高中物理 重核裂变 链式反应 轻核聚变教案
高三物理：裂变、聚变(教学设计)
新修订高中物理教学教案物理教案( Physical Lesson Plans )学校：_______________________年级：_______________________教师：_______________________本文档文字可以自由修改高三物理：裂变、聚变(教学设计)教学目标1.知道重核的裂变和链式反应.2.知道什么是聚变.3.知道核反应堆和核电站。
4、通过介绍我国核电站的发展，对学生进行爱国主义教育。
5、通过介绍放射性污染和防护，进行环保教育。
6、了解聚变反应的特点，知道可控热核反应。
7、知道热核反应的区别及优越性。
8、通过介绍我国在可控热核反应方面成就，对学生进行爱国主义教育。
课题引入1、核反应有些释放能量，有些吸收能量，人们想利用核能，当然必须选那些释放核能的核反应。
什么样的核反应能释放核能呢？利用天然放射性放射性元素的衰变行吗？例如u 238在α衰变时放出的α粒子具有4.18mev的能量，但它的半衰期很长，达4.49亿年，衰变非常缓慢，功率太小。
利用人工转变行吗？例如①可放出能量5.6mev；②可放出能量4.8mev；但粒子击中原子核的概率太低，只有百万分之一、二。
实在得不偿失！有哪些核反应才真正具有实用价值呢？2、说明有些重核分裂成中等质量的核，有些轻核结合成中等质量的核都能发生质量亏损放出巨大能量。
物理学中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应叫裂变，把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫聚变。
本节（包括课本第六节、第七节）介绍裂变和聚变。
重难点分析1、裂变和聚变精确的研究表明原子核中核子的平均质量跟原子序数的关系，如人教社教材中图24-11所示，这个图线是解释那些核反应释放能量的根据。
这个图线表达了原子核组成的重要规律。
按图线分析可知，怎样的反应有质量亏损是释放能量的，从而明确：裂变是重核分裂为质量较小的核，释放核能的反应；聚变是轻核结合为质量较大的核释放出核能的反应.2、铀核的裂变铀核的裂变，一般分裂为两个中等质量的核，叫二分裂，产物是多种多样的，一种典型的反应如下述核反应方程所示：（也有三分裂、四分裂现象，但出现的概率极低，约为二分裂的千分之三和万分之三。
第5章第4节核裂变与核聚变教学设计
人教版高中物理选择性必修3第5章第4节核裂变与核聚变教学设计课题核裂变与核聚变单元 5 学科物理年级高二学习目标物理观念：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、聚变反应条件、新粒子的内容。
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。
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。
科学态度与责任：学习科学家们研究问题的方法，坚持实事求是的科学态度，体验其工作的艰辛，激发探索未来科学的热情。
重点核裂变与核聚变、链式反应及粒子的基本概念，链式反应及核聚变释放能量的计算。
难点链式反应及核聚变释放能量的计算教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合并成中等大小的核的过程中，都有可能释放出能量。
核电站以及原子弹、氢弹等核武器，利用的就是这些核能。
在这些装置中，核能是怎样被转化和使用的呢?阅读课本问题，思考如何利用原子核在分裂和合并过程中产生的能量。
观察原子弹爆炸的图片。
通过引导学生思考如何利用原子核分裂和合并过程中产生的能量。
提高学生的学习兴趣。
讲授新课一、核裂变的发现裂变:重核分裂成质量较小的核，并释放核能的反应。
学习裂变的概念。
知道裂变的过程。
通过类比细胞的分裂，让学生更好的理解“裂变”的概念。
链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过条件：每次裂变产生的中子，至少平均有一个能引发新的裂变①保证U 23592的纯度←提纯②铀块的大小临界体积:裂变物质能够发生链式反应的最小体积相应的质量：临界质量235114489192056360U n Ba+Kr 3n+→+二分裂质量数守恒，电荷守恒如果 1 kg 铀全部裂变，它放出的能量就相当于 2800 t 标准煤完全燃烧时放出的化学能。
阅读课本120页内容，总结链式反应的概念以及发生链式反应的条件。
高中物理重核的裂变教案
高中物理重核的裂变教案教学内容：裂变的定义、裂变反应原理、裂变链式反应、裂变在核反应堆中的应用等。
教学目标：1. 了解裂变是指重核核素发生核分裂反应的过程；2. 理解裂变反应原理，能够描述裂变链式反应的过程；3. 掌握裂变在核反应堆中的应用，了解核反应堆的构造和工作原理。
教学重点：裂变的定义、裂变反应原理、裂变链式反应、核反应堆的应用。
教学难点：理解裂变链式反应的过程，掌握核反应堆的工作原理。
教具准备：教科书、幻灯片、黑板、粉笔、实验器材等。
教学过程：一、导入：通过引入铀、钚等重核元素的特点，引出裂变的概念。
二、讲解：1. 裂变的定义：重核核素被中子撞击后，发生核分裂反应，释放出大量能量的过程称为裂变。
2. 裂变反应原理：中子撞击重核核素后产生镉、钚等核素，同时释放出中子和能量。
3. 裂变链式反应：一个裂变反应产生的中子会再次激发其他重核核素发生裂变，形成一个连续的链式反应。
4. 核反应堆的应用：核反应堆是一种利用裂变反应产生能量的装置，通过控制反应速率来释放能量，并在核反应堆中产生热能供应电力、加热等。
三、实验演示：通过展示核反应堆工作原理、模拟裂变反应链式反应等实验，让学生直观地感受裂变反应的过程。
四、课堂讨论：让学生分组进行小组讨论，探讨裂变反应对能源发展的影响，以及核反应堆存在的风险与安全措施等问题。
五、总结提升：对裂变的定义、裂变链式反应、核反应堆的应用等内容进行总结，并鼓励学生提出问题和思考。
六、作业布置：布置相关的阅读资料或实验报告，巩固学生对裂变的理解。
七、课堂反思：评估本节课教学是否达到了预期目标，总结本节课的亮点和不足之处，为下一堂课的教学做准备。
高中物理选修三5.4核裂变和核聚变教案1
第4节 核裂变和核聚变一、教学目标1、知道重核裂变、核聚变的概念。
2、知道什么是链式反应。
3、了解聚变反应的特点及其条件，了解可控热核反应及其研究和发展.4、会计算核反应中释放的能量。
二、教学重难点1、核反应方程式的书写2、释放核能的计算。
三、教学过程（一）重核裂变1、重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。
2、核裂变是释放核能的方法之一。
3、铀核的裂变（1）铀核的裂变的一种典型反应。
最典型的一种核反应方程式是2351141921920563603U n Ba Kr n +→++(2)释放的核能的计算Δm=（235.043u+1.0087u)(1409139u+91.8973u+3.0261u)=0.2153uΔE=0.2153u ×931.5Mev=200.55Mev(3)铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。
（二）链式反应1、这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。
（见示意图523）2、临界体积（临界质量）：通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
（三）轻核聚变1、轻核聚变成较重核，引起结合能变化的方式获得核能，这样的核反应称为核聚变。
2、氢核聚变：21H+31H→42He+10n3、能量计算：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍。
4、氚的获得：（四）可控热核聚变1、（1）聚变与裂变相比，轻核聚变产能效率高。
（2）聚变与裂变相比，地球上聚变燃料的储量丰富。
（3）聚变与裂变相比，轻核聚变反应更为安全、清洁。
2、发生条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的间距达到核力作用的范围。
要使它们达到这种程度，必须克服原子核间巨大的库仑斥力，这就得让核子获得足够大的动能。
以氘核发生聚变为例，必须在大约108 K高温下，使氘核获得至少70 keV的动能才能达到核力作用的范围而发生核聚变。
高中物理 第五章 核能与社会 5.2 裂变及其应用教案
