人教版九年級(jí)物理全冊(cè) （核能）能源與可持續(xù)發(fā)展教師教學(xué)課件

第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展第2節(jié)核能

1課堂講解2課時(shí)流程核能裂變和聚變安全利用核能課后作業(yè)逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)當(dāng)堂檢測1945年8月6日名為“小男孩”的原子彈。這個(gè)“小男孩”的巨大毀滅力，令日本廣島核爆中心方圓2公里內(nèi)所有建筑物全部被夷為平地。我國第一顆原子彈爆炸時(shí)的情景我國第一顆氫彈爆炸時(shí)的情景知1－講1知識(shí)點(diǎn)核能原子核（正）核外電子（負(fù)）

質(zhì)子（正）

中子（不帶電）知1－講核能：當(dāng)原子核發(fā)生聚變或者是裂變時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量減少，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2，減少的質(zhì)量會(huì)轉(zhuǎn)化為能量，因此發(fā)生聚變和裂變時(shí)釋放出巨大的能量。核反應(yīng)裂變聚變知1－講【例1】下列有關(guān)核能的說法中，正確的是(

)A．使原子核分裂或結(jié)合需要驚人的能量，這些能量叫核能B．核能是原子核動(dòng)能和勢能的總和C．核能是質(zhì)子和中子的動(dòng)能和勢能的總和D．原子核分裂或結(jié)合時(shí)釋放出的能量就是核能D（來自《點(diǎn)撥》）知1－講核能是原子核分裂或結(jié)合時(shí)釋放出來的巨大能量，不是使原子核分裂或結(jié)合所需要的能量；核能和機(jī)械能是兩個(gè)完全不同的概念。機(jī)械能是宏觀物體動(dòng)能和勢能的總和?！窘馕觥浚▉碜浴饵c(diǎn)撥》）總結(jié)知1－講同化石能源一樣，核能是由自然界直接提供的，是一次能源。在探索微觀世界的歷程中，人們首先發(fā)現(xiàn)了電子，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到原子是由(

)A．氫原子和電子組成的B．質(zhì)子和中子組成的C．原子核和核外電子組成的D．原子核和中子組成的原子核________或________時(shí)釋放的能量叫核能。知1－練1（來自《典中點(diǎn)》）C分裂2聚合知2－講2知識(shí)點(diǎn)裂變和聚變用高速運(yùn)動(dòng)的中子轟擊鈾核，鈾核分裂為多個(gè)核，典型的反應(yīng)是分為鋇和氪，并放出3個(gè)中子。1946-1948年我國物理學(xué)家錢三強(qiáng)夫婦從實(shí)驗(yàn)中觀察到鈾核的3分裂和4分裂現(xiàn)象。知2－講原子彈：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加控制大量原子核就會(huì)在極短時(shí)間里發(fā)生裂變，釋放出極大的能量，進(jìn)而產(chǎn)生毀滅性的破壞力。知2－講原子彈爆炸時(shí)產(chǎn)生的蘑菇云知2－講核電站：是利用可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放出能量發(fā)電。核心設(shè)備是反應(yīng)堆。核能內(nèi)能機(jī)械能電能知2－講大亞灣核電站秦山核電站知2－講【例2】關(guān)于原子彈和核電站，下列說法不正確的是(

)A．原子彈和核電站都是利用核裂變?cè)韥砉ぷ鞯腂．原子彈爆炸時(shí)不控制核裂變的速度C．原子彈爆炸時(shí)控制核裂變的速度D．核電站工作時(shí)控制核裂變的速度【解析】原子彈和核電站都是利用核裂變?cè)韥砉ぷ鞯?，但原子彈爆炸時(shí)，核裂變的速度不加控制，而核電站工作時(shí)，需要控制核裂變的速度。（來自《點(diǎn)撥》）C總結(jié)知2－講運(yùn)用對(duì)比法認(rèn)識(shí)原子彈和核電站：兩者本質(zhì)上的不同就是是否控制核裂變的速度?！局锌肌ぞd陽】關(guān)于原子核和核能，下列敘述正確的是(

)A．原子核由中子和電子組成B．中子帶正電，電子帶負(fù)電C．核力做功有可能釋放出核能D．用質(zhì)子轟擊鈾核發(fā)生裂變知2－練1（來自《典中點(diǎn)》）C將火柴搭成圖示的結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，發(fā)生的現(xiàn)象與__________相似，利用這一原理，人們發(fā)明了__________(填“原子彈”或“氫彈”)。知2－練2（來自《典中點(diǎn)》）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原子彈知2－講聚變輕核的聚變：輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的過程叫核的聚變。要發(fā)生聚變反應(yīng)必須讓輕核之間的距離達(dá)到10-15米。常見的聚變形式：一個(gè)氘核和一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核發(fā)生的條件：超高溫，因此也叫熱核反應(yīng)。大量氫核聚變可以釋放出更多的驚人的能量。知2－講氫彈：根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。知2－講氫彈爆炸產(chǎn)生的蘑菇云知2－講在太陽內(nèi)部，氫核在極高溫度下聚變成氦核，在這過程中釋放出28MeV的能量。不過這種聚變過程，不是一次反應(yīng)就能完成的，要經(jīng)過幾次反應(yīng)才能把四個(gè)氫核聚合成一個(gè)氦核。太陽正是靠這種反應(yīng)以驚人的巨大功率，向宇宙空間輻射能量的。知2－講【例3】核電站、原子彈、氫彈、太陽都是原子核發(fā)生改變的過程中釋放出巨大的核能，關(guān)于它們釋放核能的途徑，下列說法中正確的是(

