【新教材】教科版11.4 核能 学案 及 答案

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【学习目标】
1.了解原子核的组成，核的转变及核能的应用。知道核反应堆和核电站的基本原理。；
2.通过认识微观世界的层次结构，观看模拟动画了解核裂变的过程，培养运用模型、类比的科学思维；
3.通过介绍卢瑟福α粒子散射实验，了解其科学探究过程。
重点：核能的开发与利用。。
难点：原子核的转变。
【自主学习】
1.原子核是由______和______组成的，它们通过一种叫作“______”的相互作用紧密地结合在一起。
2.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的______结构。
3.根据爱因斯坦的理论，一旦质量______的原子核发生分裂或质量______的原子核相互结合，将可能释放巨大的______，这就是核能。
4.重原子核分裂成较轻的原子核，叫作______。轻原子核结合成较重的原子核，也会释放出核能，这种核反应叫作______。
5.核能：重核______或轻核______释放出的巨大能量就是核能，也就是常说的原子能。目前核电站都是利用核______释放的能量来发电的；原子弹和氢弹分别是利用原子核的______和______释放出的巨大能量；太阳内部发生的核反应是核______。（均选填“裂变”或“聚变”）
6.在核电站中，发生的是______（选填“可控”或“不可控”）的链式反应。核反应堆具有强烈的______性，能够发出射线，引起电离辐射，如果没有足够的保护措施，会对人体造成严重伤害。在生活中，我们也要规范操作，注意防护，远离电离辐射。
【归纳整理】
【课堂练习】
1.下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（　　）
A.核反应堆中，发生的是核裂变 B.核反应堆中，将核能转化为电能
C.汽轮机工作时，将内能转化为电能 D.发电机工作时，将内能转化为电能
2.2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是（ ）
A.核能属于不可再生能源 B.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能
C.核反应堆将核能直接转化为电能 D.核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
3.近年来我国在能源和通信领域都有所突破。关于能源和通信下列说法正确的是（ ）
A.空间站与地面控制中心利用超声波实现通讯 B.华龙一号核电站核反应堆中发生可控核裂变
C.风能、水能、太阳能、电能均属于一次能源 D.新能源汽车的发动机能量转化率可达100%
4.关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是
A.超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝
B.太阳是人类能源的宝库，内部每时每刻都发生着剧烈的核反应
C.作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大
D.光纤是传输光信号的器件，其抗干扰能力强，能减少信号衰减
5.2025年1月20日，我国“人造太阳”（图甲）创造“亿度千秒”世界纪录。“人造太阳”的反应过程如图乙所示，下列有关说法正确的是（ ）
A.核能是可再生能源 B.“人造太阳”是通过核裂变释放能量
C.原子是由原子核和核外电子组成的 D.分子间只存在引力或斥力
6.记者2025年3月28日获悉，位于成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度大关，综合参数大幅跃升，中国可控核聚变技术取得重大进展。下列关于核能的利用说法正确的是（ ）
A.“人造太阳”释放的核能是可再生能源
B.“人造太阳”利用核聚变获取能量
C.原子核是由质子和电子组成的，电子的直径小于原子的直径
D.利用核能发电是直接将核能转化成电能
【课后巩固】
知识点1：原子核与核能
1.自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原子内部结构，科学家提出了许多原子结构的模型。在20世纪上半叶，最为大家接受的原子结构是图中的( )
2.如图所示，上层的粒子由下层的粒子构成，下列选项中正确描述物质结构的是( )
A　　　　　　　 B C　　 　　　　　D
3.关于原子、原子核和核能，下列说法正确的是( )
A.原子核是由质子和中子组成的
B.原子是由质子和中子组成的
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
知识点2：裂变及其利用
4.关于链式反应，下列说法错误的是( )
A.所有原子核都能发生裂变释放出核能
B.裂变是重原子核被中子轰击后发生的
C.原子弹是利用链式反应释放能量的
D.核电站是利用可以控制的链式反应释放能量的
5.关于核电站，下列说法正确的是( )
A.核电站是使内能转化为核能，通过汽轮机带动发电站来发电的
B.核电站的核反应堆中，能量是靠核裂变而产生的
C.核电站不排放烟尘、CO2、SO2等有害气体，是最清洁、安全的发电方式
D.核电站产生的废料可以用来铺设马路，进行二次利用
6.核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。核能是 （选填“可”或“不可”）再生资源，核潜艇中的核反应堆发生的核 变反应是 （选填“可以”或“不可以”）控制的。目前人类大力发展核能、太阳能等新能源，可有效缓解 。
知识点3：聚变
7.下列关于原子核聚变的说法不正确的是( )
A.任何两个原子核都可以发生聚变
B.原子核必须在超高温下才能发生聚变
C.大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量
D.目前人类还不能有效控制原子核聚变
8.氢弹是利用 （选填“轻”或“重”）核的 制成的，原子弹是利用 （选填“轻”或“重”）核的 制成的；相比起来，氢弹是一种比原子弹威力更为 的核武器。
1.广东拥有六座核电站，占全国核电站总数的六分之一。下列说法正确的是（ ）
A.核能是二次能源 B.核能是可再生能源
C.核电站的能量由核聚变产生 D.核电站将核能最终转化为电能
2.下列关于能源信息说法中正确的是（　　）
A.原子弹和氢弹是根据核聚变原理制成的
B.随着科学技术发展，人们能制造出一种既可以不消耗能源，又能不断对外做功的机器
C.光缆通信是通过光在光导纤维内壁上多次反射传递信息的
D.日常生活中可以看到各式各样的天线，它们只是用来发射电磁波的
3.近年来我国在科技领域取得了辉煌成就。下列说法正确的是（ ）
A.北斗卫星导航系统利用电磁波传递信息
B.“天河二号”超级计算机的芯片是用超导体制成的
C.“华龙一号”核电站的核反应堆利用核聚变获取能量
D.“嫦娥五号”将月壤样品从月球带回地球后，月壤的质量变大
4.如图是核电站工作情况的流程图，以下关于核电站的说法错误的是（ ）
A.核电站是利用可控的核裂变发电的 B.核电站将核能全部转化为电能
C.核废料要埋在人烟稀少的地方 D.核泄漏会引发严重的环境污染
