人教版九年级物理全册 （核能）能源与可持续发展教师教学课件

第二十二章能源与可持续发展第2节核能

1课堂讲解2课时流程核能裂变和聚变安全利用核能课后作业逐点导讲练课堂小结当堂检测1945年8月6日名为“小男孩”的原子弹。这个“小男孩”的巨大毁灭力，令日本广岛核爆中心方圆2公里内所有建筑物全部被夷为平地。我国第一颗原子弹爆炸时的情景我国第一颗氢弹爆炸时的情景知1－讲1知识点核能原子核（正）核外电子（负）

质子（正）

中子（不带电）知1－讲核能：当原子核发生聚变或者是裂变时会出现质量减少，根据爱因斯坦的质能方程E=mc2，减少的质量会转化为能量，因此发生聚变和裂变时释放出巨大的能量。核反应裂变聚变知1－讲【例1】下列有关核能的说法中，正确的是(

)A．使原子核分裂或结合需要惊人的能量，这些能量叫核能B．核能是原子核动能和势能的总和C．核能是质子和中子的动能和势能的总和D．原子核分裂或结合时释放出的能量就是核能D（来自《点拨》）知1－讲核能是原子核分裂或结合时释放出来的巨大能量，不是使原子核分裂或结合所需要的能量；核能和机械能是两个完全不同的概念。机械能是宏观物体动能和势能的总和。【解析】（来自《点拨》）总结知1－讲同化石能源一样，核能是由自然界直接提供的，是一次能源。在探索微观世界的历程中，人们首先发现了电子，进而认识到原子是由(

)A．氢原子和电子组成的B．质子和中子组成的C．原子核和核外电子组成的D．原子核和中子组成的原子核________或________时释放的能量叫核能。知1－练1（来自《典中点》）C分裂2聚合知2－讲2知识点裂变和聚变用高速运动的中子轰击铀核，铀核分裂为多个核，典型的反应是分为钡和氪，并放出3个中子。1946-1948年我国物理学家钱三强夫妇从实验中观察到铀核的3分裂和4分裂现象。知2－讲原子弹：链式反应如果不加控制大量原子核就会在极短时间里发生裂变，释放出极大的能量，进而产生毁灭性的破坏力。知2－讲原子弹爆炸时产生的蘑菇云知2－讲核电站：是利用可控链式反应释放出能量发电。核心设备是反应堆。核能内能机械能电能知2－讲大亚湾核电站秦山核电站知2－讲【例2】关于原子弹和核电站，下列说法不正确的是(

)A．原子弹和核电站都是利用核裂变原理来工作的B．原子弹爆炸时不控制核裂变的速度C．原子弹爆炸时控制核裂变的速度D．核电站工作时控制核裂变的速度【解析】原子弹和核电站都是利用核裂变原理来工作的，但原子弹爆炸时，核裂变的速度不加控制，而核电站工作时，需要控制核裂变的速度。（来自《点拨》）C总结知2－讲运用对比法认识原子弹和核电站：两者本质上的不同就是是否控制核裂变的速度。【中考·绵阳】关于原子核和核能，下列叙述正确的是(

)A．原子核由中子和电子组成B．中子带正电，电子带负电C．核力做功有可能释放出核能D．用质子轰击铀核发生裂变知2－练1（来自《典中点》）C将火柴搭成图示的结构，点燃第一根火柴后，发生的现象与__________相似，利用这一原理，人们发明了__________(填“原子弹”或“氢弹”)。知2－练2（来自《典中点》）链式反应原子弹知2－讲聚变轻核的聚变：轻核结合成质量较大的核的过程叫核的聚变。要发生聚变反应必须让轻核之间的距离达到10-15米。常见的聚变形式：一个氘核和一个氚核结合成一个氦核发生的条件：超高温，因此也叫热核反应。大量氢核聚变可以释放出更多的惊人的能量。知2－讲氢弹：根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。知2－讲氢弹爆炸产生的蘑菇云知2－讲在太阳内部，氢核在极高温度下聚变成氦核，在这过程中释放出28MeV的能量。不过这种聚变过程，不是一次反应就能完成的，要经过几次反应才能把四个氢核聚合成一个氦核。太阳正是靠这种反应以惊人的巨大功率，向宇宙空间辐射能量的。知2－讲【例3】核电站、原子弹、氢弹、太阳都是原子核发生改变的过程中释放出巨大的核能，关于它们释放核能的途径，下列说法中正确的是(

