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浙教版九上科学§2.4 核能教学设计
课题 2.4 核能 （1） 单元 二 学科 科学 年级 九上
教材分析 本节为新浙教版九上第二章的第四节内容，教材采用通俗描述的方法给出核能的概念，介绍获得核能的两条途径一一裂变和聚变，以及人工获得并利用核能的方法，从核电站对核能的和平利用中阐释目前人类开发和利用核能的技术，同时揭露核废料、核泄露等问题。 九年级的学生在这之前已经学习过原子结构以及一些基本化学知识，且如今信息发达，学生对核能的利用以及利用过程中产生的一些事故有所了解。再利用学生处于青春期的好奇心、好胜心，整一个课堂在思维的碰撞中，既可以丰富课外知识，活跃课堂气氛，又可以在讨论过程中渗透教学内容，让学生认识到科学技术的两面性。 本节内容拟用两课时完成教学，第一课时为裂变和聚变，第二课时为核能的和平利用—核电站，放射性等知识。 本节课为第一课时，主要介绍核能及获得核能的两条途径：裂变和聚变。
教学 目标 科学观念：了解核能;了解核裂变和链式反应;了解核聚变和热核反应;了解核裂变的可控性;了解原子弹爆炸与核裂变的关系; 科学思维：理解核能是原子核变化产生的能量，有别于化学反应，清楚地表达核能的概念，区分获取核能的方式; 探究实践：通过阅读、倾听等方式了解裂变与聚变的相关知识; 态度责任：了解核能与人类的关系，体会科技发展对人类生活质量的促进作用，激发学习科学知识的兴趣和动力
重点 核能是一种重要的能量形式，裂变与聚变是两种获得核能的途径
难点 对裂变与聚变的理解
教学环节 教师活动 设计意图
导 入 新 课 从太阳射向地球的光和热是由太阳内部进行的核聚变反应产生的，也就是说由核能转化而来的。 那么，核能是怎样产生的 人类是如何有效地控制和利用核能的 导 入 新 课
讲 授 新 课 一、原子核变化释放核能： 1、原子核的结构： 原子核是由质子和中子依靠强大的核力结合而成的。 原子核是可以转变的。原子核在转变过程中所释放出的能量，属于核能。 2、核能： 当质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出能，这就是核能。 3、核能是从原子核内部释放出来的，它比物质在化学反应中所释放出的化学能要大得多。 如，1 克铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核能，超过了 2000 吨煤完全燃烧时释放出的化学能。 4、核能是不可再生的能源。 5、人类获取核能的途径： 原子核的裂变和原子核的聚变是获得核能的两条途径。 二、核裂变获得核能： 1、核裂变： 质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。 例如，用中子轰击铀-235原子核，可以使铀核裂变为氪核和钡核，同时向外释放能量，并产生2～3个新的中子。如果产生的中子继续轰击其他铀核，引起铀核裂变，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变，放出越来越多的能量。 2、核裂变也称为链式反应： 铀核受到中子打击后，向外释放能量和2～个中子，如果产生的中子继续轰击其他铀核，引起铀核裂变，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变，放出越来越多的能量。这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。 3、原子弹与核裂变： 如果原子核裂变的链式反应不加以控制，在短时间内形成雪崩式的裂变反应，就会放出巨大能量而产生猛烈的核爆炸。 原子弹就是运用这个原理制造的。 三、核聚变获得核能： 1、核聚变： 核聚变是2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。 例如，氘核（核内有1个质子、1个中子的氢核）和氚核（核内有1个质子、2个中子的氢核）在超高温下聚合成氦核，并向 外放出能量。 2、核聚变需要极高的温度，所以也叫做热核反应。 3、在消耗质量相同的核材料时，核聚变比核裂变释放出更多的核能。 4、氢弹与核聚变： 热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，依靠自身产生的热就会使核反应继续下去。 