第4节 核能（分层作业）物理教科版2024九年级下册

第4节 核能 目录 【A 夯基础】 1 一、原子核与核能 1 二、裂变及其利用 2 三、聚变 3 四、发展空间 3 【B 提能力】 5 【C 链中考】 6 一、原子核与核能 1. 1932年，物理学家终于发现，原子核是由________和________组成的，它们通过一种叫做________的相互作用紧密地结合在一起。 【答案】质子；中子；核力 【解析】1932 年，科学家发现原子核是由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，它们依靠核力紧密结合在原子核内，核力是一种强相互作用力，能克服质子间的静电斥力，使原子核保持稳定。 2.大部分元素的原子核是牢固而稳定的，而有些原子核会按照一定的规律发出射线，变成新的原子核，从原子核内部发出的射线有_______、_______和λ射线。 【解析】大部分元素的原子核是牢固而稳定的，但有些原子核会按照一定的规律发出射线，变成新的原子核，从原子核内部发出的射线有α、β和λ射线。 故答案为：α、β 3.根据爱因斯坦的理论，一旦质量________的原子核发生分裂或质量________的原子核相互结合，将可能释放巨大的能量，这就是核能。 【答案】较大；较小 【解析】根据爱因斯坦的理论，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，将可能释放巨大的能量，这就是核能。 二、裂变及其利用 4.人类有效地获得大量核能，是用中子轰击铀核引起裂变开始的，当一个铀核裂变释放能量的同时，还释放出两到三个中子。如果这些中子再引起其他铀核裂变就可以使裂变反应不断进行下去，这种反应叫做_________。要使核能长期释放，必须控制这种反应的速度，__________就是一种能控制这种反应速度的装置，利用该装置工作时，释放的能量使水蒸气推动汽轮机发电，这就是核电站。 【答案】链式反应；核反应堆 【解析】当铀原子核在裂变时，产生大量的热，并且同时放出2-3个中子，产生的中子继续轰击分裂后的铀核，如此下去，越来越多的铀核同时裂变，将产生越来越剧烈的反应，我们把反应叫做链式反应。核电站是利用原子核的裂变的链式反应产生的能量发电，它的核心是反应堆。 故答案为：链式反应；核反应堆。 5.原子核是由质子和中子组成的，它们统称为________。核电站是利用___________（选填“重核裂变”、“轻核聚变”或“化学反应”）获得核能并将其转为电能。 【答案】核子；重核裂变 【解析】卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子；原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子；当今的核电站是通过重核裂变来释放核能的，若利用轻核聚变获得核能现阶段还不能满足超高温的环境条件。 6.多米诺骨牌是人们熟悉的一种游戏，推倒第一张骨牌，基其余发生连锁反应依次倒下，或形成一条长龙，或形成一幅图案.多米诺骨牌与核_______（选填“聚”或“裂”）变相似，该反应就是_______反应。 【答案】裂；链式. 【解析】核裂变，又称核分裂，是指由重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，加热后铀原子放出2到4个中子，中子再去撞击其它原子，从而形成链式反应而自发裂变。 故答案为：裂；链式。 7.链式反应如果是在一瞬间进行的，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________的结果。 【答案】链式反应 【解析】原子弹的爆炸原理基于核裂变的链式反应。当铀核或钚核发生裂变时，会释放出中子，这些中子又会轰击其他重核，引发新的裂变，这种连续不断的裂变过程即为链式反应。若链式反应在极短时间内剧烈进行，会在瞬间释放巨大能量，从而导致爆炸。因此，横线处应填“链式反应”。 8.____________是一种能够控制的链式反应装置。核反应堆工作时，释放的能量使水________，推动汽轮机带动__________发电。 【答案】核反应堆；汽化；发电机 【解析】核反应堆是实现可控链式反应从而获得核能的装置，所以第一个空填核反应堆；核反应堆工作时释放大量能量，这些能量使水吸热汽化为水蒸气，水蒸气推动汽轮机，汽轮机带动发电机发电，所以第二个空填汽化，第三个空填发电机。 9.在核反应堆外修建很厚的水泥层是为了防止（ ） A.核爆炸 B.放射线外泄 C.核燃料外泄 D.慢中子外泄 【答案】B 【解析】核外反应堆的核燃料一般是铀 235，它具有很强的放射性，其衰变时放出的射线能对人体造成极大的伤害，在其外修建很厚的水泥层就是为了防止放射线外泄，则B正确。 答案：B。 三、聚变 10.核聚变：（1）轻原子核结合成较重的原子核，也会释放出核能，这种核反应叫作_________。太阳的能量， 就来自_________。 （2）在消耗相同质量核燃料的情况下，核聚变比核裂变放出的能量________。________就是根据核聚变原理制成的，它的威力比原子弹大得多。 【答案】核聚变；核聚变；多；氢弹 【解析】（1）轻核结合成重核释放能量的反应是核聚变，太阳能量来自核聚变；（2）核聚变比裂变释放能量多，氢弹基于核聚变原理，威力更大。 故答案为：（1）核聚变；核聚变；（2）多；氢弹。 11.阅读材料回答问题： ①浙江嘉兴的秦山核电站位于杭州湾畔，一期工程是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。