18.2 核能 太阳能 课件-2025-2026学年苏科版物理九年级下学期

该初中物理课件围绕核能（裂变、聚变）和太阳能（来源、转化、利用）展开，通过二战原子弹案例提问导入，结合原子结构模型、链式反应模拟，逐步过渡到太阳能的优点与转化，搭建现象到本质的学习支架。 其亮点在于以科学思维（模型建构如火柴棍模拟链式反应，对比表分析裂变聚变）和科学态度与责任（结合核电站、东方超环等实例强调清洁能源）为核心，典例练习联系实际，帮助学生形成能量观念，教师使用可提升教学效率。

第十八章 能源与可持续发展 18.2 核能 太阳能 （苏科2024版）九年级 下 01 教学目标 02 新知导入 03 新知讲解 05 典例分析 06 课堂练习 04 课堂小结 （苏科2024版）九年级 上 01 教学目标 1.知道通过核裂变可获得核能，知道核反应堆及核能发电 概况. 2.了解核能的优点和核能带来的问题. 3.初步了解太阳能是巨大的天然能源，了解太阳能的优点，初步了解太阳能是一种重要的清洁能源. 4.了解太阳能及其转化情况. 5.初步了解太阳能利用的现状和广泛利用太阳能存在的困难. 02 新知导入 二战后期，美国在广岛和长崎甩下两枚原子弹，让数十万日本民众死亡，几百万人无家可归。原子弹摧枯拉朽的破坏力，将众多建筑物夷为平地，城市变成一片废墟；在这场灾难中，只有少部分人幸存下来，大部分要么被冲击波杀害，要么被核辐射杀害，对身体的影响超乎想象。 原子弹为什么会突然放出那么大的能量？ 想一想 读一读 03 新知讲解 1、原子结构 一、核能 原子核（正） 核外电子（负） 质子（正） 中子（不带电） 原子核 质子 中子 电子 03 新知讲解 2、核能 质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都极其困难。一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。 获得核能有两种途径：裂变和聚变。 03 新知讲解 （1）核裂变 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，于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。 用火柴模拟链式反应 链式反应示意图 03 新知讲解 （1）核裂变 目前世界上的核电站都是利用核裂变发电 秦山核电站 大亚湾核电站 田湾核电站 核电站中的反应堆 岭奥核电站 核电站是可控核裂变反应 03 新知讲解 （1）核裂变 原子弹的原理是核裂变 原子弹结构示意图 原子弹是不可控核裂变反应 03 新知讲解 （2）核聚变 将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。 我国第一颗氢弹 爆炸时的情景 03 新知讲解 太阳内部进行着大规模的聚变反应 （2）核聚变 可控核聚变：东方超环 03 新知讲解 （3） 核能的优点 核能是一种低碳能源，利用核能进行发电，具有的优点如下：清洁高效、能量密度高、单机容量大、占地规模小、不受季节和气候影响、发电稳定可靠且成本相对较低等。 核能 内能 机械能 电能 03 新知讲解 裂 变 聚 变 定义 条件 释放核能 能否控制 应用 较大原子核分裂为 较小原子核的过程 用一定速度的中子 轰击较大原子核 质量很小的原子核结合 成较大原子核的过程 超高温 巨大 更加巨大 可以控制链式反应速度 目前不能人为控制 核电站、原子弹 太阳、氢弹 （4） 裂变与聚变的比较 03 新知讲解 二、太阳能 1、太阳的参数 1.392×106km 1.9891×1030kg 1.412×1027m3 1.409x103kg/m3 50亿年 1.5×108km 6000oc 表 15000000oc 核 03 新知讲解 2、太阳的能量来源： 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。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”。太阳表面温度约6 000 ℃，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。 03 新知讲解 3. 太阳能的优点 （1）太阳能十分巨大； （2）太阳能供应时间长久； （3）太阳能分布广阔，获取方便； （4）太阳能安全、清洁、无污染。 03 新知讲解 4. 太阳能的转化 观察图，通过查阅相关资料了解图中所示的风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能等情况及其大致的形成过程。 地球上的能源 03 新知讲解 （1）风能 4. 太阳能的转化 风力发电：太阳能→风能→电能。 03 新知讲解 （2）潮汐能 4. 太阳能的转化 潮汐能是可再生能源，潮汐能不是来源于太阳。 潮汐涡轮机 03 新知讲解 （3）地热能 4. 太阳能的转化 地热能不是来源于太阳。 西藏羊八井的地热能 地热能的开采 03 新知讲解 （4）生物质能 4. 太阳能的转化 生物质能来源于太阳。 03 新知讲解 （5）核能 4. 太阳能的转化 核能不是来源于太阳。 03 新知讲解 （6）总结：能量的来源 4. 太阳能的转化 来自太阳的能量有：太阳能、风能、水能、生物质能、化石燃料（煤、石油、天然气）. 