2020-2021学年九年级物理人教版全一册 第二十二章 第2节 核能 课件（56张PPT）
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第二十二章 能源与可持续发展
第2节 核能
人教版物理九年级全一册
1.了解核能、核裂变和核聚变。
2.了解核能的优点，还要知道它可能带来的问题。
学习目标
1945年8月6日名为“小男孩”的原子弹。这个
“小男孩”的巨大毁灭力，令日本广岛核爆中心方圆
2公里内所有建筑物全部被夷为平地。
导入新知
我国第一颗原子弹爆炸时的情景
我国第一颗氢弹爆炸时的情景
1
知识点
核能
原子核
（正）
核外电子
（负）
质子
（正）
中子
（不带电）
合作探究
核能：
当原子核发生聚变或者是裂变时会出现质量减少，
根据爱因斯坦的质能方程E=mc2，减少的质量会
转化为能量，因此发生聚变和裂变时释放出巨大
的能量。
核反应
裂变
聚变
【例1】下列有关核能的说法中，正确的是( )
A．使原子核分裂或结合需要惊人的能量，这些能量叫核能
B．核能是原子核动能和势能的总和
C．核能是质子和中子的动能和势能的总和
D．原子核分裂或结合时释放出的能量就是核能
D
核能是原子核分裂或结合时释放出来的巨大能量，不
是使原子核分裂或结合所需要的能量；核能和机械能
是两个完全不同的概念。机械能是宏观物体动能和势
能的总和。
【解析】
同化石能源一样，核能是由自然界直接提供的，
是一次能源。
新知小结
在探索微观世界的历程中，人们首先发现了电子，进而认识到原子是由( )
A．氢原子和电子组成的
B．质子和中子组成的
C．原子核和核外电子组成的
D．原子核和中子组成的
原子核________或________时释放的能量叫核能。
1
C
分裂
2
聚合
巩固新知
2
知识点
裂变和聚变
用高速运动的中子轰击铀核，铀核分裂为多个核，典型的反应是分为钡和氪，并放出3个中子。
1946-1948年我
国物理学家钱三
强夫妇从实验中
观察到铀核的3
分裂和4分裂现
象。
合作探究
原子弹：
链式反应如果不加控制大量原子核就会在极短时间里
发生裂变，释放出极大的能量，进而产生毁灭性的破
坏力。
原子弹爆炸时产生的蘑菇云
核电站：是利用可控链式反应释放出能量发电。
核心设备是反应堆。
核能
内能
机械能
电能
大亚湾核电站
秦山核电站
【例2】关于原子弹和核电站，下列说法不正确的是( )
A．原子弹和核电站都是利用核裂变原理来工作的
B．原子弹爆炸时不控制核裂变的速度
C．原子弹爆炸时控制核裂变的速度
D．核电站工作时控制核裂变的速度
【解析】
原子弹和核电站都是利用核裂变原理来工作的，但原子弹
爆炸时，核裂变的速度不加控制，而核电站工作时，需要
控制核裂变的速度。
C
运用对比法认识原子弹和核电站：两者本质上
的不同就是是否控制核裂变的速度。
新知小结
【中考 ·绵阳】关于原子核和核能，下列叙述正确的是( )
A．原子核由中子和电子组成
B．中子带正电，电子带负电
C．核力做功有可能释放出核能
D．用质子轰击铀核发生裂变
1
C
巩固新知
将火柴搭成图示的结构，点燃第一根火柴后，发生的现象与__________相似，利用这一原理，人们发明了__________(填“原子弹”或“氢弹”)。
2
链式反应
原子弹
聚变
轻核的聚变：
轻核结合成质量较大的核的过程叫核的聚变。要
发生聚变反应必须让轻核之间的距离达到10-15米。
常见的聚变形式：
一个氘核和一个氚核结合成一个氦核
发生的条件：超高温，因此也叫热核反应。
大量氢核聚变可以释放出更多的惊人的能量。
氢弹：根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。
氢弹爆炸产生的蘑菇云
在太阳内部，氢核在极高温度下聚变成氦核，在这过
程中释放出28MeV的能量。不过这种聚变过程，不是
一次反应就能完成的，要经过几次反应才能把四个氢
核聚合成一个氦核。太阳正是靠这种反应以惊人的巨
大功率，向宇宙空间辐射能量的。
【例3】核电站、原子弹、氢弹、太阳都是原子核发生改变的过程中释放出巨大的核能，关于它们释放核能的途径，下列说法中正确的是( )
A．它们都是利用原子核的裂变释放出巨大的核能
B．它们都是利用原子核的聚变释放出巨大的核能
C．核电站、原子弹是通过原子核的裂变释放出巨大的核能，氢弹、太阳是通过原子核的聚变释放出巨大的核能
