人教版九年級物理全冊 （核能）能源與可持續(xù)發(fā)展教學課件

第2節(jié)核能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展

知識點1

核能1.關于原子、原子核和核能,下列說法正確的是(D)A.原子由質(zhì)子和電子組成B.原子核只有聚合時才能釋放核能C.原子核只有分裂時才能釋放核能D.核能是一次能源2.關于原子核和核能,下列敘述正確的是(C)A.核能是可再生能源B.中子帶正電,電子帶負電C.核力做功有可能釋放出核能D.核反應堆可將核能直接轉(zhuǎn)化成電能知識點2

裂變3.1934年至1938年,科學家曾先后用中子轟擊質(zhì)量比較大的原子核,使其發(fā)生裂變,變成兩個質(zhì)量中等大小的原子核,同時釋放出巨大的能量。

4.在原子、原子核、電子、中子、質(zhì)子中,帶負電的有電子。核反應堆是通過可控裂變(選填“裂變”或“聚變”)反應釋放核能的設備。

知識點3

聚變5.2015年1月,我國著名核物理學家、“氫彈之父”于敏院士,榮獲2014年度國家最高科學技術(shù)獎,氫彈利用的是氫核在聚變瞬間釋放的能量。

6.海水中蘊藏著豐富的、可以實現(xiàn)聚變的氘核,科學家預言,通過可控聚變來利用核能,有望徹底解決人類能源問題。

7.下列屬于鏈式反應的是(A)A.原子彈爆炸 B.氫彈爆炸C.鎂條的燃燒 D.太陽內(nèi)部發(fā)生的核聚變8.如圖為田灣核電站發(fā)電流程圖。在核電站的發(fā)電過程中,核能的獲取途徑及能量轉(zhuǎn)化順序是(C)A.聚變;核能→內(nèi)能→化學能→電能B.聚變;核能→內(nèi)能→機械能→電能C.裂變;核能→內(nèi)能→機械能→電能D.裂變;核能→內(nèi)能→化學能→電能9.下列說法正確的是(C)A.人們制成了原子彈,從而實現(xiàn)了用人工方法控制鏈式反應的速度,和平地利用了核能B.重核裂變時放出能量,而輕核聚變時吸收能量C.輕核的聚變必須在很高的溫度下才能進行D.氫彈是利用輕核聚變制成的,因此它的威力比原子彈要小10.目前困擾核電站發(fā)展的主要問題是(B)A.核燃料缺乏B.缺乏對核廢料處理的良策C.技術(shù)不到位D.成本太高11.閱讀短文,回答問題:核能的利用在常規(guī)化石能源非常緊缺的今天,核能受到高度重視,如今美國電力需求的21%是來自核電。核電站的大體組成如圖所示,核燃料在原子反應堆中發(fā)生核反應產(chǎn)生大量的熱能,冷卻劑將這些熱能帶到熱交換器將水變成水蒸氣,水蒸氣推動蒸汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電,最終實現(xiàn)了核能到電能的轉(zhuǎn)換。請在下面的空格中填上適當?shù)膬?nèi)容:(1)從能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移來看,原子反應堆、熱交換器、蒸汽輪機中未發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的是熱交換器;

(2)發(fā)電機發(fā)電時是讓線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象在物理學中稱之為電磁感應現(xiàn)象;

(3)如果核電站每年需要50t的核燃料,而同等規(guī)模的火電站每年需要6×106t的煤炭,則6×106t的煤炭完全燃燒放出的熱量是

1.8×1017

J(煤炭的熱值為3×107J/kg);

(4)核電站的核廢料具有輻射(或放射)

性,會對環(huán)境造成相當大的危害,因此如何在開發(fā)新能源的同時,又注意環(huán)境保護,成為人類面臨的一大課題。

第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展人教版·九年級下冊核能

知識與技能1.常識性了解核能及核能的獲取方式.2.了解原子核的結(jié)構(gòu)及核能的利用.3.理解核裂變和核聚變，能正確說出核裂變和核聚變的應用.教學重難點1.核能的利用2.核能產(chǎn)生的兩種方式：裂變和聚變.1945年8月6日，美國向日本廣島投下第一顆原子彈廣島大部分被摧毀變成廢墟原子彈的威力為什么這么大？核能知識點一1．原子結(jié)構(gòu)H2O分子以水分子為例：它由一個氧原子和兩個氫原子組成。H原子由原子核和核外電子組成。（1）氫原子由原子核和一個核外電子組成。原子核有一個質(zhì)子，質(zhì)子帶正電荷，核外電子帶負電荷。二者電荷量相同。O（2）氧原子由原子核和八個核外電子組成。原子核有八個質(zhì)子和八個中子，由于中子不帶電，所以正負電荷量仍然相同。原子核由質(zhì)子和中子組成，周圍有電子原子核外電子（帶負電，繞核高速旋轉(zhuǎn)）原子核中子（不帶電）質(zhì)子（帶正電）集中原子大部分質(zhì)量2．核能質(zhì)子和中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難的。質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。裂變知識點二1938年，科學家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使它變成兩個中等大小的原子核，同時釋放出巨大的能量，稱為原子核的裂變。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時釋放的能量。1．裂變用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。外界中子停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢？2．鏈式反應將火柴搭成左下圖所示結(jié)構(gòu)，點燃第一根火柴后，會發(fā)生什么？想想議議用中子轟擊鈾235原子核，鈾核在分裂時，會釋放出核能，同時還會產(chǎn)生幾個新的中子，這些中子又會繼續(xù)轟擊其他鈾核……于是就導致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈式反應。3．核電站和原子彈核電站的核心設備是核反應堆。核反應堆是原子核發(fā)生鏈式反應的場所。核電站中的反應堆1942年，人類利用核反應堆第一次實現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。

