22.2 核能（知识解读）-2024-2025学年九年级物理全一册同步知识解读与专题训练（人教版）

22.2 核能（知识解读）（原卷版） •知识点1 核能及其优点和可能带来的问题 •知识点2 核电站发电过程中的能量转化 •知识点3 核聚变 •知识点4 核裂变 •作业 巩固训练 知识点1 核能及其优点和可能带来的问题 1、核能 （1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就 能释放出巨大的能量，这就是核能。 （2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。 2、核能优点 （1）只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能。 （2）核电站可以大大减少燃料的运输量。 （3）核能能够解决能源不平衡分布的问题。 3、核能缺点： （1）核能属于一次能源，它是不可再生能源。 （2）核能存在核污染，一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染，会对地球生物造成伤害。  （3）核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。 4、核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。  【典例1-1】（23-24九年级下·全国·课后作业）下列关于核能的说法中正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．核电的优点是安全、清洁、无废料 C．人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术 D．原子弹具有巨大的爆炸破坏性，无其他危害 【典例1-2】（2023·山东东营·一模）2022年11月，全球最大“人造太阳”核心部件“防火墙”在中国取得重大进展，“人造太阳”利用核 （选填“聚变”或“裂变”），这种方式释放的核能有不产生高放射性核废料的优点，属于 （选填“不可再生”或“可再生”）能源。 【变式1-1】下列说法中不正确的是（　　） A．太阳的能量来自大量的氘核的裂变 B．在真空中，电磁波的波长和频率成反比关系 C．能量在转化的过程中总量保持不变，并且存在方向性 D．光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点 【变式1-2】如图 是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在 1 亿度超高温度下运行了近 10 s。其反应原理与太阳类似，通过核 变，释放巨大的核能，从而获得高温，因其 等优点，被认为是人类未来最有希望的能源之一。 知识点2 核电站发电过程中的能量转化 1、核电站中能量转化过程是：通过核反应堆把核能转化为内能，得到高温的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能。 能量转化顺序为：核能→内能→机械能→电能。 【典例2-1】（2024·湖南永州·一模）·社会主义先进文化）如图所示，我国第2台华龙1号核电机组开网发电，这是中国自主研发并且具有自主知识产权的第3代机组，标志着我国即将成为核电强国。关于核电站，下列说法正确的是（　　） A．核电站中的能量转化顺序：核能→内能→机械能→电能 B．核电站是利用核聚变释放能量来发电的 C．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化的效率达到100% D．核电站产生的核废料可以像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用 【典例2-2】（23-24九年级下·江苏连云港·期中）如图所示，为某种核反应示意图，这属于核 （选填“裂”或“聚”）变，无论是能量的转化，还是能量的转移，它们都是有 性的。完全燃烧天然气可放出 J的热量（天然气热值为）。 【变式2-1】（23-24九年级上·陕西渭南·期末）下列有关能源的说法错误的是（　　） A．太阳能、水能、风能都属于可再生能源 B．能量在转移、转化过程中总是守恒的 C．核电站是利用核裂变释放能量发电 D．核能是清洁能源，所以核废料可以随意埋放 【变式2-2】大亚湾核电站目前年总发电量已达到4×1010kW·h，大大缓解了南方地区的用电量，核电站是通过核燃料的核 变获取能量的，核能是 次能源，在发电过程中，能量的转化顺序是：核能 → 内能 → → 电能。 知识点3 核聚变 1、将质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做聚变，也称为热核反应。 2、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变。 3、核裂变与核聚变的比较 比较 裂变 聚变 定义 较大原子核分裂为较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程 发生条件 中子轰击较大原子核 超高温 释放核能大小 巨大 更加巨大 应用或实例 原子弹、核电站 氢弹、太阳内部爆炸 4、核能是原子核发生变化时释放的能量，不是原子核本身具有的内能。 【典例3-1】（23-24九年级下·全国·随堂练习）聚变现象发生在（　　） A．重核与重核之间 B．轻核与轻核之间 C．重核与轻核之间 D．任意两种原子核之间 【典例3-2】（23-24九年级下·河南漯河·阶段练习）科学家进一步证实太阳风是太阳发出的高速带电粒子流，部分带电粒子通过地球附近时由于受到地球 的作用，其运动轨迹发生如图所示的改变。