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第4节 核能 教学设计
一、基础信息
1. 教材版本：浙教版（2024）九年级科学上册
2. 课时： 第2章 能的转化与能量守恒 第4节 核能，课时45分钟
3. 授课对象：九年级学生
4. 课标依据：2022版义务教育科学课程标准，知道核能及其应用，知道放射性的应用与防护。
二、教材分析
本节位于第二章第4节，承接前面机械能、内能、电能等宏观能量形式，第一次把学生视野拓展到原子核内部微观能量。
知识脉络：原子核结构→核能→核裂变、核聚变→核电站能量转化→放射性与应用；
既是对“能的多种形式”知识延伸，也为下一节《能量转化与守恒定律》铺垫。同时联系能源、环境、科技伦理，落实新课标STSE（科学、技术、社会、环境）要求，也是温州中考常考填空、简答热点：裂变聚变区分、核电站能量转化、核能优缺点、三种放射线基础认知。
三、学情分析
1. 已有基础：学生七年级学习原子结构（原子核、质子、中子、核外电子）；本章已经掌握各种能量形式、能量转化；生活中听过核电站、核辐射、原子弹、太阳能量。
2. 认知难点：微观原子核变化无法直接观察，学生容易混淆核反应（裂变/聚变）与化学反应；难以区分可控/不可控链式反应；容易对“核辐射”产生极端恐惧或盲目忽视。
3. 认知特点：九年级学生思辨能力提升，可以开展辩证讨论，适合引导客观看待核能的利弊。
四、核心素养教学目标
（一）科学观念
1. 知道核能的概念，获得核能的两条途径：核裂变、核聚变；
2. 了解链式反应，区分可控链式反应（核电站）、不可控链式反应（原子弹）；
3. 掌握核电站中完整能量转化顺序；
4. 认识放射性现象，了解α、β、γ三种射线，知道放射线的应用与危害。
（二）科学思维
1. 通过对比表格区分裂变与聚变，辨析核变化和化学变化；
2. 结合示意图推理核电站能量转化流程，建立能量转化模型；
3. 辩证分析核能的优势与潜在风险，学会一分为二看待科技。
（三）科学探究
借助示意图、短视频、模拟活动（火柴模拟链式反应），将微观过程可视化；通过小组交流搜集核能相关信息。
（四）态度与责任
1. 了解我国“华龙一号”、人造太阳（EAST）等前沿科技，增强民族自豪感；
2. 理性认识核辐射，拒绝恐慌；树立和平利用核能、绿色低碳能源发展意识；
3. 认识科学技术具有两面性，科技发展必须兼顾安全与环境。
五、教学重难点
重点：
1. 核裂变、核聚变的区别与应用；
2. 核电站能量转化过程；
3. 核能的优点与潜在问题。
难点：
1. 链式反应微观过程理解；
2. 区分核反应（原子核改变）与化学反应（原子核不变）；
3. 客观、辩证看待核能开发利用。
六、教学过程
（一）情境导入
我们国家大力发展清洁能源，除了水电、风电、光伏，还有一种能量密度极大的能源——核能。
展示两张素材：①太阳源源不断释放光热；②秦山核电站（浙江本地核电站，贴近学生生活）。
提问导入：太阳巨大的能量来自哪里？核电站没有燃烧燃料，能量从何而来？
（二）探究活动1：放射线
1.放射性：
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。
1896年，法国科学家贝克勒尔(A.H.Becquerel)发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线。
1898年，居里夫人(M.Curie)发现，含铀矿物中还存在两种能够发出更强射线的新元素，她把一种元素命名为钋，另一种元素命名为镭，并经历几万次艰苦的提炼后，终于从8t沥青铀矿渣中提炼出0.12g纯净的氯化镭，证实了镭元素的存在。
2.放射性现象：
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。
1896年，法国科学家贝克勒尔(A.H.Becquerel)发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线。
1898年，居里夫人(M.Curie)发现，含铀矿物中还存在两种能够发出更强射线的新元素，她把一种元素命名为钋，另一种元素命名为镭，并经历几万次艰苦的提炼后，终于从8t沥青铀矿渣中提炼出0.12g纯净的氯化镭，证实了镭元素的存在。
研究发现，许多天然存在的元索也具有放射性，它们自发地发出射线的现象称为天然放射性现象。一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质还是以化合物形式存在，都具有放射性。放射性的强度不受温度、外界压强的影响。
