第二十二章能源与可持续发展第2节 核能课题21.2 核能 教学目标【知识与技能】1. 了解核能、核裂变和核聚变；2. 了解核能的优点，还要知道它可能带来的问题。【过程与方法】1. 培养学生的观察能力；2. 初步分析问题和解决问题的能力。【情感、态度与价值观】通过图画,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感。教学重点核聚变、核裂变。教学难点核聚变、核裂变的过程。教学过程教 学 内 容 与 师 生 活 动设计意图一、引入新课1你知道广岛吗？1945年8月6日，美国在日本广岛上空投下了一枚原子弹，使这个20余万人的城市转眼间变成了废墟，三天以后，日本长崎遭到了同样的命运，据有关资料记载，广岛24.5万人死亡，失踪20万人；长崎23万人死亡，失踪15万人，两个城市毁坏程度达60%80%。你知道为什么原子弹的威力这么大吗？你想知道它的原理吗？学习了本节知识后你就会明白了!2你知道我们国家第一颗原子弹是在什么时间、什么地点爆炸成功的吗？为了打破核垄断，抵制核讹诈，我国科技工作者自力更生、发奋图强，用了短短4年时间完成了原子弹的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹。1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹，完成了其他国家要十几年或几十年才能完成的工作。原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？二、进行新课（一）教学探究点1：原子核核能1.学生阅读课本第170页“原子核核能”部分，以问题引导学生回顾原子的知识。PPT展示：问题1：一切物质是由分子组成的，那么分子是由什么组成的？问题2：原子有多大？原子是由什么组成的？它们的带电情况如何？问题3：组成原子的微粒的质量大小和体积大小的情况是怎样的？2.讲解：科学家们在天然放射性现象的研究中，发现了极其微小的原子核内部还有结构，原子核也是可以再分的。为了研究原子核内部的结构，物理学家们尝试用粒子去“轰击”原子核，最初是用粒子去轰击，后来又用质子、中子去轰击，发现都能引起原子核的变化核反应，而且发现在某些核反应过程中能释放出大量能量。由于原子核的变化而释放的巨大能量，我们把它叫做核能。使学生明确：质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。它包括核裂变能和核聚变能这两种主要形式。二、教学探究点2：核裂变能及其利用1.核裂变能师介绍同时PPT展示：科学家们发现，用中子去轰击质量数为235的铀，铀核会分裂成大小相差不大的两部分，这种现象叫做裂变。裂变后的产物以很大的速度向相反方向飞开，与周围物体的分子碰撞，使分子动能增加，核能转化成周围物体的内能。实验表明，裂变时释放的核能十分巨大，1千克铀-235中的铀核如果全部发生裂变，释放出的核能相当于2500吨标准煤完全燃烧时放出的能量，是同样质量的煤燃烧时放出能量的2.5106倍。讲解：铀-235只有在中子的轰击下才能发生裂变，放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子，才能维持铀核的不断裂变呢？学生活动：用火柴模拟链式反应(详见教材171页图22-2-2)。介绍：科学家们从实验中发现，铀-235核在受到中子的轰击后，裂变成2个差不多大小的新粒子的同时，还释放出23个新中子，这23个中子又去轰击其他铀-235核，引起23个新的铀核裂变，又各放出23个中子，这些中子又去轰击更多的铀核发生裂变随着一个铀核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。这样，裂变就不断地自行持续下去，这种现象叫做链式反应。（播放核裂变）2.核裂变能的利用（1） 核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应是可以控制的。（播放我国的核电站）师：核电站工作过程中，能是如何转化的？生：核能内能机械能电能（2）如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会引起大量的铀核发生裂变，释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。原子弹爆炸时释放的巨大核能产生的高温高压气体向外扩散时所升起的蘑菇状烟云，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力都是十分巨大的。（播放我国的第一颗原子弹爆炸）3.核能利用的优缺点老师引导学生看书，学生分小组讨论。 三、教学探究点3：核聚变1.学生自学讨论聚变，教师进行指导。2.总结：科学家们发现，某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变。 聚变是获得大量核能的另一重要途径。师介绍：前面讲过，原子弹是利用重核裂变现象制成的。而另一种威力更大的核武器氢弹，则是利用轻核聚变现象制成的。聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应。（播放我国的第一颗氢弹爆炸）3.如何实现可控核聚变，如何利用可控核聚变释放的核能，科学家正在积极的探索着。海水蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核。科学家预言,通过可控制聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题。利用录象、图片等历史资料引入新课，引起学生的兴趣。提出问题让学生讨论，培养了学生的发散思维。通过视频，增加民族自豪感。培养学生为科学而努力的探究精神。通过视频和讲解，拓宽学生视野。让学生更直观认识物质的内部结构。通过视频让学生感受我国才一辈科学家的精神，并树立为国争光的思想。让学生树立远大理想。课堂小结回顾本节知识点：1、 获得核能的两条途径是什么? 2、 请你简单说一下原子弹、氢弹、核电站的原理。3、简述核能的优点和缺点。板书设计22.2 核能1、 核能2、 核裂变可控链式反应 不可控链式反应3、核聚变课堂训练1（2021陕西）2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是（C）A核反应堆是利用核裂变产生核能的B蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能C汽轮机工作时将机械能转化为内能D发电机的工作原理是电磁感应2（2021大庆）下列说法中正确的是（A）A额温枪是利用红外线热效应来工作的B手机之间通话是利用光纤传送的C核电站是利用核聚变原理来发电的D能量是守恒的，不存在能源危机3下列关于核能的说法正确的是（B）A核能是二次能源B核能是不可再生能源C核裂变是不可控的D现阶段核聚变是可控的4我国铅基快中子反应堆研发工作取得重大突破，铅基反应核心技术实现了自主化，并跻身世界领先水平。沿用此项技术，未来，我国将率先推出只有集装箱大小的迷你型核电源装置“核电宝”、以下相关说法中正确的是（C）A“核电宝”装置将电能转化为核能B核能是可再生能源C核反应堆中进行的是核裂变D核能不会对人类造成危害5如图所示为核电站发电流程图，下列说法错误的是（A）A蒸汽轮机将核能转化为机械能B蒸汽轮机的效率总是小于1C核能是不可再生能源D发电机将机械能转化为电能作业布置完成本节课的对应练习课本P173第1、4、5题