第二十二章能源與可持續發展第2節 核能課題21.2 核能 教學目標【知識與技能】1. 了解核能、核裂變和核聚變；2. 了解核能的優點，還要知道它可能帶來的問題。【過程與方法】1. 培養學生的觀察能力；2. 初步分析問題和解決問題的能力。【情感、態度與價值觀】通過圖畫,使同學們養成實事求是的科學態度,熱愛科學的情感。教學重點核聚變、核裂變。教學難點核聚變、核裂變的過程。教學過程教 學 內 容 與 師 生 活 動設計意圖一、引入新課1你知道廣島嗎？1945年8月6日，美國在日本廣島上空投下了一枚原子彈，使這個20余萬人的城市轉眼間變成了廢墟，三天以后，日本長崎遭到了同樣的命運，據有關資料記載，廣島24.5萬人死亡，失蹤20萬人；長崎23萬人死亡，失蹤15萬人，兩個城市毀壞程度達60%80%。你知道為什么原子彈的威力這么大嗎？你想知道它的原理嗎？學習了本節知識后你就會明白了!2你知道我們國家第一顆原子彈是在什么時間、什么地點爆炸成功的嗎？為了打破核壟斷，抵制核訛詐，我國科技工作者自力更生、發奮圖強，用了短短4年時間完成了原子彈的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆原子彈。1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈，完成了其他國家要十幾年或幾十年才能完成的工作。原子彈和氫彈為什么會具有這么大的威力呢？二、進行新課（一）教學探究點1：原子核核能1.學生閱讀課本第170頁“原子核核能”部分，以問題引導學生回顧原子的知識。PPT展示：問題1：一切物質是由分子組成的，那么分子是由什么組成的？問題2：原子有多大？原子是由什么組成的？它們的帶電情況如何？問題3：組成原子的微粒的質量大小和體積大小的情況是怎樣的？2.講解：科學家們在天然放射性現象的研究中，發現了極其微小的原子核內部還有結構，原子核也是可以再分的。為了研究原子核內部的結構，物理學家們嘗試用粒子去“轟擊”原子核，最初是用粒子去轟擊，后來又用質子、中子去轟擊，發現都能引起原子核的變化核反應，而且發現在某些核反應過程中能釋放出大量能量。由于原子核的變化而釋放的巨大能量，我們把它叫做核能。使學生明確：質子、中子依靠強大的核力緊密結合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就能釋放出巨大的能量，這就是核能。它包括核裂變能和核聚變能這兩種主要形式。二、教學探究點2：核裂變能及其利用1.核裂變能師介紹同時PPT展示：科學家們發現，用中子去轟擊質量數為235的鈾，鈾核會分裂成大小相差不大的兩部分，這種現象叫做裂變。裂變后的產物以很大的速度向相反方向飛開，與周圍物體的分子碰撞，使分子動能增加，核能轉化成周圍物體的內能。實驗表明，裂變時釋放的核能十分巨大，1千克鈾-235中的鈾核如果全部發生裂變，釋放出的核能相當于2500噸標準煤完全燃燒時放出的能量，是同樣質量的煤燃燒時放出能量的2.5106倍。講解：鈾-235只有在中子的轟擊下才能發生裂變，放出核能，那么是不是要不斷地從外界提供中子，才能維持鈾核的不斷裂變呢？學生活動：用火柴模擬鏈式反應(詳見教材171頁圖22-2-2)。介紹：科學家們從實驗中發現，鈾-235核在受到中子的轟擊后，裂變成2個差不多大小的新粒子的同時，還釋放出23個新中子，這23個中子又去轟擊其他鈾-235核，引起23個新的鈾核裂變，又各放出23個中子，這些中子又去轟擊更多的鈾核發生裂變隨著一個鈾核裂變的發生，會引起越來越多的鈾核發生裂變。