小學(xué)語文的教學(xué)教案

《核能的利用》教學(xué)反思。

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會提前做好準(zhǔn)備，作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來，幫助高中教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢？下面是小編精心為您整理的“《核能的利用》教學(xué)反思”，歡迎您參考，希望對您有所助益！

《核能的利用》教學(xué)反思

教學(xué)的目的是要把課本知識的思路通過教師的教學(xué)思路轉(zhuǎn)化為學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，訓(xùn)練學(xué)生思維，掌握課本知識。當(dāng)這三個思路協(xié)調(diào)同步時，教師、學(xué)生就會感到輕松、愉快，教和學(xué)便會達(dá)到一種和諧的境界。因此，面對一節(jié)教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)從思路上把握教材以后，按知識內(nèi)容設(shè)計(jì)出一條清晰的“思維路徑”，確定出教學(xué)目標(biāo)，然后提出關(guān)鍵問題，創(chuàng)設(shè)良好的問題情境。

《核能的利用》一節(jié)通過介紹獲得核能的方式，介紹核電站、核能開發(fā)的新進(jìn)展，核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題等，使學(xué)生對核能的開發(fā)和利用形成科學(xué)的認(rèn)識。在教學(xué)《核能的利用》一課時，我首先提供一則材料：1945年8月6日和8月9日,美國將兩顆原子彈,分別投到日本的廣島市和長崎市。廣島市80％的建筑物化為灰燼，6.8萬人當(dāng)場喪生；長崎市60％的建筑物被摧毀，當(dāng)場傷亡8.6萬人。該地區(qū)核爆炸的幸存者患了各種怪異的后遺癥，在隨后幾年中，又有大批人痛苦地死去。然后從這則材料中提煉出三個問題：1、原子彈爆炸的巨大的能量來自哪里？2、能量既然這么巨大，那能否用到我們的生產(chǎn)和生活中呢？3、原子彈爆炸除了產(chǎn)生巨大的能量，還會產(chǎn)生什么物質(zhì)會讓人們在核爆炸后的幾年里還會有大量的人痛苦死去？這三個問題也涵蓋了本節(jié)課的主要內(nèi)容和知識目標(biāo)，本節(jié)課就圍繞著這三個問題展開。這樣，教師的教學(xué)思路很清晰，學(xué)生的學(xué)習(xí)思路也很清晰。

問題的解決：問題1、原子彈爆炸的巨大的能量來自哪里？先讓學(xué)生回顧原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并提出問題：原子核可以改變嗎？接著學(xué)生閱讀書本，了解改變原子核的兩種方法，并讀圖比較兩種方法的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。接著讓學(xué)生說說它們的應(yīng)用，并思考：太陽能夠釋放出出巨大的能量是因?yàn)樘杻?nèi)部氣體在發(fā)生核反應(yīng)，那么太陽內(nèi)部發(fā)生的是裂變Or聚變？理由是什么？(慧肖，接上)問題2、核能可以用到我們的生產(chǎn)和生活中嗎？學(xué)生閱讀書本：了解核電站的工作原理以及在電站工作過程中，能是如何轉(zhuǎn)化的？學(xué)生解答之后，再進(jìn)行拓展延伸：（1）水在經(jīng)過反應(yīng)堆后，內(nèi)能怎樣變化？是通過什么方式來改變內(nèi)能的？（2）水蒸氣在推動發(fā)電機(jī)工作后，內(nèi)能怎樣變化？是通過什么方式來改變內(nèi)能的？目的是讓學(xué)生對前面改變內(nèi)能的兩種方式進(jìn)行回顧，也對核電站的工作原理有更深刻的認(rèn)識。（DG15.cOM 工作總結(jié)之家）

問題3、核爆炸除了產(chǎn)生巨大的能量，還會產(chǎn)生什么物質(zhì)？學(xué)生閱讀書本了解放射線的相關(guān)內(nèi)容。

在課的最后，再提出問題：裂變和聚變是化學(xué)變化Or物理變化？作為這節(jié)課的收尾，目的是讓學(xué)生對核裂變和核聚變有更深刻的理解，同時也為這節(jié)課做總結(jié)。

通過這一系列問題的創(chuàng)設(shè)，使得整節(jié)課思路非常清晰，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)也很明確，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

相關(guān)知識

三、核能 教學(xué)設(shè)計(jì)

三、核能

（一）教學(xué)目的

1．常識性了解原子和原子核的組成。

2．常識性了解裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、聚變的大致情況和原子彈、氫彈的制造原理，以及核反應(yīng)堆的作用。

3．常識性了解研究可控核聚變的重大意義。啟發(fā)學(xué)生想象人類開發(fā)利用核能的美好前景，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的熱情。

（二）教具

原子和原子核的掛圖，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的掛圖（能用幻燈顯示原子、原子核的結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的情況更好）。

（三）教學(xué)過程

1．引入

板書：核能

指出核能是一種先進(jìn)的、可以替代常規(guī)能源的新能源。目前世界上利用核能發(fā)電的核電站已有400多個。其年發(fā)電量約占全球年發(fā)電總量的17%，到下世紀(jì)，核能有時能成為一些國家的主要能源。

要了解核能是怎么回事，就需要從物質(zhì)結(jié)構(gòu)——原子和原子核的組成說起。

2．新課

板書：原子和原子核的組成

提問：請根據(jù)化學(xué)課中講過的內(nèi)容，說說原子和原子核的組成情況？

教師展示原子和原子核的掛圖，歸納小結(jié)學(xué)生的回答，要求學(xué)生明確：任何物質(zhì)的原子都是由位于原子中心區(qū)域帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子組成的；原子核又是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）組成的。

板書：

講述：本世紀(jì)初，科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)和理論研究對原子和有子核的組成有了正確的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)原子核是可以改變的，而且在改變過程中可以釋放出巨大的能量——原子核能，簡稱核能，通常也叫原子能（確切地說，原子能應(yīng)是原子核能的縮寫代名詞）。那么，怎樣才能有效地獲得蘊(yùn)藏在原子核里的大量核能呢？

旁注：在原子中，原子核和核外電子之間有廣闊的空間，而在原子核中，質(zhì)子和中子則是緊密地結(jié)合在一起的。此注供教師參考。

板書：裂變

指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材上講裂變那一段課文。提出其注意：

(1)裂變指的是什么現(xiàn)象；

（觀察教材上鈾核裂變的示意圖，結(jié)合閱讀課文中的講述，了解鈾核裂變釋放出核能，轉(zhuǎn)化為周圍物體的內(nèi)能是怎么回事；

了解裂變釋放出的核能十分巨大。

提問：什么叫裂變？

l千克鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約是1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量的多少倍？

旁注：檢查學(xué)生閱讀教材的效果。

教師小結(jié)并強(qiáng)調(diào)：用中子轟擊鈾235，鈾核（質(zhì)量大的核）會分裂成兩部分（兩個中等質(zhì)量的核），這種現(xiàn)象叫做核裂變，簡稱裂變。根據(jù)書上提供的數(shù)據(jù)很容易算出，1千克鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約是1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量的2.5×106(250萬)倍。由此可知，裂變是獲得大量核能的重要途徑。

板書：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

教師展示鏈?zhǔn)椒磻?yīng)掛圖并講述：

用中子轟擊鈾核，才能使鈾核發(fā)生裂變，放出能量。如果外界的中子停止轟擊，裂變也就停止。然而實(shí)驗(yàn)表明，鈾核分裂時，還同時放出2～3個中子，這一點(diǎn)的意義特別重要。因?yàn)榉懦龅闹凶?，又可以轟擊其它鈾核，使它們也發(fā)生裂變。這些鈾核分裂時，同樣放出中子，從而引起更多的鈾核發(fā)生裂變。于是裂變反應(yīng)便會鏈鎖式地自行持續(xù)下去。這種現(xiàn)象叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