D．核电站、原子弹是通过原子核的聚变释放出巨大的核能，氢弹、太阳是通过原子核的裂变释放出巨大的核能
C
核能分为重核裂变和轻核聚变两种。
核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；
原子弹也是利用重核裂变在极短时间内释放出巨大能
量的原理制成的；
而氢弹则是利用轻核聚变的原理制成的。
自然界中太阳内部进行着大规模的聚变反应，并以光
和热的形式将核能辐射出来。
【解析】
运用对比法认识裂变和聚变：
项目
区别
核裂变
核聚变
定义
一个重核分裂成几个中等质量的核，这种核反应叫做裂变
轻核结合成较重的核，这种核反应叫做聚变
条件
中子轰击较大原子核
超高温
释放核能大小
巨大
更加巨大
应用
原子弹(不加控制的核裂变)
核电站(加以控制的核裂变)
氢弹(不可控核聚变)
联系
都是原子核发生变化时，释放出巨大的能量
新知小结
关于裂变和聚变，下列说法正确的是( )
A．裂变又叫链式反应，反应速度不可控制
B．裂变又叫链式反应，反应速度可以控制
C．聚变又叫热核反应，反应速度不能控制
D．聚变又叫热核反应，反应速度可以控制
1
C
巩固新知
如图所示的是一种核反应，这种核反应的原理可用于制造( )
A．原子弹 B．氢弹
C．导弹 D．普通炮弹
2
B
3
知识点
安全利用核能
核能的缺点：
（1）核能存在污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害。
（2）核反应堆中会产生核废料，在处理核废料过程中，代价较高。
合作探究
安全利用核能：
核电站所产生的核废料的放射性危害性很大，核废料必须妥善的处置和保存，不能直接向大海中排放，一般深埋在人烟稀少的地方。
1
知识小结
核能
裂变
聚变
应用
应用
归纳新知
1. 核电站和原子弹是利用核裂变来工作的，核电站控
制核裂变的反应速度，原子弹不控制核裂变的反应
速度。氢弹是利用核聚变来工作的。
2. 核电站中发生的能量转化：
核能→内能→机械能→电能。
1.【中考 ·绵阳】目前世界上很多国家把核能发电当做解
决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识正确的
是( )
A．核能是可再生能源
B．当前核能发电是利用原子核裂变释放的核能
C．当前核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能
D．当前核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程相同
2
易错小结
B
2.【中考·钦州】核电站是利用铀核在________(填“裂变”或“聚变”)时释放的能量来发电，在核反应堆中，发生的链式反应是________(填“可控”或“不可控”)的。
裂变
易错点：不能区分原子弹、核电站和氢弹的工作原理
可控
原子、原子核、电子、中子、质子，它们之间有什么关系？哪些是不带电的？哪些是带电的？带的是哪种电？
1
解：它们之间的关系如图所示。
不带电的有：原子、中子；
带电的有：原子核、质子、电子。
带正电的有：原子核、质子；
带负电的有：电子。
课堂练习
原子和原子核的尺寸究竞有多大？研究表明，若把它们都看成一个球体，原子半径的数量级为
10-10mm，原子核半径的数量级为10-15mm。打个比方，如果原子的大小跟北京奥运会“鸟巢”体育场一样大，那么原子核该有多大？是相当于篮球、垒球、乒乓球？或者是蚕豆、还是绿豆？
2
解：原子的尺寸是原子核的105倍。将原子比作“鸟巢”，那么原子核应是“鸟巢”的10-5大小，“鸟巢”直径大约300米，则原子核直径应为3毫米，即绿豆的大小。则原子核相当于绿豆。
核反应堆和原子弹都是释放核能的装置，它们释放核能的过程有什么相同？有什么不同？
3
解：核反应堆与原子弹释放核能的相同点：都是通过一系列铀核持续裂变释放核能；不同点：核反应堆中铀核裂变是可控制的，原子弹的铀核裂变是在一瞬间进行的，并释放出大量的能量。
什么是原子核的聚变？人类关于核聚变的应用已经取得的成就是什么？还有什么问题急需解决？
4
解：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并释放出巨大的核能。
对于核聚变，人类已经利用聚变反应制造了氢弹；核聚变过程的可控制性是如今急需解决的问题。