這樣，裂變就不斷地自行持續下去，這種現象叫做鏈式反應。（播放核裂變）2.核裂變能的利用（1） 核電站利用核能發電，它的核心設備是核反應堆。核反應堆中發生的鏈式反應是可以控制的。（播放我國的核電站）師：核電站工作過程中，能是如何轉化的？生：核能內能機械能電能（2）如果對裂變的鏈式反應不加控制，在極短的時間內就會引起大量的鈾核發生裂變，釋放出巨大的核能，發生猛烈的爆炸。原子彈就是根據這個原理制成的。原子彈爆炸時釋放的巨大核能產生的高溫高壓氣體向外擴散時所升起的蘑菇狀煙云，其上升的高度可達幾百米，其破壞力和殺傷力都是十分巨大的。（播放我國的第一顆原子彈爆炸）3.核能利用的優缺點老師引導學生看書，學生分小組討論。 三、教學探究點3：核聚變1.學生自學討論聚變，教師進行指導。2.總結：科學家們發現，某些質量較小的原子核結合成質量較大的原子核時，也能釋放出核能，這種現象叫做核聚變，簡稱聚變。 聚變是獲得大量核能的另一重要途徑。師介紹：前面講過，原子彈是利用重核裂變現象制成的。而另一種威力更大的核武器氫彈，則是利用輕核聚變現象制成的。聚變需要在幾百萬攝氏度的高溫下才能發生，因此聚變又叫熱核反應。（播放我國的第一顆氫彈爆炸）3.如何實現可控核聚變，如何利用可控核聚變釋放的核能，科學家正在積極的探索著。海水蘊藏著豐富的、可以實現聚變的氘核。科學家預言,通過可控制聚變來利用核能,有望徹底解決人類能源問題。利用錄象、圖片等歷史資料引入新課，引起學生的興趣。提出問題讓學生討論，培養了學生的發散思維。通過視頻，增加民族自豪感。培養學生為科學而努力的探究精神。通過視頻和講解，拓寬學生視野。讓學生更直觀認識物質的內部結構。通過視頻讓學生感受我國才一輩科學家的精神，并樹立為國爭光的思想。讓學生樹立遠大理想。課堂小結回顧本節知識點：1、 獲得核能的兩條途徑是什么? 2、 請你簡單說一下原子彈、氫彈、核電站的原理。3、簡述核能的優點和缺點。板書設計22.2 核能1、 核能2、 核裂變可控鏈式反應 不可控鏈式反應3、核聚變課堂訓練1（2021陜西）2021年1月，使用中國自主研發核電技術的“華龍一號”5號機組正式投入運行。核反應堆內發生核反應后產生大量的熱，使第一回路中的水成為高溫高壓水后進入蒸汽發生器，在其中將第二回路中的水加熱成為高溫高壓水蒸氣，驅動汽輪機運轉，汽輪機帶動發電機發電。下列說法不正確的是（C）A核反應堆是利用核裂變產生核能的B蒸汽發生器內通過熱傳遞改變水的內能C汽輪機工作時將機械能轉化為內能D發電機的工作原理是電磁感應2（2021大慶）下列說法中正確的是（A）A額溫槍是利用紅外線熱效應來工作的B手機之間通話是利用光纖傳送的C核電站是利用核聚變原理來發電的D能量是守恒的，不存在能源危機3下列關于核能的說法正確的是（B）A核能是二次能源B核能是不可再生能源C核裂變是不可控的D現階段核聚變是可控的4我國鉛基快中子反應堆研發工作取得重大突破，鉛基反應核心技術實現了自主化，并躋身世界領先水平。沿用此項技術，未來，我國將率先推出只有集裝箱大小的迷你型核電源裝置“核電寶”、以下相關說法中正確的是（C）A“核電寶”裝置將電能轉化為核能B核能是可再生能源C核反應堆中進行的是核裂變D核能不會對人類造成危害5如圖所示為核電站發電流程圖，下列說法錯誤的是（A）A蒸汽輪機將核能轉化為機械能B蒸汽輪機的效率總是小于1C核能是不可再生能源D發電機將機械能轉化為電能作業布置完成本節課的對應練習課本P173第1、4、5題