如果對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，在極短時間（約百萬分之幾秒）會釋放出大量核能，發(fā)生猛烈爆炸，原子彈就是根據(jù)這個原理制成的。

讓學(xué)生看教材上我國第一顆原子彈爆炸后引起蘑菇狀煙云的示意圖（說明：原子彈爆炸時，立刻發(fā)出強(qiáng)烈的閃光，可照亮100千米以內(nèi)的天空和地面，閃光后，天空出現(xiàn)一個火球，并迅速上升?；鹎蚶鋮s后變成褐色煙云，同時地面上升起的塵土和煙柱一起形成可上升到15千米高空的蘑菇狀煙云。原子彈爆炸時還發(fā)出極其強(qiáng)烈的爆炸聲，幾十千米以外也可聽到）。

講述：為便于和平利用核能，必須控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能緩慢而又平穩(wěn)地釋放出來。為此，人們制成了一種專門裝置。

板書：核反應(yīng)堆——能緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置。

讓學(xué)生看教材上我國第一座核反應(yīng)堆外貌圖（彩圖，說明：建造核反應(yīng)堆，對材料、技術(shù)、安全防護(hù)設(shè)施等都有很高、很嚴(yán)的要求。不但需要解決很多核物理問題，也要求材料科學(xué)、電子學(xué)、自動控制學(xué)等解決許多困難問題。能自行設(shè)計(jì)、制造核反應(yīng)堆，表明我國在這一高科技領(lǐng)域取得了重大成就，為和平利用核能創(chuàng)造了必要的條件）。

板書：聚變——獲得大量核能的另一重要途徑

講述：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，某些質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核時，也能釋放出核能，這種現(xiàn)象叫做核聚變，簡稱聚變。

讓學(xué)生看教材上一個氘（dao）核和一個氚（chuan）核結(jié)合成一個氦核的聚變反應(yīng)示意圖（說明：一個氘核由一個質(zhì)子和一個中子組成，一個氚核由一個質(zhì)子和二個中子組成，它們發(fā)生聚變反應(yīng)結(jié)合成由二個質(zhì)子和二個中子組成的氦核時，要放出一個中子，并釋放出核能）．

氘核和氚核聚變時放出的能量要比等量的鈾核裂變時放出的能量大幾倍．

聚變需要在幾百萬攝氏度的高溫下才能發(fā)生，因此聚變又叫熱核反應(yīng)．

自然界中，太陽內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏1千萬度以上，在那里就進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng)．太陽輻射出的光和熱，正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的．可以說，地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量．

前面講過，原子彈是利用重核裂變現(xiàn)象制成的．而另一種威力更大的核武器——?dú)鋸?，則是利用輕核聚變現(xiàn)象制成的．

人們現(xiàn)在還不能有效地使聚變在人工控制下進(jìn)行，從而和平利用聚變釋放的核能．由于聚變不但放出的能量更多，而且所使用的原料來源也極為豐富，可以從海水中提?。?，從幾升海水中提出的氘在發(fā)生聚變后可以提供相當(dāng)于燃燒1千多升石油放出的能量．因此，目前世界上許多國家都在積極研究核聚變的人工控制（通常又叫可控或受控?zé)岷朔磻?yīng)）這一非常吸引人的重大課題，并取得了進(jìn)展．（注：值得一提的是，1991年，歐洲的科學(xué)家們首次做成了可控核聚變實(shí)驗(yàn)，這是科學(xué)史上一件大事，它標(biāo)志著人類向獲得理想的能源邁出了重要的一步．但要達(dá)到實(shí)用階段，還需要攻克許多技術(shù)難題，未來的任務(wù)仍然相當(dāng)艱巨．）

旁注：利用原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫，可以引發(fā)輕核的聚變反應(yīng)．

我國自行設(shè)計(jì)的大型可控核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“中國環(huán)流一號”，已于80年代中期在四川省樂山市建成投入使用．近年來，科研人員利用這個實(shí)驗(yàn)裝置取得了多項(xiàng)研究成果．江澤民主席看了“中國環(huán)流一號”后，曾經(jīng)指出：“受控核聚變是開發(fā)人類新能源的尖端項(xiàng)目．一旦實(shí)現(xiàn)，地球上的全部海水就會成為巨大的能源庫，至少可供人類使用上百億年．盡管目前工程技術(shù)上還有一些困難，但我相信總有一天會突破．”

由以上的介紹可知，人類和平利用核能的前景是美好的．在可控核聚變的研究中，我國必將做出自己的貢獻(xiàn)．

3．總結(jié)與布置作業(yè)

講述：這節(jié)課初步介紹了：

(1)原子和原子核的組成．

(2)原子核里蘊(yùn)藏著巨大的能量——核能．獲得核能的途徑，一是裂變，二是聚變．

(3)什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，什么是核反應(yīng)堆，什么是原子彈、氫彈等．

(4)我國和世界上許多國家都在積極研究開發(fā)利用核能，并取得了可喜的進(jìn)展．

這些內(nèi)容是每個現(xiàn)代社會公民應(yīng)具有的常識，它對于我們了解物理知識在開發(fā)、利用新能源和國防現(xiàn)代化建設(shè)以及發(fā)展高科技中的作用，都有重要意義．課后，同學(xué)們要認(rèn)真再讀讀本節(jié)課文，思考以下問題．

板書：裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是怎么回事？

核反應(yīng)堆的作用是什么？

什么叫聚變？為什么說研究可控核聚變是一個非常吸引人的重大課題？

（四）設(shè)想、體會

1．本教案是按照九年義務(wù)教育初中物理教學(xué)大綱的要求，以人教社出版的九年義務(wù)教育教材初中物理第二冊第十五章“核能”一節(jié)為依據(jù)，并參考其它版本初中物理教材的有關(guān)內(nèi)容編寫的．

2．在教案中，著力通過介紹核能的常識使學(xué)生了解物理知識在社會主義現(xiàn)代比建設(shè)和發(fā)展高科技中的作用，以利于激發(fā)學(xué)生逐步形成早期的科技覺醒意識．

3．力求講述的內(nèi)容簡明、扼要，便于學(xué)生抓住重點(diǎn)，如對核裂變時釋放出核能轉(zhuǎn)化為周圍物體的內(nèi)能問題．只讓學(xué)生通過閱讀教材大致有所了解，而對“裂變后的產(chǎn)物以很大速度向相反方向飛開，與周圍的物體分子碰撞，使分子動能增加”則不做深究．又如對“用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量”的問題，也只作為物理事實(shí)告訴學(xué)生，而不再做更多的解釋．

4．這節(jié)課的教學(xué)方法以教師邊講、邊展示教具為主，同時穿插了指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材和提問等．這樣做既符合教學(xué)內(nèi)容的要求，又有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和培養(yǎng)自學(xué)能力．

5．經(jīng)驗(yàn)證明，初中學(xué)生很希望了解有關(guān)核能的常識，按本教案的設(shè)計(jì)進(jìn)行核能一節(jié)的教學(xué)，不難達(dá)到教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)要求．

第3節(jié)核聚變第4節(jié)核能的利用與環(huán)境保護(hù)教師用書

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，高中教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案，做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂，讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢？下面是由小編為大家整理的“第3節(jié)核聚變第4節(jié)核能的利用與環(huán)境保護(hù)教師用書”，希望對您的工作和生活有所幫助。