目前，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。鏈式反應如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變。釋放出極大的能量。在人類實現(xiàn)可控核裂變大約三年后，即1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。聚變知識點三將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來，也會釋放出巨大的核能。氘氚氦核中子能量聚變氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量?？煽鼐圩兩形磳崿F(xiàn)，海水中蘊藏著豐富的氘核，科學家預言，通過可控聚變來利用核能，將有望徹底解決人類能源問題。2011年3月，日本福島第一核電站發(fā)生爆炸，造成核泄漏。閱讀教材P172頁《核電站和核廢料處理》，談談自己的看法。討論1.核電站利用核能發(fā)電，它的核心設備是核反應堆．下列說法錯誤的是（）A.目前核電站都是通過聚變反應來利用核能B.核反應堆中發(fā)生的鏈式反應是可以控制的C.原子核分裂或聚合時釋放出核能D.核能是一種不可再生的能源A隨堂練習（1）核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發(fā)電的．核電站的核心設備是核反應堆，核反應堆是通過可控裂變（鏈式反應）釋放能量的．（2）原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時會釋放出大量能量，這種能量稱核能；核能的主要途徑為核裂變和核聚變．（3）可再生能源指可以在自然界里源源不斷地得到的能源，如水能、風能、太陽能等；不可再生能源只會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充的能源，如煤、石油、天然氣等．解析2.下列說法正確的是（）A.原子彈爆炸屬于原子核聚變B.在太陽內(nèi)部，太陽核心每時每刻都在發(fā)生氫彈爆炸C.化石燃料、水能、地熱能都屬于新能源D.做功沖程中，熱機是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能BA項中原子彈爆炸屬于原子核裂變，不合題意；B項中在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能．因而太陽具有巨大的能量，符合題意；C項中化石燃料、水能是常規(guī)能源，地熱能是新能源，不合題意；D項中熱機的壓縮沖程中，活塞的機械能轉(zhuǎn)化成燃氣的內(nèi)能;在做功沖程中，高溫高壓燃氣推動活塞做功，內(nèi)能減少，轉(zhuǎn)化成活塞的機械能；不合題意.解析3.關于能源、材料、信息的說法正確的是(

)A.核電站是利用化學能來發(fā)電的B.磁卡和VCD光碟都應用了磁性材料C.光波、電磁波、超聲波都可以在真空中傳播D.無線電廣播、衛(wèi)星電視、移動電話都是靠電磁波傳遞信息的D①核能在核電站中是通過核裂變的形式釋放出來的，與化學能不同；②磁卡是利用磁性材料制成的，VCD光碟是光學存儲介質(zhì)；③超聲波屬于聲波，是不能在真空中傳播的；④電磁波是人在傳遞信息時最主要的介質(zhì)，應用在眾多的通訊領域．解析4.如圖所示，為核電站發(fā)電流程圖．在核電站發(fā)電過程中，能量轉(zhuǎn)化的先后順序是（）A．核能，化學能，機械能，電能B．核能，機械能，內(nèi)能，電能C．核能，內(nèi)能，機械能，電能D．核能，內(nèi)能，化學能，電能C提示：核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來加熱水，用產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽作為動力，推動蒸汽輪機轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電的．核能裂變聚變原子彈核反應堆氫彈課堂小結(jié)1.原子、原子核、電子、中子、質(zhì)子，它們之間有什么關系？哪些是不帶電的？哪些是帶電的？帶的是哪種電？解答：原子是由原子核和核外電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成。中子不帶電，質(zhì)子和電子帶電，質(zhì)子帶正電，電子帶負電。2.原子和原子核的尺寸究竟有多大？研究表明，若把它們都看成一個球體，原子半徑的數(shù)量級為10-10m。原子核半徑的數(shù)量級為10-15m。打個比方，如果原子的大小跟北京奧運會“鳥巢”體育場一樣大，耶么原子核該有多大？是相當于籃球、壘球、乒乓球？或者是蠶豆、還是綠豆？解答：把原子比作“鳥巢”體育場，則原子核相當于一顆小綠豆。3.核反應堆和原子彈都是釋放核能的裝置，它們釋放核能的過程有什么相同？有什么不同？解答：核反應堆和原子彈都是利用核的裂變釋放出的能量來工作的。核反應堆中發(fā)生的鏈式反應是可以控制的，而原子彈爆炸時發(fā)生的鏈式反應是不加控制的。4.什么是原子核的聚變？人類關于核聚變的應用已經(jīng)取得的成就是什么？還有什么問題急需解決？解答：將兩個質(zhì)量較小的原子核在超高溫下結(jié)合成新的原子核，會釋放出驚人的