資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
2023-2024人教版9年物理全冊(cè)同步學(xué)講練測(cè)學(xué)案（全國(guó)通用）
第二十二章 能源可持續(xù)發(fā)展 專題22.2 核能
1.了解原子、原子核的結(jié)構(gòu)。
2.知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題。了解我國(guó)和世界利用核能的新進(jìn)展。
3.了解核裂變、核聚變。
閱讀本節(jié)課教材，參考教材完成教師給出的知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題的填空：
知識(shí)點(diǎn)1. 核能
1.原子、原子核：原子由原子核和核外電子（帶負(fù)電）組成，原子核由中子（不帶電）和質(zhì)子（帶正電）組成。
2.核能：原子核分裂或聚合時(shí)釋放出的能量。
3．獲得核能的兩種方式：即原子核的核裂變和核聚變。核反應(yīng)堆是利用可控核裂變工作的，原子彈是利用不可控核裂變制造的，氫彈是利用核聚變制造的．裂變的核燃料是鈾235，聚變的核燃料是氘和氚．
①核裂變：用中子轟擊較重的原子核，使其裂變?yōu)檩^輕原子核的一種核反應(yīng)，如原子彈。核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的，原子彈的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控的。核電站利用核能發(fā)電，目前核電站中進(jìn)行的都是核裂變反應(yīng)。
②核聚變：使較輕原子核結(jié)合成為較重的原子核的一種核反應(yīng)，如氫彈。氫彈爆炸的聚變反應(yīng)是不可控的。
知識(shí)點(diǎn)2. 核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題
①核能的優(yōu)點(diǎn)：核能將是繼石油、煤和天然氣之后的主要能源。利用核能發(fā)電不僅可以節(jié)省大量的煤、石油等能，而且用料省，運(yùn)輸方便。核電站運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫和粉塵等對(duì)大氣和環(huán)境污染的物質(zhì)，核電是一種比較清潔的能源。
②利用核能可能帶來(lái)的問(wèn)題：如果出現(xiàn)核泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的放射性環(huán)境污染。
考點(diǎn)1. 原子結(jié)構(gòu)
【例題1】（2023廣東?。╊}圖是氫的原子模型示意圖，原子核是_______，核外電子是______，其中帶負(fù)電的是_______。（均選填“A”或“B”）
【答案】 B A A
【解析】原子是由原子核和核外電子組成，核外電子繞著原子核運(yùn)動(dòng)，原子核是由質(zhì)子和中子組成的，其中質(zhì)子帶正電，中子不帶電，電子帶負(fù)電。
考點(diǎn)2. 核能
【例題2】關(guān)于原子核和核能，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A. 核反應(yīng)堆發(fā)生的是可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng) B. 核能是可再生能源也是二次能源
C. 原子核占據(jù)了原子的大部分空間 D. 原子核是由電子組成的
【答案】A
【解析】A．核反應(yīng)堆，是核的裂變，是可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故A正確；
B．核能是不可再生能源也是一次能源，故B錯(cuò)誤；
C．原子核居于原子的中內(nèi)，占原子很小的空間，故C錯(cuò)誤；
D．原子核是由質(zhì)子和中子組成的，故D錯(cuò)誤。
【演練】中國(guó)成功研發(fā)出了先進(jìn)核裂變能——釷基熔鹽堆的第4代核反應(yīng)堆發(fā)電技術(shù)，于2021年9月底在甘肅武威啟動(dòng)試運(yùn)行，創(chuàng)造了又一項(xiàng)奇跡，其技術(shù)應(yīng)用屬于世界首次。釷基熔鹽堆具有產(chǎn)生的核廢料非常少、使用氟化鹽作為冷卻劑無(wú)需耗費(fèi)大量水資源和熱轉(zhuǎn)換效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)。下列有關(guān)釷基熔鹽堆的說(shuō)法正確的是（　?。?br/>A. 釷基熔鹽堆不產(chǎn)生核廢料
B. 釷基熔鹽堆需要大量水作冷卻劑，因此不可以建在內(nèi)陸
C. 釷基熔鹽堆的熱轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆還要低
D. 釷基熔鹽堆是利用核裂變放出的能量
【答案】D
【解析】A．由題意可知，釷基熔鹽堆具有產(chǎn)生的核廢料非常少，不是不產(chǎn)生核廢料，故A錯(cuò)誤；
B．由題意可知，釷基熔鹽堆使用氟化鹽作為冷卻劑無(wú)需耗費(fèi)大量水資源，因此可以建在內(nèi)陸，故B錯(cuò)誤；
C．由題意可知，釷基熔鹽堆具有熱轉(zhuǎn)換效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；
D．釷基熔鹽堆是利用核反應(yīng)堆的裂變的可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的能量，故D正確。故選D。
本節(jié)要記憶以下基礎(chǔ)知識(shí)