5.2 裂变及其应用三维教学目标1、知识与技能（1）知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量；（2）知道什么是链式反应；（3）会计算重核裂变过程中释放出的能量；（4）知道什么是核反应堆。
了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。
2、过程与方法（1）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力；（2）通过让学生自己阅读课本，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
3、情感、态度与价值观（1）激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系；（2）通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性；（3）确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
教学重点：链式反应及其释放核能的计算；重核裂变的核反应方程式的书写。
教学难点：通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：（一）引入新课大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。
大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。
我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
（二）进行新课1、核裂变（fission ）提问：核裂变的特点是什么？（重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变）总结：重核分裂成 的核，释放出核能的反应，称为裂变。
提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？（只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能） 总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。
高中重核的裂变学案教案
高中重核的裂变学案教案一、教学目标：学会理解和描述裂变反应的基本原理和过程，了解裂变在能源领域的应用。
二、教学重点：1.理解裂变反应的基本原理；2.了解裂变反应的过程；3.掌握裂变在能源领域的应用。
三、教学难点：1.理解核裂变反应的物理原理；2.掌握核裂变反应的示意图；3.了解质子和中子的作用。
四、教学过程：1.导入：通过展示国际上著名的核能发电站，如福岛核电站、切尔诺贝利核电站等，引出核能的使用和人们对核能的担忧。
2.概念解释：介绍核裂变的概念和定义，核裂变是指重核被轻质粒子轰击后分裂成两个或多个中等质量的核。
3.物理原理：从物理角度解释核裂变的原理，即重核被轻质粒子撞击后，因为碰撞能量充足，重核发生不稳定排斥，导致原子核分裂的现象。
4.反应过程：通过示意图展示裂变反应的过程，可以使用白板或幻灯片进行展示，使学生直观地了解反应发生的步骤和原子核的分裂。
5.能源应用：介绍核裂变在能源领域的应用，如核电站，解释核能是如何转化为电能的，以及核能与化石能源的比较。
6.质子与中子：解释质子与中子在核裂变反应中的作用，质子与中子是构成原子核的基本粒子，其数量的变化影响着原子核的稳定性。
7.反应控制：介绍核裂变反应的控制方法，如通过反应堆的设计和控制棒的调节来控制裂变过程，避免能量释放过大。
8.总结：总结核裂变的基本原理和过程，强调核能的重要性和应用价值。
五、教学方法：1.讲授法：通过讲解核裂变的基本原理和过程，引导学生理解核裂变现象。
2.示范法：通过示意图展示核裂变的过程，帮助学生更好地理解反应发生的步骤。
3.案例分析法：通过实际案例，如福岛核电站事故，让学生了解核能的风险和应对措施。
4.讨论法：组织学生进行小组讨论，讨论核能与化石能源的比较，以及核裂变的应用领域。
六、教学工具：1.幻灯片：用于展示核裂变的示意图和实际案例。
2.实验装置：通过展示核反应堆的模型，让学生更加深入地了解核裂变的控制方法。
3.白板和黑板：用于讲解和示意图的绘制。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高二物理：重核裂变与轻核聚变
m，这要克服电荷间强大的
2
（5）两种反应的可控制性不同 裂变反应速度可以比较容易地进行人工控制， 因此， 现在国际上的核电站都是利用裂变 放出能量， 而聚变反应的可控制性比较困难， 世界上许多国家都积极研究可控热核反应的理 论和技术。
例题 1 裂变反应中释放出的能量来自于（ A. 核子消失转化为能量 B. 原子中电子与原子核的电势能减小 C. 入射的中子消失转化为能量 D. 原子核的平均结合能变大，释放出能量
【方法提炼】 轻核聚变释放核能的计算方法 1. 根据质量亏损计算
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根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损（Δm）的千克数乘以真空中 的光速（c＝3× 108m/s）的平方，即 ΔE＝Δmc2 ①。 ②。 2. 根据 1 原子质量单位（u）相当于 931.5 MeV 能量，用核子结合成原子核时质量亏损的 原子质量单位数乘以 931.5 MeV，即 ΔE＝Δm× 931.5 MeV 注意：式①中 Δm 的单位为 kg；式②中 Δm 的单位是 u，ΔE 的单位是 MeV。 满分训练：
高中物理 编稿老师
重核裂变与轻核聚变 吴宾 一校 安宁 二校 黄楠 审变 （1）概念：较重的一个核分裂成两个较轻的核时，会释放出能量，这种核反应叫做核 裂变。 （2）铀核裂变分析： ①核子受激发：当中子进入铀-235 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。 ②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 2～3 个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会 不断地进行下去，释放出越来越多的核能。 ③能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量。一般说来，平 均每个核子放出的能量约为 1 MeV，1 kg 铀-235 全部裂变放出的能量相当于 2 800t 优质煤 燃烧时释放的能量。 2. 链式反应 （1）定义：发生裂变时，为了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。 （2）示意图：如图所示
高二物理下册《重核裂变链式反应》教案、教学设计
为了巩固学生对重核裂变链式反应的理解，并促进其知识的应用与拓展，特布置以下作业：
1.基础知识巩固：
-完成课本习题中与核裂变相关的基础题目，包括选择题、填空题和简答题，以检验学生对质量数守恒、电荷数守恒以及裂变过程的理解。
-绘制核裂变反应的示意图，标注出中子的捕获、裂变产物的生成和中子的释放过程，通过视觉呈现加深对裂变机制的记忆。
2.裂变过程：详细讲解重核裂变的过程，.临界状态：解释什么是临界状态，以及如何实现核裂变反应的持续进行。
4.应用与影响：介绍核裂变在能源、医学等领域的应用，以及核裂变对环境和社会的影响。
（三）学生小组讨论
在学生小组讨论环节，我将组织学生进行以下活动：
-以核能的实际应用为背景，提出问题，引导学生探讨核裂变的原理。
2.利用模型、动画等教学资源，形象直观地展示核裂变过程。
-设计互动环节，让学生通过模拟实验，观察裂变反应的特点。
3.组织小组讨论，培养学生的合作意识和批判性思维。
-鼓励学生发表自己的观点，对核裂变反应的优缺点进行辩论。
4.通过课后习题和实验报告，巩固所学知识，提高学生的动手能力和理论联系实际的能力。
高二物理下册《重核裂变链式反应》教案、教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.理解重核裂变的基本原理，掌握质量数守恒和电荷数守恒在核反应中的应用。
-了解铀-235、钚-239等易于发生裂变的重核特点。
-掌握裂变产物和中子的生成过程，以及裂变反应的链式传播。