不是来自太阳的能量有：潮汐能、核能、地热能等。 地球上的能源 03 新知讲解 5. 太阳能的利用 （1）“光—热”转换 “光—热”转换的基本原理是使太阳能聚集，用它来加热某种物体，获得内能。目前，使太阳能聚集的装置有两种，一种是“平板型聚热器”，另一种是“抛物面型反射聚光器”。 转化 太阳能 内能 03 新知讲解 5. 太阳能的利用 （2）“光—电”转换 “光-电”转换是将太阳能转换成电能。目前，太阳能用于发电的途径有两种：一是热发电，就是先用聚热器把太阳能变成内能，再通过汽轮机将内能转变为电能；二是光发电，就是利用太阳能电池的光电效应，将太阳能直接转变为电能. 转化 太阳能 电能 03 新知讲解 5. 太阳能的利用 （3）“光—化”转换 转化 太阳能 化学能 “光-化”转换是将太阳能先转换成化学能，再转换为电能或其他形式的能量。绿色植物的光合作用就是“光-化”转换过程，植物靠叶绿素把光能转化成化学能，实现自身的生长与繁衍。 03 新知讲解 （1）能量太分散：垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能功率只有数百瓦。要大规模开发利用太阳能，必须设置庞大的收集和转换能量的系统，因而造价过高，影响推广。 （2）天气影响：太阳能发电会受天气的影响，给人们稳定地利用太阳能带来困难，而且储能问题尚未得到很好的解决。 （3）转换效率低：目前太阳能的转换效率还很低。如光电转换(太阳能电池)的效率还只有10%左右。因此，在直接利用太阳能方面，还需继续大力开展研究工作。 6. 太阳能利用的难度 04 课堂小结 地球上的 能源分类 ①与太阳有关的能源：狭义的太阳能、广义的太阳能. ③与核反应有关的能源：核能：核裂变、核聚变. ②与地热有关的能源：地热能. 缺点：太阳能强度弱、不稳定、不连续. 直接利用 太阳能的 三种方式 ③“光-化”转换. ②“光-电”转换. 优点：①太阳能的能量巨大. ②太阳能供应时间长久. ③太阳能分布广阔. ④太阳能获取方便. ⑤太阳能安全、清洁. ⑥对于地球不增加热载荷. 太阳能的优、缺点 太阳能 ④与地-月-日间相互作用有关的能源：潮汐能. ①“光-热”转换. 05 典例分析 例1．下列不属于古代信息传播工具的是（　　） A．在古代每隔一定的距离会设置一个驿站 B．烽火狼烟 C．飞鸽传书 D．以前有急事时，经常会用的电报 D 【答案】D 【详解】在交通和通信很不发达的时代，人们常使用烽火、驿马和信鸽传递信息，在古代还没有电的发现和利用，后来到近代人们开始利用电报，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 05 典例分析 例2．核能是一种比较理想的“未来能源”，其能量密度极高，储量丰富。核能属于_____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；如图所示的核反应，这种反应叫做核_______（选填“裂”或“聚”）变。 不可再生 裂 【答案】 不可再生 裂 【详解】[1]核能源被消耗后，不能从自然界源源不断地得到补充，属于不可再生能源。 [2]核裂变是指由重的原子，分裂成较轻的原子的一种核反应形式，故如图所示的核反应叫做核裂变。 05 典例分析 例3．太阳能电池板是把光能转化成_____能的装置；植物的光合作用是把光能转化成________能；太阳能热水器是把光能转化成______能的装置。 电 化学 内 【答案】 电 化学 内 【详解】[1][2][3]太阳能可以发电，说明太阳能电池板是把光能转换为电能的装置；植物在阳光的照射下合成有机物，说明植物通过光合作用把光能转化为化学能；太阳能热水器是把光能转化为内能，使水的内能增加，温度升高。 05 典例分析 例4．太阳能LED照明路灯环保节能，LED是一种发光二极管，它主要制作材料是_______（选填“绝缘体”“半导体”或“超导体”）；太阳能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它来源于太阳内部原子核发生聚变释放的巨大能量。 【答案】 半导体 可再生 【解析】【小题1】[1]LED是一种发光二极管，它的主要制作材料是半导体； [2]太阳能可以从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源。 半导体 可再生 05 典例分析 例5．原子弹和氢弹爆炸时释放核能的方式依次是（    ） A．核裂变  核聚变 B．核聚变  核裂变 C．核裂变  核裂变 D．核聚变  核聚变 【答案】A 【详解】原子弹是核裂变且不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器；氢弹爆炸是利用核聚变反应释放出大量的核能。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 A 05 典例分析 例6．如图所示，中国空间站在太空飞行，太阳能帆板提供保证空间站正常工作需要的能量，下列说法正确的是（     ） A．太阳能帆板相当于用电器 B．太阳能帆板将电能转化为太阳能 C．太阳能帆板相当于电源 D．太阳能帆板工作的整个过程中不遵循能量守恒定律 C 05 典例分析 【答案】C 【详解】AC．