第十一章 4.核能-【学海风暴】2023-2024学年九年级下册物理同步备课（教科版）

②课内基础闯关 3.甲乙4.聚变内 考点1 5.C6.C7.B8.C9.C10.B 1,不可再生二次能源2.一次 11.解：(1)该核电站的年发电量 3.D4.B5.D6.C7.D W=Pt=3×10kW×365×24h=2.628×10kW,h 考点2 (2)该核电站一年需要消耗铀235的质量 8.化石（或一次，或不可再生）不合理 m=2.628X10X3,6X10J≈1.15×10g=15kg 9.B10.A 8.2×10°J/g 11.(1)不可再生天然气(2)小 (3)水吸收的热量 课外拓展提高 Qe=cxm*(4-6)=4.2X10I/(kg·℃)X2kg× 1,化学二次2.甲机械 (100℃-20℃)=6.72×105J 3.二次污染小（或环保，能诚小对生态的破坏，或缓部 电热水壶消耗的电能 能源危机等) w。-9-5.72X70=8.4x10J 4.一次1.76×105.28×10 80% 5.二次562.5 电热水壶的实际功率 6.C7.B8.A9.D10.BCD P装--8,4X10J=700w 20×605 11.解：(1)一次能源变小 12.(1)核反应堆铂链式(2)低于(3)核废料 (2)黑色吸热能力强 放射深埋在荒无人烟的地下 (3)热水器内的水每秒吸收的热量 ®核心素养提升 Q级'=PSy=1.4×103W/m2×2m2×18×40%= (1)一次(2)小于惯性(3)6×10不变 1.12×103J 12.(1)可再生小于(2)B(3)如图所示 5.能源开发与可持续发展 :铁 ®经典例题剖析 【例1】核聚变 一次1.3电能 【例2】B 四课内恭础闯关 压第机o220Vo 考点1 核心素养提升 1.石油绿色出行，出门尽量不开车（合理即可） (1)可再生(2)化学(3)9,6 2.過制“白色污染”（或节约石油资源，或节约能源等，合 4.核能 理即可) 心经典例题剖析 3.C4.D5.C6.D7.BD 【例1】C【例2】B 考点2 脸课内基础闯关 8.①②9.动能（或机械能）电能 考点1 10.南汐可太阳能（或地热能等，合理即可） 1.B电子 11.B12.B 2.核能裂变聚变 13,解：(1)可再生 3.B4.D (2)太阳能接收板每砂接收到的太阳能 考点2 Qxa=1000J/(a2·s)×8m2X1s=8000J 5.中子一次 电动机每秒消耗的电能 6.裂变内 W=U1t=120V×10A×1s=1200J 7.链式反应8.A 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率 考点3 9.核聚变热核反应 ”×100%-80×10%-15% 刂一Q女限 8000J 10.A11.B (3)电动机正常工作时消耗的电功率 ©课外拓展提高 P电=U7=120V×10A=1200W 1.核裂变丙 电动机正常工作时将电能转化为机械能的功率 2.不加控制的加以控制的 Pn坡=7P电=80%X1200W-960W 136 学海风暴九年级物理JK版下册4. 核能 课前预习导航 3.原子弹：如果链式反应不加以控制，将在 一、原子核核能 极短的时间内释放出巨大的能量，发生剧烈的爆 1.原子的核式结构：原子由居于原子中心的 炸，原子弹就是根据这一原理制成的。 原子核和绕核高速旋转的电子构成：而原子核又 4.核电站：核电站是利用核能来发电的，它 由质子和中子组成。质子带正电，电子带负电， 的核心设备是核反应慢。 (1)核电站发电时的能量转化顺序：核熊→肉 中子不带电。 能→机械能→电熊。 2.核能：由于原子核的结构发生变化而释放 (2)核反应堆：能够控制链式反应的速度，使 出的巨大能量叫做核能，也叫原子能。它有两种 核能缓慢地、平稳地释放出来的装置，它是核电 来源：一种是由重原子核分裂成较轻的原子核释 站的核心。 放出来的，叫做黎变；另一种是由轻原子核结合成 知识链接 较重的原子核释放出来的，叫做聚变。 核电站的特点：(1)消耗很少的核燃料， 二、核裂变能及其应用 最后可以产生大量的电能；(2)可大大减少 1.裂变：用中子轰击轴235（质量数为235的 燃料的运输量，特别适合能源缺乏地区； 铀)，铀核会分裂成大小相差不是很大的两部分， (3)对大气基本无污染；(4)需防止放射性物 同时释放出巨大的能量，这种重原子核分裂成载 质的泄漏，避免放射性污染，确保安全。 轻的原子核释放出核能的反应叫做裂变，如图 三、核聚变 所示。 1.聚变：较整的原子核在超高温下结合成新 裂变核 的较重的原子核，也能释放能量，这种轻原子核 (例贸U) 结合成较重的原子核的核反应叫做聚变。如图 中 所示，聚变反应要求一开始就要有很高的温度 份 (要求达到数千万摄氏度的高温)，因而聚变反应 了（例Krd 又称为热核反在。 2.蘸式反左：用中子轰击铀235原子核，铀 核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中 子，这些中子又会轰击其他铀核…于是就引起 氚核 氢核 中子 一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就 ●表示质子0表示中子 是链式反应，如图所示。 