2.学会使用临界体积、临界质量等概念，分析核裂变反应的控制和释放条件。
2.实际案例引入：展示核能发电站的图片和视频，让学生了解核能在我国能源结构中的地位和作用，从而引出本节课的主题——重核裂变链式反应。
高中物理 5.4 核裂变与核聚变教案 新人教版选择性必修第三册-新人教版高二第三册物理教案
核裂变与核聚变【教学目标】一、知识与技能1．知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。
2．知道什么是链式反应。
3．了解核聚变的特点及其条件。
4．了解可控热核反应及其研究和发展。
二、过程与方法1．通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力。
2．通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
三、情感、态度与价值观1．激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。
2．通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。
3．确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
【教学重点】1．重核裂变的核反应方程式的书写。
2．核聚变的特点和条件。
【教学难点】核聚变的特点和条件。
【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。
大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。
我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
播放视频，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。
学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。
点评：激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。
二、新课教学（一）核裂变的发现1934年，约里奥·居里夫妇发现??粒子轰击铝片首次制造出人工放射性同位素。
费米得知后，想到用中子作为入射粒子比??粒子有效得多。
费米与其合作者使用中子按照周期表的顺序依次轰击各种元素，辐照了有68种元素，其中47种产生新的放射性产物。
高中物理 重核裂变 链式反应 轻核聚变教案
高中物理重核裂变链式反应轻核聚变教案中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
一、教材分析：本节课讲的是中国书法艺术主要是为了提高学生对书法基础知识的掌握，让学生开始对书法的入门学习有一定了解。
书法作为中国特有的一门线条艺术，在书写中与笔、墨、纸、砚相得益彰，是中国人民勤劳智慧的结晶，是举世公认的艺术奇葩。
早在5000年以前的甲骨文就初露端倪，书法从文字产生到形成文字的书写体系，几经变革创造了多种体式的书写艺术。
1、教学目标：使学生了解书法的发展史概况和特点及书法的总体情况，通过分析代表作品，获得如何欣赏书法作品的知识，并能作简单的书法练习。
2、教学重点与难点：（一）教学重点了解中国书法的基础知识，掌握其基本特点，进行大量的书法练习。
（二）教学难点：如何感受、认识书法作品中的线条美、结构美、气韵美。
3、教具准备：粉笔，钢笔，书写纸等。
4、课时：一课时二、教学方法：要让学生在教学过程中有所收获，并达到一定的教学目标，在本节课的教学中，我将采用欣赏法、讲授法、练习法来设计本节课。
（1）欣赏法：通过幻灯片让学生欣赏大量优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。
（2）讲授法：讲解书法文字的发展简史，和形式特征，让学生对书法作进一步的了解和认识，通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！（3）练习法：为了使学生充分了解、认识书法名家名作的书法功底和技巧，请学生进行局部临摹练习。
三、教学过程：（一）组织教学让学生准备好上课用的工具，如钢笔，书与纸等;做好上课准备，以便在以下的教学过程中有一个良好的学习气氛。
（二）引入新课，通过对上节课所学知识的总结，让学生认识到学习书法的意义和重要性！（三）讲授新课1、在讲授新课之前，通过大量幻灯片让学生欣赏一些优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。
2、讲解书法文字的发展简史和形式特征，让学生对书法作品进一步的了解和认识通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！A书法文字发展简史：①古文字系统甲古文——钟鼎文——篆书早在5000年以前我们中华民族的祖先就在龟甲、兽骨上刻出了许多用于记载占卜、天文历法、医术的原始文字“甲骨文”；到了夏商周时期，由于生产力的发展，人们掌握了金属的治炼技术，便在金属器皿上铸上当时的一些天文，历法等情况，这就是“钟鼎文”（又名金文）；秦统一全国以后为了方便政治、经济、文化的交流，便将各国纷杂的文字统一为“秦篆”，为了有别于以前的大篆又称小篆。
高中物理第四章原子核第五节裂变和聚变同步备课教学案粤教选修3-5
第五节裂变和聚变[学习目标] 1.知道重核的裂变反应和链式反应发生的条件.2.掌握核聚变的定义及发生条件.3.会计算裂变、聚变所释放的能量．一、核裂变和链式反应[导学探究] 如图1为铀核裂变示意图．图1(1)铀核裂变是如何发生的？(2)铀核裂变在自然界中能自发进行吗？答案(1)铀核的裂变①核子受激发：当中子进入铀235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．②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，裂变反应一代接一代继续下去，形成链式反应．(2)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，故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．[知识梳理] 对核裂变和链式反应的理解1．核裂变重核被中子轰击后分裂成两个较轻的核，并放出能量的过程．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235 92U＋10n→144 56 Ba＋8936Kr＋310n.3．链式反应由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．4．链式反应的条件(1)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． (2)有足够数量的慢中子．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)铀核的裂变是一种天然放射现象．( × )(2)铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去．( √ ) (3)中子的速度越快，越容易发生铀核裂变．( × )(4)铀核裂变的产物是钡和氪，且固定不变，同时放出三个中子．( × ) 二、受控热核反应 1．聚变两个轻核结合成质量较大的核，释放出能量的反应，称为核聚变，聚变反应又称为热核反应． 2．聚变方程21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV.3．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10－15m ，这要克服电荷间巨大的库仑斥力作用，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，有一种方法就是给它们加热，使物质达到几百万度以上的高温． [即学即用] 判断下列说法的正误． (1)核聚变时吸收能量．( × )(2)核聚变平均每个核子放出的能量，比裂变反应中平均每个核子放出的能量大．( √ ) (3)轻核聚变比裂变更完全、清洁．( √ )(4)实现核聚变的难点是地球上没有任何容器能够经受如此高的温度．( √ )一、核裂变与其释放核能的计算 1．