高中物理 4.6+7 核能利用 小粒子与大宇宙同步备课课件 粤教版选修35

量很高，但数量很少．人们用高能加速器进行实验，发现
(fāxiàn)了更多的粒子．如1932年发现(fāxiàn)了正电子， 栏
1937年发现(fāxiàn)了μ子，1947年发现(fāxiàn)了K子和π
目 链
接
子．
2．三大类粒子．
按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大 类：强子、轻子和媒介子．
种夸克都有对应的反夸克．
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(3)夸克模型的意义：夸克模型的提出是物理学发展 (fāzhǎn)中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小 单元，即存在分数电荷．
栏
(4)夸克的“禁闭”：目前人们对夸克的认识还是很初步的， 目
链
科学家们直到今天都还未捕捉到自由的夸克．夸克不能以自由的 接 状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”．能否解放被禁闭 的夸克，是21世纪物理学面临的重大课题之一．
的进一步发展，科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的
新粒子，它们都不是由质子、中子、电子组成的，又发现质
子、中子等本身也是复合粒子，并且还有着自己的复杂结构，
所以电子、质子、中子并不是组成物质世界的基本粒子．
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(2)新粒子：1912年奥地利物理学家赫斯对宇宙射线
观测时，发现(fāxiàn)了一些新粒子．宇宙射线中粒子的能
A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统
栏
B．原子燃料、减速剂、发热系统和传热(chuán rè)系统
目 链

接
C．原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热(chuán rè)系统
D．原子燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统
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解析：核反应堆的构成分四部分：原子燃料、减速剂、栏目
冷却系统和控制(kòngzhì)调节系统．
链
时的危害性？
接
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1．核反应堆是人工控制____链__式__反应的装置，可以使核能 较_______平_地缓释(p放íng出hu来ǎn．)
2．反应堆里用的铀棒是___天__然__(_t或iān_r_á_n__)浓铀__缩_；铀石墨、重水
的作用是使_______快_变中成子________慢，中充子当________；减镉速棒剂的作用
7．人类目前所能研究的物质世界(shìjiè)的空间尺度，约
从10－15 m到1027
m，共跨越了大约4_2_______个数量级；目
栏 目
前所知的微观粒子中，寿命最短的只有10－25 s，可见，物质
链 接
世界(shìjiè)的时间尺度，约从10－25 s到1018 s，也跨越了将
近________个数量级．
链 接
景．
4．初步了解(liǎojiě)恒星的演化和粒子物理学的知识．
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栏 目 链 接
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能源问题已经成为影响和制约当今世界发展的主要因素，
尤其是随着石油等常规能源的不断减少和环境污染的不断加剧
(jiājù)，寻找新的高能无污染的能源已成为当务之急．在利用核
栏
能时，如何使用核能发电和获得核动力，以及如何防止核能利用 目
度．
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(4)保护层：核反应堆外层是很厚的水泥壁．可防止射线辐 射出去．
(5)热交换器：靠水或液态金属钠在反应堆内外的循环流动，
把产生的热量传输出去．
栏
2．核反应堆的用途(yòngtú)．
目 链
接
(1)核电站利用反应堆发电．
(2)小型反应堆可以使核能作为动力制造核动力潜艇．
(3)进行各种原子核物理实验．
称为宇宙模型．______大__爆宇炸宙(模bà型oz是hà一) 种被普遍接受的模型，
它认为，宇宙起源于大约150亿年前突然发生的一次大爆炸，
其后逐渐诞生(dànshēng)出星球、星系、___脉__冲__星_、
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__超__新__星__、___黑__洞__(_h以ēid及òn被g)称作类星体的遥远发光体等 等，经历150亿年才演化成今天的样子．
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
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C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子 (diànzǐ)构成
D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子
(diànzǐ)构成
栏
目
解析：根据反粒子(lìzǐ)定义，“反粒子(lìzǐ)”与“正粒
链 接
子(lìzǐ)”具有相同的质量，但带有等量的异性电荷．因此
是吸收减速后的________，控中制子反应速度，充当________．
栏 目 链
控制3棒．为了防止铀核裂变物放出的射线对人体的危害，在反应 接
堆外面(wàimiàn)要修建很厚的________防护层来屏蔽射线，对放
射性的废料也要装入________的容器，埋入________来处理．
水泥
特制
深地层
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例2 为了探究宇宙(yǔzhòu)起源，“阿尔法磁
谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质”．所谓“反
物质”是由“反粒子”构成的．“反粒子”与其对应
的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的
符号相反，则反氢原子是( )
栏 目
链
A．由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子
接
构成
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3．夸克模型．
(1)夸克模型的提出：许多实验事实表明，
强子是有内部结构的.1964 年提出的夸克模型，
认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做
栏
夸克(cuark)．
目 链
(2)夸克的分类：夸克有 6 种，它们是上夸
接
克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶
夸克，它们带的电荷分别为电荷的＋23或－13.每
D错误，B正确．
答案：B
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第四章 原子核 第六节 核能(hénéng)利用
第七节 小粒子与大宇宙
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栏 目 链 接
第二页，共26页。
1．知道核反应堆和核电站．
2．了解(liǎojiě)裂变反应堆的工作原理，了解(liǎojiě)常用
裂变反应堆的类型．
栏
目
3．知道核电站的工作模式．了解(liǎojiě)核能的发展前
D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于(shǔyú)轻子
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解析：最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是
电子，故选项A错误；强子有内部结构，由夸克组成，轻子
没有内部结构，所以，C错误；质子、中子、介子、超子
栏 目
链
(chāozǐ)都属于强子，τ子质量比核子质量大，但仍属于轻子， 接
“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H核和e构成的．
答案：B
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►课堂训练
2．以下说法正确的是( )
A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中
子
栏
目
链
B．质子、中子、介子和超子都属于(shǔyú)强子
接
C．强子、轻子都有内部结构
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3．核电站、核能利用．
(1)核电站：利用反应堆工作时释放(shìfàng)出的热能使水 栏
目
汽化以推动汽轮发电机发电．
链
接
(2)特点：消耗燃料少，但经济效益跟火电站大体相同．
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例1 原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置， 它主要由四部分组成( )
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第十页，共26页。
知识点1 核反应堆(héfǎnyìngduī) 1．核反应堆(héfǎnyìngduī)的主要组成部分． 如图所示为简化的核反应堆(héfǎnyìngduī)示意图
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(1)核燃料：反应堆使用天然铀或浓缩铀(铀235占3%～ 4%)制成铀棒，作为核燃料，释放核能．
答案：B
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知识点2 认识(rèn shi)粒子 1．“基本粒子”和新粒子．
(1)电子、质子和中子：直到19世纪末，人们都认为原子
是组成物质的不可(bùkě)再分的最小微粒，后来发现了电子、
栏 目
质子和中子，于是很多人认为光子、电子、质子和中子是组
链 接
成物质的不可(bùkě)再分的最基本的粒子．然而，随着科学
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4．我国已于___广__东_(_g_u_ǎ_n_g_d_ō建ng成)大两亚座湾核电站，还有浙江
的_____秦__山_核电站．
5．人类目前能够观测到的最大距离约是____1_4_0亿__光年之
远．这一距离可以看成是目前观测到的宇宙半径．
栏
目
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6．对宇宙的时空结构、运动形态和物体演化的理论描述， 接
(2)中子减速剂：铀235具有易俘获慢中子，不易俘获快
中子的特点．而核反应中释放的中子多数为快中子，应使用减
速剂使它们的速度降下来．常用作减速剂的物质有石墨、重水
栏
目
或普通水．
链
接
(3)控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法增减
中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中
子能力很强的特性，就可以容易(róngyì)地控制链式反应的速
链 接
答案：A
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►课堂(kètáng)训练
1．核反应堆中的镉棒的作用是( )
A．减小中子的能量，使快中子变成慢中子
栏
目
B．调节中子的数目，控制反应速度
链 接
C．屏蔽射线，以防伤害人体
D．控制反应堆的温度
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解析：用镉来吸收(xīshōu)中子，控制裂变速度．
栏
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