氢弹就是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。 视频：核裂变与核聚变 科学阅读： 我国的氢弹研制 复习原子结构了解原子内部 核能是来自 原子内部的能 了解原子核也是会发生变化的 从而理解人类获取核能的途径可以有两条：裂变与聚变 核裂变是原子核一定条件下（受到中子打击）分裂产生能量，理解链式反应才是裂变能量巨大的原因 明白原子弹的原理就是不加控制的核裂变 从而认识到控制核的重要性 聚变也是原子核变化，但与裂变过程相反，且条件是超高温 聚变释放的能量足以达到更高的超高温，故聚变一旦发生就会继续，人类控制相对困难 这也是理解为什么现在核电站都是裂变的原因
典例 精析 见PPT 后测、巩固、纠正、修补
巩固练习 见学案
板 书 帮助学生掌握重点， 更加容易的学习。
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浙教版九上§2.4 核能（1）学案
姓名
[学习目标]
1、了解核能; 2、了解核裂变和链式反应;
3、了解核聚变和热核反应; 4、了解核裂变的可控性;
5、了解原子弹爆炸与核裂变的关系。
一、知识点梳理：
知识点1、核能
1、原子核由质子和中子通过强大的 结合而成的;
2、核能：当质量较大的 发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出 能;
3、核能是从 释放出来的，它比物质在化学反应中所释放出的化学能要 得多。
知识点2、核裂变
核裂变：质量较 的原子核在 轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。例如，用 轰击铀-235原子核，可以使铀核 为氪核和钡核，同时向外释放 ，并产生2～3个新的 。
如果产生的中子继续轰击其他 ，引起铀核裂变，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变，放出越来越多的能量。因此，核裂变又称为 。
3、原子弹的工作原理：如果原子核裂变的链式反应不加以 ，在 时间内形成雪崩式的裂变反应，就会放出 而产生猛烈的核爆炸， 弹就是运用这个原理制造的。
4、如果能按需要控制链式反应的速度，使原子核的裂变反应 地进行，核能有控制地平稳释放。 电站就是利用可控的核裂变而工作的。
知识点3、核对聚变
核聚变：2个 的原子核结合成质量较大的 ，同时释放出能量的现象。例如，氦核（核内有1个质子、1个中子的氢核）和氚核（核内有1个质子、2个中子的氢核）在 下聚合成氦核，并向外放出能量。
在消耗质量相同的核材料时， 比 释放出更多的核能。
核聚变需要 的温度，所以也叫做 反应。
4、热核反应一旦发生，就不再需要 ，依靠自身产生的 就会使核反应继续下去。 就是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹 。
二、典例精析
例题1、利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。目前用于发电的核能来自( )
化学反应产生 B. 原子核放射性产生
原子核聚变产生 D. 原子核裂变产生
例题2、 下列关于原子弹和氢弹的说法，错误的是( )
氢弹利用了核聚变 B. 原子弹利用了核裂变
核废料没有污染 D. 原子核是由质子和中子组成的
例题3、下列说法正确的是( )
重核裂变时放出能量，而轻核聚变时吸收能量
轻核聚变必须在很高的温度下才能进行
氢弹是利用轻核聚变制成的，因此它的威力比原子弹小
人类制成了原子弹，从而实现了用人工方法控制链式反应的速度，和平利用核能
例题4、下列关于核能的说法中不正确的是( )
核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
如果对裂变的链式反应不加控制，会在极短时间内释放巨大的能量，发生猛烈爆炸
氢弹是利用轻核聚变制成的核武器
原子弹是利用轻核聚变或重核裂变制成的核武器
例题5、2025年1月，中国“人造太阳”成功实现1亿摄氏度1066秒的运行时间，创造了世界纪录。
（1）如图所示是模拟“人造太阳”装置中氘、氚原子核在超高温下发生的 (选填“核裂变”或“核聚变”)核反应;
（2）“人造太阳”的核反应中，核能主要转化为 能。
