《核能》教案
【教学目标】
1. 知识与技能
(1) 了解原子核的组成
(2) 知道释放核能的两种方式．
(3) 了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程．
(3) 了解核聚变及氢弹
2.过程与方法
本节的学习方法应以阅读讨论为主，应鼓励学生积极参与讨论
3.情感态度和价值观
通过了解核能的和平利用过程，认识到科学之路是艰苦
【教学重点】
获取核能的两条途径——重核的裂变和轻核的聚变．
【教学难点】
核电站的工作原理．
【教学方法】
启发诱导讲练结合
【课前准备】
核电站示意图挂图
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、 导入新课
我们已经知道物体是由分子组成分子又是由原子组成，原子核又是由什么组成的呢？
我们在八年级上册第二章第一节物理在线中曾提到过卢瑟福的原子核式结构模型，你还记得吗？
( http: / / www.21cnjy.com )
卢瑟福提出的原子核式结构模型
原子是由原子核和核外电子组成。
二、讲授新课
（一）、原子核 核能
1、原子核内部结构
( http: / / www.21cnjy.com )
经过长时间的探索，到1932年，物理学家 终于发现:原子核是由质子和中子组成。
2、核力
我们知道质子带正电，中子不带电
( http: / / www.21cnjy.com )
思考：许多带正电的质子拥挤在一个小小的原 ( http: / / www.21cnjy.com )子核中，它们之间必定会产生很大的相互排斥力．那么，为什么原子核里的质子和中子还能紧紧地结合在一起呢
原来原子核内的各个粒子质子和中子是通过一种叫做“核力”的作用力使它们能紧紧地结合在一起。
3、元素的放射性
大部分元素的原子核是牢固而稳定的而有些原子核会按照一定的规律发出射线变成新的原子核这就是放射性。
4、核能
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能也就是人们常说的原子能。21教育网
（1）、核能：在原子核发生变化时放出的能量.
（2）我们怎样利用原子核内的这种巨大的能量呢
重核裂变和轻核聚变
（二）、核裂变能及其利用
1、裂变： 重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。
( http: / / www.21cnjy.com )
如图用中子轰击U核质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程就是裂变的过程。
( http: / / www.21cnjy.com )
链式反应示意图
2、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. www.21-cn-jy.com
( http: / / www.21cnjy.com )
链式反应如果是在一瞬间进行那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。
我国第一颗原子弹爆炸成功视频
思考：核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制链式反应？
3、核电站
(1)核反应堆：是一种能够控制链式反应的装置。
(2)核电站：利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽机带动发电机发电。
( http: / / www.21cnjy.com )
①思考：由上图可知核反应堆有厚重的保护层，这是为什么呢？
这是因为用于核反应的燃料，是具有强烈放射性的物质，能够发出射线。如果没有足够的保护措施，这些射线会对人体健康造成严重伤害。【来源：21·世纪·教育·网】
②、能量转化：
（3）核电站的优点
1.核电站消耗的燃料很少，可以大大减少燃料的运输量。
例如：一座1.0×l06KW的核电站，每年约消耗30t铀燃料，而同样功率的火力发电站却要消耗约3.0×106 t煤。21·世纪*教育网
2.核电站没有煤燃烧放出的大量硫化物、碳氧化物、烟尘等不会对大气造成污染。
（4）注意防止放射性物质的泄露，导致产生放射性污染。
讨论交流：核泄漏
阅读52页讨论交流回答下列问题：
1、大家担心的是什么？
2、怎样减少核辐射对人体的危害？
1、核燃料的放射性对人体造成的严重伤害
2、对于辐射强度超过国家标准的放射性物质，一定有防止其扩散，人体切莫随便靠近；
距离防护：远距离操作，任何源不能直接用手操作。
屏蔽防护：根据辐射源的类型、射线能量、活度设置屏蔽体例如：核废料也有很强的放射性，目前一般都将其放入特制的容器内深埋封存。21世纪教育网版权所有
(三)、核聚变