3.放射线：
科学家发现，各种放射性元素放出的射线中包括 α、β 和 γ 三种射线。
α射线是带正电的高速运动的氦原子核流;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。
4.这些射线来自原子核，这也佐证了原子核内部是有结构的。(为下一新知铺垫）
（三）新知探究2：获得核能的两种方式——裂变与聚变
1. 核裂变
播放动画：中子轰击铀235原子核
概念：质量较大的原子核，在中子轰击下分裂成2个较小原子核，同时释放巨大能量，这个过程叫核裂变。
重点讲解：链式反应
铀核裂变产生新中子，继续轰击其他铀核，持续裂变，形成链式反应。
模拟小活动：火柴链式模拟（点燃一根火柴引燃相邻火柴，直观展示连锁反应）。
分类：
① 不可控链式反应：瞬间剧烈释放能量 → 原子弹
② 可控链式反应：控制反应速度，平稳释放热能 → 核电站核反应堆
补充数据（增强感知）：1kg铀235完全裂变释放能量 ≈ 2000吨标准煤完全燃烧。
2. 核聚变
动画演示：氘核、氚核聚合形成氦核
概念：两个质量较小的原子核，在极高温度下结合成质量较大的原子核，释放巨大能量，又称热核反应。
实例：
太阳内部持续发生核聚变；
氢弹：利用原子弹爆炸产生超高温，引发核聚变（不可控）；
拓展：我国“人造太阳”EAST，研究可控核聚变（未来理想能源，尚未商用）。
3. 对比归纳（课堂表格，学生填写）
项目 核裂变 核聚变
原子核变化 大核→小核 小核→大核
条件 中子轰击 超高温（上亿摄氏度）
应用 核电站、原子弹 太阳、氢弹、人造太阳（实验）
易混辨析（温州高频考点）
化学反应：仅仅电子转移，原子核不变（煤燃烧、氢气燃烧）；
核反应：原子核结构发生改变，产生新原子核，释放核能。
（四）新知探究3：核能和平利用
1.核电站
展示核电站结构示意图，梳理流程：
核反应堆（核能）→水的内能 →汽轮机（机械能）→发电机（电能）
【必考填空】能量转化顺序：
核能 → 内能 → 机械能 → 电能
小组讨论：对比火力发电站，说说核能发电有哪些优点？
学生总结，教师整理：
核能优点：
（1）能量密度巨大，核燃料运输量小；
（2）发电过程不排放CO 、SO ，缓解温室效应、酸雨；
（3）不受季节、气候影响，稳定持续供电。
核能弊端：
（1）存在核泄漏风险（福岛、切尔诺贝利事故）；
（2）产生核废料，放射性强，难以长期安全处理；
（3）建设成本极高。
拓展素材：浙江秦山核电站，我国自主三代核电“华龙一号”，增强家国教育。
2.核聚变的利用
（1）太阳内部核聚变释放巨大的光和热
（2）未来核聚变的利用：中国工程物理研究院等机构的科研人员利用高能激光束来激发靶心物质产生核聚变反应，建造了“神光”装置，该装置被誉为我国三大高科技工程之一。
（五）课堂小结（3min）
师生共同梳理主线：核能→两条途径（裂变、聚变）→核电站（可控裂变，能量转化）→放射性的利与弊。思维导图快速回顾核心考点。
（六）迁移应用
1.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
2.2025年，中国新核准的核电项目以自主三代技术“华龙一号”为主力;同时，全球首座商运的第四代高温气冷堆也已投产。关于核电站，下列说法正确的是( )
A.核反应堆内发生核聚变
B.核能释放过程中产生的射线对人体没有影响
C.核反应堆内发生链式反应
D.核电站的能量转化是:核能→机械能→热能→电能
3.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
4.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
5.我们认为原子弹和核电站的根本区别是( )
A.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C.原子弹对聚变的热核反应不加控制，核电站控制聚变的热核反应速度
D.原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
（七）分层作业
1.基础作业：教材课后相关习题，考试这样考，熟记核电站能量转化、裂变聚变实例；
2.提升作业：查阅资料：可控核聚变如果成功，会给人类带来什么改变？
3.拓展选做：调查：浙江省核电发展现状。
七、板书设计
八、教学反思（预设）
1. 本节微观过程抽象，动画、模拟实验必不可少，要控制理论讲解时长，多互动；
2. 很多学生对核辐射存在恐惧，课堂需要科学科普，避免极端化认知；
3. 裂变、聚变易混淆，必须使用对比表格强化记忆；
