22.2 新能源的发展 课件 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

该初中物理课件围绕新能源发展，系统讲解核能（原子核组成、裂变与聚变）和太阳能（直接利用等）核心知识，通过“想一想”提问导入，以课堂活动为支架衔接知识点，构建完整知识脉络。 其亮点是结合课堂活动（如原子与原子核大小类比）和中国实例（“华龙一号”“田湾核电站安全措施”），以科学探究和科学态度与责任培养物理观念，小结清晰助知识内化，学生能提升综合能力，教师可高效教学。

新能源的发展 1 为了解决利用化石能源带来的问题，人们着手开发各种新的能源。你知道的新能源有哪些？ 想一想 核能 太阳能 2 一、核能 　　1．原子核的组成 原子核通常由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电。 质子 + 中子 ｎ 3 质子的质量大约是电子的1836倍，中子和质子的质量几乎相同。 　　1．原子核的组成 质子 + 中子 ｎ 电子 - 质子 + 1836个 质子和中子构成的原子核非常小，原子与原子核的大小比较，形象地来说，就是地球和乒乓球的比例，大约一千亿比一。 　　1．原子核的组成 原子核极小，体积只占原子体积的约一千亿分之一，在这极小的原子核里却集中了99.95%以上原子的质量。 　　2．核能 　　（1）定义：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会释放出惊人的能量。 　　（2）释放核能的方式： 　　①利用核裂变释放能量；②利用核聚变释放能量。 　　3．裂变 　　（1）定义：一个重原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放出巨大能量，这就是核裂变。 能量 　　（2）链式反应 20世纪30年代，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，铀核会发生裂变，释放大量核能的同时产生出几个新的中子，这些中子又会轰击其他新的铀核，于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。 中子 铀核 　　（3）裂变的应用 　　①不加控制的链式反应 我国的第一颗原子弹“邱小姐” 1964年我国第一颗原子弹爆炸 如果对链式反应不加控制，那么大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，例如原子弹的爆炸。1 kg铀全部裂变，释放的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧时释放的能量。 　　②可控制的链式反应 水泥防护层 铀棒 控制棒 “华龙一号” 可控链式反应就可以控制核能的释放。例如核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。我国完全自主知识产权的核电技术机组“华龙一号”标志着我国的核能发电技术已居于世界先进地位。 　　③核电站的工作原理及能量转化 核电站将反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机转化为电能，核电站发电时的能量转化情况：核能→内能→机械能→电能。 核反应堆 汽轮机 发电机 　　4．核聚变 　　（1）定义：质量很小的原子核在超高温下结合成一个新的原子核，同时释放出巨大的能量，也叫热核反应。 氚核 氘核 氦核 中子 能量 　　（2）氢弹 氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。 我国的第一颗氢弹 氢弹爆炸产生的蘑菇云 　　（3）太阳内部的聚变 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，比原子弹爆炸的威力更大。太阳表面温度约为6 000 ℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去。 太阳已经“燃烧”了近50亿年。目前，它正处于壮年，要再过50亿年才会燃尽自己的核燃料。太阳能属于可再生能源。 　　（4）海水中的核能 海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核。这些氘可供人类使用几十亿年。科学家预言，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。科学家正在积极地探索着如何实现可控聚变。与化石燃料一样，核燃料在自然界中也是有限的，核能属于不可再生能源。 　　5．核电站和核废料处理 核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备。反应堆不仅会释放能量，也会产生射线。如果射线泄漏到反应堆外面，就会对人和其他生物造成伤害，所以核反应堆都封闭在一个厚厚的钢筋混凝土壳中。 　　（1）核泄漏的危害 核电站一旦发生核泄漏事故，就可能产生严重的危害。 切尔诺贝利核电站于1986年4月26日在乌克兰境内发生泄漏，核反应堆全部炸毁，大量放射性物质泄漏，成为核电时代以来最大的事故。产生的辐射量相当于400颗原子弹。 被融化的炉芯，至今仍具有放射性 切尔诺贝利核电站 　　（2）核电站严格的安全措施和安全标准 以田湾核电站为例，核电站采用锆合金包覆燃料芯块，阻止放射性物质释放；双层安全壳，内层为1.2 m厚特制钢筋混凝土，内衬6 mm钢板，外层为0.6 m钢筋混凝土，中间1.8 m过滤夹层；另外有堆芯熔融物捕集器严重事故下收集、冷却堆芯熔融物，防止熔穿底板、放射性泄漏。 　　（3）核废料的处理 核电站使用过的核燃料成为核废料。由于核废料仍具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人烟稀少的地方。 二、太阳能 　　1．储存在化石燃料中的太阳能 远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了石油和煤。在石油形成过程中还放出天然气。 　　2．直接利用太阳能 　　（1）集热器 集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，把太阳能直接转化为物体的内能。 　　（2）太阳能电池 太阳能电池，是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件，直接把太阳光转变成电。太阳能电池在生活、生产、航空航天、交通、通信等领域中有着重要的应用。 　　3．其它的一些新能源 　　（1）海洋能 海洋能也是人们可以利用的新能源，可以用来发电。我国建设了数座潮汐电站。潮汐能不是来自太阳能。潮汐能是因月球引力的变化引起潮汐现象，导致海平面周期性升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量。 　　（2）风能 风能也是人们可以利用的新能源。我国建成了许多“风车田”，场面蔚为壮观。 　　1．目前人们对核能的开发和利用备受关注，下列有关原子核与核能的理解，正确的是（　　） 　　A．原子是由质子和中子组成的 　　B．现有的核电站利用的都是核聚变 　　C．原子核内质子和中子都带电 　　D．核能是原子核发生变化时放出的能量 D 三、课堂练习 　　2．2025年5月14日，我国三代核电“华龙一号”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。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 三、课堂练习 　　3．图是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰”挎照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　） 　　A．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 　　B．太阳能电池板，将太阳能转化为电能 　　C．照明灯在工作时，将内能转化为电能 　　D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 B 三、课堂练习 新能源 的发展 核能 核裂变 核聚变 太阳能 质量较大的原子核发生_____或者质量较小的原子核_________，就能释放出惊人的_____。 定义：一个重原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放出巨大能量。 应用：_______（可控制）、______（不可控制）。 核电站的能量转化：______→______→______→______。 定义：质量较小的原子核在_______下结合成新的原子核，释放出巨大的能量。 太阳是______反应，氢弹。 光电转换：太阳能直接转化为____；光热转换：太阳能直接转化为____；光化转换：太阳能转化为______储存在生物体内。 化学能 分裂 相互结合 能量 核电站 原子弹 核能 内能 机械能 电能 超高温 聚变 内能 电能 28 $