同时还说明太阳在释放巨大的能量，这些能量来自太阳内部的 （选填“核裂变”或“核聚变”），该能量属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【变式3-1】（2024·贵州毕节·三模）如图甲所示的装置被称为“人造太阳”，有望成为世界上第一个投入运营的聚变示范堆，图乙是核聚变时的情境。下列关于“人造太阳”的理解不正确的是（    ） A．“人造太阳”核变时的污染较小 B．“人造太阳”将是一种新型能源 C．“人造太阳”通过裂变获得核能 D．“人造太阳”通过聚变获得核能 【变式3-2】（2024·山东济南·一模）科技强国，中国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新“中国高度”，祝融号火星车使用的“中国芯”是 （选填“超导体”或“半导体”）材料制成的；图乙，中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。 知识点4 核裂变 1、用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做裂变。 2、原子核裂变时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式应；如图所示 【典例4-1】（2024·湖北襄阳·模拟预测）如图是核电站发电的原理图。下面相关说法正确的是（　　） A．核能是由核裂变产生的一种可再生能源 B．汽轮机和内燃机都需要燃料燃烧获得内能 C．电能不可以从自然界直接获取，属于二次能源 D．核能是一种清洁能源，对环境不会造成污染 【典例4-2】（2024·山东济南·模拟预测）大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站，它获取核能的方式是 （选填“核裂变”或“核聚变”），核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【变式4-1】（2024·贵州·中考真题）“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（    ） A．核能 B．动能 C．光能 D．势能 【变式4-2】（23-24九年级下·山东枣庄·期中）1988年，中国“核潜艇之父”黄旭华设计的第一代核潜艇成功下潜至水下300m处，核潜艇是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供动力的；当核潜艇匀速下潜时，坐在潜艇座位上的潜艇兵相对于潜艇是 的。 一、单选题 1．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）原子弹和氢弹爆炸时释放核能的方式依次是（    ） A．核裂变  核聚变 B．核聚变  核裂变 C．核裂变  核裂变 D．核聚变  核聚变 2．（2024·广东茂名·二模）下列说法正确的是（    ） A．原子核带负电 B．原子核由质子和中子构成 C．核电站的工作原理是核聚变 D．核能是可再生能源 3．（23-24九年级上·广东清远·期中）关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（　　） A．分子间只存在引力，不存在斥力 B．固体、液体很难被压缩是因为分子间存在引力 C．闻到酒精消毒液的气味是因为分子在不停地做无规则运动 D．在下列微观粒子中，空间尺度从大到小的排列是：电子、原子、原子核 4．（2024·四川乐山·中考真题）近年来我国在能源和通信领域都有所突破。关于能源和通信下列说法正确的是（　　） A．空间站与地面控制中心利用超声波实现通讯 B．华龙一号核电站核反应堆中发生可控核裂变 C．风能、水能、太阳能、电能均属于一次能源 D．新能源汽车的发动机能量转化率可达100% 5．（2024·云南玉溪·一模）社会发展离不开能源、信息和材料。下列说法中正确的是（　　） A．手机只能接收电磁波，不能发射电磁波 B．若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗 C．太阳能、风能、核能都属于可再生能源 D．核电站是利用核聚变释放的能量进行发电 6．（2024·山东济宁·二模）小虎同学尝到了知识归纳整理的甜头，学习物理后，对相关知识归纳了如下四组，其中正确的是（　　） A社会与物理 天然气：可再生资源 B仪器原理 放大镜：凸透镜成放大的实像 卫星通信：电磁波 液体温度计：液体热胀冷缩 原子弹：核聚变 密度计：漂浮时浮力等于物体重力 C工具原理 船闸：连通器 D物理单位 是电功率的单位 高压锅：气压高、沸点高 能量和功的单位都是J 扳手：省力杠杆 机械效率没有单位 A．A B．B C．C D．D 7．（2024·云南昆明·一模）近年，我国在信息、材料和能源等领域取得了辉煌的成绩，以下说法正确的是（　　） A．5G通信信号的电磁波在真空中传播速度比4G的快 B．华为手机的芯片是采用超导材料制成的 C．水力、风力、太阳能发电都是利用不可再生能源 D．“人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生聚变释放出核能 8．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）下列有关能量的分析中，不正确的是（　　） A．太阳能风扇帽使用过程中的能量转化为太阳能转化为机械能 B．原子弹爆炸其原理是核裂变 C．潮汐能是一种不可再生能源 D．在常温条件下热水杯中的冰块不会变多，只能变少，这是由于能量的转移具有方向性 9．（23-24九年级下·河南南阳·阶段练习）下列关于能源信息的说法正确的是（　　） A．原子弹爆炸是加以控制的链式反应 B．