2.4 核能 第1课时 （培优教学课件）科学新教材浙教版九年级上册

该初中科学课件聚焦放射性现象、核裂变与核聚变，以1896年贝克勒尔发现放射性为导入，追溯人类对原子核能量的认识历程，衔接能量转化前期知识，为理解裂变聚变的能量释放机制搭建认知支架。 其亮点在于融合科学史与核心素养，通过居里夫人提炼镭等案例构建科学观念，用表格对比放射线、链式反应模型培养科学思维，结合“两弹一星”元勋事迹强化态度责任。课堂总结含核能原理、应用、影响的思维导图，练习贴近科技前沿，助力学生系统掌握知识，教师教学更高效。

九年级上册•浙教版 第4节 核能 第二章 能的转化与能量守恒 第1课时 1 导入新课 1896年，贝克勒尔发现铀能发出看不见的射线，人类由此认识放射性。研究发现，原子核内部蕴藏着巨大的能量——核能。那么，核能是怎样产生的？裂变和聚变又是如何释放能量的？ 学习目标 科学观念 知道放射性现象及放射性元素，理解核能来自原子核内部的变化，知道核裂变与核聚变的概念。 科学思维 通过原子核结构分析，理解核能释放的微观机制，学会用模型与推理解释裂变、聚变。 探究实践 1.能列举放射线在农业、医学等方面的应用及危害，判断放射性元素的特性。 2.能区分核裂变与核聚变，说明链式反应的条件与核能释放途径。 态度责任 1.了解“两弹一星”元勋于敏等科学家的贡献，增强民族自豪感。 2.认识核能利用的利与弊，树立安全利用核能的意识。 重点难点 重点 1.放射性现象及放射线的应用与防护。 2.核裂变与核聚变的概念及核能的释放。 难点 理解链式反应与核聚变所需条件，区分原子弹与氢弹的原理。 1. 放射性 2. 裂变和聚变 3. 课堂总结 4. 练习与应用 学习内容 一、 放射性 第4节 核能 6 一、 放射性 1896 年，法国科学家贝克勒尔（A. H. Becquerel）发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线。 贝克勒尔（A. H. Becquerel） 7 一、 放射性 1898 年，居里夫人（M. Curie）发现，含铀矿物中还存在两种能够发出更强射线的新元素，她把一种元素命名为钋，另一种元素命名为镭，并经历几万次艰苦的提炼后，终于从 8t 沥青铀矿中提炼出 0.12g 纯净的氯化镭，证实了镭元素的存在。 居里夫人（M. Curie） 8 一、 放射性 一、 放射性 放射性：物质具有发出射线的性质称为放射性。 放射性元素 ：具有放射性的元素称为放射性元素。铀、钍、镭都是放射性元素。 天然放射现象：自发地发出射线的现象称为天然放射现象。 10 一、 放射性 放射线 组成 穿透本领 α 射线 带正电的高速运动的氦原子核流 最弱，在空气中只能前进几厘米 β 射线 带负电的高速运动的电子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板 γ 射线 高能的电磁波 最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土 三种主要的放射线 一、 放射性 放射性的利 工业：利用放射线来测量物体厚度；用射线对机械设备进行探伤 12 一、 放射性 放射性的利 农业：利用放射线照射种子，使其变异，培育新的优良品种；利用放射线可以杀菌 一、 放射性 放射性的利 医疗：利用射线治疗癌症 一、 放射性 放射性的弊 过量的高能量的放射线照射对人体和动植物的组织有破坏作用。 一、 放射性 科学・技术・社会・环境 地球年龄的测量 发现放射现象后，科学家认识到，元素的放射性不受任何环境因素的影响，是一种完美的地质 “时钟”，能用来测量岩石年龄，从而推测地球年龄。 放射性元素的原子核放出射线变成另一种原子核，这种变化称为衰变。放射性元素衰变的快慢用 “半衰期” 表示，指的是原子核有半数发生衰变所需的时间。一种放射性元素的半衰期是不会发生变化的。 一、 放射性 科学・技术・社会・环境 地球年龄的测量 地球的年龄可以通过陨石的年龄来推断。