【正文】 cE? ．由于光速是一 個非常大的數(shù)值，因此極小量的質量變化可以轉化為極大的能量，這就是核能的本質． 當較重的原子核發(fā)生裂變時會發(fā)生質量虧損，損失的質量轉換成巨大的能量．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，反應中又僅有 1g 的質量轉化成能量，但它的威力卻相當于 16萬噸黃色炸藥發(fā)生爆炸，瞬間摧毀了整個城市，并造成十幾萬人當場死亡． 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 下列關于核能的說法正確的是（ ） A．物質是由原子構成的，原子中有原子核，所以利用任何物質都能得到核能 B．到目前為止，人類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發(fā)生裂變 闖關點撥 核能是人們在近幾十年里發(fā)現(xiàn)和利用的新能源．雖然各種物質名稱 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 總價 /元 電能 家用電器、照明 265 /kW h 液化氣 燒飯做菜 /m3 汽油 小汽車用油 126 /L 太陽能 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 總價/元 電能 家用電器、照明 103 /kW h 液化氣 燃氣熱水器 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 應 用 應 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．只有當原子核發(fā)生改變 ──裂變和聚變時才伴隨巨大的能量變化．原子彈則是利用裂變的鏈式反應中能在極短的時間內(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，太陽和許多恒星內(nèi)部都進行著大規(guī)模的聚變反映，并以光和熱的形式將核能輻射出來． 答 選 C 例 2 關于核能的獲得，下列說法中正確的是（ ） A．核反應堆是原子核裂變時，在極短時間內(nèi)釋放出大量核能的裝置 B．當原子核內(nèi)部發(fā)生變化時會釋放出巨大的能量，核裂變和核聚變是獲得核能的兩種方式 C．核電站是使核能轉化為內(nèi)能再通過汽輪發(fā)電機轉化為電能的裝置 D．目前，在核電站的反應堆中發(fā)生的是可控制的核聚變 闖關點撥 核反應堆是能夠緩慢平穩(wěn)地釋放核在裂變時放出的核能的裝置．可見在核電站的 反應堆中發(fā)生的是可控制的裂變．反應堆中獲得內(nèi)能推動汽輪發(fā)電機發(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 知道核能應用和可能帶來的問題 例 一座功率為 120萬千瓦的核電站，年發(fā)電量約為 60億千瓦時．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，化學能轉化為電能的整體效率為 25%，一年需供應多少噸煤？若每節(jié)車廂的裝載量為 60 噸，一列火車由 60節(jié)車廂組成，需要多少車次才能完成運輸任務？ 闖關點撥 先將年發(fā)電量的單位換算成 J，然后根 據(jù)能量的轉化以及煤的熱值可求出所需煤的總質量． 解 年發(fā)電量 60 億千瓦時相當?shù)慕苟鷶?shù)為 JJE 169 6 ?????? ． 所需煤的總質量為 tkgkgJ Jm 69716 ?????? ??． 每列貨車的運輸量為 60t 60= 103t 所需貨車的車次為 36 ????n 車次． 智 能 訓 練 基礎知識訓練 1．經(jīng)過科學家的不懈努力，找到了獲取核能的兩條途徑： _____________和 _____________。 （題型一） 2 ． ____________________________________________________________叫裂變。為了有效、和平利用核裂變時所產(chǎn)生的能量，科學家們研制成了_______________，從而使鏈式反應可以在人工的控制下緩慢進行。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大的 ______________。（題型一） 3． ________________________________________________________叫聚變 。 由 于 聚變 必 須 在極 高 的 溫度 和 壓強 下 進 行， 所 以 也叫________________。 （題型一） 4．站在陽光下，會感覺到暖洋洋的，這個能量主要來自于 _____________，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：一是____________________________；二是 _____________________________。