打电话时，出现“占线”现象，一定是对方的话机在使用 C．太阳内部每时每刻都在发生聚变释放巨大的核能 D．激光在光导纤维中始终沿直线传播 10．（24-25九年级上·云南昆明·期中）核电站发电流程如图所示，下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．汽轮机属于热机 C．发电机将内能转化为电能 D．进入我国居民家庭的是220V的直流电 二、填空题 11．（23-24九年级上·河南郑州·期末）随着我国具有完全自主知识产权的第三代百万千瓦级核电技术电站—华龙一号的建设，我国的核能发电技术已居于世界领先地位。核反应堆是可控制的铀核 变；核反应堆、原子弹、氢弹等核能的获得，揭示了 是可分的、是有结构的。 12．（2024·山东济宁·二模）中国“人造太阳”——大型核实验装置（EAST）的核反应原理与太阳类似。如图所示，超导线圈中的强大 产生强磁场，被强磁场约束在真空室内的氘核和氚核发生核 （选填“裂变”或“聚变”）反应，释放巨大能量，产生上亿度高温。 13．（2022·甘肃嘉峪关·模拟预测）汽车大多用汽油作燃料，汽油是 能源（选填“可再生”或“不可再生”）；氢弹是重要的核武器，爆炸是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放出大量的核能。某用电器上标有“220V  200W”，正常工作20min，耗电 J。 14．（23-24九年级下·河南南阳·阶段练习）核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的链式反应是 （选填“可以”或“不可以”）控制的。在核能发电的过程中，能量转化情况是：核能先转化为水蒸气的内能，再通过蒸汽轮机带动发电机转动，将 能转化为电能。某核电项目建成后，四台机组年发电总量约为3×1010kW·h。这些电能相当于完全燃烧 kg的烟煤释放出的能量。（烟煤的热值为3×107J/ kg） 15．（24-25九年级上·云南昆明·期中）2023年8月24日，日本不顾国际反对强行进行核废水排海作业。核能给人类带来巨大利益的同时，不规范处理核废水和废料也给环境带来巨大的污染。核电站是利用铀235发生 （选填“裂变”或“聚变”） 反应释放能量的； 利用核能发电是将核能转化为 。 三、综合题 16．（2023·江苏苏州·二模）中国“人造太阳”——大型核实验装置（EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。 （1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式 （填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电 （填“引”或“斥”）力； （2）EAST装置中，超导线圈中的强大 （填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核 （填“做功”或“不做功”），该过程 （填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。 17．（2024·陕西榆林·三模）如图所示是一款质量为700kg的太阳能汽车，汽车轮胎与水平地面的总接触面积为，时速最高为72km/h。汽车以最高时速匀速直线行驶过程中的平均阻力为车所受重力的0.02倍，g取10N/kg。问： （1）太阳能来源于太阳内部发生的核 （选填“裂变”或“聚变”），属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）太阳能汽车静止在水平地面上时，它对地面的压强多大 ？ （3）太阳能汽车以最高时速匀速直线行驶10min，通过的路程是多少 ？该过程中，汽车牵引力做功的功率是多少 ？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 22.2 核能（知识解读）（解析版） •知识点1 核能及其优点和可能带来的问题 •知识点2 核电站发电过程中的能量转化 •知识点3 核聚变 •知识点4 核裂变 •作业 巩固训练 知识点1 核能及其优点和可能带来的问题 1、核能 （1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就 能释放出巨大的能量，这就是核能。 （2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。 2、核能优点 （1）只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能。 （2）核电站可以大大减少燃料的运输量。 （3）核能能够解决能源不平衡分布的问题。 3、核能缺点： （1）核能属于一次能源，它是不可再生能源。 （2）核能存在核污染，一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染，会对地球生物造成伤害。  （3）核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。 4、核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。  【典例1-1】（23-24九年级下·全国·课后作业）下列关于核能的说法中正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．核电的优点是安全、清洁、无废料 C．人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术 D．原子弹具有巨大的爆炸破坏性，无其他危害 【答案】C 【详解】A．