岩石形成时，或多或少有种类不同的放射性元素，测量这种放射性元素与它衰变出的元素的比例，就可计算出岩石的年龄。陨石来自围绕太阳运转的小行星带，与太阳系的行星同期形成，通过测量陨石的年龄，可以获得对地球年龄的推断。 一、 放射性 科学・技术・社会・环境 地球年龄的测量 例如，某岩石中含有某种放射性元素，假设该元素半衰期为 5 亿年，则 5 亿年后岩石中剩下一半该种放射性元素，10 亿年后剩下该种放射性元素…… 依此类推，若分析现在岩石样本中只剩下该种放射性元素，可以推算该岩石样本自形成以来经历了 3 个半衰期，即岩石年龄为 15 亿年。 放射性测量年龄的方法也应用于考古研究。考古学家常利用放射性物质 C‑14 测量文物的年龄。 【例1】以下对于放射线的说法正确的是（　　） A．放射线无污染，无公害，使用时十分安全简单 B．利用放射线时，要进行有效的防护和防止污染 C．放射线对人畜伤害严重，有弊无利，难于利用 D．α射线和β射线是有益的，而γ射线是有害的 B 一、 放射性 19 【答案】B 【解答】解：A、放射线有污染，有公害，使用时十分注意安全，故A错误；  B、利用放射线时，要进行有效的防护和防止污染，故B正确；  C、放射线对人畜有伤害，但利大于弊，比如X射线、磁共振都要运用放射线，故C错误；  D、α射线和β射线是有益的，而γ射线也可以利用来制成γ刀进行手术，故D错误。 故选：B。 一、 放射性 20 二、 裂变和聚变 二、裂变和聚变 21 二、 裂变和聚变 原子由原子核和核外电子构成，而原子核又由质子和中子构成，质子带正电荷，中子不带电。原子核是由质子和中子依靠强大的核力结合而成的，这使得原子核分裂或重新组合极其困难，但是一旦使原子核分裂或聚合，就可释放出惊人的能量。 22 二、 裂变和聚变 概念：当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时释放出的能量，称为核能。 核能是从原子核内部释放出来的，比物质在化学反应中所释放的化学能要大得多。 获得途径：原子核的裂变和原子核的聚变。 核能 23 二、 裂变和聚变 核裂变 概念：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成 2 个质量中等的原子核，同时释放出巨大的能的现象。如用中子轰击铀‑235 原子核，铀核就会分裂成为氪核和钡核，并释放出核能，同时产生 2~3 个新的中子。 24 二、 裂变和聚变 核裂变 链式反应：每个铀核裂变时会产生几个中子，这些中子又会继续轰击其他铀核，使其他铀核裂变并产生更多的中子，这样就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应。 链式反应不加以控制，在短时间内形成雪崩式的裂变反应，就会放出巨大能量而产生剧烈的核爆炸。 25 二、 裂变和聚变 核裂变的应用 原子弹根据核裂变的原理制成，属于不加控制的链式反应。 二、 裂变和聚变 核裂变的应用 核电站根据核裂变的原理制成，属于可控制的链式反应。 二、 裂变和聚变 核聚变 概念：2 个质量很小的原子核结合成新原子核，同时释放出能的现象。由于核聚变需要极高的温度引发，所以核聚变也叫作热核反应。氘核 (核内有 1 个质子和 1 个中子的氢核) 和氚核 (核内有 1 个质子和 2 个中子的氢核) 在超高温下聚合成新的原子核 —— 氦核，并释放出 1 个中子，同时释放巨大的核能。 氦 二、 裂变和聚变 核聚变的应用 氢弹是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。 二、 裂变和聚变 核聚变的应用 在太阳的内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能。 我国的氢弹研制 1967 年 6 月 17 日上午 8 时 20 分，伴随着一声巨响，在沉寂的戈壁大漠上空，宛若两颗太阳同时闪耀着万丈光芒，我国第一颗氢弹爆炸试验成功。