人教版九年級物理全冊 （核能）能源與可持續(xù)發(fā)展教育課件

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(yīng)用.教學(xué)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(fù)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(fù)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(fù)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(qiáng)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(xué)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?zhǔn)椒磻?yīng)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(dǎo)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?zhǔn)椒磻?yīng)。3．核電站和原子彈核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場所。核電站中的反應(yīng)堆1942年，人類利用核反應(yīng)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?zhǔn)椒磻?yīng)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(yùn)藏著豐富的氘核，科學(xué)家預(yù)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?wù)勛约旱目捶?。討?.核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆．下列說法錯誤的是（）A.目前核電站都是通過聚變反應(yīng)來利用核能B.核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)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(xí)（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(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是通過可控裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）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(fēng)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(bǔ)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?zé)崮芏紝儆谛履茉碊.做功沖程中，熱機(jī)是將機(jī)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?zé)崮苁切履茉?，不合題意；D項中熱機(jī)的壓縮沖程中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成燃?xì)獾膬?nèi)能;在做功沖程中，高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊龉?，?nèi)能減少，轉(zhuǎn)化成活塞的機(jī)械能；不合題意.解析3.關(guān)于能源、材料、信息的說法正確的是(

)A.核電站是利用化學(xué)能來發(fā)電的B.磁卡和VCD光碟都應(yīng)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(xué)能不同；②磁卡是利用磁性材料制成的，VCD光碟是光學(xué)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(yīng)用在眾多的通訊領(lǐng)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(xué)能，機(jī)械能，電能B．核能，機(jī)械能，內(nèi)能，電能C．核能，內(nèi)能，機(jī)械能，電能D．核能，內(nèi)能，化學(xué)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(jī)轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電的．核能裂變聚變原子彈核反應(yīng)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(guān)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(fù)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(dāng)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(dāng)于一顆小綠豆。3.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？解答：核反應(yīng)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(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的，而原子彈爆炸時發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不加控制的。4.什么是原子核的聚變？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？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，會釋放出驚人的能量，這就是聚變，也稱為熱核反應(yīng).氫彈就是利用氫核聚變制成的武器；實現(xiàn)可控核聚變，利用可控核聚變釋放核能，是人類急需解決的問題。5.以下是核電站工作情況的方框圖。請在空白的方框內(nèi)填寫裝置的種類，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。核反應(yīng)堆機(jī)機(jī)輸電線輸出電能（核能轉(zhuǎn)化為蒸汽的內(nèi)能）（）（）蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的機(jī)械能汽輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能汽輪發(fā)電第2節(jié)?核能第二十二章?能源與可持續(xù)發(fā)展

導(dǎo)學(xué)設(shè)計第2節(jié)?核能學(xué)點核能問題1：質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，一旦質(zhì)量較大的原子核發(fā)生________或者質(zhì)量較小的原子核相互________，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。分裂結(jié)合第2節(jié)?核能問題2：如圖22－2－2所示，圖甲和圖乙是釋放核能的兩種方式。圖22－2－2第2節(jié)?核能(1)圖甲是________反應(yīng)，這是______變的原理。該反應(yīng)在核反應(yīng)堆中是可以控制的；如不加以控制，便是制造________彈的原理。(2)圖乙是______變(也稱為____________)的示意圖，不能人為控制，是制造______彈的原理。鏈?zhǔn)搅言泳蹮岷朔磻?yīng)氫第2節(jié)?核能問題3：結(jié)合如圖22－2－3所示的核電站工作流程示意圖，闡述一下核電站發(fā)電時能量的轉(zhuǎn)化情況。圖22－2－3[答案]核電站能量轉(zhuǎn)化的過程是：通過核反應(yīng)把核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，得到高溫水蒸氣；水蒸氣推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動，將內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；汽輪機(jī)再帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，得到電能。第2節(jié)?核能?？?xì)w納類型一理解原子構(gòu)成典例1十九世紀(jì)與二十世紀(jì)之交，物理學(xué)中的放射現(xiàn)象和電子的先后發(fā)現(xiàn)，不僅將人們的視線引入了原子的內(nèi)部，而且更進(jìn)一步地驅(qū)使人類積極探索原子核的內(nèi)部組成。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在關(guān)于原子和原子核的討論中，有以下四種說法：（1）原子由位于中心的原子核和核外電子組成；（2）帶負(fù)電荷的電子在原子核外空間繞核高速運動；第2節(jié)?核能（3）原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里；（4）原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子的個數(shù)一定不等于中子的個數(shù)。下列組合中，都正確的是（）A．（1）（2）B．（2）（4）C．（1）（3）D．（3）（4）A第2節(jié)?核能類型二核能典例2下列關(guān)于核能的說法中，正確的是（）A．核能和煤、石油一樣都是常規(guī)能源，而不是新能源B．核能和太陽能、風(fēng)能、水能一樣都是可再生能源C．原子核發(fā)生裂變和聚變都會釋放出巨大的能量，這就是核能D．氫彈爆炸就是核裂變發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的結(jié)果C第2節(jié)?核能類型三核能的利用典例3（多選）關(guān)于核能，下列說法中錯誤的是（）A．目前核電站都是通過聚變反應(yīng)來利用核能的B．核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是加以控制的C．原子核分裂或聚合時會釋放出核能D．核廢料不會產(chǎn)生環(huán)境污染，可任意處置AD第2節(jié)?核能[名師講評]核電站是利用鈾原子核裂變時釋放出的核能來發(fā)電的。核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是通過可控裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）釋放能量的。由于核輻射，核能的開發(fā)與利用具有一定爭議。第2節(jié)?核能課堂小結(jié)核能能源家族質(zhì)子—帶正電中子—不帶電概念原子核在發(fā)生分裂或聚合過程中釋放出的能量兩種形式重核裂變加以控制核電站核反應(yīng)堆不加控制原子彈輕核聚變氫彈第2節(jié)?核能課堂反饋1.如圖18－1所示是某原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。原子是由原子核和帶負(fù)電的________組成的，原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的________組成的。圖18－1電子中子第2節(jié)?核能2．核能的發(fā)展是解決能源危機(jī)的有效途徑之一。用中子轟擊比較大的原子核，使其變成兩個質(zhì)量中等大小的原子核，同時釋放出巨大的能量，該過程屬于________。某些質(zhì)量很小的原子核，在超高溫下也能結(jié)合成新的原子核，同時會釋放出更大的能量，該過程屬于________。(均選填“聚變”或“裂變”)