16.3 核能的开发与利用 同步练习 -2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

16.3核能的开发与利用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下面是历史上或现在使用的各种能源：①煤炭、石油；②柴薪；③电能。按照使用的时间先后排序，正确的是（    ） A．①②③ B．②①③ C．②③① D．①③② 2．如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法，正确的是（　　） A．太阳能是二次能源 B．太阳能电池板是由超导材料制成的 C．地面通过电磁波控制“启明星50” D．太阳能是太阳内部发生核裂变产生的能量 3．关于核能，下列说法正确的是（　　） A．核能是化石能源 B．核反应堆是控制链式反应的装置 C．核能可直接转化为电能 D．核能是原子内部发生化学反应释放出来的能量 4．下列说法正确的有（　　） ①太空中需要3颗地球同步卫星才能几乎实现全球卫星通信； ②微波炉是应用电流的热效应来工作的； ③电磁波能够在真空中传播，而声音不能在真空中传播； ④能量的转移与转化具有方向性，因此要注意节约能源； ⑤随着科学技术的快速发展，我国已建立了利用核聚变发电的核电站； ⑥“5G”移动通信技术中的5G芯片是由超导体材料制成的，铜是磁性材料可以被磁化。 A．①③④ B．①③⑤ C．①④⑥ D．②③④ 5．有一种太阳能背包，背包面上有一太阳能电池板，书包里有一蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列关于该背包的说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将内能转化为化学能 C．蓄电池放电时将化学能转化为电能 D．小风扇工作时将电能转化为机械能 6．2024年，我国载人航天首发成功——长征七号运载火箭托举着天舟七号货运飞船为“天宫”送去“年货大礼包”。下列叙述正确的是（　　） A．火箭燃料在燃烧过程中，热值不断减小 B．天舟七号对接“天宫”空间站的信息画面是通过电磁波传到地球的 C．空间站里的电能主要来源于太阳能，太阳能是核裂变产生的 D．回收试验航天器时，下降过程中其表面与大气层摩擦，内能转化为机械能 7．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，它具有安全可靠、节能环保等优点，是现代家庭中的理想灶具，其工作原理如图所示。下列有关电磁炉的说法中正确的是（　　） A．电磁炉功率大，使用时很耗电 B．电磁炉在使用中会产生烟尘和废气 C．普通铁锅可在电磁炉上使用，而普通砂锅却不能使用 D．电磁炉在使用中利用了电流的磁效应、热效应和化学效应 8．我国科技迅猛发展，在材料和能源等领域取得了辉煌的成绩，下列说法正确的是（　　） A．我国空间站使用的柔性太阳能电池板主要将太阳能转化为化学能 B．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源 C．手机、电脑等现代电子产品的芯片多是用半导体材料制作的 D．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 9．2025年我国新建宁夏中卫300万千瓦光伏基地，是国内同期最大单体光伏项目，位于“沙戈荒”地区，日发电量可达1000万千瓦时，半导体太阳能电池组件是光伏发电系统的核心部分。关于光伏发电，下列说法正确的是（　　） A．光照强度越大，太阳能电池的输出功率一定越大 B．太阳能电池组件将光能转化为电能 C．常温下半导体的电阻为零 D．保定市居民用电总功率约为，若宁夏中卫光伏基地向保定市输送电能，则日发电量可供保定市居民用电约12.5h 10．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，下列关于能量转化或转移现象的说法中，正确的是（　　） A．太阳能电池工作时，电能转化为光能 B．摩擦起电时，机械能转化为电能 C．热水瓶瓶塞跳起时，机械能转化为内能 D．电风扇工作时，机械能转化为电能 二、填空题 11．空调、电冰箱等家用电器的发明与推广，极大地改善了人们的生活质量。 (1)家用电器消耗的电能是______次能源。 (2)安装空调用测电笔检测插座时，发现氖管发光，说明测电笔接触的是______线。空调的电源线比电冰箱的电源线______（选填“粗”或“细”）。 (3)电冰箱门上的磁封能使电冰箱门关得很紧，是因为磁封具有______。 12．2025年1月27日太阳能无人机“云帆1号”成功试飞，它具有续航长，轻便灵活的特点，其外壳采用的是高强度、密度______（选填“大”或“小”）的碳纤维复合材料制成，太阳能电池板能量源自太阳的核______（选填“裂变”或“聚变”），地面操控人员与无人机之间是通过______米传递信息。 13．日本福岛核电站的核反应堆是利用核_________（填“裂变”或“聚变”）反应获得的核能；核电站在海啸中，冷却系统失灵，导致反应堆温度急剧升高，用大量的水给反应堆降温，这利用了水________大的性质． 