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第 2 章第 4 节 核能 2
1．日本是人类的祸害、地球之病毒，从 2023 年 8 月起陆续排放福岛核电站核污
水，我国一直坚定地反对，并始终强调海洋是全人类共同的财富。福岛核电站获
得核能的途径是（ ）
A．轻核裂变 B．轻核聚变 C．重核聚变 D．重核裂变
2．小科通过视频号“胜哥课程”观看了科学 Ai 视频。我国自主三代核电“华龙
一号”全球首堆实现连续安全稳定运行 1000 天，持续稳定输送清洁电能超 370 亿
度。下列有关核电站的描述错．误的是（ ）
A．能将核能转化为电能 B．核反应堆通过核聚变释放核能
C．产生的核废料具有放射性 D．消耗燃料少，可以大大减少燃料的运输量
3．下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是 ( )
A．通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成
B．放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害
C．目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
D．核聚变的原料"铀"在地球上的储量非常有限
4．关于核辐射及核能的利用，以下说法中正确的是 ( )
A．放射性元素放出的射线有 α射线、β射线和 γ射线
B．α射线是高速运动的电子流，β射线是带正电的氦原子核流，γ射线是穿
透能力很强的电磁波
C．人体接受少量的放射性辐射、强剂量或长时间的辐射，对人体都是有害的
D．核能的利用弊大于利
5．2024 年，秦山核电站核能供热系统正式开始向嘉兴海盐广大用户输送热能，
这是南方首个核能集中供暖的城市，下列有关核能的说法不正确的是( )
A．核能是不可再生能源
B．核电站是利用核聚变原理工作的
C．核废料会产生环境污染，不可随意排放
D．核电站中发生的能量转化是：核能→内能→机械能→电能
6． 位于温州市苍南县的浙江三澳核电站二期工程将采用我国完全自主知识产权
的三代核电技术“华龙一号”。关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A．核电站实现了核能→机械能→内能→电能的能量转化
B．三澳核电站利用了核聚变为电站提供能量
C．核电站周围核辐射严重，所以核电站要远离城市
D．放射性元素放出的射线有 α射线、β射线和 γ射线
7．如图是三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是( )
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→核能→机械能→电能
D．机械能→核能→内能→电能
8．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确
的是（ ）
A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染
D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能
9．图甲和图乙是释放核能的两种方式，下列说法正确的是（ ）
A．图甲方式表示的是核裂变
B．目前核电站是利用图乙方式发电的
C．图甲方式目前还不能人为控制
D．两种释放核能的方式都不会产生放射性物质
10．能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路
部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是 ( )
A．手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质
都是电流做功
B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同
D．核反应堆进行可控的核聚变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能
11．如图表示用中子轰击铀-235 原子核产生氪核和钡