核能是利用放射性核燃料来释放能量的，而这些物质在地球上的储量是一定的，因此核能是不可再生能源，故A错误； B．核能是由放射性物质释放的，核辐射对环境的破坏性是不可逆转的，而且核电反应会产生废料，故B错误； C．目前科学技术还没有完全掌握人工控制核聚变反应过程，故C正确； D．原子弹是利用核裂变反应制成的一种核武器，具有巨大的杀伤力，同时还具有放射性。故D错误。 故选C。 【典例1-2】（2023·山东东营·一模）2022年11月，全球最大“人造太阳”核心部件“防火墙”在中国取得重大进展，“人造太阳”利用核 （选填“聚变”或“裂变”），这种方式释放的核能有不产生高放射性核废料的优点，属于 （选填“不可再生”或“可再生”）能源。 【答案】 聚变 不可再生 【详解】[1]核能的利用有两种：核聚变和核裂变；“人造太阳”利用核聚变的原理工作的。 [2]能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。核能不能源源不断从自然界获得，是不可再生能源。 【变式1-1】下列说法中不正确的是（　　） A．太阳的能量来自大量的氘核的裂变 B．在真空中，电磁波的波长和频率成反比关系 C．能量在转化的过程中总量保持不变，并且存在方向性 D．光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点 【答案】A 【详解】A．太阳的能量来自核聚变，故A错误，符合题意； B．在真空中，电磁播的速度相同，电磁波的波长和频率成反比关系，故B正确，不符合题意； C．能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的基本定律之一，能量在转化的过程中总量保持不变，并且存在方向性，故C正确，不符合题意； D．光纤通信是通过激光在光纤内不断反射向前传播，从而传递信息的；光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点，故D正确，不符合题意。 故选A。 【变式1-2】如图 是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在 1 亿度超高温度下运行了近 10 s。其反应原理与太阳类似，通过核 变，释放巨大的核能，从而获得高温，因其 等优点，被认为是人类未来最有希望的能源之一。 【答案】 聚 清洁环保 【详解】[1][2]太阳内部每时每刻都在发生核聚变，同时释放出巨大的能量；东方超环的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，此过程中能量转化是，原子核能转化为内能；因其能量巨大、清洁环保等优点，被认为是人类未来最有希望的能源之一。 知识点2 核电站发电过程中的能量转化 1、核电站中能量转化过程是：通过核反应堆把核能转化为内能，得到高温的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能。 能量转化顺序为：核能→内能→机械能→电能。 【典例2-1】（2024·湖南永州·一模）·社会主义先进文化）如图所示，我国第2台华龙1号核电机组开网发电，这是中国自主研发并且具有自主知识产权的第3代机组，标志着我国即将成为核电强国。关于核电站，下列说法正确的是（　　） A．核电站中的能量转化顺序：核能→内能→机械能→电能 B．核电站是利用核聚变释放能量来发电的 C．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化的效率达到100% D．核电站产生的核废料可以像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用 【答案】A 【详解】A．核电站中将核能先转化为介质的内能，再推动发电机的转子转动，转化为机械能，并在发电机中最终转化为电能，故A正确； B．核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故B错误； C．不论科学技术怎么发展，在利用能量做功的同时，由于机械摩擦、废气等因素影响，都要消耗能量，因此核电站的能源转化的效率不可能达到100%，故C错误； D．核燃料发电后产生的废弃物具有极强放射性，一旦处理不当，就很可能对环境生命产生致命的影响，因此不可以按照一般垃圾处理，故D错误。 故选A。 【典例2-2】（23-24九年级下·江苏连云港·期中）如图所示，为某种核反应示意图，这属于核 （选填“裂”或“聚”）变，无论是能量的转化，还是能量的转移，它们都是有 性的。完全燃烧天然气可放出 J的热量（天然气热值为）。 【答案】 裂 方向 3.2×106 【详解】[1]由图可知，铀核在中子的轰击下分裂，产生巨大的能量，这属于核裂变。 [2]能量的转化和转移具有方向性，某种能量转化或转移后，不能自发地转化为原来的能量。 [3]完全燃烧0.1m3天然气可放出的热量 Q放＝Vq＝0.1m3×3.2×107J/m3＝3.2×106J 【变式2-1】（23-24九年级上·陕西渭南·期末）下列有关能源的说法错误的是（　　） A．太阳能、水能、风能都属于可再生能源 B．能量在转移、转化过程中总是守恒的 C．核电站是利用核裂变释放能量发电 D．核能是清洁能源，所以核废料可以随意埋放 【答案】D 【详解】A．太阳能、水能、风能，可以从自然界中源源不断获得，都属于可再生能源，故A正确，不符合题意； B．能量不会消失，也不会创生，在转移、转化过程中总是守恒的，故B正确，不符合题意； C．核电站是利用可控的核裂变释放能量发电，故C正确，不符合题意； D．