第3節(jié)核聚變
第4節(jié)核能的利用與環(huán)境保護(hù)
學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)
1.知道聚變反應(yīng)的特點(diǎn)及其條件，并能計(jì)算核聚變釋放的能量．(重點(diǎn))
2.了解可控?zé)岷朔磻?yīng)及其研究和發(fā)展前景．(難點(diǎn))
3.了解核電站的構(gòu)造和基本原理，了解核武器的種類．(重點(diǎn))
4.了解核能利用的優(yōu)勢、危害及其防護(hù)措施.
輕核聚變與可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)
[先填空]
1．輕核聚變
采用輕核聚合成較重核引起結(jié)合能變化的方式可獲得核能．這樣的核反應(yīng)稱為輕核聚變．
2．太陽內(nèi)部核聚變的反應(yīng)方程
21H＋31H→42He＋10n.
3．核子聚變的條件
要使核子發(fā)生聚變，必須使核子接近核力能發(fā)生作用的范圍．
4．物質(zhì)第四態(tài)——等離子態(tài)
高溫等離子體的密度及維持時間達(dá)到一定值時才能實(shí)現(xiàn)聚變．
5．約束等離子體的三種方式
引力約束、磁約束、慣性約束．
[再判斷]
1．太陽中發(fā)生的是可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)．(×)
2．輕核發(fā)生聚變反應(yīng)不需要條件．(×)
3．輕核發(fā)生聚變反應(yīng)核子必須接近到核力發(fā)生作用的范圍．(√)
[后思考]
為什么制造氫彈必須要具有制造原子彈的能力？
【提示】氫彈爆炸是熱核反應(yīng)，需要達(dá)到幾百萬攝氏度的高溫才能進(jìn)行，只有利用原子彈爆炸時的高溫高壓，才能使氫彈中的聚變材料達(dá)到熱核反應(yīng)的條件，故只有具備了制造原子彈能力的國家才能制造氫彈．
[核心點(diǎn)擊]
1．聚變發(fā)生的條件：要使輕核聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10－15m，這要克服電荷間強(qiáng)大的斥力作用，要求使輕核具有足夠大的動能，有一種辦法就是把它們加熱到幾百萬開爾文的高溫．
2．輕核聚變是放能反應(yīng)：從比結(jié)合能的圖線看，輕核聚變后比結(jié)合能增加，因此聚變反應(yīng)是一個放能反應(yīng)．
3．核聚變的特點(diǎn)
(1)在消耗相同質(zhì)量的核燃料時，輕核聚變比重核裂變釋放更多的能量．
(2)熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以使反應(yīng)進(jìn)行下去．
(3)普遍性：熱核反應(yīng)在宇宙中時時刻刻地進(jìn)行著，太陽就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆．
4．核聚變的應(yīng)用
(1)核武器——?dú)鋸棧阂环N不需要人工控制的輕核聚變反應(yīng)裝置．它利用彈體內(nèi)的原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核聚變爆炸．
(2)可控?zé)岷朔磻?yīng)：目前處于探索階段．
5．重核裂變與輕核聚變的區(qū)別
重核裂變輕核聚變
放能原理重核分裂成兩個或多個中等質(zhì)量的原子核，放出核能兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，放出核能
放能多少聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個核子放出的能量要大3～4倍
核廢料
處理難度聚變反應(yīng)的核廢料處理要比裂變反應(yīng)簡單得多
原料的蘊(yùn)藏量核裂變?nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽α坑邢蓿绕溆糜诤肆炎兊拟?35在鈾礦石中只占0.7%主要原料是氘，氘在地球上的儲量非常豐富.1L海水中大約有0.03g氘，如果用來進(jìn)行熱核反應(yīng)，放出的能量約與燃燒300L汽油相當(dāng)
可控性速度比較容易進(jìn)行人工控制，現(xiàn)在的核電站都是用核裂變反應(yīng)釋放核能目前，除氫彈以外，人們還不能控制它
1．(多選)以下說法正確的是()
A．聚變是裂變的逆反應(yīng)
B．如果裂變釋放能量，則聚變反應(yīng)必定吸收能量
C．聚變須將反應(yīng)物加熱至數(shù)百萬度以上高溫，所以聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)
D．裂變反應(yīng)速度可以實(shí)現(xiàn)人工控制，但卻不容易控制輕核聚變反應(yīng)速度
【解析】聚變是輕核聚合成次輕核，裂變是重核分裂成中等質(zhì)量的核，二者無直接關(guān)系，故A錯．聚變和裂變在能量流向上也無直接關(guān)系，故B錯．核聚變反應(yīng)是熱核反應(yīng)，需數(shù)百萬度的高溫，但聚變反應(yīng)一旦開始所釋放的能量就遠(yuǎn)大于所吸收的能量，因此聚變反應(yīng)還是釋放能量的，故C正確，現(xiàn)在已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)裂變反應(yīng)速度的人工控制，但除氫彈外，還不能實(shí)現(xiàn)輕核聚變的人工控制，D正確．
【答案】CD
2．(多選)能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：64772054】
A.31H＋21H―→42He＋10n是核聚變反應(yīng)
B.31H＋21H―→42He＋10n是β衰變
C.23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂變反應(yīng)
D.23592U＋10n―→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰變
【解析】31H＋21H―→42He＋10n是輕核聚變反應(yīng)，A正確，B錯誤；23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n和23592U＋10n―→14054Xe＋9438Sr＋210n均為重核裂變反應(yīng)，C正確，D錯誤．
【答案】AC
3．氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放出巨大的能量，該反應(yīng)方程為：21H＋31H―→42He＋x，式中x是某種粒子．已知：21H、31H、42He和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u＝931.5MeVc2，c是真空中的光速．由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是________，該反應(yīng)釋放出的能量為________MeV(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．
【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得x是10n(中子)．核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝2.0141u＋3.0161u－4.0026u－1.0087u＝0.0189u
所以該反應(yīng)釋放出的能量為
ΔE＝Δmc2＝17.6MeV.
【答案】10n(或中子)17.6
對輕核聚變理解的兩個誤區(qū)
(1)誤認(rèn)為聚變就是裂變的逆反應(yīng)．產(chǎn)生這種誤區(qū)的原因是對聚變和裂變的本質(zhì)沒有理解透，裂變時重核分裂成中等核，而聚變是輕核聚合成為次輕核，無直接關(guān)聯(lián)，并非互為逆反應(yīng)．
(2)不能正確判斷聚變、裂變、衰變及人工轉(zhuǎn)變的方程．這是由對以上四種核反應(yīng)方程的理解不深刻造成的．這四種方程在形式上很相近，因此判斷時容易混淆出錯，要想正確判斷必須抓住它們的實(shí)質(zhì)：核聚變是輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，也會放出中子；重核裂變時鈾核捕獲中子裂變?yōu)閮蓚€或更多個中等質(zhì)量的核，并放出幾個中子；人工轉(zhuǎn)變常用α粒子或中子去轟擊原子核，產(chǎn)生新原子核并放出一個或幾個粒子；衰變是原子核自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核，并向外輻射出α粒子或β粒子的反應(yīng)，衰變根據(jù)向外輻射粒子的不同分為α衰變和β衰變兩種．
核能的利用及環(huán)境保護(hù)
[先填空]
1．核電站：將反應(yīng)堆釋放的核能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電廠．
工作流程：將反應(yīng)堆釋放的核能轉(zhuǎn)化為蒸汽的內(nèi)能，再利用蒸汽驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能．
燃料：反應(yīng)堆以23592U為燃料．
2．核武器：原子彈和氫彈是眾所周知的兩種核武器．
3．核能的優(yōu)勢
(1)核能發(fā)電比燃煤發(fā)電的成本低．
(2)核電站對環(huán)境污染比燃煤發(fā)電小得多．
4．核能利用存在的危害
(1)核廢料的高輻射性．
(2)放射性物質(zhì)泄漏，產(chǎn)生核污染．
(3)核武器威力巨大，不僅能摧毀生命，而且會使生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞．
[再判斷]
1．太陽自身強(qiáng)大的引力把高溫等離子體約束在一起，維持了其內(nèi)部的熱核反應(yīng)的進(jìn)行．(√)
2．磁壓縮裝置中的環(huán)形線圈通電后可以產(chǎn)生磁場，將等離子體約束在環(huán)形真空室內(nèi)．(√)
3．目前，可控?zé)岷司圩円呀?jīng)被廣泛應(yīng)用于核電站發(fā)電．(×)
[后思考]
原子彈和氫彈的裝置有何不同？
【提示】(1)原子彈是一種沒有減速劑、不加控制的爆炸性鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置．
(2)氫彈是一種靠慣性約束、不需人工控制而實(shí)現(xiàn)聚變的反應(yīng)裝置．
[核心點(diǎn)擊]