2.氢弹：氢弹就是根据轻根聚变的过程中会 释放大量能量的原理制成的。在消耗相同质量 核燃料的情况下，核聚变要比核裂变放出的能量 大得多，所以氢弹的威力比原子弹的威力大 得多。 3.太阳能的产生：在太阳内部，氢原子核在 超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。 第十一章学海风暴 经典例题剖析 课内基础闯关 【例1】如图所示的示意图中，符合原子核式 考点① 原子核核能 结构的是 1.1911年，卢瑟福在a粒子散射实验的基础上， 提出的原子结构模型与图 (选填 “A”或“B”)相似。他认为原子是由带正电的 B 原子核和带负电的 构成的。 ⊙ 00 D 【解题点拨】著名科学家卢瑟福在进行了α 2.原子核分裂或聚合，可以释放出巨大的能量， 粒子散射实验后，提出了原子核式结构模型。原 这种能量叫做 。用中子轰击比 子是由处于核心的带正电的原子核和带负电的 较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子 核外电子构成的，核外电子绕原子核高速运转。 核，同时释放出巨大的能量，这是原子核的 【例2】“华龙一号”是由中国两大核电企业 两个质量很小的原子核，在一 研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术，它使核 定条件下结合成一个新的原子核，会释放出更 能的利用更安全、更经济。下列关于核能的认 大的核能，这就是原子核的 识，正确的是 3.以下微观粒子按空间尺度由大到小的排序，正 A.核能是二次能源 确的是 () B.核电站的能量转化顺序为核能→内能→机 A.质子原子核原子 械能→电能 B.原子原子核质子 C.核电站是利用原子核聚变释放的核能来 C.原子核质子原子 发电的 D.原子质子原子核 D.核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸 4.下列关于核能的说法，正确的是 释放核能的过程完全相同 A.使原子核分裂或聚合需要惊人的能量，这 【解题点拨】核能可以从自然界中直接获取。 些能量叫核能 核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过 B.核能是原子核动能和内能的总和 裂变反应来释放核能的，将核能转化为水的内 C.核能是质子和中子的动能和势能的总和 能；水受热后产生的水幕气推动蒸汽轮机转动， D.重核裂变或轻核聚变，都释放出惊人的能 将内能转化为机械能；蒸汽轮机又带动发电机转 量，这就是核能 动，将机械能转化为电能。目前核电站都是利用 考点② 核裂变能及其应用 核裂变释放的核能来发电的。核电站和原子弹 5.科学家曾用 (选填“质子”“中子” 都是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原 或“电子”)轰击质量比较大的轴235原子核， 理工作的，其中在核电站中链式反应的速度是加 使其发生裂变，同时释放出巨大的能量。核能 以控制的，而原子弹爆炸时的链式反应的速度是 可以从自然界中直接获取，因此核能属于 不加控制的。 能源。 学海风暴九年级物理JK版下册 6.(2023常德模拟)我国正在大力开发核能发 课外拓展提高 电，核电站利用核反应堆中发生的核 一、填空题 (选填“聚变”或“裂变”)来加热水，将核能 1,为核潜艇提供能量的装置是核反应堆，在核反 转化为水蒸气的 能，再通过蒸汽轮 应堆中发生的是 (选填“核裂 机转化为机械能，带动发电机转动，转化为 变”或“核聚变”)。如图所示的标志中，表示有 电能。 核辐射的是 7.将火柴搭成如图所示的结构。 点燃第一根火柴后，发生的现 象与核能知识中的 相似。 2.原子弹和核电站都是利用链式反应，两者的本 8.核能是一种重要的能源。关于核电站，下列说 质区别是：原子弹爆炸时发生的链式反应是 法正确的是 ( ,核反应堆中发生的链式 A.核泄漏后产生的核污水仍然具有放射性 反应是 B.核电站中不需要蒸汽轮机 3.获取核能有两种途径—核裂变和核聚变。 C.核反应堆中发生的是不需控制的核裂变 目前人类和平利用核能发电的原理如图 D.核电站将轻核聚变产生的核能最终转化为 所示，氢弹爆炸的原理跟图 电能 是一样的。（均选填“甲”或“乙”） 考点③ 核聚变 9.在超高温下，使质量较小的原子核结合成质量 较大的新核，同时会释放出巨大的核能，这种获 取核能的方式叫做 由于这种 获取核能的方式需要在超高温下进行，因此人 4.如图所示，中国人造太 们也称之为 阳一大型核聚变实验装 10.关于核聚变，下列说法正确的是 ( 置东方超环(EAST)实现 A.原子核必须在超高温下才能发生聚变 1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造了世界 B.任意两个原子核都可以发生聚变 新纪录。东方超环的反应原理与太阳类似，即 C.