1985年3月浇灌第一罐核岛底板混凝土，1991年12月首次并网发电，1994年4月投入商业运行，1995年7月通过国家验收。二期工程，是建设我国自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的首座2×60万千瓦商用压水堆核电站，于1996年6月2日开工，经过近6年的建设，第一台机组于2002年4月15日比计划提前47天投入商业运行。秦山三期（重水堆）核电站采用加拿大成熟的坎杜6重水堆核电技术，建造两台70万千瓦级核电机组。1号机组于2002年11月19日首次并网发电，并于2002年12月31日投入商业运行。2号机组于2003年6月12日首次并网发电，并于2003年7月24日投入商业运行。 ②广东深圳的大亚湾核电站1987年8月7日工程正式开工，1994年2月1日和5月6日两台单机容量为984MWe压水堆反应堆机组先后投入商业营运。 ③田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾，厂区按4台百万千瓦级核电机组规划，并留有再建2至4台的余地。一期建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组，设计寿命40年，年平均负荷因子不低于80％，年发电量为140亿千瓦时。工程于1999年10月20日正式开工，单台机组的建设工期为62个月，分别于2004年和2005年建成投产。 ④岭澳核电站一期工程于1997年5月开工建设。它位于广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧。岭澳核电站是“九五”期间我国开工建设的基本建设项目中最大的能源项目之一。岭澳核电站（一期）拥有两台百万千瓦级压水堆核电机组，2003年1月全面建成投入商业运行，2004年7月16日通过国家竣工验收。目前正展开二期工程建设。 中国现有多少核电站，分别是什么方位？有多少核反应堆，又分别是在什么方位？ 【答案】见解析 【解析】根据材料，现有4座核电站，分别是：1.秦山核电站，位于浙江嘉兴杭州湾畔；2.大亚湾核电站，位于广东深圳；3.田湾核电站，位于江苏省连云港市连云区田湾；4.岭澳核电站，位于广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧。核反应堆数量及方位如下：秦山核电站一期1座、二期2座、三期2座（共5座，位于浙江嘉兴杭州湾畔）；大亚湾核电站2座（位于广东深圳）；田湾核电站一期2座（位于江苏省连云港市连云区田湾）；岭澳核电站一期2座（位于广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧），总计11座核反应堆，分别位于上述对应核电站的方位。 本题考查对材料信息的提取与归纳能力。首先，从材料中“①浙江嘉兴的秦山核电站”“②广东深圳的大亚湾核电站”“③田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾”“④岭澳核电站……位于广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧”可明确核电站数量为4座及各自方位。关于核反应堆，秦山核电站包含一期1座、二期2座、三期2座，共5座；大亚湾核电站2座；田湾核电站一期2座；岭澳核电站一期2座，合计5+2+2+2=11座，且各反应堆方位与所属核电站方位一致，据此整合信息得出答案。 四、发展空间 12. 1909年α粒子散射实验表明，原子内部绝大部分空间是空虛的，就像太阳系结构中占太阳系主要质量的太阳只占很小空间一样.原子核虽然集中了原子的几乎全部质量，却只占很小体积，所以也称原子的这种结构为行星模型，最早提出这一模型的是（ ） A.牛顿 B.居里夫人 C.卢瑟福 D.汤姆生 【答案】C 【解析】A选项，牛顿主要在经典力学等方面有重大贡献，与原子行星模型的提出无关； B选项，居里夫人在放射性研究等方面成就卓越，并非原子行星模型的提出者； C选项，卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的行星模型，该选项正确； D选项，汤姆生发现了电子，提出了“葡萄干布丁”模型，不是原子行星模型的提出者。 13.铀核受到________轰击而发生裂变时，能放出2-3个中子，这2-3个中子又引起其余铀核的裂变，这样裂变就会不断地持续下去，释放出越来越多的能量，这种反应叫做____________。 【答案】中子；链式反应 【分析】当铀原子核在裂变时，产生大量的热，并且同时放出2-3个中子，产生的中子继续轰击分裂后的铀核，如此下去，越来越多的铀核同时裂变，将产生越来越剧烈的反应，我们把反应叫做链式反应。 【解答】核裂变是指比较大的原子核在中子的轰击下变成两个中等大小原子核的过程，铀核受到中子的轰击而发生裂变时，能放出2-3个中子，这2-3个中子又引起其余铀核的裂变，这样裂变就会不断地持续下去，释放出越来越多的能量，这种反应叫做链式反应。 故答案为：中子；链式反应。 【点评】本题主要考查了铀核裂变反应类型，知道链式反应的定义，还要明确只有达到临界体积才能发生链式反应。 14.链式反应如果是在一瞬间进行的，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________的结果。 【答案】链式反应 【解析】原子弹的爆炸原理基于核裂变的链式反应。当铀核或钚核发生裂变时，会释放出中子，这些中子又会轰击其他重核，引发新的裂变，这种连续不断的裂变过程即为链式反应。若链式反应在极短时间内剧烈进行，会在瞬间释放巨大能量，从而导致爆炸。