1、聚变：轻原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。
为什么聚变又叫热核反应呢？
原子核带有正电，两个较轻的核在靠近过程中， ( http: / / www.21cnjy.com )彼此排斥，难以接近所以把它们加热到足够高的温度使这些粒子的无规则运动极其剧烈。以至于会有原子核在碰撞过程中靠得足够近，从而发生聚变。因此聚变也常称为热核反应。21·cn·jy·com
氢的同位素氘和氚其原子核在超高温下就可能聚合成氦核释放出巨大的能量
观察氢核聚变
( http: / / www.21cnjy.com )
可能有的同学会产生疑惑：使 ( http: / / www.21cnjy.com )反应物获得极高的温度，要消耗不少能量，一旦发生聚变，获得的核能能弥补之前的付出吗？不会有“入不敷出”的现象发生吧？
事实上，聚变释放的核能远大于我们“点火”所需的能量。太阳的能量，就来自核聚变——这把“火”自从46亿年前“点燃”后，至今未熄。www-2-1-cnjy-com
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
太阳内部发生的聚变反应，每秒钟把7 x 108 t的氢变为氦
2、聚变的应用
氢弹就是根据核聚变原理制成的，它的威力比原子弹大得多。
( http: / / www.21cnjy.com )
3、可控核聚变
虽然在消耗相同质量核燃料的情况下，核聚 ( http: / / www.21cnjy.com )变比核裂变放出的能量大得多，但是核聚变需要在极高的温度下才能进行，现在人类还不能象控制核裂变那样控制核聚变
可控核聚变的研究已在实验室取得重大进展，但是可控核聚变的利用还有相当长的路程要走。
三、课堂练习
1、___________________________________________________________叫裂变。为了有效、和平利用核裂变时所产生的能量，科学家们研制成了_______________，从而使链式反应可以在人工的控制下缓慢进行。核裂变除了可以用于发电外，在军事上还可以做成威力强大的______________。2·1·c·n·j·y
答案：质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量核的过程 核反应堆 原子弹
2、核电站是利用_______________发电的电站，目前已有的核电站都是利___________反应产生的能量来发电的，核电站的主要组成部分是反应堆、___________、_________、发电机等。21cnjy.com
答案：核能 核 热交换器 汽轮机
3. 核能是______________发生 ( http: / / www.21cnjy.com )变化的过程中释放出的能量，它又叫________能。获得核能的两条途径是_________和_________。2-1-c-n-j-y
答案：原子核内部结构 原子 重核裂变 轻核聚变
4、核电站是利用__________________
__________的能量来发电的。它的优点是只需消耗很少的________，就可以产生大量的________能。21*cnjy*com
答案：原子核裂变的链式反应所产生 核燃料 电
5.核能来源于（ ）
A.质子的内能 B.中子的动能
C.电子的势能 D.原子核的结合能
答案：D
四、课堂小结
（一）、原子核 核能
1、原子核是由质子和中子组成
2、获得核能两种方式：重核裂变和轻核聚变
（二）、核裂变能及其利用
1、裂变： 重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。
2、链式反应可制成原子弹
3、核电站的主要组成部分及能量转化
(三)、核聚变
1、轻原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。
2、氢弹就是根据核聚变原理制成的
【板书设计】
核能
一、 原子核 核能
1、原子核是由质子和中子组成
2、 重核裂变和轻核聚变
二、核裂变能及其利用
1、链式反应可制成原子弹
2、核电站能量转化
三、核聚变
【教学反思】
从课堂的反映可以看出，部分 ( http: / / www.21cnjy.com )同学的知识面还是很宽的，他们对原子弹的了解出乎我的意料，有些同学甚至可以说出扔在日本的两颗原子弹的名称，他们说来津津有味，兴趣一下就提高起来，在此基础上我适时提出，原子弹为何有那么大的威力呢？促使学生想去了解这样的问题，再引导他们看书，从原子核的结构到原子核的链式反应、热核反应，从而搞清获得核能的途径、核能的利用及防护。【来源：21cnj*y.co*m】
