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菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标教师用书独具演示6核裂变●课标要求1．知道裂变反应，知道链式反应的条件．2．了解裂变反应堆的工作原理，了解常用裂变反应堆的类型．3．知道核电站的工作原模式．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标●课标解读1．知道重核裂变反应和链式反应的发生条件．2．了解原子弹的原理以及常用的裂变反应堆的类型．3．知道核电站的工作模式．●教学地位本节知识是高考的热点，常结合裂变方程、质量亏损等知识考查核能的计算问题，题型有选择题，也有计算题，难度中等.菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标●新课导入建议铀核裂变时会放出巨大的能量，如果1kg铀核全部裂变，它放出的能量相当于2500t优质煤完全燃烧时释放的化学能．那么铀核裂变时要满足什么条件？我们又是如何控制和利用变核裂的？带着这些问题我们进入今天的学习．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标●教学流程设计菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标演示结束菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标课标解读重点难点1.知道重核的裂变反应和链式反应的发生条件．2.了解原子弹的原理以及常用的裂变反应堆的类型．3.知道核电站的工作模式.1.裂变和链式反应及裂变方程的书写．(重点)2.了解核反应堆和核能的应用．(重点)3.临界质量和链式反应速度的控制．(难点)菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标核裂变1.基本知识(1)核裂变重核被轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出的过程．(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23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋.中子核能310n菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标(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，这种反应叫核裂变的．(4)链式反应的条件发生裂变物质的体积大于或裂变物质的质量大于．链式反应临界体积临界质量菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标2．思考判断(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)铀核裂变时会吸收大量的能量．(×)菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标3．探究交流如图19－6－1所示为我国于1964年10月16日发射的第一颗原子弹爆炸成功的图片．同时，我国政府郑重承诺：中国在任何时候、任何情况下，都不首先使用核武器，不对无核国家或地区使用或威胁使用核武器．我国研制成功原子弹，极大地增强了我国的国防力量．你知道这其中蕴涵的物理知识吗？图19－6－1【提示】原子弹是利用重核的裂变反应制成的，在极短时间内能够释放大量核能，发生猛烈爆炸．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标核电站1.基本知识(1)核能释放的控制通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为．(2)慢化剂反应堆中，为了使裂变产生的快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有、和．核反应堆石墨重水普通水菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标(3)控制棒为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收的能力很强，反应过于激烈时，可将其插入一些，多吸收一些，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫做．(4)能量输出核燃料释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆外，把反应堆内的传输出去，用于．中子深中子控制棒裂变循环流动热量发电菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标(5)核能发电的效益①一座百万千瓦级的核电站，每年只消耗左右的浓缩铀，而同样功率的火电站，每年要烧煤．②核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电．③作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提供的能量，比煤、石油等所提供的能量大左右．核电对环境的污染比火电小．30吨250万吨不相上下15倍菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标(6)核污染的处理为阻止对人体的伤害和对水源、空气和工作场所造成放射性污染，在反应堆外面需要修建很厚的，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的，需要装入特制容器，．射线放射性物质水泥层放射性深埋地下菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标2．思考判断(1)控制棒是通过吸收中子多少来控制链式反应速度的．(√)(2)核裂变释放的大量核能是通过在反应堆外循环流动的液体传输出去的．(√)(3)核电废料难以处理，对环境的污染比火电大．(×)菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标3．探究交流核反应堆中的控制棒是由什么制成的？控制棒起什么作用？【提示】控制棒由镉棒制成，镉吸收中子的能力很强，在铀棒之间插进一些镉棒，可以控制链式反应的速度.菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标铀核的裂变和链式反应【问题导思】1．裂变是如何发生的？2．铀核发生链式反应的条件是什么？1．哈恩的发现1938年12月，德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼在利用中子轰击铀核时，发现了铀核的裂变，向核能的利用迈出了第一步．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标2．裂变的解释(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．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标(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1MeV,1kg铀全部裂变放出的能量相当于2500t优质煤燃烧时释放的能量．裂变时能产生几万度的高温．3．铀核裂变的条件(1)铀核的裂变只能发生在人为的核反应中，自然界中不会自发地产生裂变，而是发生衰变．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标(2)要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使其分裂，并放出更多的中子，这些中子再去轰击更多的铀核，产生更多的中子，就形成了链式反应．(3)链式反应速度很快，如不加以控制，能量在瞬间急剧释放引起剧烈爆炸(如原子弹)．如果运用一定办法加以控制就可以和平利用这种巨大的能量(如核电站、核潜艇等)．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标1.23592U俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘获低能量的中子发生裂变的概率大．2.23892U只有在俘获的中子的能量大于1MeV时才能发生核反应，且裂变的几率较小．对于能量低于1MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞，不能引起核反应．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标关于重核的裂变，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．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能【审题指导】(1)重核裂变时核能的来源是什么．(2)发生链式反应的条件如何．(3)裂变反应遵循哪些规律．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标【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，D对；发生链式反应是有条件的，铀块的体积必须大于其临界体积，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；重核裂变时，核子数守恒，C错．【答案】D菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标1．(2013·苏州高二检测)利用重核裂变释放核能时选铀235，主要原因是()A．它裂变放出核能比其他重核裂变放出的核能多B．它可能分裂成三部分或四部分C．它能自动裂变，与体积无关D．它比较容易形成链式反应菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标【解析】铀235发生裂变时会生成2或3个中子，中子再去轰击铀核发生链式反应，但发生链式反应还必须要使铀块体积大于临界体积，所以选项A、B、C错误，选项D正确．【答案】D菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标核电站的核心设施和工作原理【问题导思】1．反应堆的工作原理是什么？2．核电站发电有什么优点？1．反应堆工作原理(1)在核电站中，核反应堆是热源，铀棒是燃料，由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成，石墨(重水)为慢化剂，使反应生成的快中子变为慢中子，便于铀235的吸收，发生裂变，慢化剂附在铀棒周围．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标(2)镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度，所以也叫控制棒．控制棒插入深一些，吸收中子多，反应速度变慢，插入浅一些，吸收中子少，反应速度加快，采用电子仪器自动调节控制棒的升降，就能使反应堆安全正常地工作．(3)核反应释放的能量大部分转化为内能，这时通过水、液态钠等作冷却剂，在反应堆内外循环流动，把内能传输出去，用于推动蒸汽机，使发电机发电．发生裂变反应时，会产生一些有危险的放射性物质，很厚的水泥防护层可以防止射线辐射到外面．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标2．核电站发电的优点．(1)消耗的核燃料少．(2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大．(3)对环境的污染要比火力发电小．菜单课时作业课前自主导学新课标·物理选修3-5教学教法分析课堂互动探究教学方案设计当堂双基达标用水(轻水或重水)和石