因此，横线处应填“链式反应”。 15.请查阅资料，了解中国核电站的数量、分布地区、发电量，以及中国第四代核电站应用的先进技术。 【答案】见解析 【解析】浙江省：秦山核电站，是我国第一座自行设计建造的核电站，年发电量约为500亿度电。 广东省：大亚湾核电站、澳岭核电站、台山核电站、阳江核电站，其中大亚湾核电站拥有两台百万千瓦级压水堆机组，电力主要供应香港和广东。 福建省：宁德核电站和福清核电站，均有规划建设的百万千瓦级压水堆核电机组，年发电量分别约为355亿度和500亿度。 江苏省：连云港田湾核电站，是我国和俄罗斯的技术合作项目，年发电量约480亿度。 山东省：海阳核电站，规划建设有6台百万千瓦级压水堆核电机组，目前有两台并网发电，年发电量约197亿度。另有石岛湾核电站，包含多台功率不一的四代反应堆，但尚未运行。 广西壮族自治区：防城港核电站，规划建设有6台百万千瓦核电机组，目前已有两台并网发电，年发电量约180亿度。 海南省：昌江核电站，有四台发电机组，目前已有两台并网发电，年发电量约100亿度。 辽宁省：红沿河核电站，规划6台机组已全部投产，年发电量480亿度。 16.核电站只需要消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能，某核电站每年需要20t的核燃料，而同等规模火力发电站每年则需要8.4×106t的煤炭，这些煤炭完全燃烧放出的热量是_________J。这些热量可使_________t的水温度从40℃升高到90℃，如果这些热量全部转化成电能，可使功率为100W的灯泡正常工作________小时。如图是核电站的烟囱，我们看到的“白气”是一种________现象。（煤炭的热值为q=3×107J/kg） 【答案】1.44×1017；3.43×108；4×1011；液化 【分析】（1）根据公式Q=mq可求出煤炭放出的热量； （2）已知水吸收的热量，利用吸热公式的变形可求出水的质量； （3）换算电能和灯泡功率单位后，再利用求灯泡正常工作的时间； （4）物质由气态变为液态过程叫液化。 【解答】（1）煤炭放出的热量： Q放=mq=4.8×109kg×3×107J/kg=1.44×1017J （2）水吸收的热量： Q吸=Q放=1.44×1017J 水升高的温度： Δt=t-t0=90℃-40℃=50℃ 由Q=cmΔt得，水的质量： （3）灯泡消耗的电能： 灯泡的电功率：P=100W=0.1kW， 由得，灯泡工作时间： （4）“白气”是液态小水滴悬浮在空气中出现的现象，是高温水蒸气遇到温度较低的空气液化形成的。 故答案为：1.44×1017；3.43×108；4×1011；液化 【点评】考查了热量公式Q=mq和吸热公式Q吸=cmΔt的运用，这是热学中最常用的两个公式。 17.一座功率为1.2×106kW的核电站，年发电量为6.0×109kW•h，所需核燃料约为20t。若建一座功率相同的火力发电站，用热值为3.0×107J/kg的煤做燃料，化学能转化为电能的整体效率约为25%，一年需要供应________t煤。若每节车厢的装载量为60t，一列火车由30节车厢组成，需要_______车次才能完成运输任务。 【答案】 2.88×10 6 t；1600 【分析】先由转化成的电能6.0×10 9 kW·h和化学能转化为电能的整体效率约为25%，求出煤燃烧需放出的总能量。再由Q 放 =mq变形公式求出煤的质量。 再由每节车厢的装载量为60t，一列火车由30节车厢组成，求出车次的数量。 【解答】煤燃烧能放出的总能量：对于化学能转化为电能，年发电量为6.0×10 9 kW·h，就是有用的能量，所以， 煤的质量：由Q 放 =mq变形得： 火车一次运煤质量：m′ =60t×30=1800t 车次： （次） 故答案为：2.88×10 6 t；1600。 【点评】本题考查了Q 放 =mq的运用及热机效率的概念。本题属于有关公式的基本运算，要注意有关单位的换算。 18. （2025年黑龙江省绥化市初中学业考题）12.在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生核________（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。核能是________（选填“一次”或“二次”）能源。 【答案】聚变；一次 【解析】太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变，即轻核结合成重核，释放巨大核能。 核能可以直接从自然界获取，属于一次能源（一次能源是自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能源）。 19.（2025年河北省初中学业考题）14.“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术。核能属于__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电厂的电能源源不断地输送到千家万户，用户用电给水加热，水在升温的过程中比热容________（选填“变小”“不变”或“变大”）。 【答案】不可再生；不变 【解析】核能利用的是铀等核燃料，这些燃料在地球上的储量有限，无法在短时间内再生，因此属于不可再生能源。 比热容是物质的一种特性，它只和物质的种类和状态有关，与温度无关，水在升温的过程中，水的比热容不变。 20.（2024年四川省广安市初中学业水平考题）16.某地区的居民常用太阳灶来烧水，太阳灶所利用的太阳能来源于太阳内部原子核的________（选填“聚变”或“裂变”）。