【正文】 cE? ．由于光速是一 個(gè)非常大的數(shù)值，因此極小量的質(zhì)量變化可以轉(zhuǎn)化為極大的能量，這就是核能的本質(zhì)． 當(dāng)較重的原子核發(fā)生裂變時(shí)會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，損失的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成巨大的能量．例如， 1945 年在日本廣島上空爆炸的原子彈，重 440kg， 鈾 235含量為 45kg，而其中僅有 1kg 發(fā)生核裂變反應(yīng)，反應(yīng)中又僅有 1g 的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量，但它的威力卻相當(dāng)于 16萬(wàn)噸黃色炸藥發(fā)生爆炸，瞬間摧毀了整個(gè)城市，并造成十幾萬(wàn)人當(dāng)場(chǎng)死亡． 智 能 歸 例 題型一 知道核能的概念，知道獲得核能的兩種途徑 例 1 下列關(guān)于核能的說(shuō)法正確的是（ ） A．物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能 B．到目前為止，人類(lèi)獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變 C．原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的 D．自然界只有在人為的條件下才會(huì)發(fā)生裂變 闖關(guān)點(diǎn)撥 核能是人們?cè)诮鼛资昀锇l(fā)現(xiàn)和利用的新能源．雖然各種物質(zhì)名稱 主要用途 是否二次能源 是否可再生能源 使用量（填上單位） 單價(jià) 總價(jià) /元 電能 家用電器、照明 265 /kW h 液化氣 燒飯做菜 /m3 汽油 小汽車(chē)用油 126 /L 太陽(yáng)能 熱水器 / / / 名稱 主要用途 是否二次能源 是否可再生能源 使用量（填上單位） 單價(jià) 總價(jià)/元 電能 家用電器、照明 103 /kW h 液化氣 燃?xì)鉄崴? 平均 1罐 /月 40元 /罐 煤球 燒飯做菜 平均 4塊 /天 /塊 核 能 獲取途徑 裂 變 裂 變 優(yōu) 缺 點(diǎn) 應(yīng) 用 應(yīng) 用 3 的原子里都有原子核，但在通常情況下并不能釋放能量．只有當(dāng)原子核發(fā)生改變 ──裂變和聚變時(shí)才伴隨巨大的能量變化．原子彈則是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中能在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能量的原理制成的，而氫彈則是利用輕核的聚變制成的． 自然界除了人為的聚變外，太陽(yáng)和許多恒星內(nèi)部都進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反映，并以光和熱的形式將核能輻射出來(lái)． 答 選 C 例 2 關(guān)于核能的獲得，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．核反應(yīng)堆是原子核裂變時(shí)，在極短時(shí)間內(nèi)釋放出大量核能的裝置 B．當(dāng)原子核內(nèi)部發(fā)生變化時(shí)會(huì)釋放出巨大的能量，核裂變和核聚變是獲得核能的兩種方式 C．核電站是使核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再通過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能的裝置 D．目前，在核電站的反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的核聚變 闖關(guān)點(diǎn)撥 核反應(yīng)堆是能夠緩慢平穩(wěn)地釋放核在裂變時(shí)放出的核能的裝置．可見(jiàn)在核電站的 反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的裂變．反應(yīng)堆中獲得內(nèi)能推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而得到電能．目前，受控核聚變正在研究之中，尚未用于核電站發(fā)電． 答 選 C 題型二 知道核能應(yīng)用和可能帶來(lái)的問(wèn)題 例 一座功率為 120萬(wàn)千瓦的核電站，年發(fā)電量約為 60億千瓦時(shí)．若建一座功率相同的火力發(fā)電站，用熱值為 107J/kg 煤做燃料，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的整體效率為 25%，一年需供應(yīng)多少噸煤？若每節(jié)車(chē)廂的裝載量為 60 噸，一列火車(chē)由 60節(jié)車(chē)廂組成，需要多少車(chē)次才能完成運(yùn)輸任務(wù)？ 