从本课所产生的效应可以看 ( http: / / www.21cnjy.com )出新课程理念下创设问题情境的重要性。这为教学问题创造了良好的教学氛围，引起学生对教学内容的兴趣，激发学生的求知欲望，为达成课程目标打下基础，为教学活动的顺利开展创造条件；为了在课堂教学中顺利地实现三维目标，必须首先要创设问题情境。
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 8 页 （共 8 页） 版权所有@21世纪教育网《核能》练习
一、单选题
1、下列说法正确的是 ( )
A. 重核裂变时放出能量,而轻核聚变时吸收能量
B. 轻核聚变必须在很高的温度下才能进行
C. 氢弹是利用轻核聚变制成的,因此它的威力比原子弹小
D. 人类制成了原子弹,从而实现了用人工方法控制链式反应的速度,和平利用核能
2如图为田湾核电站发电流程图.在核电站的发电过程中,核能的获取途径及能量转化顺序正确的是 ( )
【来源：21·世纪·教育·网】
A. 聚变;核能→内能→化学能→电能 ( http: / / www.21cnjy.com )
B. 聚变;核能→内能→机械能→电能
C. 裂变;核能→内能→机械能→电能
D. 裂变;核能→内能→化学能→电能 www-2-1-cnjy-com
3、我国已经建成投产和已经开工兴建的核电站在浙江、广东、辽宁、江苏等地,这些核电站的选址都在沿海岛屿,其目的主要是为了 ( )【版权所有：21教育】
A. 考虑辐射安全 B. 便于核废料处理
C. 便于运输设备 D. 减小可能的核电泄漏所造成的影响
4、关于核电站,以下说法正确的是 ( )
A. 核电站中的核裂变是无法控制的
B. 核电站释放核能的设备是核反应堆
C. 核电站主要利用核聚变来释放能量
D. 核电站使用过的核燃料还可以进一步在火力发电厂中二次利用,以节约能源 5、关于核能的下列说法不正确的是 ( )21教育名师原创作品
A. 核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
B. 核电站与原子弹在利用核能方面的根本区别是对链式反应的速否能人为控制
C. 氢弹的工作原理与原子弹相同
D. 原子核聚变反应的速度尚不能人为控制
6、下列关于核能的说法正确的是 ( )
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. 原子弹具有巨大的爆炸破坏性,无其他危害
7、科学家在探索微观粒子的过程中,认识到原子是由电子和原子核构成,而原子核又由质子和中子构成。以下粒子带负电的是 ( )2·1·c·n·j·y
A. 质子 B. 电 ( http: / / www.21cnjy.com )子 C. 中子 D. 原子核
8、下列关于分子和原子的说法,正确的是 ( )
A. 原子是不可再分的最小粒子
B. 分子是不可再分的最小粒子
C. 原子结构与太阳系十分相似,它的中心是原子核
D. 分子结构与太阳系十分相似,它的中心是原子
9、关于核反应,下列说法正确的是( )
A. 只有裂变才能释放出核能
B. 氢弹爆炸是利用裂变释放出核能
C. 核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的
D. 原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的
二、填空题
10、氢弹利用了 核的 变产生的巨大能量。相比起来,氢弹是一种比原子弹威力 (填“更小”或“更大”)的核武器。www.21-cn-jy.com
11、下图是核电站原理示意图.针对目前已建成运转的核电站,回答下列问题.
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(1)核电站的核心是 ,它是以 为核燃料,利用原子核裂变的 反应产生的能量来发电的. 【出处：21教育名师】
(2)在核电站里,能量的转化过程是核反应堆中放出的 能转化为高温蒸汽的 能,通过汽轮发电机转化为 能. 21*cnjy*com
(3)核电站使用过的核燃料称为 ,它具有 性,会对人和其他生物造成伤害,一般要深埋在人烟稀少的地方.
(4)秦山核电站的功率为3.0×1 ( http: / / www.21cnjy.com )05 kW,如果1 g铀235完全裂变可产生能量8.2×1010J,并且假设所产生的能量都变成了电能,那么每年(1年按365天计算)要消耗铀235的质量为 kg.
三、解答题
12、如下图简要叙述核电站是如何工作的。
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《核能》参考答案
1、【答案】B
【解析】 在重核裂变和轻核聚变时都放出 ( http: / / www.21cnjy.com )能量,A错;轻核聚变必须在很高的温度下进行,B正确;氢弹比原子弹威力更大,C错;原子弹不是和平利用核能,D错.