以下是核电站工作情况的方框图，请在空白的方框内填写装罝的种类，并在下面的括弧内填写这种装置中发生了怎样的能量转化。
5
(核能转化为蒸汽的内能）
( )
( )
核反应堆
机
机
输电线输出电能
汽轮
发电
蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能
机械能转化为电能
月球是一个核聚变原料宝库，仅其表面尘埃中的聚变材料——氦核，就足够人类使用上万年。目前，核能在许多经济发达国家已经成为常规能源，它是________(填“一次”或“二次”)能源。
一个较重的核分裂为两个较轻的核，同时释放一个中子，并释放出巨大能量的过程叫________。
6
一次
裂变
7
【中考 ·成都】关于原子核、核能，下列说法正确的是( )
A．原子核由质子和电子组成
B．原子核是由中子和电子组成
C．当前核电站利用核裂变获得核能
D．核能是可再生能源
8
C
将质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核，会释放出巨大的核能，这就是________变，图中________(填“甲”或“乙”)反映的就是这一核变化。
9
聚
乙
【中考 ·厦门】与世界能源结构相比，我国目前的能源结构存在不足，如图所示。以下措施有利于优化我国能源结构的是( )
A．继续发挥产煤大国的优势
B．减小石油和天然气的比重
C．严控核能、水电能的开发
D．加大可再生能源的开发利用
8
D
1．【2019·宿迁】对于粒子和宇宙，人类从未停止过探索，下列相关结论正确的是( )
A．质子不带电，电子带负电
B．原子是由原子核和核外电子构成的
C．宇宙是有边界无层次的天体
D．光年是时间单位
B
课后练习
2．下列说法正确的是( )
A．使原子核分裂或聚合需要惊人的能量叫核能
B．核能是原子核动能和势能的总和
C．核能是质子和中子动能和势能的总和
D．原子核分裂或聚合时释放的惊人的能量叫核能
D
3．关于原子核和核能，下列叙述正确的是( )
A．原子核由中子和电子组成
B．中子带正电，电子带负电
C．核力做功有可能释放出核能
D．用质子轰击铀核发生裂变
C
4．一个较重的核分裂为两个较轻的核，同时释放一个中子，并释放出巨大能量的过程叫________。
裂变
5．【2019·内江改编】关于核聚变，下列说法正确的是( )
A．原子核必须在超高温下才能发生聚变
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．聚变又叫链式反应
D．聚变的反应速度可控
A
6．将质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核，会释放出巨大的核能，这就是______变，图中_______(填“甲”或“乙”)反映的就是这一核变化。
聚
乙
7．【2019·成都】关于原子核和核能，下列说法正确的是( )
A．原子核是由电子、质子和中子组成
B．核能的使用不会对人类产生危害
C．现有核电站利用核裂变释放的能量来发电
D．氢弹爆炸时的链式反应是可控的
【答案】C
【点拨】原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，故A错误；核能的使用会对人类产生危害，如核辐射、核泄漏等危害很大，故B错误；现有核电站是利用可控制的核裂变释放的能量来发电，故C正确；氢弹爆炸是核聚变的结果，核聚变是不可控的，故D错误。
8．【2018·宜昌】我国核动力潜艇的相关技术已十分成熟，目前正在加紧研究将大功率核动力用于航空母舰的技术。关于核动力航母说法正确的是( )
A．航母核反应堆里发生的是化学反应
B．航母核反应堆里发生的是核聚变
C．航母核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．航母核反应堆产生的核废料对环境没有污染
C
9. “玉兔号”月球车的车内还专门准备了“暖宝”——核电池，确保月球车有剩余电力在月球的白天“自主醒来”，重新展开太阳能电池帆板迎接阳光。一个硬币大小的核电池，就可以使用5 000天。核电池是一种通过换能器将核能最终转化成________能的装置。
电
10．造成核电站的安全性得不到保障的最主要的原因是( )
A．核废料不好处理
B．核能发电技术还不成熟
C．只有核裂变可控，核聚变不可控
D．意外发生核泄漏时，会产生放射性污染
D
再见
粤公网安备 44030702000055号
