粒子与宇宙ppt课件

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1、1粒子与宇宙粒子与宇宙12 课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课标定位课标定位课堂互动讲练课堂互动讲练第第六六节节第第七七节节知能优化训练知能优化训练2课前自主学案核心要点突破课标定位课堂互动讲练第六节第七节3课标定位课标定位学学习目目标：1.知知道道什什么么是是反反应堆堆，了了解解反反应堆的工作原理堆的工作原理2知知道道什什么么是是核核电站站，了了解解我我国国核核电站站的的发展展3了解物了解物质世界的世界的时间跨度和空跨度和空间跨度跨度重点重点难点：点：1.反反应堆、核堆、核电站站2反反应堆的工作原理堆的工作原理3课标定位学习目标：1.知道什么是反应堆，了解反应堆的工作原4课前

2、自主学案课前自主学案一、反一、反应堆堆1受受控控热核核反反应是是人人类对_能能量量的的利利用用2核核反反应堆堆的的建建造造是是人人类对_能能量量的的利用利用3核反核反应堆是堆是_的装置的装置核聚核聚变核裂核裂变人工控制人工控制链式反式反应4课前自主学案一、反应堆核聚变核裂变人工控制链式反应5核反核反应堆用堆用_或或_制成制成铀棒作棒作为核核燃料；用燃料；用_、_作作为减速减速剂使中子减速；使中子减速；为调节中子数以控制反中子数以控制反应速度需用速度需用_作作为控制棒；控制棒；为控制反控制反应堆的温度，需要用堆的温度，需要用_、_等流体作等流体作为冷却，冷却，剂在反在反应堆内堆内外循外循环流流动

3、，不断，不断带走走热能，同能，同时可以用来可以用来输出出热能加以利用；在反能加以利用；在反应堆外面修建很厚堆外面修建很厚的的_来屏蔽射来屏蔽射线，将放射性，将放射性废料装料装入特制的容器，埋入地入特制的容器，埋入地层深深处来来处理理天然天然铀浓缩铀石墨石墨重水重水镉棒棒水水液体金属液体金属钠水泥防水泥防护层5核反应堆用_或_制成铀棒作为核燃料；用6思考感悟思考感悟为什么要大力什么要大力发展核能？展核能？(图461为广广东大大亚湾核湾核电站站)图4616思考感悟7提示：提示：地球上的常地球上的常规能源能源(煤、石油、天然气煤、石油、天然气)正在日益枯竭，核能是人正在日益枯竭，核能是人类今后能源今

4、后能源发展的展的重点之一国家能源局局重点之一国家能源局局长张国宝透露，截国宝透露，截至至2009年年底，我国核年年底，我国核电已建成运行已建成运行11个反个反应堆，新核堆堆，新核堆14台，核堆在建机台，核堆在建机组24台，是台，是目前世界上核目前世界上核电在建在建规模最大的国家模最大的国家7提示：地球上的常规能源(煤、石油、天然气)正在日益枯竭，核8二、核二、核电站核能利用站核能利用1核核电站站：利利用用反反应堆堆工工作作时释放放出出的的热能能使水汽化以推使水汽化以推动汽汽轮发电机机发电2核能利用：核能利用：发电，制造核，制造核动力潜艇、核力潜艇、核动力破冰船、核力破冰船、核动力航空母力航空母

5、舰，进行原子核物行原子核物理理实验，制造各种放射性同位素，制造各种放射性同位素8二、核电站核能利用9三、从小粒子到大宇宙三、从小粒子到大宇宙空空间跨度跨度人人类目目前前所所能能研研究究的的物物质世世界界的的空空间尺尺度度，约从从_到到_，共共跨跨越越了了大大约42个数量个数量级四、从粒子寿命到宇宙年四、从粒子寿命到宇宙年龄时间跨度跨度物物质世界的世界的时间尺度，尺度，约从从_到到_，也跨越了将近，也跨越了将近43个数量个数量级1015 m1027 m1025 s1018 s9三、从小粒子到大宇宙空间跨度1015 m1027 10核心要点突破核心要点突破一、反一、反应堆核堆核电站站1核核电站的工

