苏科版九年级物理下册18.2-18.3 核能 太阳能（课件）

18.2-18.3核能

太能第18章

能源与可持续发展教师xxx苏科版

九年级下册核能太阳能0102CONTANTS目录核能011964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。我国第一颗氢弹爆炸时的情景我国第一颗原子弹爆炸时的情景我国研制的第一颗原子弹、氢弹

你知道氢弹和原子弹的原理吗？1967年6月17日上午8时20分，在我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验成功。原子结构原子核（正）核外电子（负）

质子（正）中子（不带电）原子核质子中子电子核能质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都极其困难。一旦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，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。获得核能有两种途径：裂变和聚变。裂变1938

年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。假如外界中子停止轰击，裂变也就停止了，怎样才能让裂变继续下去呢？想想议议：铀矿石链式反应用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。用火柴模拟链式反应链式反应示意图核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。核电站利用核能发电核电站中的反应堆秦山核电站大亚湾核电站田湾核电站岭奥核电站链式反应如果是在一瞬间进行，那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。原子弹聚变将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的能量。可惜人们现在还不能像控制裂变那样控制聚变。海水中蕴藏着丰富的、可实现聚变的氘核，科学家预言，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。聚变太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上，在那里进行着大规模的聚变反应。太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的。可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量。聚变1．（2020秋•深圳期中）粤港澳大湾区的电力由大亚湾核电站提供，现关于核电站供电时的能量转换描述正确的是（）A．核能﹣化学能﹣机械能﹣电能

B．核能﹣机械能﹣内能﹣电能

C．核能﹣内能﹣机械能﹣电能

D．核能﹣内能﹣电能﹣机械能C2．（2019•内江）关于核聚变，下列说法正确的是（）A．原子核必须在超高温下才能发生聚变

B．任何两个原子核都可以发生聚变

C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变

D．目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电A3．（2018•湘潭）在核电站中（）A．发生的是可以控制的链式反应

B．需要把核燃料加热到极高的温度

C．任何情况下，核能是没有污染的

D．核燃料是可再生能源A4.关于核能，下列说法中正确的是（）A.核能很小，无法利用B.核能巨大，但现在无法利用C.核动力航母利用的是核能D.核能可再生的D5.关于裂变反应，下列说法中错误的是（）A.所有原子核都能发生裂变反应释放能量B.裂变反应是重原子核吸收中子后发生的C.原子弹是利用链式反应释放的能量D.核电站是利用可控链式反应释放的能量A核裂变和链式反应②链式反应对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放.核电站防止核泄漏；处理核废料.③核电站的防护措施②核能发电的优点当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能.核能核能①核反应堆质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程叫裂变.使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变，这种现象叫作链式反应.对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量.①裂变③原子弹课堂小结太阳能02如果没有太阳，地球上将到处是黑暗，到处是寒冷，没有风、雪、雨、露，没有草、木、鸟、兽，自然也没有人。一句话，没有太阳，就没有我们这个美丽可爱的世界。今天我们就学习太阳能的知识。你是否了解太阳？人类是怎样从距离地球1.5亿千米远的太阳上，获取所需的能源？太阳是怎样给我们提供能量的呢？如果没有太阳，我们的世界会变成什么样子？太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33倍，核心温度高达1500万摄氏度。

在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”。太阳太阳表面温度约6000℃，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。地球包括太阳大气、太阳核心、辐射层和对流层:太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1500万摄氏度。

太阳——巨大的核能火炉1.太阳的结构2.太阳的能量来源：

在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”。太阳表面温度约6000℃，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。3.太阳能的传递：大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射，传递到地球被接收。（1）太阳能十分巨大；（2）太阳能供应时间长久；（3）太阳能分布广阔，获取方便；（4）太阳能安全、清洁、无污染。4.太阳能的优点太阳是人类能源的宝库太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。1.化石能源的形成远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。今天我们开采化石燃料，实际上是开采上亿年前地球接收的太阳能。（1）石油和天然气的形成：古代海洋或大型湖泊里的大量动植物死亡后，躯体被埋在泥沙下，在缺氧的条件下逐渐分解变化随着地壳的升降运动，又被送到海底，埋在沉积岩里承受高压和地热的烘烤，经过漫长的的转化形成的。（2）煤的形成千百万年前植物的叶子和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的腐殖质，由于地壳的变动，不断埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列物理化学变化形成的。根据图示内容，说明太阳辐射到地球的能量的利用、转化和守恒的情况。地球上的空气吸收太阳能，转化为风能；水吸收太阳能，转化为水能；植物吸收太阳能，通过光合作用，转化为化学能。人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命.总之，整个能量是守恒的.风能、水能、生物质能等都来源于太阳。太阳能的利用“光—热”转换的基本原理是使太阳能聚集，用它来加热某种物体，获得内能。目前，使太阳能聚集的装置有两种，一种是“平板型聚热器”，另一种是“抛物面型反射聚光器”。太阳能热水器是最常见的聚热器。人们制成了一种“选择性涂层”，涂有这种涂层的聚热器就可以提高“光-热”转换的效率，较小面积的聚热器能够获得较多的热量。1.直接利用太阳能的三种方式①“光—热”转换

