第2章 第4节 核能（上册）-【拓展与培优】2026-2027学年九年级全一册科学同步练习（浙教版·新教材 浙江专版）

九年级 第4节 思维拓展 一、核能及其获得的途径 核外电子：带负电 1.原子结构 原子核：质子：带正电 不带电 2.核能：质子、中子依靠强大的核力紧密地结 合一起，一旦使原子分裂或聚合，就可能释放出惊 人的能量，这就是核能。 3.目前获得核能有两条途径：核裂变、核聚变. 二、核裂变 1.核裂变：把重核分裂成质量较小的核，释放 出核能的反应称为核裂变， 2.核裂变的原理一链式反应：原子核持续裂 变，并释放出大量的核能.如图： 中子 核裂变 3.应用：原子弹、核电站的能量都来源于核 裂变. 三、核聚变（热核反应） 1.核聚变是产生核能的另一种方式.核聚变是 较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种反应. 2.如图所示的是氘核和氚核结合成为氨核的 聚变过程.这种核反应也伴随着释放巨大的能量. 氘核 氟核 氯核 3.利用核聚变反应也能制造核武器.氢弹就是 利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大 的核武器。 4.核聚变需要超高温度，因此核聚变也被称作 热核反应在太阳中，发生的就是热核反应， 四、核电站及核反应堆 1.构成核反应堆是产生核反应的装置，是核电 站的核心核反应堆一般由铀棒（核材料）、减速剂、 控制棒、冷却剂、热交换器和屏蔽物（水泥）等组成. 2.核电站的基本工作原理是这样的：核材料在 全一册 核能 反应堆内部发生核反应产生热量；用石墨或其他材 料制成的减速剂使核反应产生的中子减速以提高 核裂变的效率；控制棒的下部为阻挡中子的材料， 用来控制链式反应的速度，如果希望加快反应速度 就把控制棒拉出来一点，希望降低反应速度则推进 控制棒：冷却剂在反应堆中循环以将热量带入热交 换器；水在热交换器中被加热成为蒸汽以输出用于 推动汽轮机，再带动发电机发电. 3.能量转化过程：核能→水和水蒸气的内能→ 蒸汽轮机的机械能→电能. 4.原子弹和核反应堆内发生的都是核裂变，它 们的区别是：原子弹爆炸时发生的链式反应是不加 控制的；而通过核反应堆，可将链式反应的速度加 以控制，使其平稳地释放出大量核能. 例如图所示是核电站发电流程图，在发电过 程中，下列所述能量转化顺序正确的是 ) 核反应堆 汽轮机 发电机 电 A.核能→化学能→机械能→电能 B.核能→内能→机械能→电能 C.核能→机械能→内能→电能 ● D.核能→内能→化学能→电能 【分析】核电站能量转化过程是：通过核反应 ● 把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动 汽轮机转动，把内能转化为机械能；汽轮机再带动 发电机发电，得到电能， ● ● 巩固练习 A组 1.下列能源中不属于太阳能直接或间接转化 而来的是 ( ) A.水能 B.风能 C.核能 D.煤、石油、天然气 2.2014年5月7日， 厚纸板薄钢板混泥土 南京某公司在探伤作业中可见光一 意外丢失黄豆大小的放射射线 源铱一192，三天后被追回.B射线 铱一192发出的物质能穿 Y射线 透三十多毫米厚的钢板， 这一性质可用于金属内部 105 M 探伤.结合图示可推知，铱一192最有可能发出的是 A.可见光 B.a射线 C.B射线 D.Y射线 3.关于核能的获得，下列说法中正确的是 A.核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释 放出大量核能的装置 B.人类先后实现了核聚变方式和核裂变方式 的核能利用 C.核电站是使核能转化为内能再通过汽轮发 电机转化为电能的装置 D.目前，在核电站的反应堆中发生的是可控制 的核聚变 4.如图所示的是一种核反应的过程，这种核反 应的原理可用于制造 O● +●8 'O● ●O +O 氘核 氚核 氨核中子 A.原子弹 B.氢弹 C.导弹 D.普通炮弹 5.单位质量的下列反应中，释放能量最大的是 A.裂变 B.聚变 C.液氢燃烧 D.差不多 6.关于核反应，下列说法正确的是 ( A.只有裂变才能释放出核能 B.氢弹爆炸是利用裂变释放出核能 C.核反应堆中发生的链式反应是不可以控 制的 D.原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控 制的 7.