1．核能利用
核原料提供的能量巨大，1kg鈾釋放的全部能量大約相當(dāng)于2700t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的能量．地球上的常規(guī)能源一般都無法跟核能相比．除鈾外，釷也是一種裂變材料，它比鈾更豐富，如果能把釷利用起來，核電的發(fā)展前景將更為廣闊．熱核反應(yīng)所需的氘更是儲量豐富．核原料的運(yùn)輸和儲存方便，如：一座100萬千瓦核電站一年所需原料鈾，只需6輛卡車就可全部運(yùn)到現(xiàn)場．
核電站不排放二氧化碳、氮氧化合物等造成溫室效應(yīng)或酸雨的氣體及煙塵，有利于環(huán)境保護(hù)．
2．環(huán)境保護(hù)
核電站為防止放射性物質(zhì)的泄漏，一般有4道安全屏障：二氧化鈾陶瓷體燃料芯塊滯留裂變產(chǎn)物，外面密封鋯合金包殼，第三道是壓力邊界，第四道是安全殼．這些措施大大提高了核能利用的安全性．
3．廢料處理
對核廢料先回收利用，剩下的廢料就很少了，將其中低放射性廢料進(jìn)行瀝青固化或水泥固化后，儲存在地下淺層廢料庫，對高放射性的廢料采用玻璃固化后，埋藏在深層廢料庫．加之實(shí)時監(jiān)測等措施都降低了對環(huán)境污染的可能性．
4．核電站
(1)原理
原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是在人工控制下進(jìn)行．釋放的核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再由蒸汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，使核能為人類和平建設(shè)服務(wù)．
(2)優(yōu)點(diǎn)
①核能發(fā)電比燃煤發(fā)電的成本低，一座百萬千瓦級的核電站，一年只消耗濃縮鈾30t左右，而同樣功率的燃煤發(fā)電站每年要消耗250萬噸優(yōu)質(zhì)煤．
②核電站對環(huán)境的污染要比燃煤發(fā)電小得多．
4．(多選)為應(yīng)對能源危機(jī)和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的比重，我國制定了優(yōu)先選擇核能，其次加快發(fā)展風(fēng)電和再生能源的政策，在《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》中要求2020年核電運(yùn)行裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到4000萬千瓦的水平，請根據(jù)所學(xué)物理知識，判斷下列說法中正確的是()
A．核能發(fā)電對環(huán)境的污染比火力發(fā)電要小
B．所有核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能
C．所有核電站既有重核裂變，又有輕核聚變釋放大量的原子能
D．如果核電站能實(shí)現(xiàn)可控輕核聚變發(fā)電，其核廢料處理更簡單，對環(huán)境污染更小
【解析】目前核電站都用核裂變，其原料是鈾，且核能是比較清潔的能源，故A、B正確，C錯，如果核電站能實(shí)現(xiàn)可控輕核聚變發(fā)電，其核廢料處理起來比鈾核裂變廢料更容易，對環(huán)境污染也更小，D正確．
【答案】ABD
5．(多選)關(guān)于核能的利用，下列說法正確的是()
A．核電站的反應(yīng)堆將釋放的核能轉(zhuǎn)化為蒸汽的內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為電能
B．采用“內(nèi)爆法”促使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，做成的原子彈設(shè)計(jì)難度大，但材料利用率高
C．核燃料的危害主要是其具有放射性
D．太陽發(fā)光主要來自太陽內(nèi)部重核裂變產(chǎn)生的核能
【解析】核電站的能量轉(zhuǎn)化過程為核能到內(nèi)能再到電能，A正確．“內(nèi)爆法”難度大，但材料利用率高，B正確．放射性對人體和環(huán)境都有危害，C正確，太陽發(fā)光主要來自太陽內(nèi)部輕核聚變反應(yīng)釋放的能量，D錯誤．
【答案】ABC
學(xué)業(yè)分層測評(十三)
(建議用時：45分鐘)
學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]
1．太陽每秒輻射出來的能量約為3.8×1026J，這些能量是()
【導(dǎo)學(xué)號：64772109】
①重核的裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的
②輕核的聚變反應(yīng)中產(chǎn)生的
③原子核的衰變反應(yīng)中產(chǎn)生的
④熱核反應(yīng)中產(chǎn)生的
A．①②B．②③
C．③④D．②④
【解析】由于太陽的主要成分是氫，它釋放出的巨大能量來源于氫核的聚變反應(yīng)．這一反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)，故D正確．
【答案】D
2．關(guān)于核電站，以下說法正確的是()
A．核電站中的核反應(yīng)是無法控制的
B．目前核電站主要原料是鈾，能量主要來源于核聚變
C．采用增殖反應(yīng)堆可以使核原料充分利用
D．核電站使用過的核燃料還可以在火力發(fā)電廠中二次利用
【解析】目前核電站主要原料是鈾，能量主要來源于核裂變，其反應(yīng)是可以通過控制棒控制反應(yīng)速度的快慢，A、B均錯．采用增殖反應(yīng)堆可以充分利用鈾235之外的原料從而放出更多能量，C對．核廢料具有放射性，不能再通過燃燒的方式二次發(fā)電，D錯．
【答案】C
3．(多選)我國自行研制了可控?zé)岷朔磻?yīng)實(shí)驗(yàn)裝置“超導(dǎo)托卡馬克”(英名稱：EAST，俗稱“人造太陽”)．設(shè)可控?zé)岷藢?shí)驗(yàn)反應(yīng)前氘核(21H)的質(zhì)量為m1，氚核(31H)的質(zhì)量為m2，反應(yīng)后氦核(42He)的質(zhì)量為m3，中子(10n)的質(zhì)量為m4，光速為c，正確說法正確的是()
【導(dǎo)學(xué)號：64772055】
A．這種裝置中發(fā)生的核反應(yīng)方程式是21H＋31H―→42He＋10n
B．由核反應(yīng)過程質(zhì)量守恒可知m1＋m2＝m3＋m4
C．核反應(yīng)放出的能量等于(m1＋m2－m3－m4)c2
D．這種裝置與我國大亞灣核電站所使用裝置的核反應(yīng)原理相同
【解析】核反應(yīng)方程為21H＋31H―→42He＋10n，選項(xiàng)A正確；反應(yīng)過程中向外釋放能量，故質(zhì)量有虧損，且釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，選項(xiàng)B錯誤，C正確；可控?zé)岷朔磻?yīng)為核聚變，大亞灣核電站所用核裝置反應(yīng)原理為核裂變，可控?zé)岷朔磻?yīng)目前還不能用于核電站實(shí)現(xiàn)發(fā)電，故D錯誤．
【答案】AC
4．(多選)我國在極其困難的情況下，完成了“兩彈一星”，長了中國人的志氣，打破了西方的訛詐，下列核反應(yīng)方程中，屬于研究兩彈的基本核反應(yīng)方程的是()
【導(dǎo)學(xué)號：64772110】
A.147N＋42He―→178O＋11H
B.23592U＋10n―→9038Sr＋13654Xe＋1010n
C.23892U―→23490Th＋42He
D.21H＋31H―→42He＋10n
【解析】“兩彈”指原子彈和氫彈，原子彈的核反應(yīng)方程是鈾核裂變，B選項(xiàng)正確，氫彈的核反應(yīng)方程是輕核聚變，D選項(xiàng)正確．
【答案】BD
5．(多選)2006年9月28日，我國最新一代核聚變裝置“EAST”在安徽合肥首次放電，顯示了EAST裝置具有良好的整體性能，使等離子體約束時間達(dá)1000s，溫度超過1億度，這標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究進(jìn)入國際先進(jìn)水平．合肥也成為世界上第一個建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置并能實(shí)際運(yùn)行的地方．核聚變的主要原料是氘，在海水中含量極其豐富．已知氘核的質(zhì)量為m1，中子的質(zhì)量為m2，32He的質(zhì)量為m3，質(zhì)子的質(zhì)量為m4，則下列說法中正確的是()
A．兩個氘核聚變成一個32He所產(chǎn)生的另一個粒子是質(zhì)子
B．兩個氘核聚變成一個32He所產(chǎn)生的另一個粒子是中子
C．兩個氘核聚變成一個32He所釋放的核能為(2m1－m3－m4)c2
D．與受控核聚變比較，現(xiàn)行的核反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢物具有放射性
【解析】由核反應(yīng)方程221H→32He＋10X知，X應(yīng)為中子，釋放的核能應(yīng)為ΔE＝(2m1－m3－m2)c2，聚變反應(yīng)的污染非常小，而現(xiàn)行的裂變反應(yīng)的廢料具有很強(qiáng)的放射性，故A、C錯誤，B、D正確．
【答案】BD
6．(多選)我國科學(xué)家研制“兩彈”所涉及的基本核反應(yīng)方程有：(1)23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋k10n；(2)21H＋31H→42He＋d10n；關(guān)于這兩個方程，下列說法正確的是()
A．方程(1)屬于α衰變
B．方程(1)屬于重核裂變
C．方程(2)屬于輕核聚變
D．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1
【解析】方程(1)屬于重核裂變，方程(2)屬于輕核聚變，故A錯，B、C對．據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可求出k＝10，d＝1，故D對．
【答案】BCD
7．某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為
11H＋126C―→137N＋Q1①，
11H＋157N―→126C＋X＋Q2②，
方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量如表：
原子核11H
31H
42He
126C
137N
157N

