2021浙教版 九年级上册第3章复习学案 第十讲 核能、能量的转化与守恒（含答案）

浙江版 九年级上册科学学案
第十讲 核能、能量的转化与守恒
3-7 核能
1 裂变和聚变
核能：原子核在转变过程中所释放的能量，称为核能。
获得核能的两条途径—裂变和聚变
核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核并释放出巨大的能量。
核聚变是2个质量较小的原子核结合成重量较大的新的原子核，并释放出巨大的能量。
核电站中的能量转化
2476501288415核反应堆是核电站的核心部分。其能量转化过程为：247650-599440
链式反应：单个铀核裂变时所产生的中子又会轰击别的铀核，被击中的铀核也有同样变化，于是这种裂变反应继续下去，就是链式反应，如图所示。
注意：a 核反应堆中的链式反应是在控制下缓慢、持续的释放核能的。
b 原子弹：若链式反应不加以控制，在短时间内会放出巨大的能量而产生猛烈爆炸。原子弹就是运用这个原理制造的。
氢弹：氢弹是根据核聚变的原理制造的，比原子弹威力更大。








2放射性
放射性。
某些元素能够自发地放出穿透能力很强的射线，把元素具有的这种辐射能力叫放射性。
放射线
射线
组成
穿透本领
α射线
带正电荷的氦原子核
不强，用一张纸就能把它挡住。
β射线
带负电的电子，是高速运动的粒子流。
较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米的铝板。
γ射线
实质是一种电磁波，不带电(显中性)
很强，能穿透水泥墙和几厘米的铝板
3-8 能量的转化与守恒
1 能量的相互转化和转移
能量的转化：自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间在一定条件会发生相互转化，如摩擦生热是机械能转化为内能。
能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分，如人们围在火堆旁可以取暖。
2 能量的转化与守恒定律
内容：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
适用范围：能量的转化与守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，适用于任何情况。
3 能量的转移和转化的方向性
能量的转移和转化有一定的方向性。
人们是在能量转移或转化过程中利用能量的。
练习题
1.随着“一带一路”进入世界各国，核电和高铁已经成为中国响亮的名片。下列相关说法错误的是(??? )

A.?铁轨铺在枕木上，通过减小压力来减小压强???????B.?核废料具有放射性，必须要合理处理
C.?核电站利用核裂变将核能转化为电能??????????????????D.?在安全线外候车，是因为气体的流速大，压强小
2.如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（??? ）

A.?受到的弹力始终不变???????????????????????????????????????????B.?运动过程动能一直增大
C.?运动过程机械能不变???????????????????????????????????????????D.?在b点时重力大小等于弹力大小
3.光滑斜面甲与水平面PQ平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到Q点静止，如图甲。在PQ上的N点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知PQ=4PN，如图乙。小球冲到乙斜面上的h高处。则小球最终将停在(??? )

A.?甲斜面上?????????????????????????????????B.?乙斜面上?????????????????????????????????C.?P处?????????????????????????????????D.?N处
4.大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。下表是核电站工作流程图，关于流程图中各装置的能量转化，正确的是(??? )

A.?核反应堆：核能转化为机械能?????????????????????????????B.?蒸汽轮机：机械能转化为内能
C.?发电机：机械能转化为电能????????????????????????????????D.?应用：电能转化为机械能
5.如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由某一速度V0滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）．则小球离开B点后的运动轨迹不符合实际的是（??? ）

A.?a??????????????????????????????????????????B.?b??????????????????????????????????????????????C.?c??????????????????????????????????????????D.?d
6.如图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A，C两点到B点的竖直距离hA>hc。下列说法中正确的是

A.?小球的机械能总量保持不变????????????????????????????????B.?在A点小球的机械能最大
C.?小球的势能能始终保持减小????????????????????????????????D.?从A点到B点小球的势能全部转化为动能
7.三门核电站是浙江省第二座核站，装机总功率为750万千瓦。该核电站获取核能的途径如图________(选填“甲”或“乙”)所示，反应堆中发生的能量转化为________。该核电站的年发电量为________千瓦时(一年以360天计)