原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变 通过核 (选填“裂变”或“聚变”) D.目前人类已经建成核电站，利用核聚变 释放巨大的核能，核能又转化为 发电 能，从而获得上亿摄氏度的高温。 11.如图所示的是一种核反应。这种核反应的原 二、选择题 理可用于制造 5.图甲、乙为某原子及其组成粒子的结构图。该 粒子和原子分别用a~e表示，则 () 氟核 氢核中子 表示质子。表示中子 A.原子弹 B.氢弹 ] C.导弹 D.普通炮弹 第十一章学海风暴 65 A.a表示原子 B.b表示原子核 A.开发核能会带来可怕的核泄漏，产生放射 C.c表示电子 D.d可能带负电荷 性污染，所以人类应停止开发核能 6.下列关于原子核裂变、聚变的说法，正确的是 B.核能是一种稳定、高效、清洁的可再生能源， 利用核能有利无害 A.任意两个原子核都可以发生聚变 C.核电站是利用可控核裂变释放的核能来发 B.只有在人为的条件下才会发生核聚变 电的 C.到目前为止，人类获得核能有两种途径，即 D.核反应堆是一种能够控制链式反应的装置， 重核裂变和轻核聚变 地震等自然灾害不会对它造成影响 D.目前人类还不能有效控制原子核裂变 10.为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我 7.核电站发电流程如图所示。下列说法正确的 国陆续建成了一些核电站。如图所示的是核 是 电站的结构图。关于核电站，下列说法正确 的是 电网 发电机 轮机 令却器 A.核能属于可再生能源 B.核废料一般可以深埋在人烟稀少的地方 C.核电站发电是将核能直接转化成电能 A.核电站产生的核废料对环境无污染，可以 D.核燃料的核能可以全部转化成电能 8.中国是少数几个能生产核潜艇的国家之一。我 随意处置 国某战略核潜艇排水量为9000t,可搭载12枚 B.核反应堆中发生的是可控制的核裂变 射程为11000km的巨浪-2弹道导弹，是中国 C.核电站发电的能量转化过程是：核能→内 二次核反击的中坚力量，是应对核动力航空母舰 能→电能→机械能 的最有力武器。下列对此分析正确的是(g取10 D.核电站使用的核燃料是石油或天然气 N/kg) ( 三、计算题 A.核潜艇中的核反应堆是利用核聚变来产生 11.核电站是利用核能来发电的，它是以铀235 能量的 为核燃料的。某核电站的发电功率为3× B.该型潜艇浸没在水中后，受到的浮力为9× 105kW 10N (1)该核电站的年发电量是多少千瓦时？（一 C.核潜艇的动力主要来自核能转化为的机 年按365天计算) 械能 (2)如果1g轴235完全裂变时产生的能量为 D.核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重 8.2×100J,并且假设所产生的能量都变成 力小于浮力 了电能，则该核电站一年要消耗轴235的质 9.下列关于核能开发的说法，你认为正确的是 量是多少千克？（结果保留整数） (3)若电厂通过供电系统，用220V的电压给 学海风暴九年级物理K版下册 离电厂较远的小明家所在的小区供电。某天 (1)核电站的核心是 ,它是 小明在家用标有“220V1000W”字样的电 以 为核燃料，利用原子核裂变的 热水壶烧水，在20min内将2kg的水从 反应产生的能量来发电的。 20℃烧开。假如在烧水过程中由电能产生 (2)从核能到电能，能量的转化效率 的热量有80%被水吸收，则电热水壶的实际 (选填“高于”“低于”或“等于”)100%。 功率为多大？〔不考虑温度对电阻的影响，气 (3)核电站使用过的核燃料称为 压为1个标准大气压，水的比热容为4.2× ,它具有 性，会对人和其他 103J/(kg·℃)] 生物造成伤害。合理的处理方法是 (写出一种即可)。 已核心素养提升 物理观念如图甲所示的核潜艇是国家的战略 重器，是维护国家安全的基石之一。 ◆h/m 100 50 50 100 乙 (1)目前，人类大力发展核能、太阳能等能源， 它们都属于 (选填“一次”或“二 次”)能源。 (2)核潜艇在水下水平匀速巡航时，若突然进 入海中断崖（海水上层密度大，下层密度小）， 会突然加速下沉，这将带来安全隐患。此时应 立即将核潜艇中的水排出，使它受到的重力 (选填“大于”或“小于”)浮力，由 于具有 ,核潜艇还会下沉一段距 离后才会上浮。 (3)核潜艇水平匀速行驶过程中，遇到紧急情 况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至 四、综合题 30°开始上浮。此过程中深度计显示的核潜艇 12.如图所示的是核电站原理示意图。 在海面下的深度随时间变化的关系如图乙所 热交换机 示。核潜艇在第70s时受到的海水压强为 蒸汽轮机 发电机 Pa(核潜艇高度不计，海水密 反应准 度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg),上浮过 冷凝器 程中核潜艇所受的浮力将 (选填 “变大”“变小”或“不变”)。 水泥防护层 冷却剂 67 第十一章学海风暴