常见的裂变方程(1)23592U ＋10n ―→13954Xe ＋9538Sr ＋210n (2)23592U ＋10n ―→14456Ba ＋8936Kr ＋310n 2．链式反应发生的条件(1)铀块的体积大于或等于临界体积．体积超过临界体积时，保证中子能够碰到铀核． (2)有足够浓度的铀235. (3)有足够数量的慢中子． 3．裂变反应的能量铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量．一个铀235核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧释放的化学能，裂变时能产生几百万度以上的高温．4．铀的同位素中铀235比铀238更容易发生链式反应．例1关于重核的裂变，下列说法正确的是( )A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．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D．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能答案 D解析核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损，是核能转化为其他形式能的过程，其能量远大于俘获中子时吸收的能量，A错误，D正确；发生链式反应是有条件的，铀块的体积必须大于或等于临界体积，否则中子从铀块中穿过时，可能碰不到原子核，则不会发生链式反应，B错误；重核裂变时，核子数守恒，C错误．重核裂变的实质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，根本原因是重核的平均结合能比中等质量的核的平均结合能要小．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．例2用中子轰击铀核(235 92U)，其中的一个可能反应是分裂成钡(141 56Ba)和氪(9236Kr)两部分，放出3个中子．各个核和中子的质量如下：m U＝390.313 9×10－27 kg，m n＝1.674 9×10－27 kg；m Ba＝234.001 6×10－27 kg，m Kr＝152.604 7×10－27 kg.试写出核反应方程，求出反应中释放的核能．答案10n＋235 92U―→141 56Ba＋9236Kr＋310n 3.220 2×10－11 J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．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．铀核裂变方程为10n＋235 92U―→141 56Ba＋9236Kr＋310n，则核反应前后的质量亏损为Δm＝m U＋m n－m Ba－m Kr－3m n＝3.578×10－28 kg，由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为ΔE＝Δmc2＝3.578×10－28×(3×108)2 J＝3.220 2×10－11 J.二、聚变及释放核能的计算 1．核聚变的特点(1)轻核聚变是放能反应：从平均结合能的图线看，轻核聚变后平均结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应．(2)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量．(3)热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去． (4)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆． 2．核聚变的应用(1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置．它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸． (2)可控热核反应：目前处于探索阶段． 3．重核裂变与轻核聚变的区别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要大3～4倍核废料处理难度聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多原料的蕴藏量 核裂变燃料铀在地球上储量有限，尤其用于核裂变的铀235在铀矿石中只占0.7%主要原料是氘，氘在地球上的储量非常丰富.1 L 水中大约有0.03 g 氘，如果用来进行热核反应，放出的能量约与燃烧300 L 汽油释放的能量相当可控性 速度比较容易进行人工控制，现在的核电站都是用核裂变反应释放核能目前，除氢弹以外，人们还不能控制它213142式中x 是某种粒子．已知：21H 、31H 、42He 和粒子x 的质量分别为2.014 1 u 、3.016 1 u 、4.002 6 u 和1.008 7 u ；1 u ＝931.5 MeV c2，c 是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x 是________，该反应释放出的能量为________ MeV(结果保留3位有效数字)．答案 10n(或中子) 17.6解析 根据质量数和电荷数守恒可得x 是10n(中子)．核反应中的质量亏损为Δm ＝2.014 1 u ＋3.016 1 u －4.002 6 u －1.008 7 u ＝0.018 9 u 所以该反应释放出的能量为ΔE ＝Δm ·c 2≈17.6 MeV.针对训练(多选)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一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( )A．“人造太阳”的核反应方程是21H＋31H→42He＋10nB．“人造太阳”的核反应方程是235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310nC．根据公式E＝mc2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D．根据公式E＝mc2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答案AC解析21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变方程，故A项正确；根据轻核聚变特点，相同质量的核燃料，轻核聚变释放的能量比裂变反应大得多，故选项C正确．1．一个235 92U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应的裂变方程为235 92U＋10n→X＋9438Sr＋210n，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加D．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 A解析X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140个，B错误；中子数为140－(92－38)＝86个，A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，C、D错误．2．(多选)下列关于聚变的说法中，正确的是( )A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万度以上的高温，因此聚变又叫做热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万度以上的高温，所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应D．太阳和许多恒星内部都在进行着剧烈的热核反应，在地球内部也可自发地进行答案ABC解析轻核聚变时，要使轻核之间距离达到10－15 m，故必须克服库仑斥力做功，A正确；要克服核子间作用力做功，必须使反应的原子核有足够大的动能，方法就是将其加热到几百万度以上的高温，B正确；热核反应必须在几百万度以上的高温下进行，这样高的温度可利用原子弹爆炸释放的能量获得，C正确；在太阳和许多恒星内部都存在热核反应，但在地球内部不会自发地进行，D错．