2、【答案】C
【解析】核电站发电是通过核裂变获得核能的,发电时首先是核能转化为内能,再转化为机械能,最后转化为电能.21cnjy.com
3、【答案】D
【解析】核电站选址在沿海的岛屿,是因为远离人们生活、工作的聚居区,以免万一发生核泄漏事故造成更大的影响.21·世纪*教育网
4、【答案】B
【解析】核电站的主要设备是核反应堆,在核反应堆内实现可控制的核裂变反应,并释放能量,同时,产生的核废料要深埋地下,以避免造成放射性污染.2-1-c-n-j-y
5、【答案】C
【解析】 氢弹是利用核聚变时的能量,而原子弹是利用核裂变时的能量,两者不同,应选C;A,B,D正确.21*cnjy*com
6、【答案】C
【解析】核能不可再生,A错;核电有废料, ( http: / / www.21cnjy.com )且如果泄漏可能会产生严重危害,因为核废料有放射性,B错;C正确;原子弹不仅有巨大的破坏性,还有核污染问题,D错.
7. 【答案】B
【解析】本题考查原子组成的知识。原 ( http: / / www.21cnjy.com )子由原子核和绕核高速旋转的电子组成,电子带负电,原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电。 21世纪教育网版权所有
8、【答案】C
【解析】本题考查物质的内部结构。原子 ( http: / / www.21cnjy.com )是由原子核和核外电子组成,A错;分子是由原子组成的,B错;原子由原子中心的原子核和核外电子组成,与太阳系相似,C正确,D错。
9、【答案】D
【解析】核裂变和核聚变都能放出核能,A错误;氢弹爆炸是核聚变,B错误;核反应堆中发生的链式反应是可以控制的,C错误。21教育网
10、【答案】轻;聚;更大
11、【答案】（1）核反应堆 铀 链式；（2）核 内 电（3）核废料 放射；
（4）1.154×102
【解析】 1 kW·h=3.6×106 J,
1年的发电量W=3.0×105 kW·h×365×24 h×3.6×106=9.46×1015 J,
所需铀235的质量m==1.154×105 g=1.154×102 kg.21·cn·jy·com
12、【答案】解:核反应堆中的核裂变产生大量内能,导出的热量可以使水变成水蒸气,水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。【来源：21cnj*y.co*m】
【解析】从题图可以看出,核反应堆中的核裂变产生大量热量,从输出的管道中出来的热量使水变成水蒸气,从而推动汽轮机转动来带动发电机发电。
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教科版 九年级下册第十一章第4节
核能
导入新课
我们已经知道物体是由分子组成分子又是由原子组成，原子核又是由什么组成的呢？
我们在八年级上册第二章第一节物理在线中曾提到过卢瑟福的原子核式结构模型，你还记得吗？
卢瑟福提出的原子核式结构模型
核外电子
原子核
原子是由原子核和核外电子组成。
一、原子核 核能
1、原子核内部结构
经过长时间的探索，到1932年，物理学家 终于发现:原子核是由质子和中子组成。
新课讲授
原子核
质子
中子
电子
思考：许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中，它们之间必定会产生很大的相互排斥力．那么，为什么原子核里的质子和中子还能紧紧地结合在一起呢
2、核力
我们知道质子带正电，中子不带电。
质子
中子
原来原子核内的各个粒子质子和中子是通过一种叫做“核力”的作用力使它们能紧紧地结合在一起。
大部分元素的原子核是牢固而稳定的而有些原子核会按照一定的规律发出射线变成新的原子核这就是放射性。
3、元素的放射性
4、核能
（1）、核能：在原子核发生变化时放出的能量.
（2）我们怎样利用原子核内的这种巨大的能量呢
重核裂变和轻核聚变
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能也就是人们常说的原子能。
二、核裂变能及其利用
1、裂变： 重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。
中子
n
n
n
n
裂变核
裂变核
裂变核
如图用中子轰击U核质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程就是裂变的过程。
链式反应示意图
n
n
中子
n
n
n
n
n
n
2、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.
