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2020_2021学年高中物理第19章原子核7核聚变8粒子和宇宙新人教版选修3_5
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  • 资源类别fun88体育欢迎
    资源子类同步
  • 教材版本人教版(现行教材)
    所属学科高中物理
  • 适用年级高二年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1239 K
    上传用户goldfisher
  • 更新时间2020/11/25 16:23:05
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资源简介

7 核聚变 8 粒子和宇宙

[学习目标] 1.知道聚变反应的特点.(重点)2.了解聚变反应的条件.(难点)3.知道轻核聚变能够放出很多的能量,若能加以控制将为人类提供广阔的能源前景.4.初步了解粒子物理学的基础知识及恒星演化.5.了解、感受科学发展过程中蕴藏着的科学和人文精神.

一、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

HH→Hen17.6 MeV.

3.条件

(1)轻核的距离要达到1015 m以内.

(2)需要加热到很高的温度,因此又叫热核反应

4.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

5.约束方法

磁约束和惯性约束.

二、粒子和宇宙

1基本粒子不基本

(1)直到19世纪末,人们都认为光子、电子、质子和中子是基本粒子.

(2)随着科学的发展,科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的,并发现质子、中子等本身也有复杂结构.

2.发现新粒子

(1)新粒子:1932年发现了正电子1937年发现了μ1947年发现了K介子π介子及以后的超子等.

(2)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:强子轻子媒介子

(3)夸克模型的提出:1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型,认为强子是由夸克构成的.

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、轻子和胶子等粒子,随后经过强子时代、轻子时代、核合成时代,继续冷却,质子、电子、原子等与光子分离而逐步组成恒星和星系.

(2)恒星的演化

恒星的形成:大爆炸后,在万有引力作用下形成星云团,进一步凝聚使引力势能转变为内能,温度升高,直到发光,于是恒星诞生了.

恒星演变:核聚变反应,层级递进地在恒星内发生,直到各种热核反应不再发生时,恒星的中心密度达到极大.

恒星归宿:恒星最后的归宿有三种,它们是白矮星中子星黑洞

1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(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)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.            (√)

(3)质子、中子、电子都是不可再分的基本粒子.                        (×)

(4)按照夸克模型,电子所带电荷不再是电荷的最小单元.                (√)

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

[解析] 轻核聚变时,必须使轻核之间距离达到1015 m以内,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BC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.

[答案] ABC

3(多选)根据宇宙大爆炸的理论,在宇宙形成之初是粒子家族尽显风采的时期,那么在大爆炸之后最早产生的粒子是(  )

A.夸克                        B.质子

C.轻子                            D.中子

[解析] 宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子,之后又经历了质子和中子等强子时代,再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代,再之后是中子和质子组合成氘核,并形成氦核的核合成时代,之后电子和质子复合成氢原子,最后形成恒星和星系,因此AC正确,BD错误.

[答案] AC

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