)A．它們都是利用原子核的裂變釋放出巨大的核能B．它們都是利用原子核的聚變釋放出巨大的核能C．核電站、原子彈是通過原子核的裂變釋放出巨大的核能，氫彈、太陽是通過原子核的聚變釋放出巨大的核能D．核電站、原子彈是通過原子核的聚變釋放出巨大的核能，氫彈、太陽是通過原子核的裂變釋放出巨大的核能（來自《點(diǎn)撥》）C知2－講（來自《點(diǎn)撥》）核能分為重核裂變和輕核聚變兩種。核電站是利用鈾原子核裂變時(shí)放出的核能來發(fā)電的；原子彈也是利用重核裂變?cè)跇O短時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能

量的原理制成的；而氫彈則是利用輕核聚變的原理制成的。自然界中太陽內(nèi)部進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng)，并以光

和熱的形式將核能輻射出來?！窘馕觥靠偨Y(jié)知2－講運(yùn)用對(duì)比法認(rèn)識(shí)裂變和聚變：項(xiàng)目區(qū)別核裂變核聚變定義一個(gè)重核分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量的核，這種核反應(yīng)叫做裂變輕核結(jié)合成較重的核，這種核反應(yīng)叫做聚變條件中子轟擊較大原子核超高溫釋放核能大小巨大更加巨大應(yīng)用原子彈(不加控制的核裂變)核電站(加以控制的核裂變)氫彈(不可控核聚變)聯(lián)系都是原子核發(fā)生變化時(shí)，釋放出巨大的能量關(guān)于裂變和聚變，下列說法正確的是(

)A．裂變又叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，反應(yīng)速度不可控制B．裂變又叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，反應(yīng)速度可以控制C．聚變又叫熱核反應(yīng)，反應(yīng)速度不能控制D．聚變又叫熱核反應(yīng)，反應(yīng)速度可以控制知2－練1（來自《典中點(diǎn)》）C如圖所示的是一種核反應(yīng)，這種核反應(yīng)的原理可用于制造(

)A．原子彈B．氫彈C．導(dǎo)彈D．普通炮彈知2－練2（來自《典中點(diǎn)》）B知3－講3知識(shí)點(diǎn)安全利用核能核能的缺點(diǎn)：（1）核能存在污染，產(chǎn)生核輻射，會(huì)對(duì)地球生物造成傷害。（2）核反應(yīng)堆中會(huì)產(chǎn)生核廢料，在處理核廢料過程中，代價(jià)較高。知3－講安全利用核能：核電站所產(chǎn)生的核廢料的放射性危害性很大，核廢料必須妥善的處置和保存，不能直接向大海中排放，一般深埋在人煙稀少的地方。1知識(shí)小結(jié)核能裂變聚變應(yīng)用應(yīng)用（來自《典中點(diǎn)》）1.核電站和原子彈是利用核裂變來工作的，核電站控制核裂變的反應(yīng)速度，原子彈不控制核裂變的反應(yīng)速度。氫彈是利用核聚變來工作的。2.核電站中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化：核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能。1.【中考·綿陽】目前世界上很多國家把核能發(fā)電當(dāng)做解