3．一个铀235吸收一个中子后发生的一种核反应方程是235 92U ＋10n→136 54Xe ＋9038Sr ＋1010n ，放出的能量为E ，铀235核的质量为M ，中子的质量为m ，氙136核的质量为m 1，锶90核的质量为m 2，真空中光速为c ，则释放的能量E 等于( )A ．(M －m 1－m 2)c 2B ．(M ＋m －m 1－m 2)c 2C ．(M －m 1－m 2－9m )c 2D ．(m 1＋m 2＋9m －M )c 2 答案 C解析 铀235裂变时的质量亏损Δm ＝M ＋m －m 1－m 2－10m ＝M －m 1－m 2－9m ，由质能方程可得E ＝Δmc 2＝(M －m 1－m 2－9m )c 2.4．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一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m H ＝1.007 3 u ，氦核质量为m He ＝4.001 5 u ，正电子质量为m e ＝0.000 55 u ，结果保留两位小数，1 u 相当于931.5 MeV的能量)(1)写出这个核反应方程； (2)这一核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J ，则太阳每秒减少的质量为多少千克？ 答案 (1)411H→42He ＋2 0＋1e (2)24.78 MeV (3)4.22×109 kg解析 (1)由题意可得核反应方程为 411H→42He ＋2 0＋1e.(2)反应前的质量m 1＝4m H ＝4×1.007 3 u＝4.029 2 u ，反应后的质量m 2＝m He ＋2m e ＝4.001 5 u ＋2×0.000 55 u＝4．002 6 u ，Δm ＝m 1－m 2＝0.026 6 u ，由质能方程得，释放能量ΔE ＝Δmc 2＝0.026 6×931.5 MeV≈24.78 MeV.(3)由质能方程ΔE ′＝Δm ′c 2得太阳每秒减少的质量 Δm ′＝ΔE ′c 2＝3.8×1026(3×108)2 kg≈4.22×109 kg.一、选择题(1～6题为单选题，7题为多选题)1．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容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．能否发生链式反应与铀的质量无关答案 C解析要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于或等于临界体积或铀块的质量大于或等于临界质量，只要组成铀块的体积小于临界体积或质量小于临界质量就不会产生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积时则发生链式反应，由此知A、B、D错误，C正确．2．在众多的裂变反应中，有一种反应方程为235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋a X，其中X为某种粒子，a 为X的个数，则( )A．X为中子，a＝2 B．X为中子，a＝3C．X为质子，a＝2 D．X为质子，a＝3答案 B解析根据核电荷数守恒可知，X的电荷数为0，X必为中子10n，由质量数守恒可知，a＝3，选项B正确．3．科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应方程为32He＋32He―→211H＋42He，关于32He聚变下列表述正确的是( ) A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用32He聚变反应发电答案 B解析核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一；目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电．4．1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线．下列关于这个实验的说法中正确的是( )A．这个实验的核反应方程是235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋10nB．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和C．这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算D实验中产生的γ射线穿透能力极强答案 D解析根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310 n，选项A不正确；铀核裂变过程中产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量可根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反应中产生的γ射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确．5．我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克”(英名称：EAST，俗称“人造太阳”)．设可控热核实验反应前氘核(21H)的质量为m1，氚核(31H)的质量为m2，反应后氦核(42He)的质量为m3，中子(10n)的质量为m4，光速为c，下列说法正确的是( )A．这种装置中发生的核反应方程式是21H＋31H―→42He＋10nB．由核反应过程质量守恒可知m1＋m2＝m3＋m4C．核反应放出的能量等于(m1－m2－m3－m4)c2D．这种装置与我国大亚湾核电站所使用装置的核反应原理相同答案 A解析核反应方程为21H＋31H―→42He＋10n，选项A正确；反应过程中向外释放能量，故质量有亏损，且释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，选项B、C错误；可控热核反应为核聚变，大亚湾核电站所用核装置反应原理为核裂变，选项D错误．6．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于235 92U的裂变，现有四种说法：①235 92U原子核中有92个质子，143个中子；②235 92U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，核反应方程为235 92U＋10n→139 54Xe＋9538Sr＋210n；③235 92U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45 亿年，升高温度半衰期缩短；④一个235 92U裂变能放出200 MeV的能量，合3.2×10－11 J.以上说法中完全正确的是( )A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④答案 D解析由235 92U的质量数和电荷数关系知①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素干扰，故③错误；通过计算知④正确，故答案为D.7．关于轻核聚变，下列说法正确的是( )A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时要吸收能量B．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很多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答案BD解析根据平均结合能图线可知，聚变后平均结合能增加，因此聚变反应中会释放能量，故A错误；聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变反应中每个核子放出的能量大3～4倍，故B正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应时，要使轻核之间的距离达到10－15m 以内，这需要原子核有很大的动能才可以实现聚变反应，故C 错误，D 正确．二、非选择题8．现有的核电站常用的核反应之一是：23592U ＋10n ―→143 60Nd ＋Zr ＋310n ＋8 0－1e ＋ν(1)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(Zr)的电荷数与质量数；(2)已知铀核的质量为235.043 9 u ，中子的质量为1.008 7 u ，钕(Nd)核的质量为142.909 8 u ，锆核的质量为89.904 7 u ，1 u ＝1.660 6×10－27kg,1 u 相当于931.5 MeV 的能量．试计算1 kg 铀235裂变释放的能量为多少？ 答案 (1)40 90 (2)8.1×1013J解析 (1)锆的电荷数Z ＝92－60＋8＝40，质量数A ＝236－146＝90. (2)1 kg 铀235中铀核的个数为n ＝1235.043 9×1.660 6×10－27≈2.56×1024(个)．不考虑核反应中生成的电子质量，1个铀235核裂变产生的质量亏损为Δm ＝0.212 u ， 释放的能量为ΔE ＝0.212×931.5 MeV≈197.5 MeV， 则1 kg 铀235完全裂变释放的能量为E ＝n ΔE ＝2.56×1024×197.5 MeV≈8.1×1013 J.。
