人教版（2024）新教材九年级物理全一册第二十二章导学案：第2节 新能源的发展（含答案）.docVIP

第2节新能源的发展（导学案）

【学习目标】

1.了解核能的特点及其来源与利用，知道太阳能的由来，了解利用太阳能的方式及其新进展，能利用能源的知识解释生活中的有关现象。

2.了解核能利用及核废料处理的实例，能表达自己的观点，具有初步的科学论证能力。

3.结合实例认识地球上的大部分能源源于太阳能，能提出问题，能用能量转化和转移的观点形成猜想与假设。

4.通过了解我国在核能利用方面的新成就，增强民族自豪感和使命感，体会新能源开发对人类生存和社会发展的推动作用。

【学习重点】核能的特点与应用；太阳能的来源与利用。

【学习难点】裂变和聚变；太阳能的利用。

【自主预习】阅读教材，完成以下问题：

1.原子核是由带正电的和不带电的组成的。

2.核能：质量较大的原子核发生或者质量较小的原子核相互，就可能释放出惊人的，这种能量被称为核能。

3.裂变：质量较的原子变成两个质量中等大小的原子核的过程，释放出。核电站利用核能发电，它的核心设备是；原子弹也是利用核制造的核武器。

4.聚变：质量较的原子核在超高温下结合成新的原子核的过程，释放出更加巨大的能量。是利用氢核聚变释放的能量制造的核武器。

5.目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是转换，是用集热器把水等物质加热，把太阳能转化为内能；另一种是转换，用太阳能电池把太阳能直接转化为能。

【课堂探究】

探究一、核能

【由学生回忆原子的结构与带电情况，教师进行总结】

1.原子核的组成

原子核通常由和组成，质子带电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电；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。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在一个非常大的广场中央。

2.核能

（1）核能：质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生或者质量较小的原子核相互，就有可能释放出惊人的能量。这种能量就是核能。

（2）释放核能的方式：核和核。

3.裂变

（1）裂变：1934至1938年，科学家先后用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，发现一个核分裂成两个质量中等大小的原子核，同时释放出大量的能量。奇妙的是，铀235核在分裂成两个别的原子核的时候，又放出2至3个中子。

（2）链式反应

当中子轰击铀核时，铀核发生裂变，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。

（3）裂变的应用

①原子弹：链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。根据这一原理，在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。

②核电站

核电站利用裂变产生的核能发电，它的核心设备是核反应堆。1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。

a.核反应堆：核反应堆是原子核发生链式反应的场所，它能够控制链式反应的速度，缓慢、平稳地释放核能的装置。

b.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→能→机械能→能。

c.我国的一些核电站

我国自主设计、制造的核电站具有世界先进水平。其中“华龙一号”核电站是由中国核工业集团公司和中国广核集团在30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上，根据福岛核事故经验反馈以及中国和全球必威体育精装版安全要求，研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术，具有完全自主知识产权的三代压水堆核电创新成果，是中国核电机组发展的主力堆型，是中国核电走向世界的“国家名片”，是中国核电创新发展的重大标志性成果。

4.聚变

（1）聚变：如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能，这就是聚变，也称为热核反应。

（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。利用的就是聚变瞬间释放的能量。

（3）太阳内部的聚变：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，比原子弹爆炸的威