链式反应如果是在一瞬间进行那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。
我国第一颗原子弹爆炸成功视频
思考：核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制链式反应？
3、核电站
(1)核反应堆：是一种能够控制链式反应的装置。
(2)核电站：利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽机带动发电机发电。
汽轮机发电系统（二回路系统）
核蒸汽供应系统（一回路系统）
冷凝器
水
排水
进水
加压的水：（冷却剂）
蒸汽
水
核反应堆
蒸汽
热交换机
蒸汽涡轮
发电机
传动轴
蒸汽腔
混凝土保护层
铁壳
石墨
铀
镉或硼
泵
核电站示意图
①思考：由上图可知核反应堆有厚重的保护层，这是为什么呢？
这是因为用于核反应的燃料，是具有强烈放射性的物质，能够发出射线。如果没有足够的保护措施，这些射线会对人体健康造成严重伤害。
②、能量转化：
核能
内能
机械能
电能
（3）核电站的优点
1.核电站消耗的燃料很少，可以大大减少燃料的运输量。
例如：一座1.0×l06KW的核电站，每年约消耗30t铀燃料，而同样功率的火力发电站却要消耗约3.0×106 t煤。
2.核电站没有煤燃烧放出的大量硫化物、碳氧化物、烟尘等不会对大气造成污染。
讨论交流：核泄漏
阅读52页讨论交流回答下列问题：
1、大家担心的是什么？
2、怎样减少核辐射对人体的危害？
（4）注意防止放射性物质的泄露，导致产生放射性污染。
1、核燃料的放射性对人体造成的严重伤害
2、对于辐射强度超过国家标准的放射性物质，一定有防止其扩散，人体切莫随便靠近；
距离防护：远距离操作，任何源不能直接用手操作。
屏蔽防护：根据辐射源的类型、射线能量、活度设置屏蔽体例如：核废料也有很强的放射性，目前一般都将其放入特制的容器内深埋封存。
三、核聚变
1、聚变：轻原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。
为什么聚变又叫热核反应呢？
原子核带有正电，两个较轻的核在靠近过程中，彼此排斥，难以接近所以把它们加热到足够高的温度使这些粒子的无规则运动极其剧烈。以至于会有原子核在碰撞过程中靠得足够近，从而发生聚变。因此聚变也常称为热核反应。
氘核
氚核
被释放的中子
释放能量
形成氦核
中子
氢核聚合
氢核聚变
氢的同位素氘和氚其原子核在超高温下就可能聚合成氦核释放出巨大的能量
可能有的同学会产生疑惑：使反应物获得极高的温度，要消耗不少能量，一旦发生聚变，获得的核能能弥补之前的付出吗？不会有“入不敷出”的现象发生吧？
事实上，聚变释放的核能远大于我们“点火”所需的能量。太阳的能量，就来自核聚变——这把“火”自从46亿年前“点燃”后，至今未熄。
太阳内部发生的聚变反应，每秒钟把7 x 108 t的氢变为氦
2、聚变的应用
氢弹就是根据核聚变原理制成的，它的威力比原子弹大得多。
虽然在消耗相同质量核燃料的情况下，核聚变比核裂变放出的能量大得多，但是核聚变需要在极高的温度下才能进行，现在人类还不能象控制核裂变那样控制核聚变
可控核聚变的研究已在实验室取得重大进展，但是可控核聚变的利用还有相当长的路程要走。
3、可控核聚变
课堂练习
1.___________________________________________________________叫裂变。为了有效、和平利用核裂变时所产生的能量，科学家们研制成了_______________，从而使链式反应可以在人工的控制下缓慢进行。核裂变除了可以用于发电外，在军事上还可以做成威力强大的______________。
原子弹
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上
中等质量核的过程
核反应堆
2.核电站是利用_______________发电的电站，目前已有的核电站都是利___________反应产生的能量来发电的，核电站的主要组成部分是反应堆、___________、_________、发电机等。
热交换器
核能
核
汽轮机
3.核能是______________发生变化的过程中释放出的能量，它又叫________能。获得核能的两条途径是_________和_________。
轻核聚变
原子
原子核内部结构
重核裂变
4.核电站是利用__________________
__________的能量来发电的。它的优点是只需消耗很少的________，就可以产生大量的________能。
原子核裂变的链式反
核燃料
电
应所产生
5.核能来源于（ ）
A.质子的内能 B.中子的动能
C.电子的势能 D.原子核的结合能
D
课堂小结
（一）、原子核 核能
1、原子核是由质子和中子组成
2、获得核能两种方式：重核裂变和轻核聚变
（二）、核裂变能及其利用
1、裂变： 重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。
2、链式反应可制成原子弹
3、核电站的主要组成部分及能量转化
(三)、核聚变
1、原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。
2、氢弹就是根据核聚变原理制成的
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