教学设计2：5.4 核裂变与核聚变
5.4 核裂变与核聚变【教学目标】一、知识与技能1．知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。
2．知道什么是链式反应。
3．了解核聚变的特点及其条件。
4．了解可控热核反应及其研究和发展。
二、过程与方法1．通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力。
2．通过自己阅读课本，查阅资料，培养归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
三、情感、态度与价值观1．激发热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。
2．认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。
3．确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
【教学重点】1．重核裂变的核反应方程式的书写。
2．核聚变的特点和条件。
【教学难点】核聚变的特点和条件。
【教学过程】一、新课导入较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合并成中等大小的核的过程中，都有可能释放出能量。
核电站以及原子弹、氢弹等核武器，利用的就是这些核能。
在这些装置中，核能是怎样被转化和使用的呢?二、新课学习如图所示为重核裂变的链式反应。
问题：(1)什么是链式反应？(2)链式反应中的临界体积指什么？提示：(1)重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫链式反应。
(2)能发生链式反应的最小体积叫临界体积，相应的质量叫临界质量。
一、核裂变1．核裂变的发现(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U＋10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23592n→144 56Ba＋8936Kr＋310n。
(3)链式反应当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代一代继续下去的过程，叫作核裂变的链式反应。
(4)链式反应的条件发生裂变物质的体积大于临界体积或裂变物质的质量大于临界质量。
高中物理 重核裂变 链式反应 轻核聚变教案
教 学 课 题
§22-6重核裂变 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ式反应
§22-7轻核聚变
第73页
课 的 类 型
新授课（50分钟）
教 学 对 象
高中生
教学目的和要求
介绍重核裂变、轻核聚变和它们的应用
教 学 重 点
教 学 难 点
教 具 和仪 器
序 号
教 学 过 程 （教 学 内 容）
说明（提醒）
4．
六
课堂小结和双边活动【8分钟】
复习题 15-10 15-11
七
布置作业【2分钟】
下节课开始总复习
序 号
编 制 教 案 说 明
说明（评述）
★
序 号
实际操作感受和体会(课后分析)
说明（评述）
★
一
（组织教学）重核裂变【20分钟】
1．什么叫裂变？
2．重核在什么情况下才能发生裂变呢？1938年人们用中子轰击铀核量发现铀核裂变的现象以后，这问题才逐渐被了解清楚，从而使控制和利用原子能成为可能。
3．见图15-7链式反应的示意图
4．临界体积（临界质量）
5．原子弹
6．原子反应堆（图15-11）
二
轻核聚变【20分钟】
物理选择性必修第三册5.4(教案)核裂变与核聚变
物理选择性必修第三册5.4(教案)核裂变与核聚变【教学目标】一、知识与技能1．知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。
2．知道什么是链式反应。
3．了解核聚变的特点及其条件。
4．了解可控热核反应及其研究和发展。
二、过程与方法1．通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力。
2．通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
三、情感、态度与价值观1．激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。
2．通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。
3．确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
【教学重点】1．重核裂变的核反应方程式的书写。
2．核聚变的特点和条件。
【教学难点】核聚变的特点和条件。
【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。
大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。
我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
播放视频，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。
学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。
点评：激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。
二、新课教学（一）核裂变的发现1934年，约里奥·居里夫妇发现??粒子轰击铝片首次制造出人工放射性同位素。
费米得知后，想到用中子作为入射粒子比??粒子有效得多。
费米与其合作者使用中子按照周期表的顺序依次轰击各种元素，辐照了有68种元素，其中47种产生新的放射性产物。
高中物理第4章第5节裂变和聚变教案粤教版选修351030169
高中物理第4章第5节裂变和聚变教案粤教版选修351030169第五节裂变和聚变[学习目标] 1.知道核裂变和核聚变的概念，知道重核裂变和轻核聚变中能释放出巨大的能量．(重点)2.知道什么是链式反应.3.知道核聚变反应及受控热核反应.4.会计算重核裂变、轻核聚变过程中释放出的能量．(重点、难点)一、核裂变与链式反应1．核裂变重核分裂成两个较轻的核时，释放出能量，这种核反应叫做核裂变．2．链式反应为了使裂变产生的能量可以被利用，必须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．3．典型的铀核裂变(1) 23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n(2)23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n二、受控热核反应1．核聚变(1)定义：两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的反应．(2)举例：21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV.(3)条件：①轻核的距离要达到10－15_m以内．②需要加热到很高的温度，因此又叫热核反应．2．