核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应不会产生放射性物质
C．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
12．小科通过微信公众号“胜哥课程”知道了核电站原理： 。
还理解了核电站的能量转化：核能→ →机械能→ 。
13． 1 千克 U-235 裂变释放的能量相当于完全燃烧 2500 吨标准煤；1 千克氘、
氚混合物发生聚变反应释放的能量大约是 U-235 裂变的 4 倍，相当于
吨标准煤完全燃烧所释放的能量。若以氢核聚变为核电站的工作原理，将会有哪
些优点 。
14．三门核电站已实现安全发电 1000 亿度，减少二氧化碳排放 7400 多万吨，创
造了良好的经济效益和环境效益。
（1）目前，核电站获取核能的途径为重核 。
（2）对于核能发电，存在着以下几种观点，其中支持发展核电的有__________。
A．核能发电存在着核泄漏的安全隐患
B．放射性废料处理不当，会导致环境污染
C．核能发电的原料体积小，能量大，运输方便
D．与传统燃煤发电相比，核能发电产生的二氧化碳更少
15．核电站的大体组成如图所示，核材料在核反应堆中发生核反应产生大量的热
能，冷却剂将这些热能带到热交换器使水变成水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机带动
发电机发电，最终实现了核能到电能的转换。
（1）在如图所示的方框中填写核电站发电过程中能量的转化情况：
（2）核电站所需的核能是利用原子核 (填“裂变”或“聚变”)所产生的。
该变化是 (填“可控”或“不可控”)的。
16．如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超
环，它在 1 亿度超高温度下运行了近 10 秒。请回答：
（1）其反应原理与太阳类似，通过核 （填“聚
变”或“裂变”），释放巨大的核能，核能又转化为 ，从而获得高温；
（2）“人造太阳”加热功率达1 × 1012 ，若利用“人造太阳”发电，发电效率
为 60%，则每小时发电量达 焦。
17．如图 1 所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”(EAST)，实现
1.2 亿摄氏度 101 秒等离子体运行，创造了世界新纪录。
（1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 (选填“核裂变”或
“核聚变”)释放巨大的核能。
（2）如图 2 为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，能量转化过程是：
核能→内能→ →电能。
（3）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污
染的主要原因是核燃料或核废料具有 。
第 2章第 4 节 核能 2答案
1．D 2．B 3．B 4．A 5．B 6．D 7．B 8．B 9．A 10．A 11．C
12．原子核裂变 ； 内能； 电能
13．10000； 原料充足，方便运输； 地区适应性强； 对环境污染少
14．（1）裂变 （2）C；D
15．（1）内；机械 （2）裂变；可控
16．聚变；内能；2.16×1015
17．（1）核聚变 （2）机械能 （3）放射性第2章第4节 核能2教学设计
一、教学目标
科学观念
知道核电站是利用核裂变释放的能量，了解核能转化为电能的途径（核能→热能→机械能→电能）。知道放射性及其发现历程，理解放射性的定义、天然放射性及三种射线的特性。
科学思维
通过分析核电站工作原理，建立能量转化与守恒的观念；运用半衰期概念推断地球年龄，培养基于证据的逻辑推理能力；比较核裂变与核聚变，形成辩证看待能源利用的思维。
探究实践
能根据核电站能流图描述能量转化过程；能利用半衰期进行简单计算；通过放射性发现史的学习，体会科学探究的艰辛与实证精神。
态度责任
认识核能利用的安全性及核废料处理的重要性，树立科学利用能源和环境保护意识；关注国际热核聚变实验堆（ITER）等前沿科技，增强社会责任感。
二、教学重点与难点
教学重点
核电站的工作原理及能量转化；放射性的定义与三种射线的特征；半衰期的概念及其应用。
教学难点
