22.2核能 2024-2025学年人教版 九年级全一册物理

教学过程 一、教学准备 展示材料,引入课题: 威力巨大的原子弹。 1945年8月6日9点15分左右,美国在日本广岛上空投下了一枚原子弹,原子弹在离地600m的空中爆炸,立即发出令人眼花目眩的强烈的白色闪光,广岛市中心上空随即发生震耳欲聋的大爆炸。顷刻之间,城市突然卷起巨大蘑菇状烟云,接着便竖起几百根火柱,广岛市马上沦为焦热的火海。 原子弹爆炸的强烈光波,使成千上万人双目失明;10亿度的高温把一切都化为灰烬;放射物使一些人在以后的20年中缓慢地走向死亡;冲击波形成的狂风,又把所有的建筑物摧毁殆尽。 二、新课教学 1.原子、原子核。 课件展示原子结构图,让学生了解原子的结构。 原子由更小的原子核和核外电子组成,原子的质量主要集中在原子核上,组成原子核的质子和中子之间依靠强大的核力紧密地结合在一起。核外电子质量较小,围绕着原子核高速转动。 2.核能。 教师讲解:科学家对天然放射性现象的研究发现,原子核虽然微小,但内部还有结构,原子核还可以再分。 为了研究原子核内部的结构,物理学家尝试用一些粒子去“轰击”原子核,最先是用 粒子,后来用质子、中子去轰击,发现都能引起原子核的变化-核反应,而且发现在某些核反应过程中会释放出大量能量。由于原子核的变化而释放的巨大能量,我们把它叫做核能。质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起,一旦使原子核分裂或聚合,就能释放出巨大的能量,这就是核能,它有聚变和裂变两种形式。 1kg铀完全反应时释放的能量超过2000t无烟煤完全燃烧时放出的能量,1kg氢完全聚变时释放的能量相当于4000t无烟煤完全燃烧时放出的能量。如果人类完全掌握了核能的使用技术,就可以说掌握了通向无穷能源宝库的金钥匙。 3.核裂变。 演示实验:用火柴模拟链式反应。 科学家们发现,用中子去轰击质量数为235的铀,铀核分裂成大小相差不大的两部分,这种现象叫裂变。裂变的同时也会释放出2~3个新中子,用2~3个中子又去轰击其他铀235核,引起2~3个新的铀核裂变,又各放出2~3个中子,这些中子又去轰击更多的铀核发生裂变 随后一个铀核裂变的发生,会引起越来越多的铀核发生裂变。这样,裂变就不断地自行持续下去,这种现象叫链式反应。 核电站利用核能发电,其核心设备是核反应堆,核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的。 裂变反应如果不加控制,而且在极短的时间内就会引起大量的铀核发生裂变,释放出巨大的核能,发生强烈的爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。 4.核聚变。 (1)让学生观看我国引爆第一颗氢弹的录像。 (2)教师讲解:较轻的核结合成较重的核,也能释放出能量,这种现象叫做核聚变。氘核、氚核在超高温下聚合成氦核,释放出核能。 氢弹就是利用轻核聚变制成的,它是比原子弹威力更大的核武器,由于它的核聚变需要很高的温度,所以氢弹要通过原子弹的爆炸产生的高温来引爆。 三、课堂小结 1.裂变:把重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应。 2.聚变:把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应。 3.核能:原子核在裂变或聚变过程中释放出的能量。 4.链式反应:铀核在一个中子的引发下,发生裂变,同时放出2~3个中子,这些中子又去轰击其他的铀核,再使它们分裂,于是放出更多的中子,这种裂变的引发过程叫链式反应。 5.核电站反应的能量转换过程: 核能 内能 机械能 电能 四、课堂练习 1.下列关于核能的说法正确的是 ( ) A.物质是由原子组成的,原子中有原子核,所以利用任何物质都能得到核能 B.到目前为止,人类获得核能有两种途径,即原子核的裂变和氢核聚变 C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的 D.自然界的原子核只有在人为的条件下才会发生聚变 [答案]B 2.现阶段核电站利用的反应是 ( ) A.聚变 B.裂变 C.化学反应 D.热核反应 [答案]B 3.以下属于链式反应的是 ( ) A.氢弹爆炸 B.太阳内部发生的核反应 C.原子弹爆炸 D.连续发生的强烈化学反应 [答案]C 随堂练习 1.核电站的核心设备是 ,发生的是 反应,是 控制的。原子弹爆炸时发生的 反应,是 控制的。 2.核聚变是_的核结合成 的核,同时释放出大量核能的现象。根据这一原理制成了 弹,其破坏力更大,氢弹是利用 控制的核 变原理制成的。 3.利用核能发电的电站叫做核电站,核电站是利用核裂变的链式反应产生的能量来发电的。 (1)核电站工作过程中能量的转换过程是:核能转换成 ,再转换成 ,最后转换成_能。 (2)核电站的核心是 ,它以 为燃料。 (3)核电站采取两个回路将内能转移出来的目的是 。 4.关于原子核和核能的利用,下列说法中正确的是 ( ) A.原子核是由质子和电子组成的。 B.原子核占据了原子的大部分空间 C.现阶段的核电站主要是利用原子核裂变时释放出的能量 D.核能属于可再生能源 5.目前人类对核能的非和平利用是 ( ) A.放射线检查金属内部有无砂眼和裂痕 B.核能发电 C.放射性治疗恶性肿瘤 D.制造原子弹、氢弹 6.我国广东的大亚湾核电站,其装机容量达1.8x106kW,它每天能发电多少千瓦时?合多少焦? 参考答案 1.核反应堆 链式 可以 链式 不加 2.较轻 较重 氢不受聚 3.(1)内能 机械能 电 (2)核反应堆 铀 (3)转化成机械能和电能 4.C 5.D 教学反思 本节知识与学生的生活实际相距较远,教学中充分运用课件,补充一些核物理方面的知识,并鼓励学生自己搜集相关资料,扩展这方面的知识,学生的学习兴趣得以调动,教学效果很好。 生活中的物理 海底核电站 海底核电站是人们随着海洋石油开采不断向深海海底发展而提出的一项大胆设想。实际上,20世纪70年代初期,独特新颖的海底核电站的蓝图已经绘制出来。此后,世界上不少国家都在积极地进行研究和实验,提出了各种设计方案。在勘探和开采深海底的石油和天然气时,需要陆地上的发电站向海洋采油平台远距离供电,为此,就要通过很长的海底电缆将电输送出去。这不仅在技术上要求很高,而且要花费大量的资金,如果在采油平台的海底附近建造海底核电站,就可轻而易举地将富足的电力送往采油平台,而且还可以为其他远洋作业设施提供廉价的电源。海底核电站在原理上和陆地上的核电站基本相同,都是利用核燃料在裂变过程中产生的热量将冷却的水加热,使它变成高压蒸气,再去推动汽轮发电机组发电。但是,海底核电站的工作条件要比陆地上的核电站苛刻得多。首先,海底核电站的所有零部件要能承受几百米深的海水所施加的巨大压力,二是要求所有设备密封性好,达到滴水不漏的程度,三是各种设备和零部件都要具有较好的耐海水腐蚀的性能。因此,海底核电站所用的反应堆都是安装在耐压的堆舱里,汽轮发电机则密封在耐压舱内,而堆舱和耐压舱都固定在一个大的平台上。 学科网(北京)股份有限公司 $$