14．物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。原子核由带正电的_______和不带电的中子组成；如图甲，可以利用__________（选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能进行发电；如图乙，表示的是两个不同种类的物质在摩擦时，电子转移情况的示意图，则_____（选填“A”或“B”）物体将带负电。 15．2025年中国航空航天事业和核电工程都取得了新的进展。 (1)11月1日，神舟二十一号和神舟二十号航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过________波传递全世界。空间站里的电动机的工作原理是通电导体在________中受到力的作用。 (2)核能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。我国现有的核电站是利用核________（选填“裂变”或“聚变”）释放核能的。 三、综合题 16．电动汽车已经进入很多家庭。 (1)电动汽车是指以车载电池提供的电能作为动力，用电动机驱动车轮行驶，所用的电能是 ______能源（选填“一次”或“二次”）。图甲中能正确反映电动机工作原理的是 __________。 (2)车内安装了如图乙所示的抬头显示器。通过前挡风玻璃可呈现水平显示器上的重要行车数据，方便司机查看。图丙是其简化图，请在图中作出人眼B通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像A'的光路图。 (3)如图丁所示是车顶的外掀式天窗，若将天窗的前面关闭，后面微微向上打开，轿车行驶时就能使车内污浊的空气被自动“抽出”，从而保持车内空气清新。这种能够自动向外“抽气”的现象所依据的物理原理是__________。 (4)某智能电动汽车部分参数如下表。以最大快充功率给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间？ 整车质量/kg 1650 电动机最大功率/kW 160 最高时速(km/h) 155 电池容量（Ah） 200 最大快充功率（kW） 80 电池电压（V） 300 17．(1)如图所示，风力发电机靠叶片在风力的推动下转动，带动发电机发电，把风的机械能转化为______，这种能量是______（选填“一次能源”或“二次能源”），它可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有______性。 (2)我国是一个能源相对缺乏的国家，现主要利用的化石能源依靠进口，化石能源大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站； (3)国家“光伏扶贫”项目中的太阳能发电系统中，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能。中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，10h可以为电网提供电能______kW·h；这些电能可供额定功率为2000W的热水器正常工作______h。 18．氢作为一种新能源，可通过分解水获得，用作燃料不会污染环境，只生成水。如图为一款“氢能源”汽车，使用压缩氢与空气中的氧在燃料电池中反应以产生电力来推动电动机，从而带动车辆前进。该车启动或低速行驶时，蓄电池向电动机供电；当汽车中速行驶或者蓄电池组电量过低时，氢燃料电池开始工作，既向电动机供电，同时也能给蓄电池充电；当汽车高速行驶时，氢燃料电池和蓄电池可以同时向电动机供电。部分参数如下： 汽车荷载质量 电池最大容量 氢燃料电池效率 75% 蓄电池充电/放电效率 80% (1)氢能属于___________（选填“一次”或“二次”）能源：蓄电池在放电时相当于一个___________（选填“电源”或“用电器”）。 (2)某次测试时，荷载质量的汽车以的速度行驶了，显示耗氢，同时蓄电池电量从最大容量的30%增加到70%。假设氢能源发电时消耗的化学能与等质量氢气完全燃烧放出的热量相同，则此次测试过程中：（） ①汽车行驶的路程为多少？ ②氢燃料电池消耗的化学能为多少？ ③氢燃料电池给电动机提供的电能为多少？ 学科网（北京）股份有限公司 《16.3核能的开发与利用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B A B B C C B B 1．B 【详解】柴薪是人类最早使用的能源，在古代就被广泛用于取暖、做饭等；煤炭、石油的大规模使用是工业革命之后，晚于柴薪的使用；电能是二次能源，其大规模的应用要晚于煤炭、石油的开采利用。故按照使用的时间先后顺序是②①③。故B正确，ACD错误。 故选B。 2．C 【详解】A．太阳能是从自然界中直接获取的能源，是一次能源，故A错误； B．太阳能电池板是由半导体材料制成的，故B错误； C．地面控制台是利用电磁波控制“启明星50”飞行轨迹的，故C正确； D．