4. 结合浙江本地秦山核电站案例，贴近温州学生生活，提升代入感；
5. 中考高频点：核电站能量转化顺序，需要当堂默写巩固。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共30张PPT)
第4节 核能
浙教版 九年级上
创设情境
我们国家大力发展清洁能源，除了水电、风电、光伏，还有一种能量密度极大的能源——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。
核能发电利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。
太阳源源不断释放光热
核电站
核裂变
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？
探究实践
1896年，法国科学家贝克勒尔(A.H.Becquerel)发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线。
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。
研究发现，许多天然存在的元素也具有放射性，它们自发地发出射线的现象称为天然放射性现象。
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。
1898年，居里夫人(M.Curie)发现，含铀矿物中还存在两种能够发出更强射线的新元素，她把一种元素命名为钋，另一种元素命名为镭，并经历几万次艰苦的提炼后，终于从8t沥青铀矿渣中提炼出0.12g纯净的氯化镭，证实了镭元素的存在。
探究实践
一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质还是以化合物形式存在，都具有放射性。
放射性的强度不受温度、外界压强的影响。
科学家发现，各种放射性元素放出的射线中包括 α、β 和 γ 三种射线。
α射线是带正电的高速运动的氦原子核流;
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。
β射线
α射线
γ射线
这些射线来自原子核，这也佐证了原子核内部是有结构的。
探究实践
发现放射现象后，科学家认识到，元素的放射性不受任何环境因素的影响，是一种完美的地质“时钟”，能用来测量岩石年龄，从而推测地球年龄。
放射性元素的原子核放出射线变成另一种原子核，这种变化称为衰变。放射性元素衰变的快慢用“半衰期”表示，指的是原子核有半数发生衰变所需的时间。一种放射性元素的半衰期是不会发生变化的。
地球的年龄可以通过陨石的年龄来推断。岩石形成时，或多或少有种类不同的放射性元素，测量这种放射性元素与它衰变出的元素的比例，就可计算出岩石的年龄。陨石来自围绕太阳运转的小行星带，与太阳系的行星同期形成，通过测量陨石的年龄，可以获得对地球年龄的推断。
例如，某岩石中含有某种放射性元素，假设该元素半衰期为5亿年，则5亿年后岩石中剩下一半该种放射性元素，10亿年后剩下1/ 4 该种放射性元素……依此类推，若分析现在岩石样本中只剩下 1/8 该种放射性元素，可以推算该岩石样本自形成以来经历了3个半衰期，即岩石年龄为15 亿年。
放射性测量年龄的方法也应用于考古研究。考古学家常利用放射性物质C-14测量文物的年龄。
科学·技术·社会·环境
地球年龄的测量
探究实践
α、β 和 γ 三种射线来自原子核，佐证了原子核内部是有结构的。
原子结构模型
电子
原子核
质子
中子
1个质子带1个单位正电荷
1个质子1个单位的质量
不带电
1个中子1个单位的质量
原子核是由质子和中子依靠强大的核力结合而成的。
探究实践
原子核是可以转变的。
原子核转变
新原子核
能量
+
原子核在转变过程中所释放出的能量，称为核能。
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。
例如，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。
如何使原子核发生转变而释放出核能呢？
探究实践
原子核的裂变和原子核的聚变是获得核能的两条途径。
原子核的裂变
原子核的聚变
原子核在转变过程中从原子核内部释放出巨大的核能。
探究实践
探究实践
核裂变（fission）是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个质量中等的原子核，同时释放出巨大的能的现象。
铀-235原子核