如果把质量为1.2kg、温度为25℃的水加热到75℃，至少需要给水提供_________J的能量。【c水=4.2×103J/（kg·℃）】 【答案】聚变；2.52×105 【解析】在太阳内部时刻发生由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，即核聚变，不停地释放出巨大的能量。 如果把质量为1.2kg、温度为25℃的水加热到75℃，需要的热量为： Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1.2kg×（75℃－25℃）=2.52×105J 21.（2025·陕西省西安市·三模）太阳是人类能源的宝库。太阳内部发生剧烈的_________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应，从而辐射出巨大的光和热：太阳能属于_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳风暴发生时，会干扰__________（选填“声波”或者“电磁波”）而给卫星中继通信和地面通信带来很大影响。 【答案】核棗变；可再生；电磁波 【解析】核裂变和核聚变都可以释放巨大的能量，太阳内部发生剧烈的核聚变反应，从而辐射出巨大的光和热。 太阳能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。 广播、电视、移动通信都是靠电磁波传递信息的，太阳风暴发生时，发出不规则的电磁波，干扰卫星中继通信和地面通信所用的电磁波，因此给卫星中继通信和地面通信带来很大影响。 22.（2025·湖北省襄阳市·三模）随着我国航空航天技术的发展，中国还将适时发射扩展舱段，未来中国空间站基本构型将由“T”字形升级为“十”字形。地面指挥中心与空间站是通过传递信息的。空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电，太阳能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】电磁波；可再生 【解析】电磁波可以在真空中传播，且电磁波可以传递信息，所以地面指挥中心与空间站是通过电磁波传递信息的。 由于太阳能可以从自然界中源源不断的获得，所以太阳能是可再生能源。 23.（2025年新疆初中学业考题）2.以下各种形式的能源中，属于二次能源的是（　　） A.风能 B.水能 C.电能 D.核能 【答案】C 【解析】一次能源：直接来自自然界而未经加工转换的能源，例如化石燃料、风能、太阳能、水能、生物燃料、核能；二次能源：由一次性能源直接或间接转换而来的能源：煤气、氢能、电能、汽油、沼气。因此属于二次能源的是电能。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 24.（2025年福建省中考题）1.下列属于可再生能源的是（　　） A.煤 B.核能 C.风能 D.天然气 【答案】C 【解析】可再生能源指在自然界中可以不断再生，永续利用的能源。如风能、太阳能、水能、生物质能等。不可再生能源指储量有限，消耗后短期内无法再生的能源。如煤、石油、天然气、核能（铀矿）等。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 25.（2025年四川省乐山市中考题）13.关于能源和电磁波，下列说法正确的是（　　） A.电能是一次能源 B.核电站是利用聚变的链式反应发电的 C.5G通信利用电磁波传递信息 D.电视机遥控器发出的红外线不属于电磁波 【答案】C 【解析】A.一次能源是指直接从自然界获取的能源，如太阳能、风能、水能等；二次能源是指由一次能源经过加工转换后得到的能源，如电能、汽油、柴油等。所以电能是二次能源，故A错误； B.核能获取方式分为裂变和聚变两种，裂变应用在核能发电中，聚变主要应用在氢弹上。因此核电站是利用核裂变反应发电的，故B错误； C.电磁波的传播不需要介质，5G通信是利用电磁波传递信息的，故C正确； D.γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线等都是电磁波；电视机的遥控器前端有一个发光二极管，通过不同的按键，可以发射不同的红外线对电视机进行遥控，红外线是电磁波，故D错误。 故选C。 26.（2025年四川自贡市中考题）2.以下说法正确的是（　　） A.核电站通过核聚变获得核能 B.利用半导体材料可以制作二极管 C.白鹤滩水电站利用不可再生能源发电 D.“神舟二十号”的航天员靠超声波与地面保持联系 【答案】B 【解析】A.核电站是通过核裂变反应来获得核能，而非核聚变，核聚变目前尚未应用于核电站，故A错误； B.半导体材料具有单向导电性，可以用来制作二极管等电子元件，故B正确； C.白鹤滩水电站利用水能发电，水能属于可再生能源，故C错误； D."神舟二十号"航天员与地面联系使用的是电磁波，因为电磁波可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，故D错误。 故选B。 27.（2025年江苏连云港中考题）5.下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（　　） A.核反应堆中，发生的是核裂变 B.核反应堆中，将核能转化为电能 C.汽轮机工作时，将内能转化为电能 D.发电机工作时，将内能转化为电能 【答案】A 【解析】A.利用核能的方式是核裂变和核聚变，核反应堆中，发生的是核裂变，故A正确； B.