第二十二章 能源与可持续发展 第2节 核能—2020年秋人教版九年级全一册物理复习课件(共30张PPT)

(共30张PPT)
第二十二章
能源与可持续发展
第2节
核能
1.了解原子和原子核的组成。
2.了解裂变、链式反应、聚变的大致情况和原子弹、氢弹的制造原理，以及核反应堆的作用。
3.
了解核能的利用和优点以及核能可能带来的问题。
学习目标
1.核能的利用及其优点和可能带来的问题
。(重点)
2.裂变和聚变。(难点)
重点难点
1.任何物质的原子都是由位于原子中心区域带正电的________和带负电的________组成的；原子核又是由带正电的________和不带电的________组成的。
2.质子和中子依靠强大的______紧密地结合在一起。虽然原子核十分牢固，但是一旦使原子核______或聚合(重新组合)，就可以释放出惊人的________能。
知识点一：核能
课堂导学
原子核
电子
质子
中子
核力
分裂
核
(2018·吴江区)关于卢瑟福提出的原子结构的行星模型，下列说法错误的是(　　)
A．原子由原子核和电子组成
B．原子核由质子和中子组成
C．原子由质子和中子组成
D．原子核位于原子中心，电子绕原子核旋转
例1
C
核式原子结构是1911年由卢瑟福提出的一种原子结构模型。核式原子结构认为：原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核运动。原子核带正电，电子带负电。
方法指导
1.一个重原子的原子核被中子轰击分裂为两个或更多较轻原子核、并在分裂时产生两到三个自由中子并释放巨大能量的过程叫________；如果裂变时放出的中子再引起其他重核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做________反应。
知识点二：21世纪的能源趋势
裂变
链式
2.核电站利用________能发电，它的核心设备是________________。
3.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________。
注：核反应堆中发生的链式反应是可控的，而原子弹爆炸发生的链式反应是不加控制的。
核
原子核
核反应堆
核电站和原子弹的根本区别是(　　)
A.
释放核能的原理是不同
B.
对链式反应是否加以控制
C.
同为1
kg核燃料释放核能多少不同
D.
以上说法均不正确
例2
B
1.
核聚变，即氢原子核(氘和氚)________成较重的原子核(氦)时放出巨大的能量。由于聚变必须在极高的温度和压强下进行，所以也叫__________。原子核在________时释放出巨大的能量。
2.
人们现在还________进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。
知识点三：聚变
结合
热核反应
聚变
不能
(2019·南岗区)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
例3
A
常用的核聚变原料——氢的同位素氚、氘(轻核，热核反应)——氢弹(目前人类还没有能力控制核聚变，如：没有可以用来盛放聚变反应的物质，地球上的物质都会在高温下熔化)。
由于核聚变可以释放比裂变更大的核能，而且不像裂变那样会产生较大的放射性污染，其原料氘和氚等又比铀丰富得多，因此控制聚变反应是一个非常吸引人的课题。
方法指导
1．(2018·思明区)下列关于核能开发
的说法中，你认为正确的是(　　)
A．开发核能会带来可怕的核泄漏，产生放射性污染，所以人类应停止开发核能
B．核能是一种稳定、高效、清洁的可再生能源，是其它新能源不可能替代的
C．福岛第一核电站开发核能是利用可控核裂变过程中释放的核能
D．核反应堆是一种能够控制的链式反应装置，地震等自然灾害不会对它造成影响
课堂达标
C
2．如图所示，核电站以核反应堆来代
替火电站的锅炉，核燃料在核反应堆中释放核能，核能转化为内能来加热水产生蒸气。蒸气通过管路进入汽轮机，推动发电机发电。下列说法中正确的是(
　)
A．核能为可再生能源
B．原子弹利用的是核聚变，氢弹利用的是核裂变
C．核能的使用不需要任何防护，不会产生任何污染
D．核电站利用核能的裂变发电，核反应堆中发生的链式反应是可控的
答案是D
3．(2019·滕州)核电站发电的过程中，
能量的转化过程为(　　)
A．核能－机械能－内能－电能
B．核能－内能－机械能－电能
C．核能－电能－内能－机械能
D．核能－电能－机械能－内能
B
4.