核裂变链式反应的控制与核电站安全防护措施；半衰期的理解及地质测年方法。
三、教学准备
多媒体课件（含核电站原理动画、三种射线穿透性对比图、半衰期示意动画）；核电站模型或图片；放射性标志实物图；视频片段（切尔诺贝利/福岛事故简述，ITER项目介绍）。
四、教学过程
（一）导入新课
回顾：上节课学习了核能及裂变、聚变。提问：人类如何将核能转化为日常使用的电能？核电站是如何安全工作的？引入本节课——核能的和平利用与放射性。
（二）核能的和平利用——核电站
展示核电站工作原理图，讲解链式反应的可控性：通过控制中子数使裂变持续平稳进行。核反应堆是可控核反应的装置。
能量转化过程：核能 → 热能（水变为水蒸气）→ 机械能（推动汽轮机）→ 电能（发电机）。
介绍“华龙一号”核电技术：自主知识产权，设计寿命60年，可利用率90%，年发电量100亿度，满足中型城市全年用电。
（三）太阳内部核聚变与核聚变前景
太阳内部氢核聚变释放巨大能量，以热和光辐射。太阳总辐射功率约3.8×10 kW，到达地球大气层约1.73×10 kW，地表约8×10 kW。
地球上绝大部分能量来自太阳核聚变。目前人类已实现可控核裂变，但核聚变尚未可控。国际热核聚变实验堆（ITER）旨在验证聚变发电可行性及环境友好性。
（四）核电站的安全性
发展核电站必须优先保障安全。两大风险：反应堆失控泄漏；放射性废料处理不当。
重大事故案例：1986年切尔诺贝利（违规操作，爆炸泄漏）；2011年福岛（地震海啸引发泄漏）。
防护措施：多道安全屏障；废料暂存5年→永久存放（选址偏远、地质稳定、远离水源，存放数百年）。
未来方向：研发更安全反应堆，期待可控聚变技术成熟。
（五）放射性
1. 发现历程：1896年贝克勒尔发现铀的射线；1898年居里夫妇发现钋和镭，从8吨沥青铀矿渣提炼0.12g氯化镭。
2. 定义与特性：放射性是物质自发发出射线的性质；放射性元素具有放射性。天然放射性现象；放射性是固有属性，不受温度、压强影响。
3. 三种射线：α射线（氦核流，穿透弱）、β射线（电子流，穿透较强）、γ射线（电磁波，穿透最强）。穿透能力：α＜β＜γ。
放射性物质的标志（出示标志图）。
（六）地球年龄的测量——放射性“地质时钟”
放射性衰变不受环境影响，半衰期固定（原子核半数衰变所需时间）。测岩石中放射性元素与衰变产物比例可计算年龄。
通过陨石（与太阳系同期形成）测年龄，推断地球年龄。示例：半衰期5亿年，现存1/8→经历3个半衰期→年龄15亿年。
拓展应用：C-14测年用于考古。
（七）课堂练习与小结
1. 核电站的核反应类型是（　）A.聚变 B.裂变 C.两者都有 D.都不是 → 答案：B
2. 核能→电能正确转化途径：核能→内能→机械能→电能。
3. 放射性物质标志选择（C）。
4. α射线偏向负极，β射线是电子流，γ射线穿透最强，可作“γ刀”治癌。
教师小结：核能利用的关键是可控性，放射性测年展现了科学规律的应用。
五、板书设计
第4节 核能（第二课时）
一、核电站
　核反应堆（可控裂变）→ 核能→热能→机械能→电能
　“华龙一号”
二、太阳核聚变 & ITER
三、核电站安全：风险（失控、废料）、防护、事故（切尔诺贝利、福岛）
四、放射性
　发现：贝克勒尔、居里夫人
　定义与特性（固有、不受外界影响）
　三种射线：α（弱）、β（中）、γ（强）
五、地质时钟——半衰期测年
　半衰期→计算年龄（示例），C-14考古
六、教学反思
本节课内容涉及核能利用、安全、放射性及测年，概念较多。通过动画和案例帮助学生理解抽象概念，尤其是链式反应控制和半衰期计算。学生对核事故案例兴趣浓厚，但需引导辩证看待核能利弊。后续可增加模拟实验或小组讨论，深化对能量转化和核废料处理的认识。时间分配上，核电站原理和放射性应占较多时间，练习巩固要紧凑。(共22张PPT)
第2章 能的转化与能量守恒
宇宙间的一切物质的运动和变化都需要能。没有能，我们就无法呼吸和行走，也无法思考。没有能，一切生命将不复存在。没有能，空气将不再流动，大海将不再有起伏的波浪，太阳也将失去灿烂的光辉。
能有多种形式，不同形式
的能是否会发生相互转化？能
是如何转化的？能转化时会遵
循什么规律？
第4节 核能
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？
第二课时 核电站、放射性
第4节 核能
二、核能的和平利用——核电站