中科院的全超导的“人造太阳”一托克马 克核聚变试验装置的调试运行成功，使我国在该领 域的研究处于世界前列.氘和氚是核聚变的原料 (氘、氚原子核内都只有1个质子，但含不同数目的 中子)，聚变发生后，氘、氚原子核转变为氨原子核. 根据以上叙述，下列说法正确的是 A.核聚变是化学变化 06 总 B.氘原子和氚原子属于不同元素 C.氘原子和氚原子是氢的两种同位素 D.氘原子和氚原子的相对原子质量相同 8.小强同学在回家的路上，发现停在路边的汽 车上的货物上都贴着奇怪的标志，这些标志表示的 含义是 () A.有毒危险 B.腐蚀品 C.电扇零件 D.放射性物质 9.如图所示是某核动力航空母舰和从它上面 起飞的直升机的示意图那么，下列与物理知识有关 的说法中正确的是 () A.当直升机悬停在航空母舰的上空时，如果以 地面为参照物，它们都是运动的 B.当直升机从航空母舰的甲板上起飞后，航空 母舰浸在大海中的深度将保持不变 C.直升机和航空母舰之间的联系，是通过超声 波或次声波来实现的 D.核动力航空母舰所利用的核能是通过重核 裂变释放的一种能量 10.2015年5月，我国自主三代核电技术“华龙 一号”首堆示范工程—福清核电站5号机组开工 建设，标志着我国核电建设迈进新的时代.下列关于 核能发电说法中，正确的是 () A.目前核电站都是通过核裂变反应来利用 核能 B.原子核分裂时能释放出电能 C.核反应堆中发生的链式反应是不可控的 D.核能是一种可再生清洁能源 11.原子弹与核电站的根本区别是 () A.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变 B.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变 C.原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站 控制裂变的链式反应速率 D.原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站 控制聚变的链式反应速率 (© 九年级 12.如图所示是太阳能LED照明路灯.它主要 由太阳能电池板、LED灯头等部分构成.LED是一 种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直 接转化成 能.太阳能清洁无污染，它是在太 阳内部氢原子核发生 (填“裂变”或“聚 变”)，释放出的核能。 13.获得核能的两条途径： (1)裂变：是质量较大的原子核在中子轰击下 分裂成2个新原子核，并释放能量的过程.发生的是 反应运用这个原理制造的是 (2)聚变：是使2个质量较小的原子核结合成质 量较大的新核，同时释放出能量的过程.聚变又叫 反应. 是根据这个原理制 造的 14.水电站为了更多发电，都建有很高的拦河 坝，这是为了提高水的；核电站中核反应 堆是利用核 (填“聚变”或“裂变”)反应放 出大量能量来发电的；2017年5月18日，中国科学 家在随着各种新能源的开发，发现了“可燃冰”具有 巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全 燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明“可燃 冰”的 很大 B组 15.2011年3月22日媒体报道：日本福岛第一 核电站各机组表面温度都低于100℃，意味着各机 组乏燃料池中有水存在，这就不会发生大的事故如 图所示为核电站发电流程图.下列说法不正确的是 核反应堆 汽轮机 发电机 A.核燃料是不可再生能源，核反应堆是控制链 式反应的装置，核电站发生的是原子核裂变 B.乏燃料池中的水汽化吸热可以降低机组的 温度，蒸汽带动轮机工作 C.蒸汽轮机将核能最终转化为机械能 D.发电机将机械能转化为电能，蒸汽轮机的效 率总是小于1 全一册 16.下面有关“新能源、新材料、电磁波”的多种 说法中，正确的是 () A.纳米技术是研究宇宙中的各类天体运行规 律的宏观技术 B.利用超导体可以制成发热效率极高的发 热管 C.使用无线网卡、3G手机上网都是利用电磁 波传递信息的 D.当前的核电站都是利用核聚变来获取核 能的 17.2011年3月12日福岛第一核电站发生爆 炸事故，日本内阁官房长官枝野幸男称，经过严密 分析，确认爆炸是反应堆封闭容器外的氢气和氧气 混合后发生的，与反应堆内部无关，并非核反应堆 安全壳发生爆炸结合题中信息，利用学过的知识回 答下列问题： (1)核反应堆正常工作时发生的变化是 ,导致福岛第一核电站爆炸的化学方程 式是 ;(2)有关核能发电的以下 说法正确的有： .