核反应堆中，将核能转化为内能，故B错误； C.汽轮机工作时，将内能转化为机械能，故C错误； D.发电机工作时，将机械能转化为电能，故D错误。 故选A。 28.（2025年武汉初中毕业考题）4.2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是（ ） A.核能属于不可再生能源 B.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C.核反应堆将核能直接转化为电能 D.核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 【答案】C 【解析】A.核能是一种相对较为清洁的能源，但由于核燃料在地球上的总量是一定的，所以核能属于不可再生能源，故A正确，不符合题意； B.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设备，故B正确，不符合题意； C.核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故C错误，符合题意； D.核污染主要是指核燃料或核废料具有放射性，因此一般埋在人烟稀少的地方，故D正确，不符合题意。 故选C。 29.（2024年四川省乐山市中考题）12.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% 【分析】（1）广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的； （2）目前人类建造的核电站是依靠核裂变释放的核能来发电的，其中的链式反应是可控的； （3）可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源； （4）能量使用时伴随有热能等损失。 【解答】A.空间站与地面控制中心利用电磁波实现通讯，故A错误； B.华龙一号核电站的核反应堆中发生的链式反应是可控的，故B正确； C.能直接开采利用的能源是一次能源，由一次能源转化的能源为二次能源，所以电能属于二次能源，故C错误； D.能源汽车的发动机能量转化率高，但是达不到100%，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了能源分类、核裂变、电磁波的应用、能量的利用效率等，属于基础题。 30.（2024年山东省济宁市初中学业考题）9.关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是 A.超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝 B.太阳是人类能源的宝库，内部每时每刻都发生着剧烈的核反应 C.作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大 D.光纤是传输光信号的器件，其抗干扰能力强，能减少信号衰减 【答案】A 【解析】A.由于超导材料的电阻为0，通电时不会产生热量，适合制作远距离输电导线，但不能用于制作电炉的电阻丝，故A错误，符合题意； B.太阳内部每时每刻都在发生核聚变，释放巨大的能量，是人类能源的宝库，地球上的大部分能量都来自太阳，故B正确，不符合题意； C.随着人类科技的发展，信息储存的介质越来越先进，介质容量密度越来越大，竹简、纸、录音磁带、光盘等容量密度依次增大，故C正确，不符合题意； D.光纤，即光导纤维，是传输光信号的器件。光线通信具有抗干扰能力强、传输容量大、信号衰减小等优点，故D正确，不符合题意。 故选A。 31.（2025·陕西省西安市·三模）2025年1月20日，我国“人造太阳”（图甲）创造“亿度千秒”世界纪录。“人造太阳”的反应过程如图乙所示，下列有关说法正确的是（ ） A.核能是可再生能源 B.“人造太阳”是通过核裂变释放能量 C.原子是由原子核和核外电子组成的 D.分子间只存在引力或斥力 【答案】C 【解析】A.核能利用的是铀、钚等放射性元素或氢的同位素，这些资源在地球上的储量有限，属于不可再生能源，故A错误： B.“人造太阳”模拟的是太阳内部的核聚变反应，而不是核裂变，故B错误： C.原子是由原子核和核外电子组成的，这是现代原子结构的基本理论，故C正确； D.分子间同时存在引力和斥力，两者随距离变化而变化。例如，当分子距离较近时，表现为斥力；当距离较远时，表现为引力，故D错误。 故选C。 32.（2025·陕西省西安市·三模）记者2025年3月28日获悉，位于成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度大关，综合参数大幅跃升，中国可控核聚变技术取得重大进展。下列关于核能的利用说法正确的是（ ） A.“人造太阳”释放的核能是可再生能源 B.“人造太阳”利用核聚变获取能量 C.原子核是由质子和电子组成的，电子的直径小于原子的直径 D.利用核能发电是直接将核能转化成电能 【答案】B 【解析】A.“人造太阳”释放的核能短时间内不能再生，属于不可再生能源，故A错误： B.太阳内部时刻发生着核聚变，“人造太阳”也是利用核聚变获取能量的，故B正确： C.原子核是由质子和中子构成的，原子是由原子核和电子构成的，电子的直径远小于原子的直径，故C 错误： D.核能发电是先将核能转化为内能，内能再转化为机械能，机械能最后再转化为电能，故D错误。 故选 B。 33.（2025年四川省南充市中考题）11.我国在能源、通信、深潜等领域都有较大的新突破，下列有关说法正确的是（　　） A.