核能是清洁能源，但核废料具有放射性，不可以随意埋放，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式2-2】大亚湾核电站目前年总发电量已达到4×1010kW·h，大大缓解了南方地区的用电量，核电站是通过核燃料的核 变获取能量的，核能是 次能源，在发电过程中，能量的转化顺序是：核能 → 内能 → → 电能。 【答案】 裂 一 机械能 【详解】[1]核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的。 [2]核能可以从自然界直接获取的能源，是一次能源。 [3]核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压的水蒸气作为动力，推动汽轮机转动，从而带动发电机发电的，故能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能。 知识点3 核聚变 1、将质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做聚变，也称为热核反应。 2、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变。 3、核裂变与核聚变的比较 比较 裂变 聚变 定义 较大原子核分裂为较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程 发生条件 中子轰击较大原子核 超高温 释放核能大小 巨大 更加巨大 应用或实例 原子弹、核电站 氢弹、太阳内部爆炸 4、核能是原子核发生变化时释放的能量，不是原子核本身具有的内能。 【典例3-1】（23-24九年级下·全国·随堂练习）聚变现象发生在（　　） A．重核与重核之间 B．轻核与轻核之间 C．重核与轻核之间 D．任意两种原子核之间 【答案】B 【详解】核聚变是较轻的原子核在高温下结合成较重的原子核的一种核反应，所以聚变现象发生在轻核与轻核之间。 故选B。 【典例3-2】（23-24九年级下·河南漯河·阶段练习）科学家进一步证实太阳风是太阳发出的高速带电粒子流，部分带电粒子通过地球附近时由于受到地球 的作用，其运动轨迹发生如图所示的改变。同时还说明太阳在释放巨大的能量，这些能量来自太阳内部的 （选填“核裂变”或“核聚变”），该能量属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 磁场 核聚变 可再生 【详解】[1]高速带电粒子定向移动形成电流，由于电流具有磁效应，其产生磁场对地球磁场相互作用，从而使带电粒子的运动轨迹发生变化。 [2]核裂变和核聚变都能释放能量，太阳能来自太阳内部的核聚变反应。 [3]太阳能其主要特点是取之不尽用之不竭，是可再生能源。 【变式3-1】（2024·贵州毕节·三模）如图甲所示的装置被称为“人造太阳”，有望成为世界上第一个投入运营的聚变示范堆，图乙是核聚变时的情境。下列关于“人造太阳”的理解不正确的是（    ） A．“人造太阳”核变时的污染较小 B．“人造太阳”将是一种新型能源 C．“人造太阳”通过裂变获得核能 D．“人造太阳”通过聚变获得核能 【答案】C 【详解】AB．“人造太阳”核变时，生成物是水，对环境污染小，同时放出大量能量，原材料也极易找到，可以缓解传统能源危机问题，是一种新型能源，故AB正确，不符合题意； CD．核裂变时会产生大量辐射，极易造成核污染。但“人造太阳”获得核能的方式是核聚变，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 【变式3-2】（2024·山东济南·一模）科技强国，中国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新“中国高度”，祝融号火星车使用的“中国芯”是 （选填“超导体”或“半导体”）材料制成的；图乙，中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。 【答案】 半导体 核聚变 【详解】[1]半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，祝融号火星车使用的“中国芯”是半导体材料制成的。 [2]核反应包括核裂变和核聚变，中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是核聚变。 知识点4 核裂变 1、用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做裂变。 2、原子核裂变时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式应；如图所示 【典例4-1】（2024·湖北襄阳·模拟预测）如图是核电站发电的原理图。下面相关说法正确的是（　　） A．核能是由核裂变产生的一种可再生能源 B．汽轮机和内燃机都需要燃料燃烧获得内能 C．电能不可以从自然界直接获取，属于二次能源 D．核能是一种清洁能源，对环境不会造成污染 【答案】C 【详解】A．核能是由核裂变产生的一种不可再生能源，故A错误； B．内燃机需要燃料燃烧获得内能，汽轮机通过高温高压蒸汽对外做功，不需要燃料，故B错误； C．电能不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才可以得到的能源叫二次能源，故C正确； D．核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害，故D错误。 故选C。 【典例4-2】（2024·山东济南·模拟预测）大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站，它获取核能的方式是 （选填“核裂变”或“核聚变”），核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 核裂变 不可再生 【详解】[1]核裂变是可控的，所以亚湾核电站发电获取核能的方式是核裂变。 [2]核能所需要的核燃料在短时间内无法得到补充，所以核能属于不可再生能源。 【变式4-1】（2024·贵州·中考真题）“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（    ） A．核能 B．动能 C．光能 D．势能 【答案】A 【详解】“华龙一号”核电站反应堆内的核反应是利用核裂变将核能释放为热能，通过汽轮机将热能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能，因此“华龙一号”核电机组发电是利用核裂变释放的核能。 故选A。 【变式4-2】（23-24九年级下·山东枣庄·期中）1988年，中国“核潜艇之父”黄旭华设计的第一代核潜艇成功下潜至水下300m处，核潜艇是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供动力的；当核潜艇匀速下潜时，坐在潜艇座位上的潜艇兵相对于潜艇是 的。 【答案】 核裂变 静止 【详解】[1]目前人类对于核能的可控利用仅限于核裂变，核潜艇是利用核裂变提供动力的。 [2] 坐在潜艇座位上的潜艇兵与核潜艇一起同速度下潜，士兵相对潜艇位置不变，相对静止。 一、单选题 1．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）原子弹和氢弹爆炸时释放核能的方式依次是（    ） A．核裂变  核聚变 B．核聚变  核裂变 C．核裂变  核裂变 D．核聚变  核聚变 【答案】A 【详解】原子弹是核裂变且不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器；氢弹爆炸是利用核聚变反应释放出大量的核能。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（2024·广东茂名·二模）下列说法正确的是（    ） A．原子核带负电 B．原子核由质子和中子构成 C．核电站的工作原理是核聚变 D．核能是可再生能源 【答案】B 【详解】AB．原子核是由质子和中子组成的，原子核带正电，故A错误，B正确； C．核电站是利用核裂变产生的能量发电，故C错误； D．核能在使用后短时间内不能获得，是不可再生能源，故D错误。 故选B。 3．（23-24九年级上·广东清远·期中）关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（　　） A．分子间只存在引力，不存在斥力 B．固体、液体很难被压缩是因为分子间存在引力 C．闻到酒精消毒液的气味是因为分子在不停地做无规则运动 D．在下列微观粒子中，空间尺度从大到小的排列是：电子、原子、原子核 【答案】C 【详解】A．分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故A错误； B．固体、液体很难被压缩是因为分子间存在斥力，故B错误； C．闻到酒精消毒液的气味属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确； D．原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，空间尺度从大到小的排列是：原子、原子核、电子，故D错误。 故选C。 4．（2024·四川乐山·中考真题）近年来我国在能源和通信领域都有所突破。关于能源和通信下列说法正确的是（　　） A．空间站与地面控制中心利用超声波实现通讯 B．华龙一号核电站核反应堆中发生可控核裂变 C．风能、水能、太阳能、电能均属于一次能源 D．新能源汽车的发动机能量转化率可达100% 【答案】B 【详解】A．地面控制中心是通过电磁波与空间站中的航天员通信，故A错误； B．核电站的核心设备反应堆，利用的是可控核裂变发电，故B正确； C．太阳能、水能、风能可以直接从自然界里源源不断地得到，是一次能源；电能不能直接从自然界获取，是二次能源，故C错误； D．任何机械的能量转化率不可能达到100%，所以新能源汽车的发动机能量转化率不能达到100%，故D错误。 故选B。 5．（2024·云南玉溪·一模）社会发展离不开能源、信息和材料。下列说法中正确的是（　　） A．手机只能接收电磁波，不能发射电磁波 B．若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗 C．太阳能、风能、核能都属于可再生能源 D．核电站是利用核聚变释放的能量进行发电 【答案】B 【详解】A．手机既能接收电磁波，也能发射电磁波，故A错误； B．超导体在临界温度下电阻为零，电流在其中不受“阻碍”，所以超导体制作的输电线可大大降低输电过程中的能量损耗，故B正确； C．太阳能与风能可以从自然界中源源不断得到，是可再生资源，而核能一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故C错误； D．核电站是利用核裂变释放的能量进行发电的，故D错误。 故选B。 6．（2024·山东济宁·二模）小虎同学尝到了知识归纳整理的甜头，学习物理后，对相关知识归纳了如下四组，其中正确的是（　　） A社会与物理 天然气：可再生资源 B仪器原理 放大镜：凸透镜成放大的实像 卫星通信：电磁波 液体温度计：液体热胀冷缩 原子弹：核聚变 密度计：漂浮时浮力等于物体重力 C工具原理 船闸：连通器 D物理单位 是电功率的单位 高压锅：气压高、沸点高 能量和功的单位都是J 扳手：省力杠杆 机械效率没有单位 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．