)A．它们都是利用原子核的裂变释放出巨大的核能B．它们都是利用原子核的聚变释放出巨大的核能C．核电站、原子弹是通过原子核的裂变释放出巨大的核能，氢弹、太阳是通过原子核的聚变释放出巨大的核能D．核电站、原子弹是通过原子核的聚变释放出巨大的核能，氢弹、太阳是通过原子核的裂变释放出巨大的核能（来自《点拨》）C知2－讲（来自《点拨》）核能分为重核裂变和轻核聚变两种。核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；原子弹也是利用重核裂变在极短时间内释放出巨大能

量的原理制成的；而氢弹则是利用轻核聚变的原理制成的。自然界中太阳内部进行着大规模的聚变反应，并以光

和热的形式将核能辐射出来。【解析】总结知2－讲运用对比法认识裂变和聚变：项目区别核裂变核聚变定义一个重核分裂成几个中等质量的核，这种核反应叫做裂变轻核结合成较重的核，这种核反应叫做聚变条件中子轰击较大原子核超高温释放核能大小巨大更加巨大应用原子弹(不加控制的核裂变)核电站(加以控制的核裂变)氢弹(不可控核聚变)联系都是原子核发生变化时，释放出巨大的能量关于裂变和聚变，下列说法正确的是(

)A．裂变又叫链式反应，反应速度不可控制B．裂变又叫链式反应，反应速度可以控制C．聚变又叫热核反应，反应速度不能控制D．聚变又叫热核反应，反应速度可以控制知2－练1（来自《典中点》）C如图所示的是一种核反应，这种核反应的原理可用于制造(

)A．原子弹B．氢弹C．导弹D．普通炮弹知2－练2（来自《典中点》）B知3－讲3知识点安全利用核能核能的缺点：（1）核能存在污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害。（2）核反应堆中会产生核废料，在处理核废料过程中，代价较高。知3－讲安全利用核能：核电站所产生的核废料的放射性危害性很大，核废料必须妥善的处置和保存，不能直接向大海中排放，一般深埋在人烟稀少的地方。1知识小结核能裂变聚变应用应用（来自《典中点》）1.核电站和原子弹是利用核裂变来工作的，核电站控制核裂变的反应速度，原子弹不控制核裂变的反应速度。氢弹是利用核聚变来工作的。2.核电站中发生的能量转化：核能→内能→机械能→电能。1.【中考·绵阳】目前世界上很多国家把核能发电当做解

