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第二节 核能
一、教学目标
（1）知识与技能
1.了解核能、裂变、链式反应和聚变的有关知识.
2.了解核电站的常识，知道核能的优点和可能带来的问题．
（2）过程与方法
1.通过探究学习活动，学习信息处理方法，培养信息处理能力．
2.通过自己学习的过程，培养自学能力．
（三）情感、态度与价值观
1.通过本节学习，培养学生了解核能奥秘的兴趣，正确认识核能的价值．
2.通过该节的学习，认识科学技术对人类生活的影响，树立将科学服务于人类的意识．
二、教学重点
知道可控链式反应，区分裂变与聚变．
三、教学难点
了解链式反应及发生的条件．
四、教学策略
1.自习课本，归纳本节应学习、掌握的知识点.
2.独立完成《学生用书》中“自主学习案”部分练习题
五、教学过程
（一）引入新课
引入：通过介绍二战末美国在日本广岛、长崎投下了两枚原子弹和两图片引出核变.
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（二）新课教学
一、核能
原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能.
1）核裂变
图3-1-5 核裂变反应示意图
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2）核聚变
把一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚 ( http: / / www.21cnjy.com )核(质量数为3的氢核)在高温、高压的环境下结合成一个氦核时，也会释放出核能，这就是所谓的氢核聚变，见图3-1-6.氢弹就是利用这个原理制成的.氢弹的威力比原子弹要大得多.我们最熟悉的太阳其内部就在不断地进行着大规模的核聚变反应，由此释放出的巨大核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的人类自古以来，每天都享用着这种聚变释放出的核能.21教育网
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二、获得核能的两条途径是：
（1）重核的裂变
对链式反应不加控制——原子弹
控制链式反应速度——核反应堆
（2）轻核的聚变
不加控制——氢弹
可控实验装置——中国环流器1号
（3）核电站利用核能发电
核电站的核心设备是核反应堆.核反应堆是原子核发生链式反应的场所.
1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变.
( http: / / www.21cnjy.com )
目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5.
链式反应
用中子轰击铀核,铀核发生裂变，放出能量. ( http: / / www.21cnjy.com ) 铀核分裂的同时放出2～3个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变.于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去.这种现象叫做链式反应.21cnjy.com
6、当堂检测
1.原子由带正电的___，带负电的____和不带电的
___组成 .其中____和____依靠强大的核力紧密地结合
在一起.
答案：质子 电子 中子 质子 中子
2.获得核能的两种方式：___和____.____是由一
个较大的原子核变成几个较小的原子核，____是由几个
较小的原子核变成一个较大的原子核.
答案：裂变 聚变 裂变 聚变
3.核电站是利用____（选填“裂变”或“聚变”）产生
的能量来发电的.将____能最终转化成____能.
答案：裂变
4.关于原子和原子核,以下叙述正确的是( ）
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
答案：C
3.关于原子、原子核和核能,表述正确的是（ ）
A.原子由质子和电子组成
B.原子核由质子和中子组成
C.核能清洁无污染，利用核能有利无害
D.核能是我国当前利用的最主要能源
答案：B
七、强化训练
1．获得核能有两种途径：一种是________，另一种是________．其中________必须在高温条件下才能进行．21世纪教育网版权所有
答案：裂变 聚变 聚变
2．核电站的核心是________，它以________为核燃料，反应堆中放出的________能转化为高温蒸汽的________能，通过汽轮发电机转化为________能．21·cn·jy·com
答案：核反应堆 铀 核 内 电
3．氢弹是利用轻核聚变的原理制成的，一般来说，氢弹的威力比原子弹的威力( )
A．大 B．小 C．无法确定 D．差不多
答案：A
4.关于原子和原子核,以下叙述正确的是（ ）
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
答案：C
5.下列关于核能的说法正确的是（）
A．物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
答案：C
6.关于核能的获得，下列说法中正确的是（）
A．核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置
B．当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式
C．核电站是使核能转化为内能再通过汽轮发电机转化为电能的装置
D．目前，在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
答案：C
7.下列关于核能的说法中正确的是( )
A．核能是可再生能源
B．核电的优点是安全、清洁、无废料
C．人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术