(可多选) ①目前核废料的处理问题是一个棘手的技术 问题； ②原子经过核裂变反应，反应前后原子的种类 不会改变； ③核裂变过程中有的生成物带有很强的辐··。· 射性； ④这种反应生成物的辐射性，经过低温冷冻处 理即可清除； ⑤核电站发电时能的转化是机械能转化为 电能. 18.一千克高浓度铀被用于为核潜艇或核动力 航母提供能量，相当于380万升的汽油提供的能量 ● (380万升的汽油能够装满边长为15米的正方体). ● 试计算1.5千克高浓度铀完全释放能提供多少能 量.（汽油的热值是4.6×10焦/千克，密度是0.73×。。 103千克/米3) 107R1=R1',即：220V U2 U'2 ×10min=(210V)× R R t1',解得：t1'≈11min. C组 17.(1)由题意可知电梯高6m,电梯与地面夹角 为30°，电梯的运行速度为1m/s,可以计算出电梯的长 sn0一12m,根据速度公式可以计算扶梯将行 度s=6m s=12m=128 人从底端运送到顶端的时间t一。一1ms (2)最大电流下扶梯输送能力为2人/秒：W:= mgh=50kg×10N/kg×2×6m=6000J.电动机输 出的机械功：W电=W言=7500J,P电=7500w. 0.8 (3)P我=Pa-P电=U-P电=2000W,R=P监= 12 3.22. 专题拓展电能知识的实际应用 1.6正 2.3587.5% 3.3由于电流热效应，充电电流越大，单位时 间电池产生的热越多，锂电池寿命越短 4.1)相互的右(2)它飞行的速度是：0=产 120m-=4m/s(3)电动机的额定电压是15V,额定 308 P 30 W 功率为30W,故额定电流：1=元-15V2A (4)W电=15V×5000mA·h=2.7×10J,t= w电-2.7×10JX80%=2160s. P 100W 5.(1)火(2)减少(3)一只白炽灯的使用寿命 为1万小时，则工作4万小时需要4只白炽灯，4只白 炽灯需要的费用：4只×3元/只=12元，白炽灯的功 率P=100W=0.1kW,白炽灯消耗的电能：W=Pt= 0.1kW×40000h=4000kW·h=4000千瓦时，则电 费：0.53元/千瓦时×4000千瓦时=2120元，使用白 炽灯共需要支付费用：12元十2120元=2132元： LED灯的功率P'=5W=0.005kW,LED灯消耗的 电能：W'=P't=0.005kW×40000h=200kW·h= 200千瓦时，则电费：0.53元/千瓦时×200千瓦时= 106元，使用IED灯共需要支付费用：20元+106元 =126元<2132元：故选择LED灯比较经济 6.(1)9.9×10J(2)3A(3)740.7s 7.(1)cb(2)每天10小时，最多连续阴天4 晚，W=Pt=0.01kW×10×4h=0.4kW·h.(3)太 阳能电池板1s产生的电能为：W=Pt1=40W×1s= 40】因为W=P1t1S,所以太阳能电池板的面积S= W 40J P1t1'71000J/(s·m)×1s×0.08 =0.5m. _P=60W=2.5A,w=P1=60W× 8.(1)1==24V 10X3600s=2.16×10J(或0.6kW·h).(2)太阳 能电池板接收到的总功率Pa=800J/(s·m)× 1.25m=1000W,太阳能电池板平均输出功率P出= 100W,所以光电转换效率为：7-P:=100W P出=100W 10%.(3)蓄电池可储存的电能W=(P领一P灯)t= (260×10-3kW-60×10-3kW)×8h=1.6kW·h. ,P氢=Va (4)根据题意有：p=,当风速为5m/s时风力 发电机输出功率P= V金P数，所以最小年发电量约 5 为W=PY=TP'=8×260X103kw× 4000h=406.25kW·h 9.(1)A(2)以底座最左端与地面接触位置为 支点，力矩均为19.2N·m,故不会翻倒.(3)中挡 R1=3002,P箱出=36.8W. 10.(1)已知最大功率P,=1210W,所以正常工 P11210W 作时的最大电流：1-元-220V=5.5A.