質(zhì)量/u1.00783.01664.002612.000013.005715.0001
則可以推斷X是________，方程中Q1和Q2的大小關(guān)系是Q1________Q2.
【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可判斷X為42He，①式的質(zhì)量虧損為Δm1＝1.0078u＋12.0000u－13.0057u＝0.0021u．②式的質(zhì)量虧損為Δm2＝1.0078u＋15.0001u－12.0000u－4.0026u＝0.0053u，所以Δm2Δm1根據(jù)質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可求解Q2Q1.
【答案】42He
8．物理學(xué)家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)．根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個氫核(11H)轉(zhuǎn)化成一個氦核(42He)和兩個正電子(01e)并放出能量．已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα＝4.0026u，電子的質(zhì)量me＝0.0005u．1u的質(zhì)量對應(yīng)931.5MeV的能量．
(1)寫出該熱核反應(yīng)方程；
(2)一次這樣的熱核反應(yīng)釋放出多少兆電子伏的能量？(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)
【解析】(1)熱核反應(yīng)方程為411H→42He＋201e.
(2)質(zhì)量虧損為Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.0073－4.0026－2×0.0005)u＝0.0256u
ΔE＝0.0256×931.5MeV＝23.85MeV.
【答案】(1)411H→42He＋201e(2)23.85MeV
能力提升]
9．(多選)據(jù)新華社報(bào)道，由我國自行設(shè)計(jì)、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調(diào)試．下列關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是()
【導(dǎo)學(xué)號：64772056】
A．“人造太陽”的核反應(yīng)方程是21H＋31H→42He＋10n
B．“人造太陽”的核反應(yīng)方程是23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n
C．根據(jù)公式E＝mc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)相同
D．核燃燒的質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損比裂變反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損大得多
【解析】21H＋31H→42He＋10n是氫核聚變方程，故A項(xiàng)正確；根據(jù)氫核聚變特點(diǎn)，相同質(zhì)量的核燃料，氫核聚變釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多，氫核聚變反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損比裂變反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損大得多，D正確．
【答案】AD
10．(多選)如圖431所示，托卡馬克(tokamak)是研究受控核聚變的一種裝置，這個詞是toroidal(環(huán)形的)、kamera(真空室)、magnet(磁)的頭兩個字母以及kotushka(線圈)的第一個字母組成的縮寫詞．根據(jù)以上信息，下列判斷中可能正確的是()
圖431
A．這種裝置的核反應(yīng)原理是輕核的聚變，同時釋放出大量的能量，和太陽發(fā)光的原理類似
B．線圈的作用是通電產(chǎn)生磁場使帶電粒子在磁場中旋轉(zhuǎn)而不溢出
C．這種裝置同我國秦山、大亞灣核電站所使用核裝置的核反應(yīng)原理相同
D．這種裝置是科學(xué)家設(shè)想的其中一種方案
【解析】聚變反應(yīng)原料在裝置中發(fā)生聚變，放出能量，故A對；線圈通電時產(chǎn)生磁場，帶電粒子在磁場中受洛倫茲力作用旋轉(zhuǎn)而不溢出，故B對；核電站的原理是裂變，托卡馬克的原理是聚變，故C錯；該裝置是科學(xué)家設(shè)想的其中一種方案，故D對．
【答案】ABD
11．我國自行設(shè)計(jì)并研制的“人造太陽”——托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行獲得重大進(jìn)展，這標(biāo)志著我國已經(jīng)邁入可控?zé)岷朔磻?yīng)領(lǐng)域先進(jìn)國家行列．該反應(yīng)所進(jìn)行的聚變過程是21H＋31H―→42He＋10n，反應(yīng)原料氘(21H)富存于海水中，而氚(31H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通過中子轟擊鋰核(63Li)的人工核轉(zhuǎn)變得到．
(1)請把下列用中子轟擊鋰核(63Li)產(chǎn)生一個氚核(31H)和一個新核的人工核轉(zhuǎn)變方程填寫完整：________＋10n―→________＋31H.
(2)在(1)中，每產(chǎn)生1g氚的同時有多少個63Li核實(shí)現(xiàn)了核轉(zhuǎn)變？(阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol－1)
(3)一個氘核和一個氚核發(fā)生核聚變時，平均每個核子釋放的能量為5.6×10－13J，求該核聚變過程中的質(zhì)量虧損．
【解析】(1)核反應(yīng)方程為：63Li＋10n―→42He＋31H.
(2)因?yàn)?g氚為13mol，根據(jù)核反應(yīng)方程，實(shí)現(xiàn)核轉(zhuǎn)變的63Li也為13mol，所以有2.0×1023個63Li實(shí)現(xiàn)了核轉(zhuǎn)變．
(3)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，核聚變反應(yīng)中有5個核子參加了反應(yīng)，5個核子釋放總能量ΔE＝5×5.6×10－13J＝2.8×10－12J，所以質(zhì)量虧損為Δm＝ΔEc2＝2.8×10－123×1082kg＝3.1×10－29kg.
【答案】(1)63Li42He
(2)2.0×1023個
(3)3.1×10－29kg
12．核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源．近幾年來，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站．一種常見的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦，并釋放一個中子．若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u,1u＝1.66×10－27kg.
(1)寫出氘和氚聚變的反應(yīng)方程；
(2)試計(jì)算這個核反應(yīng)釋放出來的能量；
(3)若建一座功率為3.0×105kW的核聚變電站，假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半轉(zhuǎn)化成了電能，求每年要消耗氘的質(zhì)量？(一年按3.2×107s計(jì)算，光速c＝3.0×108m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)
【解析】(1)氘和氚聚變的反應(yīng)方程為21H＋31H→42He＋10n.
(2)該反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損Δm＝2.0141u＋3.0160u－4.0026u－1.0087u＝0.0188u＝3.1208×10－29kg
釋放的核能ΔE＝Δmc2＝3.1208×10－29×(3×108)2J＝2.8×10－12J.
(3)設(shè)每年要消耗的氘的質(zhì)量為M，氘原子的質(zhì)量為MD
由能量守恒可得：MMDΔEη＝Pt
可得：M＝ptMDΔEη＝
3.0×105×103×3.2×107×2.0141×1.66×10－272.8×10－12×0.5kg＝23kg.
【答案】(1)21H＋31H→42He＋10n(2)2.8×10－12J(3)23kg