6、作原理站的工作原理原原子子弹爆爆炸炸时链式式反反应的的速速度度是是无无法法控控制制的的，为了了用用人人工工方方法法控控制制链式式反反应的的速速度度，使使核核能能比比较平平缓地地释放放出出来来，人人们制制成成了了核核反反应堆核反堆核反应堆是人工控制堆是人工控制链式反式反应的装置的装置核核电站的核心是核反站的核心是核反应堆，其主要堆，其主要组成部分成部分及各部分作用如下：及各部分作用如下：10核心要点突破一、反应堆核电站11(1)核燃料：反核燃料：反应堆使用堆使用浓缩铀(铀235占占3%4%)制成制成铀棒作棒作为核燃料，核燃料，释放核能放核能(2)减速减速剂：用石墨、重水和普通水，使裂：用石墨、重

7、水和普通水，使裂变中中产生的中子减速，以便被生的中子减速，以便被铀235吸收吸收(3)控制棒：由吸收中子能力很控制棒：由吸收中子能力很强强的的镉制成，制成，用以控制反用以控制反应速度速度(4)水泥防水泥防护层：反：反应堆外堆外层是很厚的水泥壁，是很厚的水泥壁，可防止射可防止射线辐射出去射出去(5)热交交换器：靠水或液器：靠水或液态金属金属钠在反在反应堆内堆内外的循外的循环流流动，把，把产生的生的热量量传输出去出去11(1)核燃料：反应堆使用浓缩铀(铀235占3%4%)制122核核电站与火站与火电站相比的站相比的优缺点缺点(1)优点：点：核核电站消耗的燃料很少站消耗的燃料很少作作为核燃料的核燃料

8、的铀、钍等在地球上的可采等在地球上的可采储量很大量很大火火电站站烧煤要放出很多煤要放出很多污染物，而核染物，而核电站站放出的放出的污染物要少得多染物要少得多(2)缺点：缺点：一旦核泄漏会造成一旦核泄漏会造成严重的核重的核污染染核核废料料处理比理比较困困难122核电站与火电站相比的优缺点13即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)1.(单选)在在核核反反应中中，控控制制铀235核核裂裂变反反应速度的方法是速度的方法是()A使用使用浓缩铀B改改变铀块的的临界体界体积C通通过自自动控控制制装装置置，改改变镉棒棒插插入入的的深深度度，以改以改变反反应堆中的中子数目堆中的中子数目D利用石墨与中子

9、的碰撞来改利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度中子的速度13即时应用(即时突破，小试牛刀)14解析：解析：选C.控制核反控制核反应堆中核反堆中核反应的速度是的速度是靠靠调节中子数来中子数来实现的的14解析：选C.控制核反应堆中核反应的速度是靠调节中子数来实15二、揭秘粒子世界二、揭秘粒子世界1粒子世界粒子世界(1)电子、子、质子和中子子和中子直到直到19世世纪末，人末，人们都都认为原子是原子是组成物成物质的不可再分的最小微粒，后来的不可再分的最小微粒，后来发现了了电子、子、质子和中子随着科学家子和中子随着科学家们的研究逐步的研究逐步发现了数以百了数以百计的不同种的不同种类的新粒子，它的新粒子，

10、它们都不都不是由是由质子、中子、子、中子、电子子组成的，又成的，又发现质子、子、中子等本身是复合粒子，并且中子等本身是复合粒子，并且还有着自己的有着自己的复复杂结构，所以构，所以电子、子、质子、中子并不是子、中子并不是组成物成物质世界的基本粒子世界的基本粒子15二、揭秘粒子世界16(2)新粒子新粒子从从20世世纪30年代以来，人年代以来，人们在在对宇宙射宇宙射线观测时，发现了一些新粒子，宇宙射了一些新粒子，宇宙射线中粒子中粒子的能量很高，但数量很少人的能量很高，但数量很少人们用高能加速用高能加速器器进行行实验，发现了更多的粒子如了更多的粒子如1932年年发现了正了正电子，子，1937年年发现了

11、了子，子，1947年年发现了了K介子和介子和介子介子16(2)新粒子172粒子的分粒子的分类按照粒子与各种相互作用的关系，可以将粒按照粒子与各种相互作用的关系，可以将粒子分子分为三大三大类：强强子、子、轻子和媒介子子和媒介子(1)强强子：子：强强子是参与子是参与强强相互作用的粒子，相互作用的粒子，质子、中子、介子和超子都属于子、中子、介子和超子都属于强强子，其中子，其中质子是最早子是最早发现的的强强子子(2)轻子：子：轻子是不参与子是不参与强强相互作用的粒子相互作用的粒子到到现在在为止，共止，共发现6种种轻子，它子，它们是：是：电子，子，电子中微子，子中微子，子，子，子中微子，子中微子，子，子

