得多聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积发生聚变反应的原子核必须有足够大的动能答案下列关于聚变的说法中，正确的是要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫做热核反应原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应，在地球内部也可以自发地进行答案解析轻核聚变时，要使轻核之间距离达到，所以必须克服库仑斥力做功，正确原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力发生作用的范围，实验证实，原子核的温度必须达到几百万开尔文时才有这样的能量，这样高的温度可以利用原子弹爆炸获得，故正确在太阳和许多恒星内部都存在着热核反应，但在地球内部不会自发地进行，关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是次聚变反应定比次裂变反应释放的能量多聚变反应每个核子释放的平均能量定比裂变反应大聚变反应中粒子的比结合能变小聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增大答案解析在次聚变反应中释放的能量不定比裂变反应多，故由于聚变反应中释放出巨大能量，则比结合能定增加，质量发生亏损，故当两个中子和两个质子结合成个粒子时，放出的能量，当三个粒子结合成个碳核时，放出的能量，则当个中子和个质子结合成个碳核时，释放的能量约为答案解析个中子和个质子可结合成个粒子，放出能量，个粒子再结合成个碳核，放出能量，故个中子和个质子结合成个碳核时，释放能量为核聚变的主要原料氘，在海水中含量极其丰富已知氘核的质量为，中子的质量为，的质量为，质子的质量为，则下列说法中正确的是两个氘核聚变成个所产生的另个粒子是质子两个氘核聚变成个所产生的另个粒子是中子两个氘核聚变成个所释放的核能为与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性答案解析由核反应方程知，应为中子，释放的核能应为，聚变反应的污染非常小而现实运行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故均，正确题组三综合应用现有的核电站常用的核反应之是ν核反应方程中的ν是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆的电荷数与质量数已知铀核的质量为，中子的质量为，钕核的质量为，锆核的质量为，试计算铀裂变释放的能量为多少已知质量相当于的能量，且答案解析锆的电荷数，质量数铀中铀核的个数为个不考虑核反应中生成的电子质量，个铀核裂变产生的质量亏损为，释放的能量为则铀完全裂变释放的能量为学案核裂变学案核聚变学案粒子和宇宙目标定位知道重核的裂变反应和链式反应发生的条件掌握核聚变的定义及发生条件会判断和书写核裂变核聚变方程，能计算核反应释放的能量核裂变和链式反应问题设计阅读课本核裂变，说明铀核裂变是如何发生的铀核裂变在自然界中能自发进行吗答案铀核的裂变核子受激发当中子进入铀后，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，同时放出中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变反应代接代继续下去，形成链式反应重核的裂变只能发生在人为控制的核反应中，在自然界中不会自发地发生铀核裂变不会自发地进行，要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使铀核分裂，分裂产生更多的中子，这些中子继续与其他铀核发生反应，再引起新的裂变，这样就形成了链式反应要点提炼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，其中种典型的反应是链式反应由重核裂变产生的中子使裂变反应代接代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应链式反应的条件铀块的体积大于临界体积或铀块的质量大于临界质量有足够数量的慢中子二核电站核电站是利用核能发电，它的核心设施是反应堆，它主要由以下几部分组成燃料铀棒慢化剂铀容易捕获慢中子发生反应，采用石墨重水或普通水作慢化剂控制棒采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子的能力很强的特性，控制链式反应的速度工作原理核燃料裂变释放能量，使反应区温度升高能量输出利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却核污染的处理在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下三裂变过程中核能的分析与计算问题设计重核裂变为什么能释放核能人们获得核能的途径有哪些通过图说明图答案中等质量的原子核的核子的平均质量较小，重核和轻核的核子的平均质量较大如果原子序数较大的重核分裂成原子序数小些的核和，会有质量亏损，放出巨大的核能获得核能的主要途径是重核裂变，二是轻核聚变要点提炼铀核裂变释放核能的计算首先算出裂变反应中的质量亏损根据计算释放的核能计算时要注意与单位的对应关系若用做单位，则用做单位若用做单位，则用做单位，相当于的能量若计算定质量的铀块完全裂变时放出的核能，应先算出铀块中有多少个铀核设为，则铀块裂变释放的核能四轻核聚变聚变两个轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变聚变反应又称为热核反应聚变方程聚变发生的条件要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离，这要克服电荷间强大的库仑斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能要使原子核具有足够大的动能，有种方法就是给它们加热，使物质达到几百万开尔文以上的高温重核裂变与轻核聚变的区别反应方式比较项目重核裂变轻核聚变放能原理重核分裂成两个或多个中等质量的原子核，放出核能两个轻核结合成质量较大的原子核，放出核能放能多少聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大倍燃料储量情况聚变燃料储量丰富