闖關(guān)點(diǎn)撥 先將年發(fā)電量的單位換算成 J，然后根 據(jù)能量的轉(zhuǎn)化以及煤的熱值可求出所需煤的總質(zhì)量． 解 年發(fā)電量 60 億千瓦時(shí)相當(dāng)?shù)慕苟鷶?shù)為 JJE 169 6 ?????? ． 所需煤的總質(zhì)量為 tkgkgJ Jm 69716 ?????? ??． 每列貨車(chē)的運(yùn)輸量為 60t 60= 103t 所需貨車(chē)的車(chē)次為 36 ????n 車(chē)次． 智 能 訓(xùn) 練 基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練 1．經(jīng)過(guò)科學(xué)家的不懈努力，找到了獲取核能的兩條途徑： _____________和 _____________。 （題型一） 2 ． ____________________________________________________________叫裂變。為了有效、和平利用核裂變時(shí)所產(chǎn)生的能量，科學(xué)家們研制成了_______________，從而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在人工的控制下緩慢進(jìn)行。核裂變除了可以用于發(fā)電外，在軍事上還可以做成威力強(qiáng)大的 ______________。（題型一） 3． ________________________________________________________叫聚變 。 由 于 聚變 必 須 在極 高 的 溫度 和 壓強(qiáng) 下 進(jìn) 行， 所 以 也叫________________。 （題型一） 4．站在陽(yáng)光下，會(huì)感覺(jué)到暖洋洋的，這個(gè)能量主要來(lái)自于 _____________，它能夠不斷地向外放出能量是靠 ______________。 （題型一） 5．受控核聚變的核能作為一種新的能源，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：一是____________________________；二是 _____________________________。（題型二） 綜合提高訓(xùn)練 1．核電站是利用 _______________發(fā)電的電站，目前已經(jīng)的核電站都是利用 _________________反應(yīng)產(chǎn)生的能量來(lái)發(fā)電的，核電站的主要組成部分是反應(yīng)堆、 ___________、 ____________、發(fā)電機(jī)等。 （題型二） 2．我國(guó)也在不斷探索核能發(fā)電，并且自行設(shè)計(jì)制造了核電站。你能說(shuō)出我國(guó)正在使用的一個(gè)核電站嗎？ _________________________。 （題型二） 3．在利用核能發(fā)電時(shí)，是把 ________________能轉(zhuǎn)化為 _______________能。 （題型二） 4．關(guān)于核能的下列說(shuō)法中，不正確的是（ ） （題型一） A．核電站是利用原子核裂變的鏈 式反應(yīng)產(chǎn)生的能量來(lái)發(fā)電的 B．如果對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)釋放出巨大的能量，發(fā)生猛烈爆炸 C．氫彈是利用輕核聚變制成的武器 D．原子彈是利用輕核聚變和重核裂變而制成的核武器 5．如圖 161 所示是核電站原理的示意圖，結(jié)合這張圖，簡(jiǎn)要敘述核電站是如何工作的。 （題型二） 6．小明同學(xué)學(xué)過(guò)核能發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)在建的核 電站是利用核能來(lái)發(fā)電；而原子彈也是利用核能放出的大量的能量達(dá)到摧毀的目的的。它們工作的過(guò)程相同嗎？它們有什么異同點(diǎn)？ （題型二） 7．俄羅斯的切爾諾貝利的核電站 事故造成的輻射污染波及了白俄羅斯、俄羅斯及烏克蘭的大片領(lǐng)土。各類(lèi)輻射病、癌癥、神經(jīng)緊張、居民被迫疏散等后斯影響還深深的留在人們的心中。有的同學(xué)提出，既然核電站有這么大的危害，就不用建造核電站。你認(rèn)為這種觀點(diǎn)合理嗎？提出你的看法。 （題型二） 8．到 2020 年我國(guó)核電站的總功率可達(dá) 3000～ 5000 萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量可達(dá)1500～ 2500 億千瓦時(shí)。如果用煤來(lái)發(fā)電（設(shè)火電站效率為30％）將要用煤多少呢？若一個(gè)煤礦每年產(chǎn)煤 500萬(wàn)噸，需要多少這樣的煤礦？ （題型二） 17． 3 太陽(yáng)能 如 圖 162 太陽(yáng) 是一個(gè)大“火球”，它的能量是從何而來(lái)的呢？地球上的物體在太陽(yáng)的照射下繁衍生息，自然界有利用太陽(yáng)能的實(shí)例嗎？ 