《§22-5 核反應(yīng) 核能》 教學(xué)設(shè)計(jì)

每個老師需要在上課前弄好自己的教案課件，到寫教案課件的時候了。教案課件工作計(jì)劃寫好了之后，才能使接下來的工作更加有序！你們到底知道多少優(yōu)秀的教案課件呢？下面是小編幫大家編輯的《《§22-5 核反應(yīng) 核能》 教學(xué)設(shè)計(jì)》，希望能對您有所幫助，請收藏。

《§22-5核反應(yīng)核能》教學(xué)設(shè)計(jì)

汽車區(qū)三中朱國君

教學(xué)設(shè)計(jì)思路

本節(jié)以教師講授為主，輔之于學(xué)生課堂練習(xí)。教學(xué)課件用以輔助教學(xué)、輔助學(xué)生學(xué)習(xí)之用。

讓學(xué)生理解智能方程，練習(xí)書寫反應(yīng)方程式。

教育目標(biāo)

一、知識目標(biāo)

1．知道原子核的人工轉(zhuǎn)變及核反應(yīng)的概念和規(guī)律。

2．理解核能的概念，知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損。

3．知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，理解質(zhì)量與能量的關(guān)系。

4.會根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能。

二、能力目標(biāo)

1.通過質(zhì)疑、釋疑的思維過程，提高分析探究問題的能力

2.學(xué)習(xí)歸納、推理、遷移的科學(xué)方法

三、德育目標(biāo)

認(rèn)識開發(fā)和利用核能對解決人類能源危機(jī)的重要意義。

教學(xué)重、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)

1.核反應(yīng)中的人工轉(zhuǎn)變及核反應(yīng)方程；

2.核能的概念.愛因斯坦的質(zhì)能方程；計(jì)算核能。

教學(xué)難點(diǎn)

質(zhì)量虧損及愛因斯坦的質(zhì)能方程的理解，計(jì)算核能。

教學(xué)方法

本節(jié)以教師講授為主，輔之于學(xué)生課堂練習(xí)。教學(xué)課件用以輔助教學(xué)、輔助學(xué)生學(xué)習(xí)之用。

從核能的利用（核電站）引入課程，指出“核能是人類最終解決能源問題的希望”引發(fā)學(xué)生的興趣。用盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)(1919年)引出原子核可以實(shí)現(xiàn)人工轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。在了解原子核自發(fā)和人工轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上，介紹核反應(yīng)的一般概念，并注意讓學(xué)生了解核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的規(guī)律。

學(xué)生都知道在核反應(yīng)中會伴隨著巨大的能量，那么能量從何而來哪？引出核能的概念。在核能的教學(xué)中應(yīng)注意“一定的質(zhì)量m和一定的能量mc2相對應(yīng)”的觀點(diǎn)，還應(yīng)讓學(xué)生注意，原子核在變化時，其變化前后的總質(zhì)量是不同的，這種質(zhì)量差異對應(yīng)的就是核反應(yīng)中所吸收或放出的能量.還應(yīng)注意向?qū)W生說明。

從核能的計(jì)算中強(qiáng)調(diào)要注意單位的換算，如原子質(zhì)量單位和千克的關(guān)系，焦耳和電子伏的關(guān)系。

教學(xué)過程

○問題情景呈現(xiàn)，導(dǎo)入新課

1：能源是可持續(xù)發(fā)展問題中的一個重要主題。

大亞灣核電站外觀圖。

介紹數(shù)據(jù)：1kg鈾235燃燒釋放出的原子核能相當(dāng)于2500噸優(yōu)質(zhì)煤燃燒時放出的熱量，只需幾千克鈾235就足夠長春市24小時的耗能供應(yīng)。

課題名稱：五、核反應(yīng)核能

○新課教學(xué)

〈一〉核反應(yīng)

請同學(xué)們閱讀教材，然后回答以下問題。投影簡答題組。

⑴什么是核反應(yīng)？為什么說原子核的人工轉(zhuǎn)變是核反應(yīng)的一種？你還知道哪些核反應(yīng)？

⑵如何用核反應(yīng)方程表示核反應(yīng)過程？在核反應(yīng)中遵循哪些規(guī)律？

⑶試比較說明核反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)區(qū)別。

生：閱讀有關(guān)內(nèi)容后，先獨(dú)立思考，然后抽查學(xué)生回答問題，互相評價，教師傾聽。點(diǎn)拔強(qiáng)調(diào)如下：

核反應(yīng)是一種客觀變化，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程稱為核反應(yīng)。它遵守電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒兩條規(guī)律。核反應(yīng)方程是對核反應(yīng)過程的抽象表達(dá)。

核反應(yīng)是原子核的變化，結(jié)果是產(chǎn)生了新的元素；而化學(xué)反應(yīng)且是原子的重組，原子外層電子的得失，結(jié)果是生成了新的分子，并無新元素的產(chǎn)生。

盧瑟福在1919年，首先發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變。

在原子核的轉(zhuǎn)變中，遵守哪些規(guī)律？如此巨大的核能是從哪里來的呢？這是我們在本節(jié)課將要學(xué)習(xí)和探究的新問題。

完成核反應(yīng)方程：

查德威克（英）在1832年發(fā)現(xiàn)“中子”的核反應(yīng)方程。

剛才我們研究了核反應(yīng)中生成新元素和粒子的確定方法及表達(dá)形式，下面，我們從能量的角度來分析核反應(yīng)現(xiàn)象。

二核能的釋放及計(jì)算

1.核能——核反應(yīng)中釋放的能量。核能是從哪里來的？

學(xué)生閱讀教材后，獨(dú)立思考上述問題，教師傾聽、詢問、了解學(xué)生提出的各種疑問，然后啟發(fā)講解，投影如下內(nèi)容：

愛因斯坦質(zhì)能方程：E=mc2中，E表示物體的能量，m表示物體的質(zhì)量，c表示真空中的光速。

在國際單位制中，E、m、c的單位分別取J、kg和m/s。

計(jì)算：1㎏物體對應(yīng)多少能量？

這一能量相當(dāng)于一個100萬Kw的發(fā)電廠三年的發(fā)電量!