（2)由 图象可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1= 9min,电动机工作时间t2=2min,豆浆机正常工作做 一次豆浆消耗的电能：W=P1t1+P:t2=1210W× 9×60s+120W×2×60s=667800J.(3)豆浆机 1 1min内消耗的电能W去=2400kw·h×0= 0kW·h=6X10J,豆浆机实际功率：P W多 t 6×10J=1000W,电热管电阻：R=p=1210W U(220V) 60s 402,电路实际电压：U=√PR= /1000W×402=200V. 11.(1)在100℃时，Rr=400,由R=p 2202V 880w=552,R,=R-Rr=552-402=152. (2)在120℃时，R,=1002,电蒸锅的总功率：P= =0Q=440W.3)低于100℃时，Rr的阻值 随温度升高而减小，发热功率会变大，电蒸锅的温度 会升高，超过100℃后，Rr的阻值随温度升高而墙大， 发热功率会变小，电蒸锅的温度会降低，从而实现自 动保温在100℃左右. 第4节核能 例B ·13· 巩固练习 A组 1.C2.D3.C4.B5.B6.D7.C 8.D9.D10.A11.C 12.光聚变 13.裂变和聚变(1)链式原于弹(2)热核 氢弹 14.重力势能裂变热值 B组 15.C16.C 17.(1)核裂变2H+O一2H)(2)①③ 18.1.7×1014焦 第5节能的转化与能量守恒 例1D 例2B 巩固练习 A组 1.D2.D3.C4.B5.D6.A7.C 8.①②③④⑥ 9.(1)化学(2)化学(3)机械 10.(1)势能内能(2)势能(3)化学能内 能势能(4)动能、内能和声能 B组 11.A12.B 13.魔罐又滚了回来弹性势动魔罐滚不 回来 14.(1)小上（2)电磁感应(3)01~3 (4)①风速越大，获得能量越多或风机获得的能量与 风速的三次方成正比②10% 15.(1)小于(2)带电体具有吸引轻小物体的性 质(3)2.548(4)3311.7(5)6减小 第2章培优训练 A组 1.C2.B3.A4.B5.C6.C7.B 8.A9.D10.D11.A 12.动重力势 13.液化粗糙A 14.(1)弹性势(2)C重力势mgl 15.小于1：4 16.(1)便于控制小球的撞击方向（或便于撞准木 块等)(2)速度(3)物体重力势能大小与高度有什 么关系？或重力势能大小与高度的关系 17.(1)10(2)A(3)小灯泡的实际功率太小 (4)小灯泡断路 18.(1)机器狗空载时对地面的压力等于自身重 力，即F=G=mg=12kg×10N/kg=120N,机器狗 120N 空载时对地面的压强：力=。2X0m5X ·14… 10'Pa. (2)机器狗背着铁饼的总重力：G=m'g=(12kg十 1kg)×10N/kg=130N,运动时受到的摩擦力是总重的 0.3倍，机器狗背着铁饼以最大速度返回时受到牵引力 等于阻力，即F'=0.3G=0.3×130N=39N,牵引力做 功的功率：P=F'v=39N×5m/s=195W, (3)充满电的机器狗运送一趟做功：W=F's十 F"=39N×50m+0.3×120N×50m=3750J,机 器狗做功消耗的电能：W'=(1一20%)×50%× U1t=(1一20%)×50%×24V×6A×3600s= w_207306J≈ 207306J,机器狗最多能跑趟：n=W=3750了 55. B组 19.C20.C21.B 22.120.22:1 23.(1)不变(2)增大先增大后减小 24.(1)略(2)小灯泡断路(3)A电压表 0.6(4)20 25.(1)大(2)天平(3)甲，因为乙中还受到细 线与滑轮间阻力影响. 26.(1)35(2)消耗电能、消耗能源、不符合绿色 环保理念、不符合低碳经济潮流、只能遮雨不能遮太 阳、雨极易溅到他人身上、刮大风时雨仍会吹到人身 上、电池耗尽后不能使用等合理即可(3)W=Pt= 80W×30×60s=1.44×105J p (220V)2 27.I)①由p=R得R= 2000W 24.22. ②m=pV=2kg,QR=cm△t=4.2X 103J/kg·℃×2kg×(100℃-20℃)=6.25× 10J,P=W,w= =200×7×103=8.4×10J· t QE×100% 1= 6.72×101×100%=80%. 8.4×10J (2) 220V C组 28.D 29.右（1+) 30.(1)C(2)③2.5V×(12-11) (3)②闭合开关S和S,断开S,保持滑动变阻 器滑片P不动，读出此时电压示数为U1③P额=