智 能 提 要 問(wèn)： 太陽(yáng)能有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：太陽(yáng)能的主要優(yōu)點(diǎn)：十分巨大，供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久，分布廣闊，獲取方便，使用安全，無(wú)污染等． 太陽(yáng)能 特 點(diǎn) 來(lái)源（能量的轉(zhuǎn)化） 利 用 途 徑 由計(jì)算可知，核電站在運(yùn)輸量少這方面有突出的優(yōu)點(diǎn)． 圖 161 圖 162 4 問(wèn)： 人類(lèi)直接利用太陽(yáng)能有哪些途徑？ 答：人類(lèi)直接利用太陽(yáng)能有兩條途徑：一是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以供利用；二是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能，但太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率低，太陽(yáng)能雖然巨大，但太分散，由于地球自轉(zhuǎn)、氣候、季節(jié)等因素太陽(yáng)能功率變化大，不穩(wěn)定，這 些都給廣泛利用太陽(yáng)能帶來(lái)困難，只要我們不斷努力，太陽(yáng)能的直接利用將會(huì)不斷 有新的進(jìn)展，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛．太陽(yáng)能將會(huì)成為人類(lèi)的重要能源之一． 問(wèn)： 為什么說(shuō)，太陽(yáng)能是人類(lèi)未來(lái)的理想能源？ 答：由于煤炭、石油等資源日益減少，利用這些資源又對(duì)環(huán)境造成污染，因此人們十分重視對(duì)太陽(yáng)能的利用，并積極探索各種利用太陽(yáng)能的方式．地球所接受的太陽(yáng)能，平均每平方米為 ，這就是所謂的“太陽(yáng)常量”．也就是說(shuō)，太陽(yáng)每秒照射到地球上的能量約為燃燒 5 106t 煤的能量．地球每年所接收的太陽(yáng)能至少有 6 1017kW h，相當(dāng)于燃燒 74 萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所釋放的能量．可見(jiàn)利用太陽(yáng)能的潛力很大，而且開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能不污染環(huán)境．太陽(yáng)能將成為未來(lái)能源的主流，這已成為人們的共識(shí)．怎樣有效地利用太陽(yáng)所賦予的能量，使其成為本世紀(jì)的一大可利用能源，是新能源開(kāi)發(fā) 中的一個(gè)重要課題． 中 考 擷 要 本節(jié)對(duì)知識(shí)和技能的要求不高，以前的中考中很少出現(xiàn)．主要只是讓大家了解一些與太陽(yáng)能相關(guān)的科普知識(shí)．重點(diǎn)應(yīng)放在通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能的應(yīng)用的了解后，建立起一些關(guān)愛(ài)自然、參與社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)． 智 能 拓 展 有趣的生物力能學(xué) 盡管生命是自然界的高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式 ，也仍然在自然界三個(gè)量（質(zhì)量、能量和信息）綜合運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)．自然界所發(fā)生的一切運(yùn)動(dòng)，都伴隨著能量的變化，生命過(guò)程也不例外．機(jī)體生活在一定的環(huán)境之中，它必須不斷地從外界獲得能量，才能維持生命和進(jìn)行必要的生命過(guò)程，這是能量的吸收；把從外界所吸收的能量轉(zhuǎn)變成為適于在體內(nèi)儲(chǔ)存的能量形式，這是能量的儲(chǔ)存；在合適的條件下，被吸收的能量將在體內(nèi)轉(zhuǎn)移到需要能量來(lái)啟動(dòng)某種反應(yīng)的部位，這種過(guò)程就是能量的轉(zhuǎn)移． 被吸收或轉(zhuǎn)移的能量在生命過(guò)程種經(jīng)常發(fā)生能量形式的變．例如，肌肉收縮時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而做功；光合作用中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué) 能；視覺(jué)過(guò)程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏a(chǎn)生視覺(jué)，這些都是能量的轉(zhuǎn)化和利用． 生物力能學(xué)的研究可以從兩個(gè)不同的角度進(jìn)行，即宏觀的角度和微觀