（題型二） 綜合提高訓練 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 _________________反應產(chǎn)生的能量來發(fā)電的，核電站的主要組成部分是反應堆、 ___________、 ____________、發(fā)電機等。 （題型二） 2．我國也在不斷探索核能發(fā)電，并且自行設計制造了核電站。你能說出我國正在使用的一個核電站嗎？ _________________________。 （題型二） 3．在利用核能發(fā)電時，是把 ________________能轉化為 _______________能。 （題型二） 4．關于核能的下列說法中，不正確的是（ ） （題型一） A．核電站是利用原子核裂變的鏈 式反應產(chǎn)生的能量來發(fā)電的 B．如果對裂變的鏈式反應不加控制，在極短的時間內(nèi)就會釋放出巨大的能量，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，結合這張圖，簡要敘述核電站是如何工作的。 （題型二） 6．小明同學學過核能發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)在建的核 電站是利用核能來發(fā)電；而原子彈也是利用核能放出的大量的能量達到摧毀的目的的。它們工作的過程相同嗎？它們有什么異同點？ （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土。各類輻射病、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。有的同學提出，既然核電站有這么大的危害，就不用建造核電站。你認為這種觀點合理嗎？提出你的看法。 （題型二） 8．到 2020 年我國核電站的總功率可達 3000～ 5000 萬千瓦，年發(fā)電量可達1500～ 2500 億千瓦時。如果用煤來發(fā)電（設火電站效率為30％）將要用煤多少呢？若一個煤礦每年產(chǎn)煤 500萬噸，需要多少這樣的煤礦？ （題型二） 17． 3 太陽能 如 圖 162 太陽 是一個大“火球”，它的能量是從何而來的呢？地球上的物體在太陽的照射下繁衍生息，自然界有利用太陽能的實例嗎？ 智 能 提 要 問： 太陽能有哪些優(yōu)點？ 答：太陽能的主要優(yōu)點：十分巨大，供應時間長久，分布廣闊，獲取方便，使用安全，無污染等． 太陽能 特 點 來源（能量的轉化） 利 用 途 徑 由計算可知，核電站在運輸量少這方面有突出的優(yōu)點． 圖 161 圖 162 4 問： 人類直接利用太陽能有哪些途徑？ 答：人類直接利用太陽能有兩條途徑：一是把太陽能轉化為內(nèi)能以供利用；二是通過光電轉換裝置把太陽能直接轉化為電能，但太陽能轉換效率低，太陽能雖然巨大，但太分散，由于地球自轉、氣候、季節(jié)等因素太陽能功率變化大，不穩(wěn)定，這 些都給廣泛利用太陽能帶來困難，只要我們不斷努力，太陽能的直接利用將會不斷 有新的進展，隨著科學技術的進步，應用也將越來越廣泛．太陽能將會成為人類的重要能源之一． 問： 為什么說，太陽能是人類未來的理想能源？ 答：由于煤炭、石油等資源日益減少，利用這些資源又對環(huán)境造成污染，因此人們十分重視對太陽能的利用，并積極探索各種利用太陽能的方式．地球所接受的太陽能，平均每平方米為 ，這就是所謂的“太陽常量”．也就是說，太陽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能至少有 6 1017kW h，相當于燃燒 74 萬億噸標準煤所釋放的能量．可見利用太陽能的潛力很大，而且開發(fā)太陽能不污染環(huán)境．太陽能將成為未來能源的主流，這已成為人們的共識．怎樣有效地利用太陽所賦予的能量，使其成為本世紀的一大可利用能源，是新能源開發(fā) 中的一個重要課題． 中 考 擷 要 本節(jié)對知識和技能的要求不高，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能相關的科普知識．重點應放在通過對太陽能的應用的了解后，建立起一些關愛自然、參與社會實踐的意識． 智 能 拓 展 有趣的生物力能學 盡管生命是自然界的高級運動形式 ，也仍然在自然界三個量（質量、能量和信息）綜合運動的表現(xiàn)．自然界所發(fā)生的一切運動，都伴隨著能量的變化，生命過程也不例外．機體生活在一定的環(huán)境之中，它必須不斷地從外界獲得能量，才能維持生命和進行必要的生命過程，這是能量的吸收；把從外界所吸收的能量轉變成為適于在體內(nèi)儲存的能量形式，這是能量的儲存；在合適的條件下，被吸收的能量將在體內(nèi)轉移到需要能量來啟動某種反應的部位，這種過程就是能量的轉移． 被吸收或轉移的能量在生命過程種經(jīng)常發(fā)生能量形式的變．例如，肌肉收縮時，化學能轉變?yōu)闄C械能而做功；光合作用中光能轉變?yōu)榛瘜W 能；視覺過程中光能轉變?yōu)殡娔芏a(chǎn)生視覺，這些都是能量的轉化和利用． 生物力能學的研究可以從兩個不同的角度進行，即宏觀的角度和微觀