中子
氪-89原子核
钡-144原子核
中子
中子
中子
例如，用中子轰击铀-235原子核，可以使铀核裂变为氪-89原子核和钡-144原子核，向外释放核能，同时产生2～3个新的中子。
我国科学家钱三
强、何泽慧夫妇在实验中发现铀原子核也可能分裂成三部分或四部分。
轰击
核裂变
能
氪-89原子核
钡-144原子核
中子
中子
中子
钡-144原子核
氪-89原子核
中子
中子
中子
探究实践
产生的中子又会继续轰击其他铀核，引起铀核裂变 ……于是就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变，并释放出越来越多的核能。
中子
氪-89原子核
钡-144原子核
中子
中子
铀-235原子核
中子
铀-235原子核
铀-235原子核
这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。
轰击
轰击
轰击
轰击
探究实践
1.把石棉网铺在水平桌面上，在石棉网上如图摆放火柴。
2.点燃最左边的火柴，观察火柴的燃烧情况，一根火柴引燃两根火柴，两根火柴会引燃下面四根火...…。如果火柴摆放的足够多，点燃火柴的数量会逐渐变多，就像一个链式反应。
火柴不断点燃，放出热量不断变多，就像裂变中的链式反应。
用点燃模拟中子。
核裂变的条件：
中子轰击。
可以用如图所示的火柴点燃过程进行模拟链式反应：
链式反应是原子核的裂变，不是化学反应。
探究实践
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剧烈的核爆炸。
原子弹就是根据不加控制的核裂变制造的。
图2.4-3 长崎原子弹爆炸时的情景
探究实践
核聚变（fusion）是2个质量很小的原子核结合成新原子核，同时释放出能的现象。
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，将向外放出核能，如图2.4-4所示。
H
21
H
31
+
超高温
H
42
氘
氚
氦
+
1个中子
+
巨大能量
探究实践
核聚变也叫做热核反应。
核聚变的条件：
超高温。
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使核反应继续下去。
我国在1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹。
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。
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。
探究实践
科学阅读
我国的氢弹研制
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。
我国第一颗氢弹爆炸
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
探究实践
如果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。
图2.4-6 核电站
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。
核电站发电是可控制的核裂变。
热能
机械能
电能
探究实践
③绿色低碳：一台“华龙一号”机组年发电量近100亿度，能够满足一个中型城市一年的用电需求，相当于每年减排二氧化碳8.16×106t或植树7000万棵。
①自主知识产权：“华龙一号”核电技术是我国核电企业研发设计的具有完全自主知识产权的核电创新成果，也是中国核电走向世界的“国家名片”。
我国的国之重器 ——“华龙一号”
②安全性高：“华龙一号”核电机组安全性高，设计寿命为60年，电厂可利用率高达90%，是国之重器。
反应堆厂房
核燃料厂房
图2.4-7 华龙一号
探究实践
太阳释放出的巨大的能就是其内部核聚变产生的。
图2.4-7 太阳能
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，然后，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分到达地球表面。
追根溯源，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。太阳内部每秒钟约有7×108t氢原子核参与反应。
科学家估算，太阳的这种核反应还能维持几十亿年。核聚变是一种宇宙中普遍存在的能的产生形式。