可見，物體所包含（或具有）的能量是非常巨大的。對此，愛因斯坦說過：“把任何慣性質(zhì)量理解為能量的一種貯藏，看來要自然得多?！?/p>

物體貯藏著巨大的能量是不容置疑的，但是如何使這樣巨大的能量釋放出來？從愛因斯坦質(zhì)能方程同樣可以得出，物體的能量變化ΔE與物體的質(zhì)量變化Δm的關(guān)系．

?E=?mc2

?m—質(zhì)量虧損：如果在一個核反應(yīng)中，反應(yīng)前原子核的總質(zhì)量m1大于反應(yīng)后原子核的總質(zhì)量m2，則?m=m1-m2稱為質(zhì)量虧損。

?E：表示與△m相當(dāng)?shù)哪芰?/p>

質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量的區(qū)別

質(zhì)量數(shù)：一個原子質(zhì)量的為一個質(zhì)量數(shù)

一個原子質(zhì)量的的大小為1.6606×10-27，稱為

“原子質(zhì)量單位”，符號為u，即：1u=1.6606×10-27㎏

計(jì)算：1u的質(zhì)量相當(dāng)于________MeV的能量.(1MeV=106eV,1eV=1.6022×10-19J,c=2.9979×108m/s)

解:

例題：已知質(zhì)子的質(zhì)量為1.0067277u，中子的質(zhì)量為1.008665u．氘核的質(zhì)量為2.013553u，當(dāng)質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時，

⑴寫出核反應(yīng)方程；

⑵質(zhì)量虧損；

⑶放出多少能量？

解：

⑴

⑵?m=1.007277u+1.008665u－2.013553u=0.002389u

⑶ΔE=0.002389×931.5MeV=2.22MeV

核能的計(jì)算步驟：

1、寫出正確的核反應(yīng)方程。

2、計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損△m。

3、根據(jù)質(zhì)能方程△E=△m·c2，計(jì)算核能。

練習(xí)題

氫原子的質(zhì)量為1.007825u，中子的質(zhì)量為1.008665u，它們結(jié)合成碳12，若已知碳核的質(zhì)量為12.0000000u；該核反應(yīng)會放出__________MeV的能量。

答：92.163MeV

小結(jié)

核反應(yīng)

核能

原子核的人工轉(zhuǎn)變

發(fā)現(xiàn)質(zhì)子

發(fā)現(xiàn)中子

核反應(yīng)的規(guī)律

質(zhì)量數(shù)守恒

電荷數(shù)守恒

質(zhì)能方程

E=mc2

?E=?mc2

質(zhì)量虧損——

?m=m1-m2

注意的幾個問題：

①質(zhì)量數(shù)不是質(zhì)量

②記住以下單位換算關(guān)系

1MeV=106eV

1eV=1.6022×10-19J

1u（原子質(zhì)量單位）=1.6606×10-27kg

③1u相當(dāng)于931.5MeV的能量，這是計(jì)算核能經(jīng)常用到的關(guān)系。

教學(xué)反饋

課后思考：核能的和平利用。

閱讀小材料《中國核電站》

作業(yè)：附后面

附:

§22-5核反應(yīng)核能作業(yè)

一、選擇題

1．關(guān)于核能，下列說法中正確的有[]

A．核子結(jié)合成原子核時，需吸收的能量

B．核子結(jié)合成原子核時，能放出的能量

C．不同的核子結(jié)合成原子核時，所需吸收的能量相同

D．使一個氘核分解成一個中子和一個質(zhì)子時，吸收的能量是一個恒定值

2．質(zhì)子的質(zhì)量mp，中子的質(zhì)量為mn，它們結(jié)合成質(zhì)量為m的氘核，放出的能量應(yīng)為[]

A．（mp+mn-m）C2B．（mp+mn）c2C．mc2D．(m-mp)c2

3．關(guān)于原子核的能，下面說法正確的是[]

A．使原子核分解成粒子時放出的能量

B．核子結(jié)合成原子時需要供給的能量

C．核子結(jié)合成原子核時吸收的能量或原子核分解為核子時放出的能量

D．核子結(jié)合成原子核時放出的能量或原子核分解為核子時吸收的能量

4．在計(jì)算核子和原子核的質(zhì)量時，以u為單位比較方便，關(guān)于u下列說法中正確的是[]

A．1u≈1.66×10-27kg

C．1u相當(dāng)于931.5MeV能量

D．u表示一個核子的質(zhì)量

5．關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程的下列看法中正確的是[]

A．E＝mc2中的E是物體以光速c運(yùn)動的動能

B．E＝mc2是物體的核能

C．E=mc2是物體各種形式能的總稱

D．由△E=△mc2，在核反應(yīng)中，虧損的質(zhì)量△m轉(zhuǎn)化成能量△E放出

E．△E=△mc2表明在核反應(yīng)中虧損的靜質(zhì)量轉(zhuǎn)化為動質(zhì)量，被放出的能量帶走。

二、填空題

6．已知?dú)湓拥馁|(zhì)量為1.007825u，中子的質(zhì)量為1.008665u，它們結(jié)合成碳，碳核的質(zhì)量為12.000000u，放出的能量為____________________MeV。

7．一個α粒子轟擊硼核，生成碳14，并放出0.75MeV的能量。其核反應(yīng)方程是_________

_________________________，反應(yīng)中質(zhì)量虧損是___________________________㎏。

8．正負(fù)電子對撞后，轉(zhuǎn)化為兩個光子的總能量是_______電子伏。（正負(fù)電子質(zhì)量m=0.91×10-30kg，光子的靜止質(zhì)量為零）

答案

一、選擇題

1．BD2．A3．D4．ABC5．CE

二、填空題

6．92．163MeV7．；1．33×10-30

8．1.02×106

《水資源的合理利用》教學(xué)設(shè)計(jì)

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來，使教師有一個簡單易懂的教學(xué)思路。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢？小編特地為大家精心收集和整理了“《水資源的合理利用》教學(xué)設(shè)計(jì)”，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

《水資源的合理利用》教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)課內(nèi)容為人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書.地理1》第二章第三節(jié)的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)要求：以某種自然資源為例，說明在不同生產(chǎn)力條件下，自然資源數(shù)量、質(zhì)量對人類生存和發(fā)展的意義。課程內(nèi)容分解：1、什么是水資源？衡量水資源豐歉程度的標(biāo)準(zhǔn)是什么？2、世界和中國水資源的時空分布特點(diǎn)怎么樣？3、為什么要合理利用水資源？4、如何合理利用水資源？

通過對本章第一節(jié)《自然界的水循環(huán)》的學(xué)習(xí)，學(xué)生對地球上的水資源的狀況有了一個大概的了解，同時通過生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識，已經(jīng)掌握了一定的水的基本知識，這些知識和經(jīng)驗(yàn)為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)。然而對我國水資源的現(xiàn)狀、水資源在人類社會發(fā)展中的重要地位以及如何合理利用水資源缺乏一個系統(tǒng)的認(rèn)識。