那个时候，在重重技术封锁的国际环境中，我国完全依靠自力更生研发氢弹，以最快的速度实现了从原子弹到氢弹的跨越，震惊了世界。 二、 裂变和聚变 科学阅读 31 被称为中国氢弹之父的 “两弹一星” 元勋于敏曾说：氢弹是在原子弹的基础上发展起来的，但是它比原子弹性能要优越得多，所以世界上几个核大国，核武器库里主要的是氢弹。在 20 世纪 50 年代，我们没有核武器的时候，美国曾经威胁对中国使用核武器，为了打破他们的核垄断，粉碎他们的核威慑，中国必须有自己的氢弹。 在氢弹爆炸成功的同时，我国政府重申：发展核武器完全是为了防御目的，任何情况下，中国都不会首先使用核武器。多年以后，邓小平同志说，没有 “两弹” 的爆炸成功，就没有中国后来的国际地位，就没有全国人民在危难之时自豪和坚挺的民族脊梁。 科学阅读 二、 裂变和聚变 科学阅读 32 【例2】为探索清洁能源，我国“人造太阳”研究获重大进展，其核心原理是利用氢的同位素发生核反应释放巨大能量。下列关于“人造太阳”说法正确的是（　　） A．“人造太阳”的核心原理是核裂变反应 B．核反应不会对环境造成任何影响 C．核能属于可再生能源，可无限开发利用 D．氘和氚互为同位素原子，因为它们原子核内质子数相同，中子数不同 D 二、 裂变和聚变 33 【答案】D 【解答】解：A、“人造太阳”是利用氢的同位素发生核聚变反应，不是核裂变，故A错误； B、核反应会产生放射性废物，对环境和人体健康有潜在危害，需严格处理，故B错误； C、核能利用的燃料（如氘、氚等）在地球上储量有限，且开采利用过程中有环境影响，不可无限开发利用，故C错误； D、氘和氚都是氢的同位素，它们的原子核内质子数相同，但中子数不同（氘有1个中子，氚有2个中子），因此互为同位素，故D正确； 故选：D。 二、 裂变和聚变 34 三、课堂总结 三、课堂总结 35 三、课堂总结 四、练习与应用 四、练习与应用 1.中国工业能力世界领先。前段时间，江南造船厂发布了全球首型、世界最大的核动力集装箱船船型设计，该船采用钍﹣232熔盐反应堆作为动力来源。其获得核能的途径是（　　） A．轻核裂变 B．轻核聚变 C．重核聚变 D．重核裂变 D 四、练习与应用 38 【答案】D 【解答】解：核反应堆是通过合理布置核燃料，使其发生自持链式核裂变过程来实现核能利用的，因此该船获得核能的途径是核裂变，而不是核聚变，熔盐反应堆的原理：钍﹣232在反应堆中吸收中子后，经过一系列衰变转化为铀﹣233，铀﹣233随后发生裂变释放能量，因此钍﹣232熔盐反应堆的核能来源于重核的裂变过程。 故选：D。 四、练习与应用 39 2.下列可利用放射线完成的是（　　） A．杀菌保鲜 B．使种子变异，培育优良品种 C．胸透检查 D．上述三种都可 D 四、练习与应用 40 【答案】D 【解答】解：放射线可以对食物进行杀菌保鲜，也可以使种子变异，用于培育优良品种，胸透检查也是借助放射线来完成的，因此ABC都能利用放射线来完成，故D正确。 故选：D。 四、练习与应用 41 3.如图表示用中子轰击铀﹣235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（　　） A．该模型表示的是核聚变 B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应 C．该反应不会产生放射性物质 D．不能用该反应获得能量的方式来发电 B 四、练习与应用 42 【答案】B 【解答】解：A、该模型表示的是核裂变，故A错误； B、该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确； C、过程中产生的氪原子具有放射性，故C错误； D、可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，故D错误。 故选：B。 四、练习与应用 43 Lavf61.7.105 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.3.33 $