转化太阳能内能②“光-电”转换

“光-电”转换是将太阳能转换成电能。目前，太阳能用于发电的途径有两种：一是热发电，就是先用聚热器把太阳能变成内能，再通过汽轮机将内能转变为电能；二是光发电，就是利用太阳能电池的光电效应，将太阳能直接转变为电能.从能源利用的前景来看，随着太阳能电池制造技术的改进和新的“光-电”转换装置的发明，“光-电”转换将是利用太阳能较为切实的方式，它必将为人类大规模地利用太阳能开辟道路。转化太阳能电能大型光伏发电项目并入国家电网家用小型光伏发电太阳能电池是利用半导体的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术产品。③“光-化”转换“光-化”转换是将太阳能先转换成化学能，再转换为电能或其他形式的能量。绿色植物的光合作用就是“光-化”转换过程，植物靠叶绿素把光能转化成化学能，实现自身的生长与繁衍。目前，对太阳能的“光-化”转换正在积极探索、研究中。若能揭示叶绿素“光-化”转换的奥秘，人类生理活动所需的能源—食物和生产过程所需的能源都可以通过这一转换得到。它将会像蒸汽机、电子计算机的发明一样。引起科学技术和社会生产的巨大变革、以目前科学技术的发展水平来看。我们距实现这一目标还较遥远。转化太阳能化学能影响太阳能大面积推广应用的因素主要有以下几个:①能量太分散：垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能功率只有数百瓦。要大规模开发利用太阳能，必须设置庞大的收集和转换能量的系统，因而造价过高，影响推广。②天气影响：太阳能发电会受天气的影响，给人们稳定地利用太阳能带来困难，而且储能问题尚未得到很好的解决。③转换效率低：目前太阳能的转换效率还很低。如光电转换(太阳能电池)的效率还只有10%左右。因此，在直接利用太阳能方面，还需继续大力开展研究工作。2.太阳能利用的难度1．（2020•济南）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。使用太阳能热水器时，将太阳能转化为（）A．内能 B．机械能

C．电能 D．化学能A课堂练习2．（2020•梁子湖区一模）如图为一种太阳能凉帽，关于这种凉帽的工作原理，下列说法不正确的是（）A．太阳能实质上是太阳内部核反应释放出的能量

B．太阳能为“二次能源”，也是不可再生能源

C．太阳能电池将太阳能直接转化为电能

D．电动机将电能转化为机械能B3．（2020秋•雁塔区校级期中）如图所示是某地区使用的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（）A．蓄电池白天充电时，蓄电池将电能转化为化学能

B．利用风力发电时，将电能转化为机械能

C．光电池板工作时，将太阳能转化为化学能

D．照明灯工作时，将内能转化为电能A4．（2019•辽阳）如图是一款太阳能座椅，椅子顶部安装的硅光电池板，可储备能量供晚间使用。下列说法正确的是（）A．硅光电池板是由超导材料制成的

B．硅光电池板可以将太阳能转化为电能

C．太阳能来源于太阳内部氢核的裂变

D．太阳能属于不可再生能源B5．（2020秋•渝中区校级月考）家用太阳能热水器的晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m2，已知在地球表面，晴天时垂直于太阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/（m2•s），接收太阳能的效率为50%，散热损失为20%，要使水温上升18℃，需要时间为（）A．3000s B．4000s C．5000s D．6000sB6．（2020•滨州）2020年6月23日，我国北斗三号最后一颗组网卫星发射成功。如图所示，北斗卫星工作所需要的电能是通过太阳能电池板由

能转化而来的，电能属于

（选填“一次能源”或“二次能源”）。太阳二次能源7．（2018•营口）如图所示是太阳能LED照明路灯，LED是一种发光二极管，它是由

材料制成的，可以把电能直接转化成

能，太阳能是

（选填“可再生”或“不可再生”）能源、清洁无污染，它是在太阳内部氢原子核发生