探究实践
人们虽然能够控制核裂变反应的速度，但还没有找到实用的控制核聚变反应的方式，所以，直到现在人类仍不能和平利用核聚变释放出的能。
人类对核聚变应用的探索：
受控核聚变能够为人类提供几乎取之不尽的理想洁净的能量，人类一旦能够稳定地获取核聚变能，将不再有“能源危机 ”。
科学家一直致力于探索核聚变的控制途径。一项重大国际合作项目--国际热核聚变实验反应堆(ITER)，是国际核聚变研究的巨型工程，其使命是展示聚变发电的可行性，并证明它可以不造成负面影响。
探究实践
中国工程物理研究院等机构的科研人员利用高能激光束来激发靶心物质产生核聚变反应，建造了“神光”装置，该装置被誉为我国三大高科技工程之一。
激光核聚变
“神光”装置
探究实践
科学·技术·社会·环境
核电站的安全性
发展核电站，应优先关注安全性。核电引起的安全问题主要在两个方面：一是核反应万一失控，会损坏设备，引起放射性物质泄漏；二是放射性废料处理不当，会导致环境污染。
世界上曾发生了几次较大的核电事故。1986 年，苏联切尔诺贝利核电站发生严重的核电事故，事故的原因是工作人员违反操作规定，导致反应堆过热，发生一系列的爆炸，使得放射性物质泄漏到周围环境中，造成了重大损失。2011 年，日本福岛核电站在里氏 9.0 级地震和海啸袭击后出现的核泄漏事故，引发全球有核电国家对核电站的安全检查与反思。
为了防止核电站事故的发生，核电站的反应堆都有一系列的防护措施，设置了多道安全屏障。对核电站放射性废料的处理，先在核电站内专用的废物库暂存（我国规定暂存时间为 5 年），然后送到人烟稀少、地质稳定、地下水位低又远离天然水源的处置场永久存放，一般存放几百年。
每一次核泄漏事故对全球的核电发展是一把双刃剑，都会让核电发展吸取经验，升级防范措施。随着科学和技术的发展，人们将会制造出更安全的核反应堆，也期待着受控核聚变技术早日走向成熟。
探究实践
苏联切尔诺贝利核电站事故：
核裂变 核聚变
定义
原材料
条件
释放能量
反应特点
典型应用
探究实践
氢的同位素（氘、氚等）
易裂变核素（铀-235、钚-239等）
超高温
中子轰击
释放中子，形成持续反应，产物一般更清洁
释放中子维持链式反应，产物含放射性物质
氢弹、未来人造太阳
可控→核电站；不可控→原子弹
巨大
比较核裂变核核聚变：
相对核裂变大
2 个质量很小的原子核结合成新原子核，释放能量
质量较大的原子核分裂成2个质量中等的原子核，释放能量
迁移应用
1.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( )
C
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
迁移应用
2.2025年，中国新核准的核电项目以自主三代技术“华龙一号”为主力;同时，全球首座商运的第四代高温气冷堆也已投产。关于核电站，下列说法正确的是( )
A.核反应堆内发生核聚变
B.核能释放过程中产生的射线对人体没有影响
C.核反应堆内发生链式反应
D.核电站的能量转化是:核能→机械能→热能→电能
C
3.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
迁移应用
4.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
C
5.我们认为原子弹和核电站的根本区别是( )
A.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C.原子弹对聚变的热核反应不加控制，核电站控制聚变的热核反应速度
D.原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
D
板书设计
第4节 核能
重核裂变
原子弹
核电站
加以控制
轻核聚变
氢弹
太阳热核反应
α、β 和 γ 三种射线
原子核的内部结构
不加控制
链式反应
热核反应
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第4节 核能
核心概念聚焦
1.如图所示是现代人们获取核能的两种途径。关于它们的应用。下列说法正确的是( )
A.甲图是核裂变，乙图是核聚变 B.氢弹就是根据图甲原理制成的
C.原子弹就是根据图乙原理制成的 D.太阳内部的热核反应是核聚变和核裂变两种
2.“华龙一号”核电站是我国自主研发，它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是（ ）
A.核废料对环境没有污染 B.目前是通过裂变反应来释放核能