用电器是消耗电能的装置，太阳能帆板是将太阳能转化为电能的装置，相当于电源，不是用电器，故A错误，C正确； B．太阳能帆板是将太阳能转化为电能，并非将电能转化为太阳能，故B错误； D．能量守恒定律普遍适用，太阳能帆板工作过程也遵循该定律，故D错误。 故选C。 05 典例分析 例7．2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是（    ） A．核能属于不可再生能源 B．核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C．核反应堆将核能直接转化为电能 D．核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 C 05 典例分析 【答案】C 【详解】A．核能是一种相对较为清洁的能源，但由于核燃料在地球上的总量是一定的，所以核能属于不可再生能源，故A正确，不符合题意； B．核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设备，故B正确，不符合题意； C．核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故C错误，符合题意； D．核污染主要是指核燃料或核废料具有放射性，因此一般埋在人烟稀少的地方，故D正确，不符合题意。 故选C。 1、下列能源中不是来自太阳的是（　　） A．地热能 B．水能 C．化石能源 D．风能 06 课堂练习 A 06 课堂练习 2．社会发展离不开能源，绿色能源是应对全球气候挑战和实现可持续发展的重要选择，以下各种形式的能源中属于绿色能源的是（　　） A．煤气 B．太阳能 C．石油 D．木炭 B 06 课堂练习 3、中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破。“东方超环”是全超导托卡马克核聚变实验装置，下列核能利用方式与之相同的是（    ） ①原子弹    ②氢弹    ③江苏田湾核电站    ④太阳 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ D 06 课堂练习 4．如图是一种新型的风光互补景观照明灯，其太阳能电池板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，下列解释正确的是（　　） A．蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能 B．照明灯工作时，将风能转化为光能 C．太阳能电池板将电能转化为太阳能 D．利用风力发电时，“风扇”将风能转化为电能 D 06 课堂练习 5．如图所示，是核电站发电过程的流程图，其能量的转化过程是（   ） A．机械能→核能→内能→电能 B．内能→核能→机械能→电能 C．核能→机械能→内能→电能 D．核能→内能→机械能→电能 D 06 课堂练习 6．目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法中错误的是（　　） A．太阳能是太阳内部氢原子核裂变释放出的能量 B．太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源 C．太空电站工作过程中依然遵循能量守恒定律 D．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波 A 06 课堂练习 7、如图所示，爆闪警示灯放置在存有安全隐患的危险路段，通过有规律的爆闪，起到有效的示警作用。太阳能电池板是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。白天，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电，LED红蓝灯发光时几乎不发热，则（　　） A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源 B．当太阳能电池板给蓄电池充电时，太阳能电池板将太 阳能转化为电能 C．LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为内能 D．如果LED灯不发光，此时它的电阻为 B 06 课堂练习 8、我国空间站是一个在轨组装成的空间实验室系统，总质量达180t，展开的太阳能电池板能为空间站提供能量。下列说法正确的是（　　） A．太阳能是不可再生能源 B．太阳能电池板相当于用电器 C．太阳能电池板将电能转化为太阳能 D．空间站利用电磁波与地面通信 D 06 课堂练习 9．如图表示原子核在转变过程中释放能量的方式。原子的原子核由中子和______组成，太阳辐射的巨大能量来自图______（选填“A”或“B”）所示的核反应。 质子 B 06 课堂练习 10．原子由原子核和____________构成。原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。我国自主设计、建造的“东方超环”核反应装置用于研究如图所示的核反应，这种反应叫做核____________（选填“裂”或“聚”）变。 核外电子 不可再生 聚 $