太阳内部有大量氢核，所以太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．核能和化石能源的来源完全不同，所以核能不属于化石能源，故A错误； B．核反应堆，它以铀为核燃料，核反应堆中发生的核裂变反应是可以控制的，即核反应堆是控制链式反应的装置，故B正确； C．核电站工作时，核能会先转化为内能，然后内能对外做功，机械能转化为电能，故C错误； D．核电机组发电的过程是将核裂变产生的核能，不是原子内部的化学反应释放出来的能量，故D错误。 故选B。 4．A 【详解】①由于超短波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等。因此，人们用通信卫星作中继站。目前，用3颗同步卫星就可以覆盖全球，故①正确； ②微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波，即微波炉是应用电磁波工作，故②错误； ③光和电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故③正确； ④能量的转移与转化具有方向性，有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，故④正确； ⑤目前已建成的核电站的能量来自于重核的裂变，而不是轻核聚变，故⑤错误； ⑥5G芯片是由半导体材料制成的，铜不是磁性材料，不可以被磁化，故⑥错误。 综上所述，正确的是①③④。 故选A。 5．B 【详解】A．太阳能电池板通过光伏效应将太阳辐射的太阳能直接转化为电能，故A正确，不符合题意； B．给蓄电池充电时是将电能转化为化学能储存，并非将内能转化为化学能，故B错误，符合题意； C．蓄电池放电时通过化学反应将储存的化学能转化为电能输出，故C正确，不符合题意； D．小风扇工作时，电动机将输入的电能转化为扇叶转动的机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】A．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与是否燃烧无关，故A错误； B．太空为真空，声音不能传播，信息只能通过电子设备收发电磁波传递，故B正确； C．太阳能来源于太阳内部的核聚变，而非核裂变，故C错误； D．回收试验航天器时，下降过程中其表面与大气层摩擦做功，将机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．电磁炉是近代社会研制的一种较为清洁、节能的用电器，其功率并不是非常大，根据可知，使用时并不是非常费电，故A错误； B．由于电磁炉是消耗电能而工作的，属于清洁能源，在工作时是不能产生烟尘和废气的，故B错误； C．电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的，故所使用的锅必须是含有磁性材料的物质，普通砂锅不是磁性材料，该锅不能在电磁炉上使用，故C正确； D．根据题意，电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的，故D错误。 故选C。 8．C 【详解】A．我国空间站使用的柔性太阳能电池板，主要是将太阳能转化为电能，而非化学能，故A错误； B．根据能量守恒定律，能量在转移和转化的过程中总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，可利用的能源会越来越少，所以我们需要节约能源，故 B错误； C．手机、电脑等现代电子产品的芯片多是用半导体材料制作的，常见的半导体材料有硅、锗等，硅是制作芯片的主要材料，故C正确； D．超导材料电阻为零，用于制作远距离输电导线时，可避免电能因电阻产生热量而损耗；而电炉是根据电流的热效应工作的，需要电阻产生热量，超导材料电阻为零不能产生热量，所以不能用于制作电炉的电阻丝，故D错误。 故选C。 9．B 【详解】A．光照强度越大，太阳能电池的输出功率不一定越大，因为当光照强度超过一定值后，太阳能电池可能达到饱和状态，输出功率不再随光照强度增大而增大，故A错误； B．太阳能电池组件的作用就是将光能转化为电能，这是光伏发电的基本原理，故B正确； C．常温下半导体的电阻不为零，只有超导体在特定条件下电阻才为零，故C错误； D．已知日发电量万千瓦时，保定市居民用电总功率，根据公式，可得供电时间 并非约12.5h，故D错误。 故选B。 10．B 【详解】A．太阳能电池工作时，是将光能转化为电能，而不是电能转化为光能，故A错误； B．摩擦起电时，通过摩擦做功，将机械能转化为电能，故B正确； C．热水瓶瓶塞跳起时，是瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能，故C错误； D．电风扇工作时，是电能转化为机械能，故D错误。 故选 B。 11．(1)二 (2) 相 粗 (3)磁性 【详解】（1）电能是由其他形式的能源转化而来的，因此属于二次能源。 （2）[1]测电笔检测插座时，发现氖管发光，说明测电笔接触的是相线。 [2]空调的功率比电冰箱大，工作时电流更大，为减少电阻和发热，电源线应更粗。 （3）磁封是利用磁体的磁性来吸附在电冰箱门上的金属部分，从而起到密封的作用。 