(2018·益阳)下列关于核能说法
正确的是(　　)
A．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的
B．核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
C．核反应堆可将核能直接转化成电能
D．我国已建成可控核聚变反应堆
B
5．(2019·广饶县)近几年，我国核电
事业迅速发展，建成多个核电站，核能也成为我们重要能源之一，核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是利用原子核的______(选填“裂变”或“聚变”)来产生能量的；太阳也是一个巨大的核反应堆，其内部进行着原子核________(选填“裂变”或“聚变”)反应。
裂变
聚变
6．(2018·广东)2011年3月，日本发
生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏。
(1)核电站是利用原子核发生的核____(选填“裂变”或“聚变”)产生的核能来发电的。
(2)由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中。为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用
裂变
________的方法来改变内能的；在喷
水过程中，会看到的核反应堆外壳冒出大量“白气”，“白气”的形成先后经过的物态变化是先________后________。
(3)如果核电站每年需要50
t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106
t的煤炭。6×106
t的煤炭完全燃烧放出的热量是___________J。(煤炭的热值为3×107
J/kg)
热传递
汽化
液化
1.8×1017
(4)“能源和环境”是世界各国共同面
临的问题，保护环境、节约能源要从我做起。下列说法中需要改正的是_____(填字母代号)。
A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器
B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站
D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱
D
课堂提升
7.
(2019·顺义区)请阅读《核电技术》并回答问题
核电技术
核电与水电、火电一起构成世界能源的三大支柱，在世界能源结构中占有重要地位，核能发电不会造成空气污染，不会产生加重地球温室效应的二氧化碳：核能发电能量密集，功率高，为其它能源所不及；核电比火电“经济”，核能发电成本
要比火电厂低15%～50%，诚然，核能
电厂会产生废料，具有放射性，如果在事故中发生泄漏，会对生态及民众造成伤害。
我们已经知道，原子是由原子核
和核外电子构成的，而原子核又是由质子和中子组成的，有的原子核的质子和中子个数比较少，像氦(读hai)原子核，其结构面示意图如图所示，它有两个质子和两个中子，像这样的原子核我们称之为轻核；而有的原子核是由比较多的质子和中子组成，像某种钍(读tu)核它有90个质子和144个中子，我们把这样的原子核叫作重核，重核在其它粒子的轰击下分裂成中等
质量原子核的核反应，叫作重核裂变，
科学家用中子轰击铀核(铀核是重核)，发生了重核裂变，裂变不但可以释放出能量，同时还发射出几个中子，这些中子又会去轰击其它的核，继续发生裂变，从而产生巨大的能量，可以测算1
kg铀全部变时放出的能量就相当于2800吨标准煤完全燃烧时放出的能量，为了控制反应堆中重核裂变的速度，人们用容易吸收中子的某种材料做成足够长的控制棒插入反应中心，控
制棒插入深一些，吸收的中子就多一
些，而去轰击核的中子就会少一些，发生核裂变的铀核就会减少，产生的能量就会减少，裂变产生的核能转变为内能加热水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮转动，从而带动发电机发电，最终转变为电能。
在高铁成为“中国创造”代表的同时，中国核电依靠其领先国际的技术和安全水准，也成为与高铁并驾齐驱的一张“中国创造”的新名片。
请根据上述材料，回答下列问题
(1)核能发电的优点________(写出一条即可)
(2)从核能到我们用到的电能，其中经历的能量转化过程是：__________________
______________。
(3)若想使反应堆中裂变产生的能量增加，可以进行的操作是____________________。
核能→内能→机械能
→电能
能量巨大
让控制棒插入的浅一些
(4)如图所示是重核裂变过程的截面示
意图(中子用●表示，质子用○表示)其中合理的是________。(选填选项前的字母)
D
A
B
C
D
课堂小结