三、巩固练习：
1、2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有一个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的( )
氢(H) B. 氦(He) C. 铀(U) D. (Pu)
2、 太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是( )
A. 原子核聚变产生的核能 B. 原子核裂变产生的核能
C. 原子核链式反应产生的核能 D. 化学反应产生的化学能
3、 关于核能，下列说法错误的是（ ）
A. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
B. 太阳内部时刻在进行着核裂变反应
C. 原子核裂变或聚变时释放出核能
D. 原子弹利用的是核裂变原理制造的
4、 如图是“风能-太阳能” 路灯示意图，路灯规格为"24V50W”下列说法正确的是（ ）
太阳能来自太阳内部的核裂变
给蓄电池充电时化学能转化为电能
路灯正常工作1小时，消耗电能为50kW h
夜晚蓄电池给路灯供电时，将化学能转化为电能
5、以下说法符合实际的是( )
A. 对蓄电池充电时，在电池内部化学能转化为电能
B. 将两个鸡蛋匀速提高1m所做的功约为1J
C. 家用电冰箱正常工作时的电流约为10A
D. “两弹” 中的原子弹是利用核聚变反应，释放巨大的能量
6、2023年12月，我国自主研制的核聚变关键装置“中国环流器二号M装置”实现首次放电，标志着我国核聚变发展取得重大突破。下列关于核聚变的说法，正确的是( )
任何两个原子核都可以发生聚变
B. 原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
C. 原子核必须在超高温下才能发生聚变
D. 目前核电站是利用核聚变释放的核能发电的
7、2025年1月20日，中国“人造太阳”(EAST)成功创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行。EAST利用气、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。该“人造太阳”（ ）
A. 利用核聚变获取能量 B. 利用核裂变获取能量
C. 释放的核能是可再生能源 D. 释放的核能可直接转化成电能
8、 归纳法是学习科学的重要方法，下列图示正确的是( )
9、哈佛大学科学家将固态氢置于488万个标准大气压下，氢分子破裂为氢原子，由氢原子直接构成金属氢。金属氢具有金属的性质，还具有超导性。用它输电，其输电效率可以提高几十倍。以下说法合理的是( )
A. 金属氢属于无机化合物
B. 形成金属氢的过程中氢原子核发生了聚变反应
C. 金属氢与氢气的化学性质相同
D. 用金属氢输电可减少导线发热造成的能量损失
10、下图是氢核聚变简图，请据图判断下列说法中正确的是( )
图中b核和c核内的质子数不同
氢核聚变过程中元素种类不会改变
图中a和b分别代表不同种元素的原子核
原子弹主要是利用了核聚变释放出来的能量
（第10题图） （第片1题图）
11、如图所示是我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置东方超环(EAST)，可在1亿度超高温度下运行10s时间。
（1）其能量产生原理与太阳类似，通过原子核 (填“聚变”或“裂变”);
（2）核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中。由于线圈自身有一定的电阻，线圈中如果有大电流通过时，会产生很高热量的原因是:电流具有 (填“热效应”或“磁效应”);
（3）东方超环加热功率为1.2×1012W，其发电效率为30%，则工作5s时间，发电量为 kW h。
参考答案：
一、知识点梳理：
知识点1、
1、核力 2、原子核 核
3、原子核内部 大
知识点2、
1、大 中子 裂变 能量 中子
2、 铀核 链式反应。
3、控制 短 巨大能量 原子弹
4、按需要控制 持续而缓慢 核
知识点3、
质量较小 新原子核 超高温
2、 核聚变 核裂变
3、 极高 热核
4、外界给它能量 热 氢弹 大得多。
二、典例精析：
例题1、D