风能、水能、太阳能、电能都属于一次能源 B.6G通信传输的信息比5G更快，电磁波频率更高 C.“华龙一号”核电站的核反应堆发生的是可控核裂变 D.“奋斗者”号载人潜水器是通过改变浮力实现上浮和下潜 【答案】BC 【解析】A.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A错误； B.电磁波的传播速度是一定值，6G通信传输的信息比5G更快，是因为6G通信采用了频率更高的电磁波，根据c=λf可知6G通信电磁波的波长变短，故B正确； C.核电站的核心设备是核反应堆，它利用的是可控核裂变发电，故C正确； D.“奋斗者”号载人潜水器排开水的体积不变，则排开水的重力不变，由阿基米德原理可知，受到的浮力不变，所以是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的，故D错误。 故选BC。 34.（2024年江苏省无锡市初中学业水平考题）28.我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖。其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀-235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯，二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取3.0×107J/kg） （1）核燃料反应堆中的铀-235是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生________（填物态变化名称）吸收热量； （2）在下列方框中补充完整核能发电的能量转化过程__________； （3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧_________千克标准煤产生的热量； （4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为_________J。 【答案】（1）不可再生；汽化；（2）机械能；（3）1.8×108；（4）5×109 【解析】（1）核燃料反应堆中的铀-235在短时间内不能再生，是不可再生能源。 二回路中的水在蒸汽发生器中变成水蒸气，发生汽化，吸收热量。 （2）由图得，核能先转化为内能，再转化为机械能推动汽轮机，产生电能。 （3）依题意得，标准煤产生的热量为： Q放=5.4×1015J 由Q放=mq得，标准煤完全燃烧的质量为： （4）依题意得，单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%，则： 单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为： E=5×109J 13 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 核能 目录 【A 夯基础】 1 一、原子核与核能 1 二、裂变及其利用 2 三、聚变 3 四、发展空间 3 【B 提能力】 5 【C 链中考】 6 一、原子核与核能 1. 1932年，物理学家终于发现，原子核是由________和________组成的，它们通过一种叫做________的相互作用紧密地结合在一起。 2.大部分元素的原子核是牢固而稳定的，而有些原子核会按照一定的规律发出射线，变成新的原子核，从原子核内部发出的射线有_______、_______和λ射线。 3.根据爱因斯坦的理论，一旦质量________的原子核发生分裂或质量________的原子核相互结合，将可能释放巨大的能量，这就是核能。 二、裂变及其利用 4.人类有效地获得大量核能，是用中子轰击铀核引起裂变开始的，当一个铀核裂变释放能量的同时，还释放出两到三个中子。如果这些中子再引起其他铀核裂变就可以使裂变反应不断进行下去，这种反应叫做_________。要使核能长期释放，必须控制这种反应的速度，__________就是一种能控制这种反应速度的装置，利用该装置工作时，释放的能量使水蒸气推动汽轮机发电，这就是核电站。 5.原子核是由质子和中子组成的，它们统称为________。核电站是利用___________（选填“重核裂变”、“轻核聚变”或“化学反应”）获得核能并将其转为电能。 6.多米诺骨牌是人们熟悉的一种游戏，推倒第一张骨牌，基其余发生连锁反应依次倒下，或形成一条长龙，或形成一幅图案.多米诺骨牌与核_______（选填“聚”或“裂”）变相似，该反应就是_______反应。 7.链式反应如果是在一瞬间进行的，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________的结果。 8.____________是一种能够控制的链式反应装置。核反应堆工作时，释放的能量使水________，推动汽轮机带动__________发电。 9.在核反应堆外修建很厚的水泥层是为了防止（ ） A.核爆炸 B.放射线外泄 C.核燃料外泄 D.慢中子外泄 三、聚变 10.核聚变：（1）轻原子核结合成较重的原子核，也会释放出核能，这种核反应叫作_________。太阳的能量， 就来自_________。 （2）在消耗相同质量核燃料的情况下，核聚变比核裂变放出的能量________。________就是根据核聚变原理制成的，它的威力比原子弹大得多。 11.阅读材料回答问题： ①浙江嘉兴的秦山核电站位于杭州湾畔，一期工程是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。