受控热核反应人工的热核反应可以通过原子弹爆炸时产生的高温来达到．氢弹就是这样制成的．如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释放出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热核反应．3．优点(1)轻核聚变产能效率高．(2)地球上聚变燃料的储量丰富．(3)轻核聚变更为安全、清洁．4．约束方法磁约束和惯性约束．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)铀核裂变时，可以放出多个中子．(√)(2)裂变物体的体积小于临界体积时，不可能发生链式反应．(√)(3)核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小一些．(×)(4)轻核的聚变只要达到临界质量就可以发生．(×)(5)现在地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部的聚变反应．(√) 2．下列属于原子核裂变的链式反应的是( )A．核电站发电B．天然气的形成C．石油的形成D．利用太阳能发电A [核电站是利用原子核的链式反应发电的，A选项正确；石油和天然气的形成是复杂的过程，属于化学变化，B、C选项错误；太阳能辐射是以热传递的形式传递热量，D选项错误．] 3．据《每日邮报》报道，英国一名13岁的小学生近日宣布自己在学校实验室实现了核聚变．他表示用氘聚变氦的过程中检测到了中子，证明聚变成功，成为世界上实现聚变的最年轻的人．下面列出的核反应方程，属于聚变的是( )A.21H＋21H―→32He＋10nB.23892U―→23490Th＋42HeC.157N＋11H―→126C＋42HeD.2713Al＋42He―→3015P＋10nA [轻核聚变是指轻核结合成质量较大的核，并释放出核能的反应，所以由此可知A是轻核聚变，B是α衰变，C、D是原子核的人工转变，B、C、D选项错误，A选项正确．]重核裂变(1)核子受激发：当中子进入铀235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．(2)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2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能．(3)能量：重核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量，一般说来，平均每个核子放出的能量约为1 MeV,1 kg铀全部裂变放出的能量相当于2 500 t优质煤燃烧时释放的能量．裂变时能产生几百万度的高温．2．链式反应的条件(1)铀块的体积大于临界体积．(2)铀块的质量大于临界质量．以上两个条件满足一个，则另一个条件自动满足．【例1】关于重核的裂变，以下说法正确的是( )A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少D．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D [重核裂变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或等于其临界体积，如果体积小于临界体积，中子可能从铀块中穿过，碰不到原子核，则链式反应就不会发生．在裂变反应中质量数是守恒的，而核子数等于质量数，综上可知A、B、C均错．]对重核裂变的两点理解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．训练角度1：对重核裂变的理解1．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容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．能否发生链式反应与铀块的质量无关C [要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积，但铀块的质量无论怎样，只要组成铀块的体积小于临界体积，则不会发生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积则发生链式反应，由此知A 、B 、D 错误，C 正确．]训练角度2：裂变中核能的计算2．用中子轰击铀核(23592U)，其中的一个可能反应是分裂成钡(14156Ba)和氪(9236Kr)两部分，放出3个中子．各个核和中子的质量如下：m U ＝390.313 9×10－27kg ，m n ＝1.674 9×10－27kg ，m Ba ＝234.001 6×10－27kg ，m Kr ＝152.6047×10－27 kg.试写出核反应方程，算出反应中释放的核能．[解析] 此铀核裂变方程为10n ＋235 92U→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n则核反应前后的质量亏损为Δm ＝m U ＋m n －m Ba －m Kr －3m n ＝0.357 8×10－27kg由爱因斯坦质能方程可得反应中释放的核能为 ΔE ＝Δmc 2＝0.357 8×10－27×(3.0×108)2 J ＝3.220 2×10－11J[答案] 10n ＋23592U→14156Ba ＋9236Kr ＋310n 3.220 2×10－11J轻核聚变要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15m ，这要克服电荷间强大的斥力作用，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，就要给它们加热，使物质达到几百万开尔文的高温．2．轻核聚变是放能反应从平均结合能的图线看，轻核聚变后平均结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应． 3．核聚变的特点(1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量．(2)热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去．(3)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆． 4．核聚变的应用(1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置．它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸．(2)可控热核反应：目前处于探索阶段．【例2】 一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量m H ＝1.007 3 u ，中子质量m n ＝1.008 7 u ，氚核质量m ＝3.018 0 u.(1)写出聚变方程；(2)释放出的核能为多大？(3)平均每个核子释放的能量是多大？[解析] (1)聚变方程：11H＋210n→31H.(2)质量亏损Δm＝m H＋2m n－m＝(1.007 3＋2×1.008 7－3.0180)u＝0.006 7u释放的核能ΔE＝0.006 7×931 MeV≈6.24 MeV.(3)平均每个核子放出的能量为6.24MeV＝2.08 MeV.3[答案] 见解析1．核聚变反应和一般的核反应一样，也遵循电荷数守恒和质量数守恒，这是书写核反应方程式的重要依据．2．轻核聚变释放核能的计算方法(1)根据质量亏损计算．根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损(Δm)乘以真空中的光速(c＝3×108 m/s)的平方，即ΔE＝Δmc2训练角度1：对聚变的理解3．下列关于聚变的说法中，不正确的是 ( )A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫作热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应D．自然界中不存在天然的热核反应D [轻核聚变时，必须使轻核之间距离达到10－15 m，所以必须克服库仑斥力做功，A正确；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力能发生作用的范围，实验证实，原子核必须处在几百万摄氏度下才有这样的能量，这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳内部或其他恒星内部都进行着热核反应，D错误．]