1．原子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就能釋放出驚人的能量，這就是核能．
2．獲得核能的兩種方式：即原子核的核裂變和核聚變。核反應(yīng)堆是利用可控核裂變工作的，原子彈是利用不可控核裂變制造的，氫彈是利用核聚變制造的．裂變的核燃料是鈾235，聚變的核燃料是氘和氚．
（滿分100分，答題時(shí)間45分鐘，根據(jù)下面給出的試題答案與解析自測(cè)自評(píng)）
一、選擇題（本大題3小題，每小題10分，共30分）
1.關(guān)于能源，下列說(shuō)法正確的是
A. 電能、地?zé)崮芏际且淮文茉?br/>B. 風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能都是不可再生能源
C. 核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是可以控制的
D. 大量氫核的裂變，可以在瞬間釋放出巨大的核能
【答案】C
【解析】AB．一次能源是直接從外界獲取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能獲得，電能屬于二次能源，風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能都是可再生能源，AB錯(cuò)誤；
C．核反應(yīng)堆又稱原子反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是裝配了核燃料以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？煽刂屏炎冩?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置，C正確；
D．氫核發(fā)生聚變，可以在瞬間釋放出巨大的核能，氫彈就是根據(jù)這一原理制成的，D錯(cuò)誤。
2. （2022貴陽(yáng)）如圖所示，中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置在可控核聚變（人造太陽(yáng)）上取得重大突破。核聚變過(guò)程中產(chǎn)生的能量是（　?。?br/>A. 核能 B. 動(dòng)能 C. 機(jī)械能 D. 重力勢(shì)能
【答案】A
【解析】人類獲得核能的途徑是核裂變和核聚變，所以核聚變過(guò)程中產(chǎn)生的能量是核能。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
3.2021年1月，使用中國(guó)自主研發(fā)核電技術(shù)的“華龍一號(hào)”5號(hào)機(jī)組正式投入運(yùn)行。核反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生核反應(yīng)后產(chǎn)生大量的熱，使第一回路中的水成為高溫高壓水后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，在其中將第二回路中的水加熱成為高溫高壓水蒸氣，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。下列說(shuō)法不正確的是（　?。?br/>A. 核反應(yīng)堆是利用核裂變產(chǎn)生核能的 B. 蒸汽發(fā)生器內(nèi)通過(guò)熱傳遞改變水的內(nèi)能
C. 汽輪機(jī)工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D. 發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)
【答案】C
【解析】A．核反應(yīng)堆是利用裂變產(chǎn)生核能的，故A正確，不符合題意；
B．蒸汽發(fā)生器內(nèi)水通過(guò)吸收熱量增加內(nèi)能的，所以是熱傳遞的方式的改變內(nèi)能，故B正確，不符合題意；
C．汽輪機(jī)工作時(shí)，是將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的機(jī)械能，故C錯(cuò)誤，符合題意；
D．發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D正確，不符合題意。
二、填空題（本大題2小題，共30分）
1.（10分）目前，人類利用核能發(fā)電的主要方式是　 （選填“核裂變”或“核聚變”）。隨著科技的發(fā)展，人類　 （選填“會(huì)”或“不會(huì)”）制造出永動(dòng)機(jī)。
【答案】核裂變；不會(huì)。
【解析】由于核裂變是可控的，故核電站中的核反應(yīng)堆就是通過(guò)核裂變過(guò)程中釋放核能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的；據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律知，由于能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性，人類是無(wú)法制成永動(dòng)機(jī)的。
2. （20分）以下是核電站工作情況的方框圖，請(qǐng)?jiān)诳瞻椎姆娇騼?nèi)填寫(xiě)裝置的種類，并在下
面的括弧內(nèi)填寫(xiě)這種裝置中發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化。
【答案】
（核能轉(zhuǎn)化為 蒸汽內(nèi)能）（蒸汽內(nèi)能轉(zhuǎn)化為輪片動(dòng)能 ） （ 轉(zhuǎn)子動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能 ）
