【教學(xué)方案】《核能的利用》教案1

《核能的利用》一、教學(xué)內(nèi)容核能的利用；能量的轉(zhuǎn)化與守恒二、考點(diǎn)清單（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道原子核的裂變和聚變是獲得核能的兩種方式2、了解和平利用核能的方式與進(jìn)展，了解核能的優(yōu)點(diǎn)和核能開發(fā)可能帶來(lái)的問(wèn)題3、知道各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化，能舉出日常生活中能量轉(zhuǎn)化的例子。4、理解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，能用能量守恒觀點(diǎn)分析自然現(xiàn)象。5、初步了解現(xiàn)實(shí)生活中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性。（二）重難點(diǎn)分析：重點(diǎn)：知道原子核的裂變和聚變是獲得核能的兩種方式；了解核能的優(yōu)點(diǎn)和核能開發(fā)可能帶來(lái)的問(wèn)題；能用能量守恒觀點(diǎn)分析自然現(xiàn)象。難點(diǎn)：初步了解現(xiàn)實(shí)生活中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性。三、全面突破【知識(shí)點(diǎn)1】核能的利用：（一）裂變和聚變1、核裂變——質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個(gè)新原子核，并釋放出能量的過(guò)程。舉例：中子轟擊鈾235產(chǎn)生核能鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（chainreaction）：如果產(chǎn)生的中子繼續(xù)轟擊其他鈾核，就會(huì)導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變。所以中子就像“點(diǎn)燃”核燃料的火柴。原子彈一一根據(jù)核裂變的原理制成。屬于不可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的結(jié)果！2、核聚變——2個(gè)質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時(shí)釋放出能量的過(guò)程。舉例：笊核和氤核在超高溫下聚合成氨核，同時(shí)放出大量能量。由于聚變反應(yīng)需要在很高的溫度下才可發(fā)生，所以也叫熱核反應(yīng)。氫彈一一根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。（二）核能的和平利用一一核電站如果使原子核的裂變和聚變?cè)诳煽刂频臈l件下緩慢進(jìn)行，釋放的核能就可有效地利用。*核電站——利用原子核裂變時(shí)產(chǎn)生的大量熱量，使水變成蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。我國(guó)目前已經(jīng)運(yùn)行發(fā)電的核電站有位于廣東的大亞灣核電站和位于浙江的秦山核電站，還有幾座新的核電站正在建設(shè)中。圖一：秦山核電站圖二：核電站示意圖在核電站工作過(guò)程中，能的轉(zhuǎn)化過(guò)程：核能f內(nèi)能f機(jī)械能f電能介紹如何控制核裂變的反應(yīng)速率（如下圖）這是由金屬鎘制成的控制棒。鎘能吸收中子。所以鎘棒是用來(lái)控制核反應(yīng)的。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行得太過(guò)劇烈時(shí).，就插入鎘棒來(lái)吸收中子，以使反應(yīng)速度減慢。若想關(guān)閉核反應(yīng)堆，就將鎘棒完全插入。（三）放射線核變化過(guò)程中除了放出大量熱量外，同時(shí)也會(huì)放出許多肉眼無(wú)法看見(jiàn)、能量很高的射線如以下三種：a射線：帶2個(gè)單位正電荷，是氯原子核B射線：帶1個(gè)單位負(fù)電荷，是高速的電子流丫射線：由電中性的粒子組成。放射線的益與害：大劑量的放射線對(duì)人畜會(huì)造成傷害，但較小的量并加以控制則可以為人類做許多的事，如丫射線可以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行探傷；可以使種子變異，培育出新的優(yōu)良品種；可以利用射線殺死癌細(xì)胞，治療腫瘤等疾病?！镜湫屠}】例L開發(fā)利用核能是解決能源危機(jī)的方法之一，如核裂變已應(yīng)用于核電站發(fā)電。核能產(chǎn)生的另一條途徑是：在超高溫下，使質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時(shí)釋放出巨大的能量，這一過(guò)程稱為。