决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识正确的

是(

)A．核能是可再生能源B．当前核能发电是利用原子核裂变释放的核能C．当前核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能D．当前核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程相同（来自《典中点》）2易错小结B2.【中考·钦州】核电站是利用铀核在________(填“裂变”或“聚变”)时释放的能量来发电，在核反应堆中，发生的链式反应是________(填“可控”或“不可控”)的。（来自《典中点》）裂变易错点：不能区分原子弹、核电站和氢弹的工作原理可控（来自教材）原子、原子核、电子、中子、质子，它们之间有什么关系？哪些是不带电的？哪些是带电的？带的是哪种电？1解：它们之间的关系如图所示。不带电的有：原子、中子；带电的有：原子核、质子、电子。带正电的有：原子核、质子；带负电的有：电子。（来自教材）原子和原子核的尺寸究竞有多大？研究表明，若把它们都看成一个球体，原子半径的数量级为10-10mm，原子核半径的数量级为10-15mm。打个比方，如果原子的大小跟北京奥运会“鸟巢”体育场一样大，那么原子核该有多大？是相当于篮球、垒球、乒乓球？或者是蚕豆、还是绿豆？2解：原子的尺寸是原子核的105倍。将原子比作“鸟巢”，那么原子核应是“鸟巢”的10-5大小，“鸟巢”直径大约300米，则原子核直径应为3毫米，即绿豆的大小。则原子核相当于绿豆。（来自教材）核反应堆和原子弹都是释放核能的装置，它们释放核能的过程有什么相同？有什么不同？3解：核反应堆与原子弹释放核能的相同点：都是通过一系列铀核持续裂变释放核能；不同点：核反应堆中铀核裂变是可控制的，原子弹的铀核裂变是在一瞬间进行的，并释放出大量的能量。（来自教材）什么是原子核的聚变？人类关于核聚变的应用已经取得的成就是什么？还有什么问题急需解决？4解：聚变：将某些质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核并释放出巨大的核能。对于核聚变，人类已经利用聚变反应制造了氢弹；核聚变过程的可控制性是如今急需解决的问题。（来自教材）以下是核电站工作情况的方框图，请在空白的方框内填写装罝的种类，并在下面的括弧内填写这种装置中发生了怎样的能量转化。5(核能转化为蒸汽的内能）( )( )核反应堆机机输电线输出电能汽轮发电蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能机械能转化为电能（来自《典中点》）月球是一个核聚变原料宝库，仅其表面尘埃中的聚变材料——氦核，就足够人类使用上万年。目前，核能在许多经济发达国家已经成为常规能源，它是________(填“一次”或“二次”)能源。一个较重的核分裂为两个较轻的核，同时释放一个中子，并释放出巨大能量的过程叫________。6一次裂变7【中考·成都】关于原子核、核能，下列说法正确的是(

)A．原子核由质子和电子组成B．原子核是由中子和电子组成C．当前核电站利用核裂变获得核能D．核能是可再生能源8C（来自《典中点》）将质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核，会释放出巨大的核能，这就是________变，图中________(填“甲”或“乙”)反映的就是这一核变化。9（来自《典中点》）聚乙【中考·厦门】与世界能源结构相比，我国目前的能源结构存在不足，如图所示。以下措施有利于优化我国能源结构的是(

)A．继续发挥产煤大国的优势B．减小石油和天然气的比重C．严控核能、水电能的开发D．加大可再生能源的开发利用8（来自《典中点》）D

请完成《点拨训练》P67-68对应习题！第2节核能第二十二章能源与可持续发展

知识点1

核能1.关于原子、原子核和核能,下列说法正确的是(D)A.原子由质子和电子组成B.原子核只有聚合时才能释放核能C.原子核只有分裂时才能释放核能D.核能是一次能源2.关于原子核和核能,下列叙述正确的是(C)A.核能是可再生能源B.中子带正电,电子带负电C.核力做功有可能释放出核能D.核反应堆可将核能直接转化成电能知识点2

裂变3.1934年至1938年,科学家曾先后用中子轰击质量比较大的原子核,使其发生裂变,变成两个质量中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量。

4.在原子、原子核、电子、中子、质子中,带负电的有电子。核反应堆是通过可控裂变(选填“裂变”或“聚变”)反应释放核能的设备。

知识点3

聚变5.2015年1月,我国著名核物理学家、“氢弹之父”于敏院士,荣获2014年度国家最高科学技术奖,氢弹利用的是氢核在聚变瞬间释放的能量。

6.海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核,科学家预言,通过可控聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题。

7.下列属于链式反应的是(A)A.原子弹爆炸 B.氢弹爆炸C.镁条的燃烧 D.太阳内部发生的核聚变8.如图为田湾核电站发电流程图。在核电站的发电过程中,核能的获取途径及能量转化顺序是(C)A.聚变;核能→内能→化学能→电能B.聚变;核能→内能→机械能→电能C.裂变;核能→内能→机械能→电能D.裂变;核能→内能→化学能→电能9.下列说法正确的是(C)A.人们制成了原子弹,从而实现了用人工方法控制链式反应的速度,和平地利用了核能B.重核裂变时放出能量,而轻核聚变时吸收能量C.轻核的聚变必须在很高的温度下才能进行D.