本節(jié)課的內(nèi)容比較貼近生活，易懂。因此選擇常見的生活現(xiàn)象的圖片作為課堂內(nèi)容的導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生對圖中現(xiàn)象進(jìn)行討論思考。然后對課本的內(nèi)容進(jìn)行講述，讓學(xué)生了解水資源的概念、世界以及中國水資源的時空分布和水資源對人類社會發(fā)展的作用。

新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對廣大地理老師提出了新的要求，其新理念、新思想要求老師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，注重對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，啟迪學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題，因此在對于本課最后一部分“如何合理利用水資源”，采用學(xué)生討論以及小結(jié)，老師進(jìn)行總結(jié)的方法。

1、知識與技能：

①了解水資源的概念和衡量水資源的具體指標(biāo)；

②運(yùn)用圖標(biāo)說明我國和世界水資源時空分布特征，提高讀圖分析能力。

③說明水資源的數(shù)量和質(zhì)量對人類生存和發(fā)展的意義；

④以我國為例，針對我國的水資源利用狀況，結(jié)合所學(xué)知識，學(xué)生合作探究我國水資源合理利用方案，并歸納基本的水資源可持續(xù)利用策略和措施。

2、過程與方法：

通過學(xué)習(xí)水資源的分布規(guī)律學(xué)會用因果關(guān)系分析降水與水資源豐歉之間的關(guān)系。

3、情感、態(tài)度與價值觀：

①增強(qiáng)水資源的憂患意識，樹立科學(xué)的水資源觀，養(yǎng)成節(jié)約用水的習(xí)慣。

②從全球和未來的角度認(rèn)識環(huán)境，培養(yǎng)對環(huán)境、資源負(fù)責(zé)的觀念和行為。

重點(diǎn)：1、水資源對人類生存和發(fā)展的意義。

2、合理利用水資源。

難點(diǎn)：分析水資源危機(jī)的原因及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用的措施。

合作探究、問題導(dǎo)學(xué)

1課時

教學(xué)

過程

教師活動

學(xué)生活動

設(shè)計(jì)

意圖

新課

導(dǎo)入

強(qiáng)調(diào)水資源的重要性，并通過四大文明古國的分布來加以解說和佐證，主題鮮明。

開門見山，以生動的實(shí)例吸引學(xué)生，更容易進(jìn)入主題。

學(xué)習(xí)

新課

1．水資源的含義及其分布

（1）通過一系列的問題帶動學(xué)生思考：什么是水資源？它和我們常常說的水有什么關(guān)系和區(qū)別？我們生活在廣東，發(fā)現(xiàn)最近一段時間以來，降水非常豐富，那么我們是不是可以說廣東的水資源特別充足，廣東就不缺水了呢？

過渡：通過水資源含義的分析引出淡水資源，進(jìn)而提出問題——水資源包括哪些？

（2）引入衡量水資源的豐歉程度的指標(biāo)。呈現(xiàn)世界各大洲水資源的柱狀圖、世界各國水資源量排行、中國降水量分布圖、中國幾個地方的月降水柱狀圖。引導(dǎo)學(xué)生對地圖、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，或者對學(xué)生進(jìn)行小組合作討論，然后進(jìn)行提問，并對所做的回答進(jìn)行補(bǔ)充總結(jié)。

小結(jié)：

①水資源主要是河流水、淡水湖泊水和淺層地下水?？偭亢苌?。

②水資源在全球的分布以及在中國的分布是不均衡的。

③中國水資源的分布特點(diǎn)。

2．水資源對人類生存和發(fā)展的意義。

水資源對于人類社會的發(fā)展具有重要意義，而且水資源在全球以及在中國的分布都是不均的，那么廣東的水資源到底怎么樣？

從《中國降水量分布圖》中找出廣東省的降水量。同時展示資料：新聞資料顯示廣東省的水資源逼近國際警戒線，廣東省政府報(bào)告顯示廣東省大力推進(jìn)污染防治工作。

提出問題：廣東省降水量大，但是水資源為什么會不足？

學(xué)生分組討論：經(jīng)過學(xué)生討論得出各種答案，思維發(fā)散，正確錯誤都有。

教師總結(jié)：水資源的缺乏不單單是看降水量的多少，缺水可以分為兩個方面：一是水源性缺水；另一種是水質(zhì)性缺水，廣東省屬于水質(zhì)性缺水，并分別加以解釋和拓展。

圖片展示：民勤的荒漠景觀圖片（自己拍攝的照片——水源性缺水典型案例）

水資源的缺乏阻礙了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平和質(zhì)量的提高。

過渡：水是人類生命的源泉，對人類社會的發(fā)展具有重要作用。隨著人類社會的發(fā)展，人類對水資源的需求量越來越大。而我國大部分城市正在面臨著缺水的問題，如何緩解這個問題顯示越來越重要。讓學(xué)生討論并提出一些緩解水資源問題的措施。

3．合理利用水資源

學(xué)生討論并提出了很多解決缺水問題的措施。在學(xué)生回答過程中逐步引導(dǎo)學(xué)生往正確方向思考。

水資源緊缺的原因：

1、自然原因：水資源具有時空分布不均衡的特點(diǎn)。

2、人為原因：①人口增長，工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和生活水平的提高導(dǎo)致需求量增多。②人類生活和生產(chǎn)活動排放的廢棄物質(zhì)不斷增多，很多污染物得不到處理直接進(jìn)入水體，導(dǎo)致水體污染，使可用水資源減少。

通過教師引導(dǎo)，學(xué)生能夠提出比較科學(xué)合理的措施。

學(xué)生回答：及時關(guān)水龍頭；海水淡化；跨流域調(diào)水；一些生活用水重復(fù)利用；

教師總結(jié)：1、開源；2、節(jié)流。并聯(lián)系中山市的雨污分流工程總結(jié)出各種節(jié)水方式。

圖片展示社會上十大浪費(fèi)水的現(xiàn)象。

小結(jié)：水資源對人類社會的發(fā)展有重要的作用，然而水資源緊缺的現(xiàn)象嚴(yán)重，制定合理科學(xué)的用水策略是必需的。主要從開源和節(jié)流兩個方面促進(jìn)水資源的持續(xù)利用。

ppt《水殤》展示：關(guān)于水資源的使用和現(xiàn)狀。

（1）教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)

（2）小組討論

（3）代表發(fā)言

引導(dǎo)學(xué)生積極思考、合作討論，探究問題答案。

通過對廣東省的資料分析，讓學(xué)生更加深切的感受到自己身邊的水資源缺乏問題，同時給青少年敲響警鐘。

利用自己拍攝的照片更能吸引學(xué)生的興趣和增強(qiáng)說服力和感染力。

通過學(xué)生討論，學(xué)生能夠感覺到水資源缺少問題離我們并不遙遠(yuǎn)，節(jié)約用水也不再是從小到大喊的口號。

聯(lián)系中山市的雨污分流工程，鄉(xiāng)土資源融入課堂教學(xué)。

《水殤》配上音樂，使情感態(tài)度價值觀得到升華。

水資源的合理利用

一、水資源及其分布

1.水資源的概念

2.水資源的衡量標(biāo)準(zhǔn)

3.水資源的分布

水資源在世界上的分布情況：具有明顯的地區(qū)差異，亞洲最多

水資源在中國分布情況：北少南多，東多西少；夏秋多，冬春少

二、水資源與人類社會

水資源的數(shù)量會影響經(jīng)濟(jì)活動的規(guī)模

水資源的質(zhì)量會影響一個地區(qū)的生活狀態(tài)和質(zhì)量

三、合理利用水資源

水資源短缺的原因：①自然原因；②人為原因

合理利用水資源的途徑：①開源；②節(jié)流

知識框架