該途徑產(chǎn)生的核能是否可以用來(lái)發(fā)電，還處于實(shí)驗(yàn)階段，其中的一種實(shí)驗(yàn)需要強(qiáng)大的磁場(chǎng)，而天然磁體無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)要求，科學(xué)家嘗試?yán)弥車嬖诘拇艌?chǎng)來(lái)達(dá)到目的。解析：這道題以聚變反應(yīng)作為背景材料，綜合考查了電磁學(xué)方面的知識(shí)點(diǎn)。第一問(wèn)從題意中很容易判斷出是聚變反應(yīng)（熱核反應(yīng)），第二問(wèn)要獲得強(qiáng)大的磁場(chǎng)，八年級(jí)學(xué)過(guò)，應(yīng)用通電導(dǎo)體（或電流電磁鐵）周圍所產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)。答案：熱核反應(yīng)（或聚變反應(yīng)）通電導(dǎo)體（或電流電磁鐵）例2.熱核反應(yīng)是一種理想能源的原因，描述不正確的是（）A.就單位質(zhì)量來(lái)說(shuō)，熱核反應(yīng)比重核裂變時(shí)釋放的能量多B.對(duì)環(huán)境的放射性污染較裂變輕，且較容易處理C.熱核反應(yīng)的核原料在地球上儲(chǔ)量豐富D.熱核反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)與約束控制較容易解析：這一題主要考查熱核反應(yīng)的發(fā)展前景，它是未來(lái)的一種理想能源。A答案就單位質(zhì)量來(lái)說(shuō)，熱核反應(yīng)比重核裂變時(shí)釋放的能量多是正確的，這也是氫彈比原子彈威力大的原因。B答案對(duì)環(huán)境的放射性污染較裂變輕，且較容易處理是正確的，因?yàn)闊岷朔磻?yīng)的產(chǎn)物主要是氮，放射性污染很少。C答案中熱核反應(yīng)的核原料在地球上儲(chǔ)量豐富是正確的，它所需要的原料是笊核和晁核，容易得到。D答案熱核反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)與約束控制較容易是錯(cuò)誤的，要實(shí)現(xiàn)熱核反應(yīng)需要很高的溫度，難以實(shí)現(xiàn)，且一旦反應(yīng)很難加以控制。答案：D例3.下圖為田灣核電站發(fā)電流程圖。在核電站的發(fā)電過(guò)程中，核能的獲取途徑及能量轉(zhuǎn)化順序正確的是（）A.聚變；核能一內(nèi)能一化學(xué)能一電能B.聚變；核能一內(nèi)能f機(jī)械能f電能C.裂變；核能一內(nèi)能一機(jī)械能一電能D.裂變；核能一內(nèi)能一化學(xué)能一電能解析：首先從核電站的原理分析是裂變，然后從能量轉(zhuǎn)化順序分析是核能一內(nèi)能一機(jī)械能一電能，所以選擇答案C。答案：C例4.我國(guó)“九五”期間已建成投產(chǎn)和已開工興建的核電站有4座，分別位于浙江、廣東、遼寧、江蘇等地，這些電站都選址在沿?；驆u嶼，這主要是為了（）A.考慮輻射安全B.便于核廢料處理C.便于運(yùn)輸設(shè)備D.減小可能的核泄漏所造成的影響解析：這是一道有關(guān)核電站安全方面的題，核電站都選址在沿?；驆u嶼，這主要是為了減小可能的核泄漏所造成的影響，所以選擇答案D。答案：D【知識(shí)點(diǎn)2】能量的轉(zhuǎn)化與守恒：（一）各種形式的能下面這段材料中有哪些我們以前學(xué)習(xí)了的能的形式？“鈴……”，湯姆被鬧鐘振動(dòng)的聲音喚醒，迷迷糊糊中他打開床頭臺(tái)燈一看，鐘面液晶顯示7：00,湯姆馬上起床穿上衣服。他打開煤氣熱水器放出熱水刷牙，洗臉，然后把面包拿到電烤箱里，再?zèng)_上一杯牛奶。吃完早餐，湯姆匆匆忙忙地拿起書包，騎上自行車去學(xué)校To我們已學(xué)習(xí)了能,能，能，能,能。（二）能的轉(zhuǎn)化和守恒定律大量事實(shí)告訴我們：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能的總量保持不變。這就是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，它是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。無(wú)論是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，還是生命運(yùn)動(dòng)；無(wú)論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個(gè)定律。我國(guó)有句諺語(yǔ)“要使馬兒跑得快，又要馬兒不吃草”比喻現(xiàn)實(shí)生活中不可能的事，現(xiàn)在用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律分析，可知其中是有很強(qiáng)的科學(xué)哲理的。