8.中国古代玩具“饮水鸟”曾经让大科学家爱因斯坦也惊叹不已。饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。根据以上分析，“饮水鸟”可以看成________（填写一种机械装置的名称），“饮水鸟”获得的机械能是由________的________能转化而来的。“饮水鸟”被称为第二类永动机，所以在能量转化过程中________能量转化与守恒定律（填“符合”或“不符合”）
答案解析：
1.【解答】A.铁轨铺在枕木上，不能改变火车对铁轨的压力，但能增大火车与路面的接触面积，从而减小阿右旗，故B错误符合题意；
B.核废料具有放射性，必须要合理处理，故B正确不合题意；
C.核电站利用核裂变将核能转化为电能，故C正确不合题意；
D.在安全线外候车，是因为气体的流速大，压强小，故D正确不合题意。
故选A。
2.【解答】在整个过程中，弹簧的形变程度△l一直在增大，所以弹力也在不断增大，故A错误；
小球受到向下的重力和向上的弹力，从a~b的过程中，弹力小于重力，合力向下与运动方向相同，小球做加速运动；当到达b点时，速度最大，说明此时合力为零，即弹力和重力相等；从b~c时，弹力大于重力，合力与运动方向相反，小球做减速运动，因此它的动能先增大再减小，故B错误，D正确；
在运动过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能减小，故C错误。
故选D。
3.【解答】如甲图所示，小球从甲斜面上H处滚下，在水平面上克服摩擦力做功。因为它正好停在Q处，所以它具有的机械能W=fsPQ；
如乙图所示，小球从甲斜面同样高度H滚下，经过平面PN克服摩擦力做功后，爬上乙斜面；然后从乙斜面滚下，再次经过PN克服摩擦做功后爬上甲斜面；然后再从甲滚下重复前面的过程，直到机械能为零。经过PN段克服摩擦消耗的机械能W'=fsPN=14fsPQ。可见，小球要在PN段往复4次，由于克服摩擦做功从P点开始，那么当机械能为0时正好回到P点。
故选C。
4.【解答】A.核反应堆：核能转化为内能，故A错误；?
B.蒸汽轮机：内能转化为机械能，故B错误；?
C.发电机：机械能转化为电能 ，故C正确；
D.应用：电能转化为内能，故D错误。
故选C。
5.【解答】因为AOB为光滑轨道，所以小球运动时机械能守恒。小球在A点时的机械能等于它的重力势能与动能之和；如果右侧斜面OB的倾角与左侧倾角相同，那么小球应该到达的最高点与A点相同；如果OB的倾角小于左侧的倾角，那么会有更多的动能转化为重力势能，因此最高点大于A点的高度；如果OB的倾角小于左侧的倾角，那么会有更多的重力势能转化为动能，因此最高点的高度小于A点，故A、B、C正确不合题意；
但是无论怎样，小球到达B点时由于惯性肯定会继续升高，即B点肯定不是运动的最高点，故D错误符合题意。
故选D。
6.【解答】A.A点时开始运动，C点时停止运动，那么小球在这两点时动能都为0，具有的重力势能等于机械能。因为C点高度小于A点，所以小球在C点时的重力势能小于在A点时的势能，即机械能减小了，故A错误；
B.在小球运动的过程中能量有损失，因为A在最前面，所以能量损失最小，机械能最大，故B正确；
C.从A~B，小球的高度减小，重力势能减小；从B~C，小球的高度增大，重力势能增大，故C错误；
D.在B点时，小球的高度不为0，所以重力势能不为0，即A点的重力势能没有全部转化为B点的动能，故D错误。
故选B。
7.【解答】（1）三门核电站是浙江省第二座核站，装机总功率为750万千瓦。该核电站获取核能的途径为核裂变，如图甲所示；
（2）反应堆中发生的能量转化为：核能转化为内能。
（3）该核电站的年发电量为：W=Pt=750×104kW×（24h×360）=6.48×1010kW?h。
8.【答案】 杠杆；空气；内能或热能；符合
【解答】（1）如甲图所示，装有乙醚的两个球的重力分别产生动力和阻力，装置和支架连接的位置固定不动为支点，因此“饮水鸟”可以看成杠杆；
（2）“饮水鸟”之所以能够循环往复，是因为水分蒸发吸收热能，使上面乙醚的内能减少，这时在气压的作用下引起水的流动，从而使它运动起来，因此它获得的机械能是由空气的内能转化而来；
（3）“饮水鸟”也是有能量损耗的，如果不向鸟嘴上滴水，整个装置也不会工作，因此在能量转化过程中仍然符合能量转化和守恒定律。