12、，子中子中微子其中最早微子其中最早发现的的轻子是子是电子子172粒子的分类18(3)媒媒介介子子：媒媒介介子子是是传递各各种种相相互互作作用用的的粒粒子子如如光光子子、中中间玻玻色色子子、胶胶子子光光子子传递电磁磁相相互互作作用用，中中间玻玻色色子子(W、Z)传递弱弱相相互作用，胶子互作用，胶子传递强强相互作用相互作用特别提醒：特别提醒：根据粒子参与的相互作用进行分根据粒子参与的相互作用进行分类，而不是根据粒子质量，如类，而不是根据粒子质量，如子的质量比核子的质量比核子的质量大，但从力的性质分析它仍属于轻子的质量大，但从力的性质分析它仍属于轻子子18(3)媒介子：媒介子是传递各种相互作用的粒子

13、如光子、中193反粒子反粒子许多多粒粒子子都都存存在在着着质量量与与其其相相同同而而电荷荷及及其其他他一一些些物物理理性性质与与其其相相反反的的粒粒子子，这些些粒粒子子叫做反粒子叫做反粒子特特别别提提醒醒：(1)电电子子的的反反粒粒子子是是正正电电子子，质质子子的反粒子是反质子的反粒子是反质子(2)粒子和它的反粒子相遇时会发生湮灭而转粒子和它的反粒子相遇时会发生湮灭而转化为一对光子化为一对光子193反粒子20即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)2.(单选)关于粒子，下列关于粒子，下列说法中正确的是法中正确的是()A光光子子、电子子、质子子和和中中子子是是组成成物物质的的不不可再分的

14、最基本粒子可再分的最基本粒子B质量比核子大的粒子都参与量比核子大的粒子都参与强强相互作用相互作用C强强子子、轻子子、媒媒介介子子都都由由更更基基本本的的粒粒子子夸夸克克组成成D许多粒子都存在反粒子多粒子都存在反粒子20即时应用(即时突破，小试牛刀)21解析：解析：选D.质子、中子本身有复子、中子本身有复杂结构，构，A错误；子的子的质量比核子的量比核子的质量大，但它属于量大，但它属于轻子，不参与子，不参与强强相互作用，相互作用，B错误；现代代实验还没有没有发现轻子的内部子的内部结构，构，C错误21解析：选D.质子、中子本身有复杂结构，A错误；子的质量22课堂互动讲练课堂互动讲练核能的利用核能的利

15、用类型一类型一例例例例1 122课堂互动讲练核能的利用类型一例1232324(3)一座一座发电能力能力为P1.00106kW的核的核电站，站，核能核能转化化为电能的效率能的效率为40%.假定反假定反应堆中堆中发生的裂生的裂变反反应全是本全是本题(1)中的核反中的核反应，所用所用铀矿石中石中铀235的含量的含量为4%，则该核核电站一年消耗站一年消耗铀矿石多少吨？石多少吨？24(3)一座发电能力为P1.00106kW的核电站，核2525262627【答答案案】(1)200.4 MeV(2)5.131026MeV2791.8t(3)24t27【答案】(1)200.4 MeV(2)5.131028变式

16、式训练每昼夜消耗每昼夜消耗220g铀235的原子能的原子能发电站，如果效率站，如果效率为25%，它能，它能产生的生的电功功率率为多大？多大？(每个每个铀核裂核裂变时放出的能量是放出的能量是200MeV)28变式训练每昼夜消耗220 g铀235的原子能发电站，如29答案：答案：5.2107 W29答案：5.2107 W30对粒子的认识对粒子的认识类型二类型二30对粒子的认识类型二31例例例例2 2图46231例2图46232图46332图46333【精精讲精析精析】每个夸克均受到其余两个夸每个夸克均受到其余两个夸克的静克的静电力作用，由力作用，由对称性知上夸克受到静称性知上夸克受到静电力的合力向

17、下右力的合力向下右边下夸克受力如下夸克受力如图464所示，因所示，因图46433【精讲精析】每个夸克均受到其余两个夸克的静电力作用，由34【答案答案】B34【答案】B35【方方法法总结】(1)夸夸克克具具有有点点状状结构构，可可利利用用库仑定律求出静定律求出静电力力(2)求两个力的合力求两个力的合力时，可先将，可先将较大的力正交大的力正交分解分解35【方法总结】(1)夸克具有点状结构，可利用库仑定律求出36知能优化训练知能优化训练36知能优化训练37本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播退出全屏播放放谢谢使用使用37本部分内容讲解结束点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放