1985年3月浇灌第一罐核岛底板混凝土，1991年12月首次并网发电，1994年4月投入商业运行，1995年7月通过国家验收。二期工程，是建设我国自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的首座2×60万千瓦商用压水堆核电站，于1996年6月2日开工，经过近6年的建设，第一台机组于2002年4月15日比计划提前47天投入商业运行。秦山三期（重水堆）核电站采用加拿大成熟的坎杜6重水堆核电技术，建造两台70万千瓦级核电机组。1号机组于2002年11月19日首次并网发电，并于2002年12月31日投入商业运行。2号机组于2003年6月12日首次并网发电，并于2003年7月24日投入商业运行。 ②广东深圳的大亚湾核电站1987年8月7日工程正式开工，1994年2月1日和5月6日两台单机容量为984MWe压水堆反应堆机组先后投入商业营运。 ③田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾，厂区按4台百万千瓦级核电机组规划，并留有再建2至4台的余地。一期建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组，设计寿命40年，年平均负荷因子不低于80％，年发电量为140亿千瓦时。工程于1999年10月20日正式开工，单台机组的建设工期为62个月，分别于2004年和2005年建成投产。 ④岭澳核电站一期工程于1997年5月开工建设。它位于广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧。岭澳核电站是“九五”期间我国开工建设的基本建设项目中最大的能源项目之一。岭澳核电站（一期）拥有两台百万千瓦级压水堆核电机组，2003年1月全面建成投入商业运行，2004年7月16日通过国家竣工验收。目前正展开二期工程建设。 中国现有多少核电站，分别是什么方位？有多少核反应堆，又分别是在什么方位？ 四、发展空间 12. 1909年α粒子散射实验表明，原子内部绝大部分空间是空虛的，就像太阳系结构中占太阳系主要质量的太阳只占很小空间一样.原子核虽然集中了原子的几乎全部质量，却只占很小体积，所以也称原子的这种结构为行星模型，最早提出这一模型的是（ ） A.牛顿 B.居里夫人 C.卢瑟福 D.汤姆生 13.铀核受到________轰击而发生裂变时，能放出2-3个中子，这2-3个中子又引起其余铀核的裂变，这样裂变就会不断地持续下去，释放出越来越多的能量，这种反应叫做____________。 14.链式反应如果是在一瞬间进行的，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________的结果。 15.请查阅资料，了解中国核电站的数量、分布地区、发电量，以及中国第四代核电站应用的先进技术。 16.核电站只需要消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能，某核电站每年需要20t的核燃料，而同等规模火力发电站每年则需要8.4×106t的煤炭，这些煤炭完全燃烧放出的热量是_________J。这些热量可使_________t的水温度从40℃升高到90℃，如果这些热量全部转化成电能，可使功率为100W的灯泡正常工作________小时。如图是核电站的烟囱，我们看到的“白气”是一种________现象。（煤炭的热值为q=3×107J/kg） 17.一座功率为1.2×106kW的核电站，年发电量为6.0×109kW•h，所需核燃料约为20t。若建一座功率相同的火力发电站，用热值为3.0×107J/kg的煤做燃料，化学能转化为电能的整体效率约为25%，一年需要供应________t煤。若每节车厢的装载量为60t，一列火车由30节车厢组成，需要_______车次才能完成运输任务。 18. （2025年黑龙江省绥化市初中学业考题）12.在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生核________（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。核能是________（选填“一次”或“二次”）能源。 19.（2025年河北省初中学业考题）14.“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术。核能属于__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电厂的电能源源不断地输送到千家万户，用户用电给水加热，水在升温的过程中比热容________（选填“变小”“不变”或“变大”）。 20.（2024年四川省广安市初中学业水平考题）16.某地区的居民常用太阳灶来烧水，太阳灶所利用的太阳能来源于太阳内部原子核的________（选填“聚变”或“裂变”）。如果把质量为1.2kg、温度为25℃的水加热到75℃，至少需要给水提供_________J的能量。【c水=4.2×103J/（kg·℃）】 21.（2025·陕西省西安市·三模）太阳是人类能源的宝库。太阳内部发生剧烈的_________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应，从而辐射出巨大的光和热：太阳能属于_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳风暴发生时，会干扰__________（选填“声波”或者“电磁波”）而给卫星中继通信和地面通信带来很大影响。 