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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7核聚变8粒子和宇宙●课标要求1．知道聚变反应．2．关注受控聚变反应研究的进展．3．初步了解恒星的演化．4．初步了解粒子物理学的基础知识．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．掌握核聚变的定义及发生条件．2．会判断和书写核聚变方程，能计算核聚变释放的能量．3．知道粒子的分类及其应用，了解夸克模型．4．了解宇宙及恒星的演化．●教学地位高考常以太阳内部核聚变、月球上32He的开发和受控热核反应的研究为背景进行命题，题型多为选择题，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●新课导入建议人类已建成很多核电站，都是利用重核裂变释放的能量转化为电能的，而轻核的聚变能释放更多的能量，为什么不用轻核聚变释放的能量来发电呢？要发生核聚变需满足什么条件呢？浩瀚的星空，恒星和星系是怎样形成的，恒星的最后归宿是什么？下面我们就来了解这方面的问题．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.掌握核聚变的定义及发生条件．2.会判断和书写核聚变方程，能计算核聚变释放的能量．3.知道粒子的分类及其作用，了解夸克模型．4.了解宇宙及恒星的演化.1.核聚变的定义和发生条件．(重点)2.聚变的核反应方程和核能的计算．(重点)3.粒子的分类、夸克模型和宇宙及恒星的演化．(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聚变1.基本知识(1)定义两个轻核结合成的原子核的反应．(2)条件①轻核的距离要达到以内．②聚变可以通过高温来实现，因此又叫．质量较大10－15m热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(3)核反应举例①热核反应主要应用在核武器上，如．②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．③典型的核聚变：一个氘核和一个氚核的聚变，21H＋31H→42He＋10n＋r该反应平均每个核子放出的能量比裂变反应平均每个核子放出的能量大倍．氢弹热核反应堆3～4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)核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小一些．(×)(2)轻核的聚变只要达到临界质量就可以发生．(×)(3)现在地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部的裂变反应．(×)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3．探究交流氢弹的威力相比原子弹的威力谁大？为什么？【提示】氢弹的威力大．氢弹内部发生的是核聚变，比核裂变放出的能量更多.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受控热核反应1.聚变与裂变相比有很多优点(1)轻核聚变产能效率．(2)地球上聚变燃料的储量．(3)轻核聚变更为．2．实现核聚变的方法(1)难点：地球上没有任何容器能够经受几百万开尔文的高温．(2)方案：科学家设想了两种方案，即和，是目前性能最好的一种磁约束装置.高丰富安全、清洁磁约束惯性约束环流器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粒子与宇宙1.基本知识(1)“基本粒子”不基本①19世纪末，人们认为是组成物质的的最小微粒．②后来认为光子、电子、质子和是组成物质的不可再分的粒子，并称为“基本粒子”．原子不可再分中子最基本的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随着科学的进一步发展，科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子，它们都由质子、中子、电子组成的，另外又发现质子、中子等本身也有的结构．所以，从20世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统称为．不是自己的复杂粒子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)发现新粒子①反粒子实验中发现，对应着许多粒子都存在质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子，而电荷等其他性质的粒子，这些粒子叫做反粒子．例如，电子的反粒子就是．相同相反正电子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粒子的分类按照粒子与各种相互作用的不同关系，可将粒子分为三大类：i强子：参与的粒子，是最早发现的强子．ii轻子：不参与的粒子，最早发现的轻子是．iii媒介子：是各种相互作用的粒子．强相互作用质子强相互作用电子传递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夸克模型的提出1964年提出的夸克模型，认为强子是由更基本的组成的．(3)宇宙及恒星的演化①宇宙演化根据大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期．在大爆炸之后逐渐形成了夸克、轻子和等粒子，随后经过时代、时代、时代．继续冷却，质子、电子、原子等与分离而逐步组成恒星和星系．夸克胶子强子轻子核合成光子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恒星的演化i．恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成，进一步凝聚使引力势能转变为，温度升高，直到发光，于是诞生了．ii.恒星演变：核聚变反应，层级递进地在恒星内发生，直到不再发生时，恒星的达到极大．iii.恒星归宿：恒星最后的归宿有三种，它们是、、．星云团内能恒星各种热核反应中心密度白矮星中子星黑洞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)质子、中子、电子都是不可再分的基本粒子．(×)(2)质子和反质子的电量相同，电性相反．(√)(3)按照夸克模型，电子所带电荷不再是电荷的最小单元．(√)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．探究交流恒星是如何形成的？它在哪个阶段停留的时间最长？【提示】宇宙尘埃在外界影响下聚集，某些区域在万有引力作用下开始向内收缩，密度不断增加，形成星云团，星云团进一步凝聚使得引力势能转化为内能，温度升高．当温度上升到一定程度时就开始发光，形成恒星．恒星在辐射产生向外的压力和引力产生的收缩压力平衡阶段停留时间最长.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对核聚变的理解【问题导思】1．如何理解核聚变发生的条件？2．核聚变有哪些特点？1．聚变释放能量从比结合能的图线看，聚变后比结合能增加，因此反应中会释放能量．例如：31H＋21H→42He＋10n＋17.60MeV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．聚变条件要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15m，但是原子核带正电荷，要使它们接近10－15m就必须克服很大的库仑斥力作用，这就要求原子核应具有足够的动能，要使核具有足够的动能，就应使核燃料达到几百万度的高温．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．聚变特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常见的聚变反应：21H＋21H―→31H＋11H＋4MeV，21H＋31H―→42He＋10n＋17.6MeV.在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的．从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者．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，必须克服核力做功B．轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫做热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹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】轻核聚变时，要使轻核之间距离达到10－15m，所以必须克服库仑斥力做功，达到核力作用的范围，A错误；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开尔文的高温下才有这样的能量，这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳和其他恒星内部都存在着热核反应，D正确．【答案】BCD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轻核的聚变和重核的裂变一样都是放能核反应，但是它们反应需要的条件是不一样的．要注意体会这两种核反应的区别．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．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．聚变需将反应物加热至数百万度以上的高温，显然是吸收能量D．裂变与聚变均可释放巨大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【解析】聚变和裂变是两种不同的核反应，反应物和生成物完全不同，A错；两种反应都会产生质量亏损，都会释放核能，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热核反应与核能释放【问题导思】1．为什么聚变比裂变放出更多的能量？2．如何控制热核反应？3．轻核聚变有哪些应用？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．聚变比裂变反应放出更多能量的原因(1)聚变反应中平均每个核子放能较多，是裂变反应的3～4倍．如一个氚核和一个氘核结合成一个氦核时放出能量17.6MeV，平均每个核子放出能量约3.5MeV；而铀235裂变时，平均每个核子放出能量为1MeV.(2)同样质量的情况下轻核的核子个数多，如氘和氚聚变为1kg氦时放出的能量为2.65×1033eV.ΔE1＝10004×6×1023×17.6MeV≈2.65×1033eV.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假设一个铀核裂变时平均放出的能量为200MeV，则1kg铀