D．原子弹具有巨大的破坏性，无其他危害
答案：C
8.原子弹和核电站的根本区别是( )
A．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
D．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速度
答案：C
9．有关核反应堆的下列说法中，正确的是( )
A．核反应堆是进行聚变而获得核能的一种装置
B．核反应堆是进行裂变，且不加控制而获得核能的一种装置
C．核反应堆是控制链式反应速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来的装置
D．核反应堆是控制轻核聚变速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来的装置
答案：C
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第二节 核能
1．选择题
1.核电站是由反应堆、汽轮机、发电机三部分组成．在核电站发电过程中，能量转化顺序正确的是( )
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→核能→机械能→电能
D．电能→机械能→内能→核能
2．随着电子的发现，人们发现原子是有更小结构的，将人们的视线引入了原子的内部，而且更进一步地驱使人类积极探索原子核的内部组成，某同学在关于原子和原子核的讨论中，总结了下列四种说法：（1）原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的；（2）带负电荷的电子在原子核外空间绕核高速运动；（3）原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里；（4）原子核是由质子和中子组成的，质子的个数一定不等于中子的个数.其中正确的是（ ）www-2-1-cnjy-com
A．（1）（3） B．（1）（2） C．（2）（4） D．（3）（4）
3．关于核电站的叙述中不正确的是（ ）
A．特别适合于缺少化石能源的地区
B．可以减少燃料运输量
C．核电站存在核泄漏的危险，所以应禁止修建核电站
D．需要保护措施
4.关于核能的获得，下列说法中正确的是（ ）
A．核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置
B．当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，现阶段可以利用核裂变和核聚变发电
C．核电站是使核能转化为内能再通过汽轮发电机转化为电能的装置
D．目前，在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
5.关于核能的下列说法中,正确的是( ).
A.物质是由分子组成的,分子由原子组成,任何原子内部都有原子核.所以,利用任何物质都能获得核能
B.原子弹和氢弹都是利用核聚变的原理
C.太阳内部在不断地进行着大量的核裂反应
D.核聚变必须在极高的温度和极大的压强下进行
6.下列说法正确的是( ).
A.核能是一种可再生能源
B.日本福岛核电站若永久废弃,用混凝土封存核反应堆是一种防止核泄漏的有效方法
C.光纤通讯是利用超声波传递信息的
D.电磁波不可以在真空中传播原子弹的爆炸属于( ).
A.可控链式反应
B.不可控链式反应
C.可控热核反应
D.不可控热核反应
8.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展,根据目前的科研水平,你认为下列关于原子弹和核电站的说法正 确的是( ). 21教育网
A.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变
B.原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变
C.原子弹对聚变的链式反应不加控制
D.核电站控制裂变的链式反应速度
2．填空题
9.原子核是由_______和________组成的,其中不带电的是_______,带正电的是_________,由于原子核的变化而释放的巨大的能量叫做________能,释放这一巨大能量有______ 和__________ 两条途径.【来源：21·世纪·教育·网】
10.为解决能源危机,实现可持续发展,开发 ( http: / / www.21cnjy.com )利用新能源是当务之急,太阳能是一种新能源,它属于_____________ (填“可再 生”或“不可再生”)能源;核电站是利用核能(新能源)发电的,目前核电站核反应堆中发生的是人工可以控制的核_______(填“裂变”或“聚变”).2-1-c-n-j-y
11.核能的开发与利用有两种方法:一种是___________ ,如原子弹等;另一种是___________ ,如氢弹等. 21*cnjy*com
12.天然气、风能、煤炭中属于可再生能源的 ( http: / / www.21cnjy.com )是_________ ;目前核电站是通过控制_______ (填“核裂变”或“核聚变”) 获得核能;少用化石能源,控制排放_______,可减少温室效应造成的灾害.【来源：21cnj*y.co*m】
13.与火力发电相比，核能 ( http: / / www.21cnjy.com )发电具有以下优点：一是核电站只需消耗很少的_________就可以产生___________；二是核电站不排放烟尘和____________、_____________等有害气体，对____________的污染比火力发电站小得多；三是从长远看，核能发电_______________.
3．计算题
14.如图所示为远距离输电系统示意图,请指出:
(1)发电机的工作原理是________ . (2)该系统中,采用高压输电的好处是_____________ . (3)假设该系统中的发电厂是核电站,请在下面方框内
填写发电站发电过程中的能量转化情况.
[ ] 内能 [ ] 电能
（4）核电站可能会带来什么负面影响 为什么很多国家仍在大力发展核电站
15．一座功率为120万千瓦的核电 ( http: / / www.21cnjy.com )站，年发电量约为60亿千瓦时.若建一座功率相同的火力发电站，用热值为2.93×107J/kg煤做燃料，化学能转化为电能的整体效率为25%，一年需供应多少吨煤？若每节车厢的装载量为60吨，一列火车由60节车厢组成，需要多少车次才能完成运输任务？21cnjy.com
参考答案
1.答案 B
【解答】核电站工作时，核反应堆中核 ( http: / / www.21cnjy.com )燃料通过裂变释放出大量的核能，再通过热交换器产生高温高压的水蒸气，这些水蒸气驱动汽轮机，汽轮机带动发电机发电．由此可见，核能依次转化为内能、机械能、电能．www.21-cn-jy.com
【分析】核电站都是利用重核裂变的能量发电的．其能量转化情况：核能→内能→机械能→电能.
2.答案 B
【解答】电子在绕核高速旋转，原子核所带正电荷 ( http: / / www.21cnjy.com )的数量与电子所带负电荷的数量相等.原子核是由质子和中子组成的，质子带正电，中子不带电，原子核中质子数量与中子数量不一定相等，有的相等，有的不等.2·1·c·n·j·y
【分析】分子是由原子组成的，原子也是有结构的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核带正电，电子带负电.【出处：21教育名师】
3.答案 C
【解答】一座一百万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨，核电站适合于缺少化石能源的地区，同时还可以减少燃料运输量.核电站使用的核燃料具有放射性，对人和生物体会产生危害，所以在建造核电站时要建立完善的安全措施，防止核泄漏，只要建立完善、有效的安全机制，核能还是一个清洁环保的能源，我们要辩证的看待核能的优点和缺点.【版权所有：21教育】
【分析】核电站是利用核能发电的，核能的能量密度很大，只要较小质量的核原料就能放出巨大的能量.
4.答案 C
【解答】裂变和聚变的过程都比较剧烈，利用中子去撞击铀235时，铀核为裂变成两个质量较小的原子核，并释放出中子，发生了链式反应，释放出大量的能量.裂变是可以控制的，核反应堆中发生的就是可控核裂变，反应过程较缓慢，可以用于核能发电.核聚变反应很快，现阶段还无法控制其反应速度.21教育名师原创作品
【分析】核能的获得有两种途径：裂变和聚变.
5.答案D
【解答】原子弹的原理是核裂变.
【分析】原子弹的原理是核裂变.
6.答案B
【解答】核能、能源的分类,电磁波与超声波的区别
【分析】核能、能源的分类,电磁波与超声波的区别
7.答案B
【解析】了解原子弹的原理.
【分析】了解原子弹的原理.
8.答案D
【解答】核能的开发和利用可 ( http: / / www.21cnjy.com )以采用两种方法:一种是利用核裂变释放能量;另一种是利用核聚变释放能量.原子弹是核裂变不加控制,在极短时间内释放出巨大能量的武器;而用人工控制链式反应的速度和平利用核能,则是核电站的原理;核聚变 释放能量的应用是氢弹.
【分析】核能的开发和利用可以采用两 种方法:一种是利用核裂变释放能量;另一种是利用核聚变释放能量.
9.答案中子 质子 中子 质子 核(或原子) 聚变 裂变
【解答】原子核的组成和能量的转化
【分析】原子核的组成和能量的转化
10.答案 可再生 裂变
【解答】注意“聚变”和“裂变”概念.
【分析】注意“聚变”和“裂变”概念.
11.答案 核裂变 核聚变
【解答】两种方式是裂变和聚变.对裂变的应用有原子弹、核电站等;对聚变的应用有氢弹.
【分析】裂变和聚变.
12.答案 风能 核裂变 二氧化碳
【解答】天然气、煤炭是由多年来的动、植物 的遗体演变而成的,在短期内得不到补充,
属于不可再生能源,而风能 ( http: / / www.21cnjy.com )是可再生能源;目前人类获取核能的途径有两个:一是核裂 变,二是核聚变,人类还不能对核聚变进行 控制,核电站是利用可控核反应堆来将核能 转化为电能的;化石能源属于有机物,燃料 燃烧后产生大量的二氧化碳,易造成温室效应.21世纪教育网版权所有
【分析】目前人类获取核能的途径有两个:一是核裂 变,二是核聚变.
13.答案：核燃料 电能 二氧化碳 二氧化硫 环境 成本低于火力发电
【解答】核电站利用的核燃料不对外排放烟尘、二氧化硫造成大气污染，不会排放温室气体二氧化碳.核电站工作时要做好安全防护工作，防止核泄漏对环境造成污染，建设核电站初期投入很大，但从长远来看，后期燃料和维护成本比火力发电低.
【分析】质量较小的核燃料可以释放出大量的能量，核电站所需的核燃料相对于火力发电所需要的燃料要少得多.21·cn·jy·com
14.答案(1)电磁感应(2)可减小输电电流,从而减少因输电线发 热而引起的电能损失
(3)核能 机械能(4)产生放射性污染;综合成本低,采用较 清洁的能源,不产生有害气体污染环境,新式核反应堆会十分安全.21·世纪*教育网
【解答】了解核电站的工作原理和主要结构.
【分析】了解核电站的工作原理和主要结构
15.答案：2.95×106t 820车次
【解答】本题通过计算可以得出利用核电站可以减少燃料的运输量.
一年发电量为，
煤燃烧放出的热量为，
根据Q=mq可知：.
每列货车的运输量为 60t×60=3.6×t，
所需货车的车次为车次.
【分析】核电站的一个优点就是只要消耗较少的核燃料就能发出较多的电能.
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初中物理人教版九年级下册
第二十章 能源与可持续发展
第二节 核 能
导入
引入：通过介绍二战末美国在日本广岛、长崎投下了两枚原子弹和两图片引出核变。
知识与技能
1.了解核能、裂变、链式反应和聚变的有关知识.
2.了解核电站的常识，知道核能的优点和可能带来的问题．
过程与方法
1.通过探究学习活动，学习信息处理方法，培养信息处理能力．
2.通过自己学习的过程，培养自学能力．
知道可控链式反应，区分裂变与聚变．
了解链式反应及发生的条件．
教学重难点
情感、态度与价值观
1.通过本节学习，培养学生了解核能奥秘的兴趣，正确认识核能的价值．
2.通过该节的学习，认识科学技术对人类生活的影响，树立将科学服务于人类的意识．
新课
一、核能
原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能.
1）核裂变
图3-1-5 核裂变反应示意图
新课
2）核聚变
把一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚核(质量数为3的氢核)在高温、高压的环境下结合成一个氦核时，也会释放出核能，这就是所谓的氢核聚变，见图3-1-6.氢弹就是利用这个原理制成的.氢弹的威力比原子弹要大得多.我们最熟悉的太阳其内部就在不断地进行着大规模的核聚变反应，由此释放出的巨大核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的人类自古以来，每天都享用着这种聚变释放出的核能.
新课
图3-1-6 核聚变反应示意图
新课
二、获得核能的两条途径是：
（1）重核的裂变
对链式反应不加控制——原子弹
控制链式反应速度——核反应堆
（2）轻核的聚变
不加控制——氢弹
可控实验装置——中国环流器1号
新课
（3）核电站利用核能发电
核电站的核心设备是核反应堆.核反应堆是原子核发生链式反应的场所.
1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变.
目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5.
新课
链式反应
用中子轰击铀核,铀核发生裂变，放出能量. 铀核分裂的同时放出2～3个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变.于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去.这种现象叫做链式反应.
氢 弹――根据核聚变的原理制成.威力比原子弹还大.
设疑：
核能巨大，难道只能用于战争吗
如何才能有效地控制核能的释放？
核弹头
核能的和平利用――核电站
例题
核电站是由反应堆、汽轮机、发电机三部分组成．在核电站发电过程中，能量转化顺序正确的是( )
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→核能→机械能→电能
D．电能→机械能→内能→核能
【提示】核电站工作时，核反应堆中核燃料通过裂变释放出大量的核能，再通过热交换器产生高温高压的水蒸气，这些水蒸气驱动汽轮机，汽轮机带动发电机发电．由此可见，核能依次转化为内能、机械能、电能．
【答案】 B
秦山核电站
岭奥核电站
大亚湾核电站
田湾核电站
1.获得核能有两种途径：一种是________，另一种是________．其中________必须在高温条件下才能进行．
答案 裂变 聚变 聚变
2.核电站的核心是________，它以________为核燃料，反应堆中放出的________能转化为高温蒸汽的________能，通过汽轮发电机转化为________能．
答案 核反应堆 铀 核 内 电
习题
3. 各种原子都有相似的结构，如图所示是
卢瑟福原子结构模型，原子中心是由______和中子组成的原子核,原子核周围有带___电荷的
_______绕核运动。
负
质子
核外电子
4.关于核能，下列说法中正确的是（ C ）
A.核能是核裂变时释放的能源
B.核电的优点是安全、清洁、无废料
C.人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术
D.原子弹具有巨大的爆炸破坏性，无其他危害
小结
一、原子：由原子核和核外电子组成．原子核由质子和中子组成．
二、核能
1.核裂变
2.核聚变
