高中物理选修3-5导学案导19.7-19.8.doc

第十九章 原子核 19.7核聚变 19.8 粒子和宇宙 【教学目标】 1．了解聚变反应的特点。 2．知道可控热核反应。 3．了解有关新粒子的情况。 4．了解恒星及宇宙的演化情况。 重点：聚变反应的特点。 难点：可控热核反应 【自主预习】 1.两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做________。从比结合能的图线中看，聚变后比结合能增加，因此反应中会________能量。 2．发生聚变的条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到________以内，核力才能起作用。由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的________。 3．当物质的温度达到几百万开尔文时，剧烈的________使得一部分原子核具有足够的动能，可以克服________，碰撞时十分接近，发生聚变。因此，聚变又叫________反应。 4．为了解决实现核聚变的难点，科学家设想了两种方案，即磁约束和________。________是目前性能最好的一种磁约束装置。 5.许多粒子都存在着________等物理性质与它相同而________等其他性质相反的粒子，叫做反粒子。 6．按照粒子与各种相互作用的不同关系，可以将粒子分为三大类：________、轻子和________。 (1)强子是参与________相互作用的粒子。________是最早发现的强子； (2)轻子是________强相互作用的粒子。最早发现的轻子是________。 (3)________是传递各种相互作用的粒子，如光子等。 7．许多实验事实表明，强子是有________结构的，强子由________的成分组成，这种成分叫做夸克。夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷________电荷的最小单元，即存在________电荷。 【典型例题】 一、核聚变 【例1】以下说法正确的是 (　　) A．聚变是裂变的逆反应 B．如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量 C．聚变须将反应物加热至数百万度以上高温，显然聚变过程是吸收能量的 D．裂变与聚变均可释放巨大能量 【例1】．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有(　　) 【例3】一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH＝1.007 3 u，中子质量mn＝1.008 7 u，氚核质量m＝3.018 0 u。 (1)写出聚变方程； (2)释放出的核能多大？ (3)平均每个核子释放的能量是多少？ 【例4】．如图19－7－1所示，托卡马克(Tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的)、kamera(真空室)、magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词。根据以上信息，下列判断中可能正确的是 (　　) A．这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似 B．线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出 C．这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同 D．这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地进行 【例5】一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是 A．核反应方程是H＋n―→H＋γ B．聚变后应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3 C．辐射出的γ光子的能量ΔE＝(m3－m1－m2)c D．γ光子的波长λ＝ 【】1．目前核电站利用的核反应是(　　) A．裂变，核燃料为铀　　　B．聚变，核燃料为铀 C．裂变，核燃料为氘 D．聚变，核燃料为氘 2．下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是(　　) A.P→Si＋e B.H＋H→He＋n C.C→N＋e D.U→Th＋He 3．太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着激烈地(　　) A．衰变反应 B．人工核反应 C．裂变反应 D．热核反应 4．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摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应 C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，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激烈地进行着热核反应 5．重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方式，但只有重核的裂变被人类和平利用，其原因是轻核聚变(　　) A．产能效率不高 B．核燃料储量不够丰富 C．核废料的处理比较困难 D．反应速度的控制比较困难 6．重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，下面关于它们的说法中正确的是(　　) A．裂变和聚变过程中都有质量亏损 B．裂变过程中有质量亏损，聚变