天然气无法从自然界源源不断获取，属于不可再生能源，原子弹利用的是核裂变，故A错误； B．放大镜相当于一个凸透镜，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像；液体温度计是根据液体热胀冷缩制成的；密度计使用时漂浮在液体中，浮力等于物体重力。故B错误； C．船闸的闸室与上下游分别构成了连通器；高压锅通过增大锅内气压从而提高液体的沸点；扳手使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C正确； D．也就是度，是电功的常用单位，在国际单位制中，能量和功的单位都是焦耳，简称焦，符号是J，机械效率是有用功与总功的比值，所以没有单位，故D错误。 故选C。 7．（2024·云南昆明·一模）近年，我国在信息、材料和能源等领域取得了辉煌的成绩，以下说法正确的是（　　） A．5G通信信号的电磁波在真空中传播速度比4G的快 B．华为手机的芯片是采用超导材料制成的 C．水力、风力、太阳能发电都是利用不可再生能源 D．“人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生聚变释放出核能 【答案】D 【详解】A．“5G”使用的电磁波与“4G”使用的电磁波相比，频率更高，可以携带的信息更多，但是它仍属于电磁波，而电磁波在真空中的传播速度是相同的，故A错误； B．华为手机的芯片是采用半导体材料制成的，故B错误； C．水力、风力、太阳能都可以从自然界源源不断获取，属于可再生能源，所以水力、风力、太阳能发电都是利用可再生能源，故C错误； D．利用核能的方式有核裂变和核聚变，“人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生聚变释放出核能，故D正确。 故选D。 8．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）下列有关能量的分析中，不正确的是（　　） A．太阳能风扇帽使用过程中的能量转化为太阳能转化为机械能 B．原子弹爆炸其原理是核裂变 C．潮汐能是一种不可再生能源 D．在常温条件下热水杯中的冰块不会变多，只能变少，这是由于能量的转移具有方向性 【答案】C 【详解】A．太阳能风扇帽使用过程中，吸收太阳能，使风扇转动，将太阳能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．原子弹爆炸其原理是可控的核裂变，故B正确，不符合题意； C．潮汐能可以从自然界源源不断地获得，是可再生能源，故C错误，符合题意； D．能量的转移具有方向性，热量是从高温物体传递给低温物体，在常温条件下热水杯中的冰块不断吸收热量，不断熔化成水，则冰块不会变多，只会变少，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．（23-24九年级下·河南南阳·阶段练习）下列关于能源信息的说法正确的是（　　） A．原子弹爆炸是加以控制的链式反应 B．打电话时，出现“占线”现象，一定是对方的话机在使用 C．太阳内部每时每刻都在发生聚变释放巨大的核能 D．激光在光导纤维中始终沿直线传播 【答案】C 【详解】A．原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控制的，故A错误； B．打电话时，出现“占线”可能是由于对方正在使用电话，可能是对方电话没有放好，也可能是用电话的人太多，故B错误； C．利用核能的方式有核裂变和核聚变，太阳内部每时每刻都在发生聚变释放巨大的核能，故C正确； D．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端反射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故D错误。 故选C。 10．（24-25九年级上·云南昆明·期中）核电站发电流程如图所示，下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．汽轮机属于热机 C．发电机将内能转化为电能 D．进入我国居民家庭的是220V的直流电 【答案】B 【详解】A．核发电的原材料是铀，这种物质是不可再生的资源，所以核能是不可再生能源，故A错误； B．汽轮机是利用内能做功的机械，可以将内能转化为机械能，属于热机，故B正确； C．发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能，故C错误； D．进入我国居民家庭的是220V的交流电，故D错误。 故选B。 二、填空题 11．（23-24九年级上·河南郑州·期末）随着我国具有完全自主知识产权的第三代百万千瓦级核电技术电站—华龙一号的建设，我国的核能发电技术已居于世界领先地位。核反应堆是可控制的铀核 变；核反应堆、原子弹、氢弹等核能的获得，揭示了 是可分的、是有结构的。 【答案】 裂 原子核 【详解】[1]核电站中的核反应堆就是通过可控制的铀核裂变过程中释放核能带动发电机发电的。 [2]核反应堆通过可控裂变，链式反应释放能量的；原子弹利用的是原子核裂变，氢弹利用的原子核聚变，可知，原子核是可分的、是有结构的。 12．（2024·山东济宁·二模）中国“人造太阳”——大型核实验装置（EAST）的核反应原理与太阳类似。如图所示，超导线圈中的强大 产生强磁场，被强磁场约束在真空室内的氘核和氚核发生核 （选填“裂变”或“聚变”）反应，释放巨大能量，产生上亿度高温。 【答案】 电流 聚变 【详解】[1]电可以产生磁，通过强大电流所产生的强大磁场把等离子体约束。 [2]太阳内部发生的是核聚变，东方超环的反应原理与太阳类似，是通过核聚变释放核能。 13．