【解析】核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是反應(yīng)堆。核電站利用反應(yīng)堆產(chǎn)生的內(nèi)能，通過(guò)蒸汽輪機(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。1942年人類利用核反應(yīng)堆第一次實(shí)現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。當(dāng)時(shí)的核反應(yīng)堆的功率非常小，大約需要260座這樣的反應(yīng)堆才能點(diǎn)亮一只40 W的燈泡。然而，這是人類利用核能的關(guān)鍵一步。今天，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。
三、簡(jiǎn)答題（本大題2小題，共40分）
1. （20分）原子、原子核、電子、中子、質(zhì)子，它們之間有什么關(guān)系？哪些是不帶電的？哪些是帶電的？帶的是哪種電？
【答案】見(jiàn)解析。
【解析】原子由原子核和電子組成，原子核又是由質(zhì)子和中子組成的。中子是不帶電的，質(zhì)子帶正電，原子核帶正電，而電子帶負(fù)電。
2. （20分）核反應(yīng)堆和原子彈都是釋放核能的裝置，它們釋放核能的過(guò)程有什么相同？有什么不同？
【答案】它們都是利用原子核的裂變，核反應(yīng)堆利用的是可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而原子彈利用的是不可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
【解析】核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是可以控制的。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加控制，大量原子核就會(huì)在一瞬間發(fā)生裂變，釋放出極大的能量。原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是不加控制的。在人類實(shí)現(xiàn)可控核裂變大約3年后，即1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。
錢(qián)學(xué)森
（1911年12月11日-2009年10月31日），漢族，出生于上海，籍貫浙江省杭州市。1959年加入中國(guó)共產(chǎn)黨，空氣動(dòng)力學(xué)家、系統(tǒng)科學(xué)家，工程控制論創(chuàng)始人之一，中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員、中國(guó)工程院院士，兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
自學(xué)知識(shí)點(diǎn)梳理
考點(diǎn)例題精講
對(duì)點(diǎn)演練
解題方法歸納
課時(shí)減負(fù)課外小測(cè)驗(yàn)
輸電線輸出電能
發(fā)電機(jī)
汽輪機(jī)
核反應(yīng)堆
科學(xué)精神與擔(dān)當(dāng)
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第二十二章 能源可持續(xù)發(fā)展 專題22.2 核能
1.了解原子、原子核的結(jié)構(gòu)。
2.知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題。了解我國(guó)和世界利用核能的新進(jìn)展。
3.了解核裂變、核聚變。
閱讀本節(jié)課教材，參考教材完成教師給出的知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題的填空：
知識(shí)點(diǎn)1. 核能
1.原子、原子核：原子由原子核和核外電子（帶負(fù)電）組成，原子核由中子（不帶電）和質(zhì)子（帶正電）組成。
2.核能：原子核_____或_____時(shí)釋放出的能量。
3．獲得核能的兩種方式：即原子核的_____和_____。核反應(yīng)堆是利用可控核裂變工作的，原子彈是利用不可控核裂變制造的，氫彈是利用核聚變制造的．裂變的核燃料是鈾235，聚變的核燃料是氘和氚．
①核裂變：用中子轟擊較重的原子核，使其裂變?yōu)檩^輕原子核的一種核反應(yīng)，如原子彈。核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的，原子彈的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控的。核電站利用核能發(fā)電，目前核電站中進(jìn)行的都是核裂變反應(yīng)。
②核聚變：使較輕原子核結(jié)合成為較重的原子核的一種核反應(yīng)，如氫彈。氫彈爆炸的聚變反應(yīng)是不可控的。
知識(shí)點(diǎn)2. 核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題
①核能的優(yōu)點(diǎn)：核能將是繼石油、煤和天然氣之后的主要能源。利用核能發(fā)電不僅可以節(jié)省大量的煤、石油等能，而且用料省，運(yùn)輸方便。核電站運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫和粉塵等對(duì)大氣和環(huán)境污染的物質(zhì)，核電是一種比較_____的能源。