22.（2025·湖北省襄阳市·三模）随着我国航空航天技术的发展，中国还将适时发射扩展舱段，未来中国空间站基本构型将由“T”字形升级为“十”字形。地面指挥中心与空间站是通过传递信息的。空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电，太阳能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 23.（2025年新疆初中学业考题）2.以下各种形式的能源中，属于二次能源的是（　　） A.风能 B.水能 C.电能 D.核能 24.（2025年福建省中考题）1.下列属于可再生能源的是（　　） A.煤 B.核能 C.风能 D.天然气 25.（2025年四川省乐山市中考题）13.关于能源和电磁波，下列说法正确的是（　　） A.电能是一次能源 B.核电站是利用聚变的链式反应发电的 C.5G通信利用电磁波传递信息 D.电视机遥控器发出的红外线不属于电磁波 26.（2025年四川自贡市中考题）2.以下说法正确的是（　　） A.核电站通过核聚变获得核能 B.利用半导体材料可以制作二极管 C.白鹤滩水电站利用不可再生能源发电 D.“神舟二十号”的航天员靠超声波与地面保持联系 27.（2025年江苏连云港中考题）5.下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（　　） A.核反应堆中，发生的是核裂变 B.核反应堆中，将核能转化为电能 C.汽轮机工作时，将内能转化为电能 D.发电机工作时，将内能转化为电能 28.（2025年武汉初中毕业考题）4.2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是（ ） A.核能属于不可再生能源 B.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C.核反应堆将核能直接转化为电能 D.核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 29.（2024年四川省乐山市中考题）12.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% 30.（2024年山东省济宁市初中学业考题）9.关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是 A.超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝 B.太阳是人类能源的宝库，内部每时每刻都发生着剧烈的核反应 C.作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大 D.光纤是传输光信号的器件，其抗干扰能力强，能减少信号衰减 31.（2025·陕西省西安市·三模）2025年1月20日，我国“人造太阳”（图甲）创造“亿度千秒”世界纪录。“人造太阳”的反应过程如图乙所示，下列有关说法正确的是（ ） A.核能是可再生能源 B.“人造太阳”是通过核裂变释放能量 C.原子是由原子核和核外电子组成的 D.分子间只存在引力或斥力 32.（2025·陕西省西安市·三模）记者2025年3月28日获悉，位于成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度大关，综合参数大幅跃升，中国可控核聚变技术取得重大进展。下列关于核能的利用说法正确的是（ ） A.“人造太阳”释放的核能是可再生能源 B.“人造太阳”利用核聚变获取能量 C.原子核是由质子和电子组成的，电子的直径小于原子的直径 D.利用核能发电是直接将核能转化成电能 33.（2025年四川省南充市中考题）11.我国在能源、通信、深潜等领域都有较大的新突破，下列有关说法正确的是（　　） A.风能、水能、太阳能、电能都属于一次能源 B.6G通信传输的信息比5G更快，电磁波频率更高 C.“华龙一号”核电站的核反应堆发生的是可控核裂变 D.“奋斗者”号载人潜水器是通过改变浮力实现上浮和下潜 34.（2024年江苏省无锡市初中学业水平考题）28.我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖。其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀-235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯，二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取3.0×107J/kg） （1）核燃料反应堆中的铀-235是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生________（填物态变化名称）吸收热量； （2）在下列方框中补充完整核能发电的能量转化过程__________； （3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧_________千克标准煤产生的热量； （4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为_________J。 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $