《核能》同步练习
1．下列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．不需要保护措施 D．消耗很少的核燃料可获得的巨大的能量
2．2011年3月11日，日本东北部海域发生的海底大地震导致福岛第一核电站二号机组受损，引发了较为严重的核泄漏，核电安全再次成为世界各国高度关注的问题．下列关于核能开发的说法中，你认为正确的是（ ）
A．停止开发核能，因为开发核能会带来可怕的核泄漏，弊远大于利
B．核能是一种稳定、高效、清洁的可再生能源，是其它新能源不可替代的
C．福岛第一核电站利用的是可控核裂变过程中释放的核能
D．核能开发是绝对安全的，即使有核泄漏也是清洁无污染的
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3．如图为核电站的结构图，以下说法正确的是（ ） /
A．核能是可再生能源
B．在核反应堆中核燃料发生核裂变
C．蒸汽机驱动涡轮机旋转时，内能转化为机械能
D．涡轮机带动发电机发电时，电能转化为机械能
4．如图为核电站发电流程图．下列说法正确的是（ ）
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A．远距离输电要用低压输电
B.汽轮机将机械能转化为内能
C.核能是不可再生能源
D.利用核能发电是安全无污染的
5．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
6. 经过科学家的不懈努力，找到了获取核能的两条途径：___________和___________；
前者是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应；后者是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。
7．________________________________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______________。
8. 核电站是利用_______________发电的电站，目前已经的核电站都是利用_______________?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。
9．如图所示是核电站原理示意图．对目前已建成运转的核电站来说：
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(1)核电站的核心是________，它是以________为核燃料的，是利用原子核裂变的________反应产生的能量来发电的；
(2)在核电站里，能量的转化过程是：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；
(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，一般深埋在人烟稀少的地方；
(4)世界上曾经发生过多次核电站的核泄漏事故，根据你所知道的写出一二例：
________________________________
(5)泰山核电站的功率为3.0×105kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.2×1010J，并且假设所产生的能量都变成了电能，那么每年(按365天计算)要消耗铀235的质量为________kg。
答案与解析
1. 解：核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染；核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳；核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途；核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定；核能具有放射性，如处理不当会造成环境污，本题的A、B、D不符合题意。 故选C。 点评：本题住要考查学生对核能优点的理解和掌握。
2. 解：核电站利用的是可控核裂变过程中释放的核能。核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送；所以选C。
3. 解：A、核能需要用到铀，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故错误； B、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，故正确； C、蒸汽机驱动涡轮机旋转时，消耗蒸汽的内能，产生机械能，故是将内能转化为机械能，故正确； D、涡轮机带动发电机发电时，消耗机械能，产生电能，故错误； 故选BC。
点评：知道核能的利用和能量的转化是解决该题的关键．
4. 解：A、在输送电功率不变的情况下，电压越高，线路中的电流越小，由焦耳定律可知，高压输电能减少线路上电能的损失，故A错； B、在汽轮机中蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，故B错； C、核能需要用到铀，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故C对； D、核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备．核泄漏是指大量放射性的物质外泄，会对环境造成严重的破坏，危及动植物的生命，因此核电站的安全应得到高度重视，故D错。 故选C。 点评：用高压输电不仅可以减少线路中电能的损耗，同时降低热损耗和材料成本，都是在输电过程中节约了能源，这是一种非常有效的做法．核能在当代社会中的应用极为广泛，其优点是显而易见的，但其缺点也是致命的，所以对于任何问题我们都应辩证的看，方能得出正确的评价。
5. 解： A、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素--氘与氚的聚变．不是任意的原子核就能发生核聚变，符合题意； B、氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，发生聚变，不合题意； C、原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放，不合题意； D、发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应．可以想象，没有什么材料能经受得起1亿度的高温，不合题意。 故选A。
点评：此题考查了有关核聚变的知识，要认识核能、利用核能。
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6. 解： 获取核能的两个途径是：聚变和裂变．质量较大的原子核分裂成两个中等质量核的过程叫裂变．两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，也能释放出核能，叫聚变。 故答案为：聚变；裂变。
点评：本题考查了获得核能的两条途径：裂变和聚变，要明确两者的区别及各自的应用。
7. 解：核裂变是指比较大的原子核在中子的轰击下变成变成两个中等大小原子核的过程，核电站和平利用核能的设备叫核反应堆，能使使链式反应可以在人工的控制下缓慢进行，在军事上还可以做成威力强大的 原子弹也是利用核裂变的原理制成的。 故本题答案为：比较大的原子核在中子的轰击下变成变成两个中等大小原子核的过程；核反应堆；原子弹。 点评：本题考查了核裂变的概念和它的应用，核电站和原子弹都利用了核裂变的原理。
8. 解：核电站是利用核能发电的电站，目前已经的核电站都是利用链式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、热交换器、汽轮机、发电机等； 故答案为：核能，链式，热交换器，汽轮机。 点评：核能的能量巨大，少量的核能就能产生很大的能量，但核能有危险，所以只有技术很发达才能大力发展核电站。
9.解：
(1)核反应堆,铀,链式
(2)核,内,电
(3)核废料,放射
(4)切尔诺贝到核电站的一个反应堆于1982年发生严重事故，造成核泄漏(5)115.4kg
评析：本题综合考查核电站的工作原理、核泄漏、质量和能量的计算等知识与技能。 提示：(1)核电站的核心是核反应堆，是利用原子核裂变产生的链式反应产生的能量来发电的；(2)根据图示可知反应堆放出的核能转化为蒸汽的内能，再由汽轮机将内能转化为电能；(3)核废料会污染环境；(4)只写一例；(5)核电站每天的发电量W＝Pt＝3.0×108W×24×3600s＝2.592×1013J，每年的发电量W总＝365W＝9.46×1015J，而1g铀完全裂变产生的能量为8.2×1010J，则核电站每年要消耗的铀的质量为m＝1.154×105g＝1.154×102kg＝115.4kg。
《核能》
本节课的内容包括：核聚变、核裂变及其过程，以及核能源与人类生活、社会发展的关系。从而引出问题，明确目标，激发学生的求知欲望，调动学生学习的积极性。因为本节课只是简单的介绍了核能的产生与应用，而对背后的物理原理只做简单了解，不需深入研究，相当于一节科普课。很多知识可以通过阅读课本得到。但读书也要讲究方法，所以在阅读之前给学生一定的提示和阅读方法指导，让学生带着目标进行阅读，并让学生在读书时对学习的重点信息进行画线和标注。最后在将阅读得到的知识进行概括和总结，让学生在学习知识的同时，注重学习方法和学习习惯的培养。
对本节课的重点“链式反应”让学生先进行了自主学习，有了初步的认识的基础上，再进行小组讨论，通过自己的叙述，加深对知识的理解，并通过小组间的讨论交流，寻找自己对知识的理解与别人的异同，最后共同总结出正确的理解。通过讨论交流，增强学生对知识的理解与表述，锻炼学生的表达沟通和协作的能力。最后通过实际问题“是否应该大力开发核能”进行分组辩论，让学生辩证的看待问题，通过理论知识学习，能看到问题背后的本质，从而形成自己的观点和立场。
本节课要突破的难点是结合能源利用的发展，认识能量及其转化。方法是：通过学生亲自动手实验感受能量，激发思考能量从何而来。
【知识与能力目标】
1. 知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式。
2.了解和平利用核能的方式。
3.了解核能和平利用的进展，了解核能的优点和核能开发可能带来的问题。
【过程与方法目标】
1. 通过做动手动脑学物理上的习题锻炼通过互联网搜集信息的能力；
2．培养学生的分析归纳和语言表达能力；
【情感态度价值观目标】
1. 回顾我国核能发展史，树立荣誉感，激发学生勇于探索的积极性。
2. 科学及相关技术对于人类生活的影响，激发学习高科技的积极性。
【教学重点】
重点：了解核能、裂变和聚变。
【教学难点】
难点：链式反应的特点。
多媒体课件、图片、动画、录像等。
一、复习回顾：
1.能直接从自然界获取的能源称为一次能源，如石油、风能、太阳能等。
2.煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所称为化石能源。
3.由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源，如电能、煤气等。
二、新课教学：
(一)创设情景，导入新课
二战中，广岛、长崎原子弹的爆炸加快了二战的结束，原子弹有着怎样的威力呢？和平时期，核能的利用越来越被世界各国重视，我国在此方面还属于滞后状态，这更需要大家好好学习知识，掌握技能去发展它，早日赶上并超过世界强国。这节课我们就来了解一些有关核能的知识。
原子结构
物质是由分子组成的，分子是由原子组成的。以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。 原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，其中质子带正电，中子不带电，核外电子带负电。氢原子由原子核和一个核外电子组成。
原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。二者电荷量相同。氧原子由原子核和八个核外电子组成。原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。原子：原子的中心是原子核，在原子核的周围，有一定数目的电子在绕核运动。原子核：由质子和中子组成。质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，质量大约是电子的1836倍；中子不带电，质量跟质子质量几乎相同。
核能
质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。
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。
裂变 ：
1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。 1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。发生裂变的条件用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？
链式反应：
将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。
模拟演示链式反应：用火柴模拟链式反应，裂变持续进行的条件：第一，有足够的比较大的原子核；第二，链式反应。
大原子裂变核能的应用：对链式反应加以控制：核电站； 链式反应不加以控制：原子弹。
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。
链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。
聚变：将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能，氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。聚变产生的条件：第一，有质量很小的原子核；第二，有超高温的环境。
聚变的应用：氢弹就是利用这个原理制成的。可控核聚变的优势：蕴藏丰富，清洁、干净，有望彻底解决人类能源问题。可控核聚变目前进展情况：正在积极探索。
氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。可控聚变尚未实现，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预 言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。
如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行，释放的核能就可有效地利用。
可介绍如何控制核裂变的反应速率（如右图）
＊核电站
――利用原子核裂变时产生的大量热量，使水
变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电。
图一：秦山核电站图二：核电站示意图
思考：根据图二，思考在电站工作过程中，能是如何转化的？
核能→内能→机械能→电能
三、放射线
讲授：核变过程中除了放出大量热量外，同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的射线
如以下三种：
α射线：带2个单位正电荷，是氦原子核
β射线：带1个单位负电荷，是高速的电子流
γ射线：电中性
放射线的益与害：
大剂量的放射线对人畜会造成伤害，但较小的量并加以控制
则可以为人类做许多的事，举例说明。
小结：核能与和平利用。
三、课堂总结：
通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。
一、原子：原子的中心是原子核，在原子核的周围，有一定数目的电子在绕核运动。
原子核：由质子和中子组成；
二、核能：质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，一旦使原子核分裂或聚合，就能释放出惊人的能量，这就是核能。
裂变现象：用中子轰击比较大的原子核时，使其分裂变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量；
聚变
将某些质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能。
聚变产生的条件：第一，有质量很小的原子核；第二，有超高温的环境。
略