解析：目前商业核电站主要利用核裂变释放的能量。裂变过程中，重原子核分裂成较轻的核，同时释放大量能量和中子，形成链式反应，持续产生热能用于发电。故D符合题意。
例题2、C
解析：A.氢弹利用了核聚变，故A正确不合题意;B.原子弹利用了核裂变，故B正确不合题意;C.核废料会产生核辐射污染，故C错误符合题意;D.原子核是由质子和中子组成的，故D正确不合题意。
例题3、B
解析：A.无论核裂变还是核聚变，都向外释放大量能量，故A错误;B.轻核聚变必须在很高的温度下进行，故B正确;C.氢弹的威力远远大于原子弹，故C错误;D.原子弹利用的是不可控链式反应，故D错误。故B符合题意。
例题4、D
解析：A、核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的，A不符合题意;B、如果对裂变的链式反应不加控制，会在极短时间内释放巨大的能量，发生猛烈爆炸，B不符合题意;C、氢弹是利用轻核聚变制成的核武器，C不符合题意;D、原子弹是利用重核裂变(链式反应)而制成的核武器，D符合题意。
例题5、（1）核聚变 （2）内能和光
解析：(1)“人造太阳”模拟的是太阳内部的核反应过程。太阳的能量来源于轻原子核(如氘和氚)在高温高压下结合成较重的原子核(如氦)，并释放巨大能量的过程，这种反应称为核聚变。(2)核聚变反应中，氘和氚原子核结合时会释放大量能量，这些能量主要以热(或内)能和光能的形式体现。
三、巩固练习：
1、B 2、A 3、B 4、D 5、B 6、C 7、A 8、D 9、D 10、A
11、（1）聚变 （2）热效应 （3）5×105
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（浙教版）八年级
下
2.4 核能
第二章
“第1课时”
能的转化与能量守恒
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
06
分层作业
学习目标
1、了解核能;
2、了解核裂变和链式反应;
3、了解核聚变和热核反应;
4、了解核裂变的可控性;
5、了解原子弹爆炸与核裂变的关系。
新知导入
从太阳射向地球的光和热是由太阳内部进行的核聚变反应产生的，也就是说由核能转化而来的。
那么，核能是怎样产生的 人类是如何有效地控制和利用核能的
探究新知
一、原子核变化释放核能：
1、原子核的结构：
原子核是由质子和中子依靠强大的核力结合而成的。
原子核是可以转变的。原子核在转变过程中所释放出的能量，属于核能。
探究新知
2、核能：
当质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出能，这就是核能。
3、核能是从原子核内部释放出来的，它比物质在化学反应中所释放出的化学能要大得多。
如，1 克铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核能，超
过了 2000 吨煤完全燃烧时释放出的化学能。
4、核能是不可再生的能源。
5、人类获取核能的途径：
原子核的裂变和原子核的聚变是获得核能的两条途径。
探究新知
二、核裂变获得核能：
1、核裂变：
质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。
例如，用中子轰击铀-235原子核，可以使铀核裂变为氪核和钡核，同时向外释放能量，并产生2～3个新的中子。如果产生的中子继续轰击其他铀核，引起铀核裂变，
就会导致越来越多的铀核不断地发
生裂变，放出越来越多的能量。
探究新知
2、核裂变也称为链式反应：
铀核受到中子打击后，向外释放能量和2～个中子，如
果产生的中子继续轰击其他铀核，引起铀核裂变，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变，放出越来越多的能量。这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。
探究新知
3、原子弹与核裂变：
如果原子核裂变的链式反应不加以控制，在短时间内形成雪崩式的裂变反应，就会放出巨大能量而产生猛烈的核爆炸。
原子弹就是运用这个原理制造的。
我国第一颗原子弹爆炸时的情景
探究新知
三、核聚变获得核能：
1、核聚变：
核聚变是2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，