训练角度2：聚变核能的计算4．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为( )A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeVB [在核反应方程21H＋21H→32He＋10n中，反应前物质的质量m1＝2×2.013 6 u＝4.027 2 u，反应后物质的质量m2＝3.015 0 u＋1.008 7 u＝4．023 7 u，质量亏损Δm＝m1－m2＝0.003 5 u.则氘核聚变释放的核能为E＝931×0.003 5 MeV≈3.3 MeV，选项B正确．]课堂小结知识脉络1.核裂变：重核分裂为质量较小的核，释放出核能的反应.2.链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程.3.链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于临界体积，或裂变物质的质量大于临界质量.4.两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫核聚变．约束核聚变材料的方法有磁约束和惯性约束.1．裂变反应中释放出的能量来自于( )A．核子消失转化为能量B．原子中电子与原子核的电势能减小C．入射的中子消失转化为能量D．原子核的比结合能变大，释放出能量D [核反应过程中，核子数守恒，中子并未消失，故选项A、C均错误；能量来源于原子核内部，因重核裂变为中等质量的核时，比结合能增加而释放出能量，故选项B错误，D正确．] 2．1938年德国化学家、物理学家哈恩等发现用中子轰击铀核的产物中含有中等质量的原子核钡和氪，这种现象称为核裂变，其反应方程为23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋3X.下列说法正确的是( )A．核反应方程中的X为质子B．核反应方程中的X为电子C．由核反应方程可得钡核的比结合能比铀核的比结合能大D．此核反应能自动延续下去，故铀块的体积对于维持核反应是无关紧要的C [根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可得核反应方程中的X为中子10n，A、B错误；根据教材中原子核的比结合能曲线可知，钡核的比结合能比铀核的比结合能大，C正确；如果铀块的体积小于临界体积，此核反应不能自动延续下去，铀块的体积对于维持该反应是很重要的，D错误．]3．(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及到的基本核反应方程有：(1) 23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋k10n.(2)21H＋31H→42He＋d10n.关于这两个方程的下列说法，正确的是( )A．方程(1)属于α衰变B．方程(1)属于重核裂变C．方程(2)属于轻核聚变D．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1BCD [方程(1)属于重核裂变，A选项错误，B选项正确；方程(2)属于轻核聚变，C选项正确；根据质量数守恒和电荷数守恒知，方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1，D选项正确．] 4．(2019·全国卷Ⅱ)太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循环，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2ν已知11H和42He的质量分别为m p＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u，1 u＝931 MeV/c2，c为光速．在4个11H转变为1个42He的过程中，释放的能量约为( )A．8 MeV B．16 MeVC．26 MeV D．52 MeVC [核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u－4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV＝26.6 MeV，选项C正确．]。
黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 重核裂变 链式反应 轻核聚变教案
高中物理 重核裂变 链式反应 轻核聚变教案
教 学 课 题 §22-6 重核裂变 链式反应 §22-7 轻核聚变
第73页
课 的 类 型
新授课（50分钟）
教 学 对 象
高中生
教学目的和要求 介绍重核裂变、轻核聚变和它们的应用 教 学 重 点 教 学 难 点 教 具 和 仪 器 序 号 教 学 过 程 （教 学 内 容）
说明（提醒） 一
（组织教学）重核裂变【20分钟】
1． 什么叫裂变？
2． 重核在什么情况下才能发生裂变呢？1938年人们用中子轰击
铀核量发现铀核裂变的现象以后，这问题才逐渐被了解清楚，从而使控制和利用原子能成为可能。
n Sr Xe n U 1
09538139541023592
2++→+
3． 见图15-7链式反应的示意图 4． 临界体积（临界质量） 5． 原子弹
6． 原子反应堆（图15-11）
二
轻核聚变【20分钟】 4．
六
课堂小结和双边活动【8分钟】 复习题 15-10 15-11
七布置作业【2分钟】
下节课开始总复习
编制教案说明说明（评述）序
号
★
实际操作感受和体会(课后分析) 说明（评述）序
号
★。
黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 重核裂变 链式反应 轻核聚变教案
教 学 课 题 §22-6 重核裂变 链式反应 §22-7 轻核聚变
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课 的 类 型
新授课（50分钟）
教 学 对 象
高中生
教学目的和要求 介绍重核裂变、轻核聚变和它们的应用 教 学 重 点 教 学 难 点 教 具 和 仪 器 序 号 教 学 过 程 （教 学 内 容）
说明（提醒） 一
（组织教学）重核裂变【20分钟】
1． 什么叫裂变？
2． 重核在什么情况下才能发生裂变呢？1938年人们用中子轰击
铀核量发现铀核裂变的现象以后，这问题才逐渐被了解清楚，从而使控制和利用原子能成为可能。
n Sr Xe n U 1
09538139541023592
2++→+
3． 见图15-7链式反应的示意图 4． 临界体积（临界质量） 5． 原子弹
6． 原子反应堆（图15-11）
二
轻核聚变【20分钟】 4．
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课堂小结和双边活动【8分钟】 复习题 15-10 15-11
七布置作业【2分钟】
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5．原子弹
6．原子反应堆（图15-11）
二
轻核聚变【20分钟】
4．
六
课堂小结和双边活动【8分钟】
复习题15-10 15-11
七
布置作业【2分钟】
下节课开始总复习
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编制教案说明
说明（评述）
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说明（评述）
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高中物理重核裂变链式反应轻核聚变教案
教学课题
§22-6重核裂变链式反应
§22-7轻核聚变
第73页
课的类型
新授课（50分钟）
教学对象
高中生
教学目的和要求
介绍重核裂变、轻核聚变和它们的应用
教学重点
教学难点
教具和仪器
序号
教学过程（教学内容）
说明（提醒）
一
（组织教学）重核裂变【20分钟】
1．什么叫裂变？
2．重核在什么情况下才能发生裂变呢？1938年人们用中子轰击铀核量发现铀核裂变的现象以后，这问题才逐渐被了解清楚，从而使控制和利用原子能成为可能。