人教版物理九年级全册 第二十二章能源与可持续发展第2节核能习题课件

(共20张PPT)
第二十二章 能源与可持续发展
第2节 核 能
目录
01
02
能力提升
夯实基础
夯实基础
1. 关于原子和原子核，下列叙述正确的是（ ）
A. 原子核位于原子的中央，带负电
B. 原子核外的电子带负电，并固定在某一位置
C. 原子核带正电，电子带负电
D. 原子核内有带正电的质子和带负电的电子
C
2. 关于原子核和核能的利用，下列说法正确的是（ ）
A. 原子核是由质子和电子组成的
B. 原子核占据了原子的大部分空间
C. 现阶段核电站主要是利用核裂变时释放的能量
D. 核能属于可再生能源
C
3.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（ ）
A.核电站使用的核燃料是石油或天然气
B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C.原子核分裂或聚合时释放出核能
D.核能是一种不可再生的能源
A
4. （2021陕西）2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压的水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压的水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ）
A. 核反应堆是利用核裂变产生核能的
B. 蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能
C. 汽轮机工作时将机械能转化为内能
D. 发电机的工作原理是电磁感应
C
5. 2020年是我国第一颗原子弹试爆成功第56周年，目前核能已经被和平利用，其中核电站是利用核________________(填“裂变”或“聚变”)时释放出大量的核能来发电的，核能属于________________(填“一次”或“二次”)能源。
裂变
一次
6.原子弹爆炸和核反应堆中发生的都是链式反应。两者的本质区别是原子弹爆炸时发生的链式反应是________________，核反应堆中发生的链式反应是________________。
不加控制的
可以控制的
7.目前释放核能的方式有两种：一是使原子核裂变，二是使原子核________________。 1938年，科学家首次用________________(填“电子”“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1 kg铀全部裂变释放的能量超过2000 t煤完全燃烧时释放的能量。如果煤的热值为3×107 J/kg，那么1 kg铀全部裂变释放的能量至少为________________J。
聚变
中子
6×1013
8.核电池是一种通过换能器将核能最终转化成________________能的装置，具有体积小、重量轻、寿命长等特点。请列举一个将来有可能利用核电池供电的产品：________________。
电
电动车
9.核电站将________________能最终转化为电能，它常建在海边，其原因之一是需要大量的水作为汽轮机的冷却剂，这利用了水_______________的特性。若某核电站的一台核电机发电功率为106 kW，则它每天能发电__________kW·h，这相当于每天至少可减少火电用煤________________t（结果保留2位小数），这样会减少大量的二氧化碳等气体和灰渣的排放，减轻“北煤南运”的压力。（煤的热值q=3.4×107 J/kg）
能力提升
核
比热容较大
2.4×107
2541.18
10. 中国探月工程采用“绕、落、回”三步走发展战略，历时16年圆满收官。
（1）第一阶段“绕”。“嫦娥一号”脱离地球引力后关闭所有发动机，在不受力的情况下，由于________________仍可向月球飞行。如图K22-2-1所示，“嫦娥一号”进入月球轨道实施了三次近月制动，顺利完成“太空刹车”动作，在制动过程中“嫦娥一号”的机械能________________（填“增大”“减小”
或“不变”）。
惯性
减小
（2）第二阶段“落”。长征系列火箭使用________________（填“比热容”或“热值”）较大的液态氢作为燃料，将“嫦娥四号”发射升空。“嫦娥四号”距月球表面100 m时将发动机的推力调整为2.5×103 N开始悬停，此时“嫦娥四号”在月球时的重力为________________N。
热值
2.5×103
（3）第三阶段“回”。“嫦娥五号”将采集到的1 731 g月壤运回地球，运抵地球后月壤的质量为____________kg。
月壤中含有丰富的“氦-3”可作为核________________（填“裂变”或“聚变”）的燃料。
1.731
聚变
11.（拓展应用）阅读下列短文，回答问题。
人造太阳
目前全球各国的科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。
目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，其生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。“人造太阳”非常复杂，上万个零部件有一点点瑕疵，实验可能就会失败。为了实现“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，“人造太阳”必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，
常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20 MW。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。
（1）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是________________（填字母）。
A. 无法消除核聚变产生核的污染
B. 无法实现核聚变反应
C. 无法控制核聚变反应的速度
C
（2）文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：_______________________（请写出其中1种）。
（3）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有________________特点。
（4）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是________________。
（5）目前人类利用最多的核聚变能量来自________________聚变方式。
石油（或煤，或天然气）
耐高温
超导体
引力约束
谢 谢