永動(dòng)機(jī)為什么不能制造？因?yàn)樗`背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。（三）能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性“永動(dòng)機(jī)”不可能成功的事實(shí)告訴我們，違反能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的事件是不可能發(fā)生的。那遵循能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的事件是否一定會(huì)發(fā)生呢？分析：①汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛妗⒖諝獾膬?nèi)能，這些能量能夠自動(dòng)地用來(lái)再次開動(dòng)汽車嗎？②一塊熾熱的鐵塊投入水中時(shí)，能量是怎么轉(zhuǎn)移的？能否反方向進(jìn)行？③當(dāng)雜技演員沿竹竿下滑時(shí)，能量是怎么轉(zhuǎn)化的？追問(wèn)內(nèi)能與重力勢(shì)能之間能否反方向進(jìn)行？歸納：能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有一定的方向性。【典型例題】例1.100℃的水能自動(dòng)地把內(nèi)能轉(zhuǎn)移給低溫的空氣，（填“也能”或“但不能”）相反；汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，汽車的轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛?、空氣的?nèi)能，這些散失到空氣和地面的內(nèi)能，不能自動(dòng)地用來(lái)再次開動(dòng)汽車，這說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有.解析：本題是一道典型的能量轉(zhuǎn)化方面的填空題，充分考查了能量轉(zhuǎn)化的方向性，具有代表性。答案：但不能；機(jī)械能；方向性;例2.2008年的北京奧運(yùn)會(huì)倡導(dǎo)“綠色奧運(yùn)”，下圖是北京奧運(yùn)會(huì)的環(huán)境標(biāo)志，樹冠與人組成參天大樹，代表著人與自然的和諧統(tǒng)一。下列做法中不符合“綠色奧運(yùn)”理念的是()A.大量增加機(jī)動(dòng)車輛，改善交通條件B,加大水污染防治工作力度，加強(qiáng)飲用水源的保護(hù)C,盡量減少一次性木筷、餐巾紙、塑料袋等物品的使用D.調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，采用無(wú)污染和低污染能源解析：本題綜合考查了環(huán)境保護(hù)方面的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)還考查了能量與能源方面的知識(shí)。A答案中明顯不符合“綠色奧運(yùn)”理念，它不利于節(jié)能減排。B、C、D都符合“綠色奧運(yùn)”的理念。答案：A例3.如圖所示，為一輛行駛中的太陽(yáng)能汽車，該車的頂部裝有由硅晶制成的太陽(yáng)能電池板，它將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能再轉(zhuǎn)化為能。你認(rèn)為太陽(yáng)能汽車與普通燃油汽車相比有什么優(yōu)點(diǎn)2(說(shuō)出一點(diǎn)即可)。解析：第一問(wèn)主要考查能量的轉(zhuǎn)化，因?yàn)槠囋谛旭?，具有機(jī)械能，所以發(fā)出來(lái)的電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，第二問(wèn)比較說(shuō)出太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)，一般都從無(wú)污染這方面去回答。答案：機(jī)械；無(wú)污染例4.下列描述，不可能發(fā)生的是()A.將80℃的鐵塊投入20℃的水中，水的溫度會(huì)升高B.將80℃的水澆在80℃的鐵塊上，鐵塊能從水中自發(fā)地吸收熱量C.雜技演員沿竹桿下滑時(shí)，手和竹桿的溫度會(huì)升高D.用打氣筒給自行車輪胎充了一段時(shí)間的氣后，打氣筒的底和壁會(huì)發(fā)熱解析：這道題主要考查能量轉(zhuǎn)化具有方向性，A答案中描述的是能量的傳遞，可以發(fā)生；B答案中因?yàn)樗丸F塊之間沒(méi)有溫度差，所以不可能發(fā)生熱量的傳遞；C和D答案中的能量轉(zhuǎn)化都可以發(fā)生。答案：B四、應(yīng)考錦囊本講的知識(shí)點(diǎn)如果要出