②利用核能可能帶來(lái)的問(wèn)題：如果出現(xiàn)核泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的_____環(huán)境污染。
考點(diǎn)1. 原子結(jié)構(gòu)
【例題1】（2023廣東?。╊}圖是氫的原子模型示意圖，原子核是_______，核外電子是______，其中帶負(fù)電的是_______。（均選填“A”或“B”）
考點(diǎn)2. 核能
【例題2】關(guān)于原子核和核能，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br/>A. 核反應(yīng)堆發(fā)生的是可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng) B. 核能是可再生能源也是二次能源
C. 原子核占據(jù)了原子的大部分空間 D. 原子核是由電子組成的
【演練】中國(guó)成功研發(fā)出了先進(jìn)核裂變能——釷基熔鹽堆的第4代核反應(yīng)堆發(fā)電技術(shù)，于2021年9月底在甘肅武威啟動(dòng)試運(yùn)行，創(chuàng)造了又一項(xiàng)奇跡，其技術(shù)應(yīng)用屬于世界首次。釷基熔鹽堆具有產(chǎn)生的核廢料非常少、使用氟化鹽作為冷卻劑無(wú)需耗費(fèi)大量水資源和熱轉(zhuǎn)換效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)。下列有關(guān)釷基熔鹽堆的說(shuō)法正確的是（　　）
A. 釷基熔鹽堆不產(chǎn)生核廢料
B. 釷基熔鹽堆需要大量水作冷卻劑，因此不可以建在內(nèi)陸
C. 釷基熔鹽堆的熱轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆還要低
D. 釷基熔鹽堆是利用核裂變放出的能量
本節(jié)要記憶以下基礎(chǔ)知識(shí)
1．原子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就能釋放出驚人的能量，這就是核能．
2．獲得核能的兩種方式：即原子核的核裂變和核聚變。核反應(yīng)堆是利用可控核裂變工作的，原子彈是利用不可控核裂變制造的，氫彈是利用核聚變制造的．裂變的核燃料是鈾235，聚變的核燃料是氘和氚．
（滿分100分，答題時(shí)間45分鐘，根據(jù)下面給出的試題答案與解析自測(cè)自評(píng)）
一、選擇題（本大題3小題，每小題10分，共30分）
1.關(guān)于能源，下列說(shuō)法正確的是
A. 電能、地?zé)崮芏际且淮文茉?br/>B. 風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能都是不可再生能源
C. 核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是可以控制的
D. 大量氫核的裂變，可以在瞬間釋放出巨大的核能
2. （2022貴陽(yáng)）如圖所示，中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置在可控核聚變（人造太陽(yáng)）上取得重大突破。核聚變過(guò)程中產(chǎn)生的能量是（　?。?br/>A. 核能 B. 動(dòng)能 C. 機(jī)械能 D. 重力勢(shì)能
3.2021年1月，使用中國(guó)自主研發(fā)核電技術(shù)的“華龍一號(hào)”5號(hào)機(jī)組正式投入運(yùn)行。核反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生核反應(yīng)后產(chǎn)生大量的熱，使第一回路中的水成為高溫高壓水后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，在其中將第二回路中的水加熱成為高溫高壓水蒸氣，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。下列說(shuō)法不正確的是（　?。?br/>A. 核反應(yīng)堆是利用核裂變產(chǎn)生核能的 B. 蒸汽發(fā)生器內(nèi)通過(guò)熱傳遞改變水的內(nèi)能
C. 汽輪機(jī)工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D. 發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)
二、填空題（本大題2小題，共30分）
1.（10分）目前，人類利用核能發(fā)電的主要方式是　 （選填“核裂變”或“核聚變”）。隨著科技的發(fā)展，人類　 （選填“會(huì)”或“不會(huì)”）制造出永動(dòng)機(jī)。
2. （20分）以下是核電站工作情況的方框圖，請(qǐng)?jiān)诳瞻椎姆娇騼?nèi)填寫(xiě)裝置的種類，并在下
面的括弧內(nèi)填寫(xiě)這種裝置中發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化。
（核能轉(zhuǎn)化為 蒸汽內(nèi)能）
三、簡(jiǎn)答題（本大題2小題，共40分）
1. （20分）原子、原子核、電子、中子、質(zhì)子，它們之間有什么關(guān)系？哪些是不帶電的？哪些是帶電的？帶的是哪種電？
2. （20分）核反應(yīng)堆和原子彈都是釋放核能的裝置，它們釋放核能的過(guò)程有什么相同？有什么不同？
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考點(diǎn)例題精講
對(duì)點(diǎn)演練
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