同时释放出能量的现象。
例如，氘核（核内有1个质子、1个中子的氢核）和氚核（核内有1个质子、2个中子的氢核）在超高温下聚合成氦核，并向
外放出能量。
图2.4-3 核聚变反应示意图
探究新知
2、核聚变需要极高的温度，所以也叫做热核反应。
3、在消耗质量相同的核材料时，核聚变比核裂变释放出更多的核能。
4、氢弹与核聚变：
热核反应一旦发生，就不再需要外界给
它能量，依靠自身产生的热就会使核反应继
续下去。
氢弹就是根据核聚变的原理制造的，它
的威力比原子弹大得多。
氢弹爆炸时的情景
探究新知
视频：核裂变与核聚变
（点击图片可播放）
科学阅读
我国的氢弹研制
1967年6月17日上午8点20分，伴随着一声巨响，在沉寂的戈壁大漠上空，宛若两颗太阳同时闪耀着万丈光芒，我国第一颗氢弹爆炸试验成功。那个时候，在重重技术封锁的国际环境中，我国完全依靠自力更生研发氢弹，以最快的速度实现了从原子弹到氢弹的跨越，震惊了世界。
被称为中国氢弹之父的"两弹一星”元勋于敏曾说:氢弹是在原子弹
的基础上发展起来的，但是它比原子弹性能要优越得多，所以世界上几
个核大国，核武库里主要的是氢弹。在20世纪50年代，我们没有核武器
的时候，美国曾经威胁对中国使用核武器，为了打破
他们的核垄断，粉碎他们的核威慑，中国必须有自己
的氢弹。
在氢弹爆炸成功的同时，我国政府重中:发展核
武器完全是为了防御目的，任何情况下，中国都不
会首先使用核武器。邓小平同志多年以后说，没有
“两弹”的爆炸成功，就没有中国后来的国际地位，
就没有全国人民在危难之时自豪和坚挺的民族脊梁。
图2.4-4 我国第一颗氢弹爆炸
典例精析
例1、
利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。目前用于发电的核能来自( )
A.化学反应产生
B.原子核放射性产生
C.原子核聚变产生
D.原子核裂变产生
D
例2、
下列关于原子弹和氢弹的说法，错误的是( )
A.氢弹利用了核聚变
B.原子弹利用了核裂变
C.核废料没有污染
D.原子核是由质子和中子组成的
典例精析
C
例3、
下列说法正确的是( )
A.重核裂变时放出能量，而轻核聚变时吸收能量
B.轻核聚变必须在很高的温度下才能进行
C.氢弹是利用轻核聚变制成的，因此它的威力比原子弹小
D.人类制成了原子弹，从而实现了用人工方法控制链式反应的速度，和平利用核能
典例精析
B
例4、
下列关于核能的说法中不正确的是( )
A.核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
B.如果对裂变的链式反应不加控制，会在极短时间内释放巨大的能量，发生猛烈爆炸
C.氢弹是利用轻核聚变制成的核武器
D.原子弹是利用轻核聚变或重核裂变制成的核武器
典例精析
D
例5、
2025年1月，中国“人造太阳”成功实
现1亿摄氏度1066秒的运行时间，创造了世
界纪录。
（1）如图所示是模拟“人造太阳”装置中中氘、氚原子核在超高温下发生的 (选填“核裂变”或“核聚变”)核反应;
（2）“人造太阳”的核反应中，核能主要转化为 能。
典例精析
核聚变
内能和光
课堂总结
2.4 核 能 （1）
1、原子核由质子和中子通过强大的核力而结合而成的;
2、核能：
当质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出能，这就是核能;
3、核能是从原子核内部释放出来的，
它比物质在化学反应中所释
放出的化学能要大得多。
4、人工获取核能的两条途径：核裂变和核聚变;
5、核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。也称链式反应，具有可控性，也是原子弹爆炸和核电站的工作原理;
6、核聚变是2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。目前控制难度较大，是太阳和氢弹爆炸的工作原理。
分层作业
1、复习本课时主要内容；
2、完成学案中的“课后巩固练习”；
3、完成作用业本中相应练习;
4、预习“核能的和平利用——核电站”相关内容。
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
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