第5章 4 核裂变 核聚变 5 粒子物理学发展概况（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（教科版2019）

4　核裂变　核聚变 5　粒子物理学发展概况 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 新课程标准 1.知道重核的裂变产物和链式反应发生的条件。 2.知道核聚变，了解受控聚变反应。 3.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。 4.知道加速器和对撞机，知道粒子的分类，了解夸克模型。 5.了解宇宙起源的大爆炸学说及恒星的演化。 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 素养目标 1.核裂变、链式反应、临界体积、核聚变、热核反应、夸克。(物理观念) 2.类比法学习核裂变和核聚变。(科学思维) 3.通过对核裂变与核聚变中核能的计算，感受可控利用核能的意义。通过对原子弹、氢弹、核电站等学习，了解我国科学家的杰出贡献及献身精神。(科学态度与责任) 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 中等质量 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 2．链式反应：如果一个反应过程的________能够再次引发这种反应，从而使反应一旦开始就能自动延续下去，这样的反应称为链式反应。 3．链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于____________(能够发生链式反应的裂变物质的最小体积)。 产物 临界体积 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 二 核反应堆与核电站 1．核反应堆 (1)分类：________反应堆和________反应堆。 (2)燃料：________(浓缩的铀235制成)。 (3)减速剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用普通水、重水或________作减速剂。 (4)控制棒：为了调节中子的数目以控制反应速度，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉____________的特性来控制链式反应的速度。 慢中子 快中子 铀棒 石墨 吸收中子 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 2．核电站 (1)定义：利用核反应堆进行发电的场所。 (2)工作原理：核反应堆工作时放出热量并由________带出，产生____________的蒸汽，蒸汽驱动________________进行发电。 冷却剂 高温高压 汽轮发电机 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 (3)条件 ①轻核的距离要达到 以内。 ②需要上亿摄氏度的温度，因此又叫 。 较重 10－15 m 热核反应 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 (4)优点 ①能够释放更多的能量； ②废料易处理； ③原料储量丰富。 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 2．受控热核反应 (1)聚变的难点：地球上没有任何物质结构能够经受热核反应的________。 (2)控制方法 ①磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是________(托卡马克)。 ②惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用________从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应。 高温 环流器 激光 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 四 粒子物理学发展概况 1．加速器和对撞机 (1)带电粒子加速器 ①作用：获得____________来探索物质深层结构。 ②原理：带电粒子在电场中受________作用而加速。 ③分类：________加速器和回旋加速器。 (2)对撞机 ①作用：让____________实现对撞。 ②目的：提高________的利用率。 高能粒子 电场力 直线 高能粒子流 能量 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 2．粒子及夸克 (1)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：规范玻色子、________、强子。 (2)夸克模型：1964年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________和相应的________组成的，带电荷量为________e或________e。 轻子 夸克 反夸克 返回导航 下页 上页 教科物理选择性必修第三册 自主评价——————————————— 1．判断正误 (1)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。(　　) (2)中子的速度越快，越容易发生铀核裂变。(　　) (3)快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中子，慢中子容易被铀235俘获而引起裂变反应。(　　) (4)若要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入深一些，使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子，链式反应的速度就会快一些。(　　) (5)核聚变时吸收能量。(　　) √ × √ ×