12． 小 聚变 电磁波 【详解】[1]在保证太阳能无人机外壳具有高强度的同时，为了使无人机更加轻便灵活，需要减轻其自身重量。根据密度公式，在体积相同的情况下，材料的密度越小，质量就越小。所以其外壳采用的是高强度、密度小的碳纤维复合材料制成。 [2]太阳内部时刻都在进行着氢原子核聚变成氦原子核的核聚变反应，在这个过程中会释放出巨大的能量，太阳能电池板就是将太阳能转化为电能，所以太阳能电池板能量源自太阳的核聚变。 [3]地面操控人员与无人机之间是通过电磁波来传递信息的。电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能够满足远距离、实时的信息传输需求。所以地面操控人员与无人机之间是通过电磁波传递信息。 13． 裂变 比热容 【详解】[1]由于核裂变可控，故核电站发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。 [2]用大量的水给反应堆降温，这是因为，相同质量的水和其他液体相比，由于水的比热容比较大，在升高相同温度的情况下，水所吸收的热量多，冷却效果较好。 14． 质子 核裂变 B 【详解】[1]原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。质子的正电荷数决定了元素的种类和原子的化学性质。 [2]目前，核电站都是采用核裂变技术来发电。核裂变是指较重的原子核（如铀核或钚核）在中子的轰击下裂变成较轻的原子核的反应，这个过程会释放出大量的能量。而核聚变虽然也能释放巨大能量，但由于其反应条件极为苛刻，目前还处于研究阶段，尚未实现商业化应用。 [3]不同物质的原子核束缚电子的本领不同，两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领强，它就容易得到电子而带负电。根据图乙中电子转移情况的示意图，B物体得到了电子，那么B物体将带负电。 15．(1) 电磁 磁场 (2) 不可再生 裂变 【详解】（1）[1]电磁波是信息传递的载体，电视信号、无线电通信等均依赖电磁波传播，激动人心的画面也是通过电磁波传递全世界。 [2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 （2）[1]核能通过核燃料获取，核燃料不可在短时间内再生，因此核能属于不可再生能源。 [2]现有核电站通过可控核裂变反应释放核能的，而不是核聚变。 16．(1) 二次 D (2) (3)流速越大的位置，压强越小 (4)见解析 【详解】（1）[1]电动汽车使用的电能无法直接从自然界获取，需通过其他能源（如火力发电、光伏发电等）转化而来，因此属于二次能源。 [2]电动机的核心原理是通电导体在磁场中受到力的作用（即磁场对电流的作用力），电路中必须有电源提供电流，故D选项符合题意。 （2）挡风玻璃可视为平面镜，人眼B看到A点的像A'，是由于A点发出的光经玻璃反射后进入人眼，反射光线的反向延长线交于像点A'，如图所示： （3）流体压强与流速的关系：流体流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。轿车行驶时，天窗前面关闭、后面微开：天窗上方空气流速快，车内空气流速慢，天窗上方压强小于车内压强，形成压强差，推动车内污浊空气从天窗流出，实现“抽气”效果。 （4）电池满电情况下的电能W=UIt=300V×200A×3600s=2.16×108J 需要充的电能W1=(1-20%)W=(1-20%)×2.16×108J=1.728×108J 则给该车从最低电量到充满电所需时间 17．(1) 电能 二次能源 方向 (2)裂变 (3) 100 50 【详解】（1）[1]风力发电是将风的机械能通过电磁感应现象转化为电能。 [2]电能需要消耗其它形式的能才能转化为电能，所以电能属于二次能源。 [3]能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有方向性。 （2）我国核电站利用的重核裂变时放出大量能量，从而带动发电机发电。 （3）[1]太阳能电池板的输出功率为 由得，太阳能电池板10h提供的电能为 [2]热水器正常工作时间为 18．(1) 二次 电源 (2) 【详解】（1）[1]一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，如煤炭、石油、天然气、太阳能等。二次能源是由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，氢能需要通过其他能源制取，例如用水电解制取，所以氢能属于二次能源。 [2]电源是提供电能的装置，用电器是消耗电能的装置。蓄电池在放电时，是将化学能转化为电能，向外部电路提供电能，所以此时蓄电池相当于电源。 （2）①由速度公式可得，汽车行驶的路程为 ②因为氢能源发电时消耗的化学能与等质量氢气完全燃烧放出的热量相同，根据公式可得，氢燃料电池消耗的化学能为 ③根据可得，燃料电池将化学能转化为电能的总量 蓄电池增加的电能 所以氢燃料电池给电动机的电能为总电能减去蓄电池储存的电能，即 学科网（北京）股份有限公司 $