5.我国研发的“玲龙一号”核电机组，是全球首个多功能模块化的小型核电机组。下列关于核能的说法正确的是（　　）
A.核能发电是利用可控核聚变 B.核能是化石能源，是一次能源
C.利用核能发电并不是直接将核能转化成电能 D.利用核能发电不用考虑环境污染
6.关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A.核能、生物质能、风能都是可再生能源
B.电能是一次能源
C.太阳释放的能量是核裂变产生的
D.火力发电是将化学能转化为电能
7.关于下面几种发电方式的能量的转移和转化过程，说法错误的是（　　）
A.火力发电：燃料的化学能→发电机转子的机械能→电能
B.水力发电：水的机械能→水轮机的机械能→发电机转子的机械能→电能
C.核能发电：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能
D.风力发电：风的机械能→风车的机械能→发电机转子的机械能→电能
8.关于核电站下列说法正确的是（ ）
A.核燃料发电后产生的废弃物可以按照一般垃圾处理
B.核电站中的能量转化是将核能最终转化为电能
C.核电站是利用核聚变释放能量来发电
D.通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化效率达到100％
9.下列各种发电方式中，利用不可再生能源发电的是（　　）
A.水力发电 B.核能发电
C.风力发电 D.潮汐发电
10.如图所示是核电站发电和供电的流程图：以核反应堆来代替火力发电站的锅炉，以核燃料（铀）在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量来加热水，使之变成蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮机带着发电机旋转，从而产生电，并通过电网送到四面八方。下列说法正确的是（　　）
A.电能属于一次能源
B.目前核电站是通过可控核聚变释放核能
C.核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
D.能量在转化和转移的过程中总会有损耗，所以能量的总量会减小
11.黄龙界头庙风电场矗立着许多如图所示的大风车，它可以将风能转化为电能。风能不仅清洁，而且还是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电站利用核能发电，它的核心是反应堆，核反应堆是通过可控 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放核能的设备。
12.如图，用中子轰击质量较大的铀核，变成两个质量中等的原子核和新的中子，使其发生 变，同时释放巨大的 能。 产生的新中子又会轰击其他的铀核，于是发生了 反应。如果这种反应加以控制，就可以用来发电，如果不加以控制就可以用来制造原子弹。
13.2024年6月19日，“和气一号”核能项目在江苏田湾核电基地建成投产，目前的核电站是利用 （核裂变/核聚变）进行发电，核能属于 （可再生/不可再生）能源。
14.网传中国陆上舰用核反应堆实验完毕，中国核动力航母或将开建。核动力航母与原子弹一样是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）途径来获得核能的。核反应堆中，核燃料释放出来的能量是用水来吸收的。在一种称为压水堆的核反应堆中，为了提高水的传热效率，要求水的温度即使高于300oC也不沸腾。要达到这样的要求，你认为应该采取的措施是 。
15.2021年4月10日，伊朗总统鲁哈尼下令启动伊朗纳坦兹核设施内164台IR﹣6型离心机，开始生产浓缩铀，其为核反应堆的重要燃料。核能发电是人类利用核能的主要形式，它是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）进行工作；与火力发电相比，核能发电的优点之一是核电站只需消耗很少的核燃料，最后可以产生大量的 能；核电站发生重大事故时，为降低核电站周围的温度，用水对其冷却，因为水的 较大。
16.（1）高速公路上常常会见到“限速”或“保持车距”的提示牌。对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有 不能及时停住而造成交通事故。炎热的夏日，驾车行驶在平直的高速公路上，常常会看到公路远处似乎有“积水”，“积水”中还有汽车、电线杆等物体的倒影，如图1所示，但行驶至该处时“积水”却消失了。这种现象称之为“公路盛景”，是由于光通过不均匀的空气时发生 形成的。
（2）2020年的冬天特别寒冷，早起锻炼的小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了如图2中图甲和图乙所示的取暖方式。从物理学的角度来看，小丽是通过 （选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的，小军是通过 （选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的。
（3）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用原子核 （选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。
17.中国“人造太阳”——大型核实验装置（ EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。
（1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式 （填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电 （填“引”或“斥”）力。 在利用核能过程中，能量的转移和转化具有 （填“ 方向”或“可逆”）性。
（2）EAST装置中，超导线圈中的强大 （ 填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核 （填“做功”或“不做功”），该过程 （填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
自主学习
1.质子；中子；核力
2.核式
3.较大；较小；能量
4.核裂变；核聚变
5.裂变；聚变；裂变；裂变；聚变；聚变
6.可控；放射
课堂练习
1.A
2.C
3.B
4.A
5.C
6.B
课后巩固
知识点1：原子核与核能
1.D
2.A
3.A
知识点2：裂变及其利用
4.A
5.B
6.不可；裂；可以；能源危机
知识点3：聚变
7.A
8.轻；聚变；重；裂变；巨大
综合提升题
1.D
2.C
3.A
4.B
5.C
6.D
7.A
8.B
9.B
10.C
11.可再生；核裂变
12.裂；核；链式
13.核裂变；不可再生
14.核裂变；增大水面上方的气压
15.核裂变；电；比热容
16.（1）惯性；折射 （2）热传递；做功 （3）可再生；裂变
17.（1）不同；斥；方向 （2）电流；不做功；能
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