決能源危機(jī)的主要措施。下列關(guān)于核能的認(rèn)識(shí)正確的

是(

)A．核能是可再生能源B．當(dāng)前核能發(fā)電是利用原子核裂變釋放的核能C．當(dāng)前核能發(fā)電是利用原子核聚變或裂變釋放的核能D．當(dāng)前核能發(fā)電釋放核能的過程與原子彈爆炸釋放核能的過程相同（來自《典中點(diǎn)》）2易錯(cuò)小結(jié)B2.【中考·欽州】核電站是利用鈾核在________(填“裂變”或“聚變”)時(shí)釋放的能量來發(fā)電，在核反應(yīng)堆中，發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是________(填“可控”或“不可控”)的。（來自《典中點(diǎn)》）裂變易錯(cuò)點(diǎn)：不能區(qū)分原子彈、核電站和氫彈的工作原理可控（來自教材）原子、原子核、電子、中子、質(zhì)子，它們之間有什么關(guān)系？哪些是不帶電的？哪些是帶電的？帶的是哪種電？1解：它們之間的關(guān)系如圖所示。不帶電的有：原子、中子；帶電的有：原子核、質(zhì)子、電子。帶正電的有：原子核、質(zhì)子；帶負(fù)電的有：電子。（來自教材）原子和原子核的尺寸究競有多大？研究表明，若把它們都看成一個(gè)球體，原子半徑的數(shù)量級(jí)為10-10mm，原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10-15mm。打個(gè)比方，如果原子的大小跟北京奧運(yùn)會(huì)“鳥巢”體育場一樣大，那么原子核該有多大？是相當(dāng)于籃球、壘球、乒乓球？或者是蠶豆、還是綠豆？2解：原子的尺寸是原子核的105倍。將原子比作“鳥巢”，那么原子核應(yīng)是“鳥巢”的10-5大小，“鳥巢”直徑大約300米，則原子核直徑應(yīng)為3毫米，即綠豆的大小。則原子核相當(dāng)于綠豆。（來自教材）核反應(yīng)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？3解：核反應(yīng)堆與原子彈釋放核能的相同點(diǎn)：都是通過一系列鈾核持續(xù)裂變釋放核能；不同點(diǎn)：核反應(yīng)堆中鈾核裂變是可控制的，原子彈的鈾核裂變是在一瞬間進(jìn)行的，并釋放出大量的能量。（來自教材）什么是原子核的聚變？人類關(guān)于核聚變的應(yīng)用已經(jīng)取得的成就是什么？還有什么問題急需解決？4解：聚變：將某些質(zhì)量很小的原子核，在超高溫下結(jié)合成新的原子核并釋放出巨大的核能。對(duì)于核聚變，人類已經(jīng)利用聚變反應(yīng)制造了氫彈；核聚變過程的可控制性是如今急需解決的問題。（來自教材）以下是核電站工作情況的方框圖，請(qǐng)?jiān)诳瞻椎姆娇騼?nèi)填寫裝罝的種類，并在下面的括弧內(nèi)填寫這種裝置中發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化。5(核能轉(zhuǎn)化為蒸汽的內(nèi)能）( )( )核反應(yīng)堆機(jī)機(jī)輸電線輸出電能汽輪發(fā)電蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的機(jī)械能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能（來自《典中點(diǎn)》）月球是一個(gè)核聚變?cè)蠈殠欤瑑H其表面塵埃中的聚變材料——氦核，就足夠人類使用上萬年。目前，核能在許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為常規(guī)能源，它是________(填“一次”或“二次”)能源。一個(gè)較重的核分裂為兩個(gè)較輕的核，同時(shí)釋放一個(gè)中子，并釋放出巨大能量的過程叫________。6一次裂變7【中考·成都】關(guān)于原子核、核能，下列說法正確的是(

)A．原子核由質(zhì)子和電子組成B．原子核是由中子和電子組成C．當(dāng)前核電站利用核裂變獲得核能D．核能是可再生能源8C（來自《典中點(diǎn)》）將質(zhì)量很小的原子核在超高溫下結(jié)合成新的原子核，會(huì)釋放出巨大的核能，這就是________變，圖中________(填“甲”或“乙”)反映的就是這一核變化。9（來自《典中點(diǎn)》）聚乙【中考·廈門】與世界能源結(jié)構(gòu)相比，我國目前的能源結(jié)構(gòu)存在不足，如圖所示。以下措施有利于優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)的是(

)A．繼續(xù)發(fā)揮產(chǎn)煤大國的優(yōu)勢B．減小石油和天然氣的比重C．嚴(yán)控核能、水電能的開發(fā)D．加大可再生能源的開發(fā)利用8（來自《典中點(diǎn)》）D

請(qǐng)完成《點(diǎn)撥訓(xùn)練》P67-68對(duì)應(yīng)習(xí)題！第2節(jié)核能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展

知識(shí)點(diǎn)1

核能1.關(guān)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(shí)才能釋放核能C.原子核只有分裂時(shí)才能釋放核能D.核能是一次能源2.關(guān)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(fù)電C.核力做功有可能釋放出核能D.核反應(yīng)堆可將核能直接轉(zhuǎn)化成電能知識(shí)點(diǎn)2

裂變3.1934年至1938年,科學(xué)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(gè)質(zhì)量中等大小的原子核,同時(shí)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(fù)電的有電子。核反應(yīng)堆是通過可控裂變(選填“裂變”或“聚變”)反應(yīng)釋放核能的設(shè)備。

知識(shí)點(diǎn)3

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

6.海水中蘊(yùn)藏著豐富的、可以實(shí)現(xiàn)聚變的氘核,科學(xué)家預(yù)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?zhǔn)椒磻?yīng)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(xué)能→電能B.聚變;核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能C.裂變;核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能D.裂變;核能→內(nèi)能→化學(xué)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(shí)現(xiàn)了用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度,和平地利用了核能B.重核裂變時(shí)放出能量,而輕核聚變時(shí)吸收能量C.輕核的聚變必須在很高的溫度下才能進(jìn)行D.