能够按需要控制链式反应的速度，使原子核的裂变反应持续进行，核能有控制地平稳释放，这样的核能就可以为人类和平建设服务。
可控制地进行核反应的装置称为核反应堆。
核电站就是利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。
热能
机械能
电能
请填写下列方框，以反映核电站中发生的能的转化：
核电站的工作原理
核能
在太阳的内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能。
这些能量再从太阳核心向外扩散到太阳表面，再以热和光的形式向四周辐射出去。
地球上消耗的能，绝大部分来自太阳，即太阳内部核聚变时释放的核能。太阳的这种核反应还能维持几十亿年。核聚变是宇宙中普遍产能形式。
核裂变:已实现可控利用。 核聚变:仍需实验验证。
“国际热核聚变实验反应堆ITER）”验证聚变发电的科学与工程可行性。
合作目标:清洁、稳定、环境友好
三、放射性
1896年 贝克勒尔
发现铀和含铀矿物发出不可见射线
开创放射性研究先河
1898年 居里夫人
发现两种新元素：钋（Po）和镭（Ra）
从8吨沥青铀矿渣中，历经上万次实验
提炼出 0.12克 纯净氯化镭，证实镭的存在
历史意义
奠定核物理与放射化学基础
推动现代科学和医学（如放疗）发展
放射性物质的标志
放射性物质既有天然放射性物质，也有人工放射性物质。
定义：物质具有发出射线的性质称为放射性。
放射性
具有放射性的元素称为放射性元素。
天然放射性：
许多天然元素自发发出射线，称为天然放射性现象。
两大特性
固有属性：放射性只取决于元素本身，单质或化合物均具有不受外界影响：温度、压强等不改变放射性强弱。
原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质。这些射线来自原子核，这也佐证了原子核内部是有结构的。
如α射线、β射线、γ射线。
α射线是带正电的高速运动的氦原子核流。2个质子和2个中子。
β射线是带负电的高速运动的电子流。
γ射线是能量很高的电磁波。
放射性物质的标志
这三种射线穿透物质的能力不同。
α射线穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米。
β射线穿透能力较强，能穿透几厘米厚的铝板。
γ射线穿透能力最强，能穿透几厘米厚的铅板和
几十厘米厚的混凝土。
1.可控制地进行核反应的装置称为核反应堆。
2.太阳内部氢原子核核聚变，释放出巨大的核能以热和光向四周辐射出去。
3.核电站的能量转化：核能 → 热能 → 机械能 → 电能。
4.核裂变：已实现可控利用。核聚变：仍需实验验证。
5.物质具有发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。放射性是元素的固有属性。
6.α射线：带正电的氦原子核流。β射线：带负电电子流。γ射线：能量很高的电磁波。
7.用放射性元素半衰期测年测文物年龄。
1．小科通过观看视频号“胜哥课程”中的视频知道了在核电站中，所发生的核反应（ ）
A．是聚变反应
B．是裂变反应
C．有的是聚变反应，有的是裂变反应
D．既不是聚变反应，也不是裂变反应
B
2.小科通过微信公众号“胜哥课程”知道了核电站的工作原理。从核能到电能，能量转化正确的途径是（ ）
A、核能→机械能→内能→电能
B、核能→内能→机械能→电能
C、核能→内能→电能
D、核能→电能
B
3．核电站建成的关键是 (　　)
A．能有效控制核反应
B．核反应产生大量热
C．原子可以重新组合成新分子
D．核反应放出的射线对人畜无害
A
4.下列各种警示标志中属于放射性物质标志的是 ( )
A． B．
C． D．
C
5.常见的射线有：α射线、β射线、γ射线。
（1）α射线：一束在电场中偏向________极板的射线，α粒子就是氦原子核。
（2）β射线：是一种带负电的高速运动的________，具有很强的贯穿本领。
（3）γ射线：是一种波长很短的电磁波，其穿透本领最________。主要应用：可用来检测钢板或纸张的厚度，金属内部的砂眼及裂缝；可用来检查和医治恶性肿瘤，照射种子使种子变异，培育优良品种；可用该射线做手术——________ 。
负
电子流
强
γ刀治癌

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