C.核电站利用化学燃料 D.反应堆中的链式反应是不可控的
3.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
4.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
5.核能的开发和利用给人类解决能源危机带来了希望，但同时也可能带来严重的环境污染。
下列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、强剂量或长时间的照射，对人体都是有害的
D.核反应堆是一种能够控制的链式反应装置，地震等自然灾害不会对它造成影响
6.任何事物都具有两面性，我们要学会辩证地看问题。下列有关核能的说法正确的是( )
A.无污染的太阳能是核聚变释放的能量，所以核聚变不会有污染
B.用核裂变释放的能量来发电的核电站很安全，所以使用核能无任何风险
C.核燃料裂变后的核废料是一种污染物
D.核电站一般选址在沿海，是因为可以将核反应后的废弃物排入海里
7.如图甲所示是便携式薄膜太阳能发电书包，这样的书包给人们带来了全新的体验，太阳能
来源于太阳内部发生的核　　 　　(填“聚变”或“裂变”)；如图乙所示，该书包左侧
肩带设计有大小吸盘，由于　　　　的作用，可以在此处放心
安放手机。该书包带有两个USB接口，利用该书包给手机充电
时，书包相当于　　　　(填“电源”或“充电器”)。
核心素养提升
8.2025年，中国新核准的核电项目以自主三代技术“华龙一号”为主力；同时，全球首座商运的第四代高温气冷堆也已投产。关于核电站，下列说法正确的是( )
A.核反应堆内发生核聚变 B.核能释放过程中产生的射线对人体没有影响
C.核反应堆内发生链式反应 D.核电站的能量转化是:核能→机械能→热能→电能
9.如图所示是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化,下列说法正确
的是 (　　)
A.核反应堆将核能转化为电能
B.汽轮机将机械能转化为内能
C.发电机将机械能转化为电能
D.各种用电器将其他形式的能转化为电能
10.2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)实
现了1亿摄氏度高温下高约束模等离子体稳态运行1066秒，如图甲所示。
（1）在上亿度的高温状态下,物质呈现等离子态，
它们可以被磁场约束。东方超环就是通过强
大电流所产生的强大　 ，约束的等离
子体。
（2）如图乙所示是东方超环的热核反应示意图，属于　　　(填“核聚变”或“核裂变”)。
（3）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转化为　　　　　　　　。
11.核电站的核心是核反应堆，它以铀为核燃料，核反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的
内能，再通过蒸汽轮机和发电机把高温蒸汽的内能转化为电能。如图所示是核电站的原
理示意图，第一回路中水被泵压入核反应堆，在那里被加热,然后进入热交换器,把热量
传给第二回路中的水，又被泵压回到反应堆里。在热交换器内，第二回路中的水被加热
成高温高压蒸汽，然后被送入汽轮机以驱动汽轮机，做功
后温度和压强都降低，进入冷凝器,最后又由泵把它压回
热交换器，高速旋转的汽轮机带动发电机发电。
（1）从核反应堆到发电机,能量的转化过程是:核燃料
的　　　能→水的　　　能→汽轮机的　　　能
→　　　　能。
（2）在第一回路的核反应堆的外围，有一层厚厚的水泥防护层，其主要作用是 　 。
（3）冷凝器中发生的物态变化是　　　　,该过程要　　　　热。
（4）在第二回路中,用水做循环液体，原因是水的　　　　　较大。
创新素养应用
12.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1066s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
核心概念聚焦
1.A 2.B 3.A 4.B 5.A 6.C
7.聚变　大气压　电源
核心素养提升
8.D 9.C
10.(1)磁场　(2)核聚变　(3)内能和光能
11.(1)核　内　机械　电　(2)防止核辐射 (3)液化　放　(4)比热容
创新素养应用
12.（1）聚变 （2）热效应 （3）5×105
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