（2022·甘肃嘉峪关·模拟预测）汽车大多用汽油作燃料，汽油是 能源（选填“可再生”或“不可再生”）；氢弹是重要的核武器，爆炸是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放出大量的核能。某用电器上标有“220V  200W”，正常工作20min，耗电 J。 【答案】 不可再生 核聚变 【详解】[1]汽油无法从自然界源源不断获取，属于不可再生能源。 [2]利用核能的方式有核裂变和核聚变。氢弹爆炸是利用核聚变反应释放出大量的核能。 [3]正常工作20min，耗电为 14．（23-24九年级下·河南南阳·阶段练习）核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的链式反应是 （选填“可以”或“不可以”）控制的。在核能发电的过程中，能量转化情况是：核能先转化为水蒸气的内能，再通过蒸汽轮机带动发电机转动，将 能转化为电能。某核电项目建成后，四台机组年发电总量约为3×1010kW·h。这些电能相当于完全燃烧 kg的烟煤释放出的能量。（烟煤的热值为3×107J/ kg） 【答案】 可以 机械 3.6×109 【详解】[1]核电站利用核裂变产生的核能来发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是可控的链式反应。 [2]蒸汽轮机带动发电机转动，消耗了机械能，产生了电能，因此是将机械能转化为电能。 [3]四台机组年发电总量约为 W=3×1010kW·h=1.08×1017J 需要燃烧烟煤的质量 15．（24-25九年级上·云南昆明·期中）2023年8月24日，日本不顾国际反对强行进行核废水排海作业。核能给人类带来巨大利益的同时，不规范处理核废水和废料也给环境带来巨大的污染。核电站是利用铀235发生 （选填“裂变”或“聚变”） 反应释放能量的； 利用核能发电是将核能转化为 。 【答案】 裂变 电能 【详解】[1]核电站是利用铀235这种重核发生裂变反应来释放能量的。在裂变过程中，一个重核分裂成两个或多个较轻的核，同时释放出大量的能量。这种能量被用来加热水，产生蒸汽，进而驱动涡轮机发电。 [2]核电站中的能量转化过程是这样的：首先，核裂变反应释放出核能；然后，这些核能被用来加热水，使水变成高温高压的蒸汽，这个过程中核能转化为内能；接着，蒸汽推动涡轮机旋转，涡轮机再带动发电机发电，这个过程中内能转化为机械能，机械能再转化为电能。但总的来说，核电站是利用核能发电，即将核能最终转化为电能。 三、综合题 16．（2023·江苏苏州·二模）中国“人造太阳”——大型核实验装置（EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。 （1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式 （填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电 （填“引”或“斥”）力； （2）EAST装置中，超导线圈中的强大 （填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核 （填“做功”或“不做功”），该过程 （填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。 【答案】 不同 斥 电流 不做功 能 【详解】（1）[1]核电站是利用核能发电，利用了核裂变原理。它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应，是可加控制的。与氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核的核聚变方式不同。 [2]由于同种电荷相互排斥，故带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电斥力。 （2）[3]奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场，EAST装置中，超导线圈中的强大电流产生强磁场，强磁场产生强磁力约束氘、氚原子核在真空室的环形轨道内运动。 [4]由材料知，氘、氚原子核运动方向始终与磁力方向垂直，没有在磁力方向上移动距离，故磁力对氘、氚原子核不做功。 [5]氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向时刻在变化，故该过程能说明磁力可以改变物体的运动状态。 17．（2024·陕西榆林·三模）如图所示是一款质量为700kg的太阳能汽车，汽车轮胎与水平地面的总接触面积为，时速最高为72km/h。汽车以最高时速匀速直线行驶过程中的平均阻力为车所受重力的0.02倍，g取10N/kg。问： （1）太阳能来源于太阳内部发生的核 （选填“裂变”或“聚变”），属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）太阳能汽车静止在水平地面上时，它对地面的压强多大 ？ （3）太阳能汽车以最高时速匀速直线行驶10min，通过的路程是多少 ？该过程中，汽车牵引力做功的功率是多少 ？ 【答案】 聚变 可再生 7×105Pa 12km 2800W 【详解】（1）[1][2]太阳能是可再生能源，来源于太阳内部发生核聚变释放的能量。 （2）[3] 太阳能汽车静止在水平地面上时，压力为 对地面的压强 （3）[4]太阳能汽车以最高时速匀速直线行驶10min，通过的路程 [5]汽车以最高时速匀速直线行驶过程中牵引力与阻力为一对平衡力，平均阻力为车所受重力的0.02倍，则 最高时速 汽车牵引力做功的功率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$