22.2 新能源的发展·2025-2026学年初中物理人教（2024）九年级全一册

第2节

新能源的发展第二十二章能源与可持续发展氢弹和原子弹能量来源于哪里？它们的原理相同吗？我国第一颗原子弹爆炸时的情景我国第一颗氢弹爆炸时的情景3:1动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远的太阳上，获取所需的能源？01了解核能、裂变、聚变，知道核能的优点和可能带来的环境问题。初步认识太阳的结构；知道太阳能的由来及其特点；知道太阳是人类能源的宝库。 02了解利用核能和太阳能的方式及其进展。原子核（正）核外电子（负）质子（正）中子（不带电）知识点1核能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时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。

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是极其困难的。核能裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。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。点击图片演示核裂变裂变用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。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？发生裂变的条件当中子轰击铀核时，铀核发生裂变，释放大量核能的同时产生出几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，使它们也发生裂变。由此，链式裂变就是铀核持续裂变的现象。链式反应点击图片演示链式反应核反应堆水在核反应堆中心循环流动，吸收在核反应中产生的热量，并将这部分内能传递给蒸汽发生器内的水。吸收了热量的水汽化变成蒸汽。核能发电的原理蒸汽推动发电机运转，将发电机的机械能转化为电能。不造成空气污染不排放CO2消耗核能源少发电成本低产生放射性废料排热量大建厂成本大核泄漏污染大核能发电的利弊核能发电的优点核能发电的弊端原子弹原子弹在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。1.

为缓解电力紧张的状况，我省正在加快核电站的相关建设，下列说法正确的是（）A．核电站将核能最终转化为电能B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C．核能发电使用的燃料是天然气D．核电站利用的核能属于可再生能源A氘氚氦核中子氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，也会释放大量核能。这一过程就是聚变，也称为热核反应。能量聚变聚变可控聚变尚未实现，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。

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。太阳——巨大的“核能火炉”2.下列关于原子核聚变的说法不正确的是（）A．任何两个原子核都可以发生聚变B．原子核必须在超高温下才能发生聚变C．大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量D．目前人类还不能有效地控制原子核聚变A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。太阳能是地球上最基本的能源。无论是生物质能、风能，还是水力、温差和潮汐能，归根结底都是太阳能的转化形式。矿物燃料蕴藏的能量，也是来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能。知识点2太阳能化石能源的形成

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，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，把太阳能转化为内能。太阳能的利用光热转化光电转化太阳能电池可以将太阳能转变为电能；在航空、航天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。热水冷水水箱集热器太阳光集热器的原理集热塔加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电。太阳能热发电站定日镜追着太阳转，反射阳光。太阳能技术的优缺点能源易获取不排放CO2能源量大可持续性强能源分散受自然条件限制转化效率低成本较高太阳能技术的优点太阳能技术的缺点核燃料的安全循环使用和处理核电站的核废料具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。1第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其裂变产物封闭起来。2核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核安全。以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质的外泄。3第二道屏障是壁厚为175毫米钢板制成的反应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。4第三道屏障是反应堆安全壳，它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成的圆柱形建筑，内衬6毫米的钢板。安全壳也能抵御外部破坏。核废料处理1.核能是________________发生变化的过程中释放出的能量，它又叫______能。获得核能的两条途径是__________和__________。2.核电站是利用_____________________________的能量来发电的。核电站的核心是__________，它的优点是只需消耗很少_______，就可以产生大量的____能。轻核聚变原子原子核内部结构重核裂变原子核裂变的链式反应所产生

燃料

核反应堆

电基础训练题3.

下列关于核能说法正确的是（）A．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的B．核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在

人烟稀少的地方C．核反应堆可将核能直接转化成电能D．我国已建成可控核聚变反应堆B4.下图是核电站工作的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法错误的是（）A．核反应堆将核能转化为内能B．蒸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．各种用电器将电能转化为其他形式的能B5.

科学家设想利用道路来收集太阳能进行发电，供电动汽车和路灯使用。方法是在路基上先铺设覆盖有太阳能电池的水泥板，再在太阳能电池上覆盖透明的玻璃作为路面，这个设想要能实际使用，对玻璃的选择，下列哪一项不是主要需考虑的（）A．玻璃颜色B．玻璃强度C．玻璃的隔音效果D．玻璃表面粗糙程度C1.阅读材料，回答问题。在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高的重视。如今美国电力的21%是来自核电站。核材料在原子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将水变成水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机，蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换。请在下面的空格中填上适当的内容：（1）发电机发电时是让线圈在_________中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为_____________现象。（2）核电站所需的核能是利用原子核_________（选填“裂变”或“聚变”）所产生的。（3）核电站的核废料具有__________性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。在开发新能源时，如何保护环境是人类面临的一大课题。磁场电磁感应裂变放射能力提升题2.近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃。（太阳能热水器的工作效率为50%）（1）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用_______________________将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过_________________将太阳能转化为化学能。（2）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为4×107J/kg）太阳能电池（光伏电池）光合作用（植物）解：（2）太阳能热水器接收太阳能：W太=2.4×106J/（h·m2）×6h×3m2=4.32×107J太阳能热水器的工作效率为50%，水吸收的热量：Q吸=η1W太=50%×4.32×107J=2.16×107J这些热量由液化石油气完全燃烧获得，则石油气燃烧放出的热量：