2.4 核能（分层作业）科学新教材浙教版九年级上册

**基本信息** 练习以A、B、C组分层设计，覆盖核裂变、核聚变及核电站原理，从基础概念辨析到综合应用再到探究计算，梯度清晰，适配新授课知识巩固与科学素养培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组巩固过关|核裂变和核聚变、核电站工作原理|选择题为主，直接考查基础概念（如核能产生方式、核电站能量转化），夯实科学观念| |B组能力进阶|核反应类型、能量转化及应用|结合“人造太阳”“华龙一号”等情境，考查链式反应、辐射安全等综合知识，培养推理论证能力| |C组思维拔高|核反应模型、能量计算|含模型辨识（如核聚变示意图）和定量计算（如发电量），体现模型建构与探究实践，提升创新思维|

2.4 核能 目 录 A组 巩固过关 知识点1：核裂变和核聚变 知识点2：核电站及其工作原理 B组 能力进阶 C组 思维拔高 核裂变和核聚变知识点1 1．关于核能，下列说法错误的是(　　) A．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 B．太阳内部时刻在进行着核裂变反应 C．原子核裂变或聚变时释放出核能 D．原子弹利用的是核裂变原理制造的 2．2025年1月20日，中国“人造太阳”(EAST)成功创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行。EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。该“人造太阳”（ ） A．利用核聚变获取能量 B．利用核裂变获取能量 C．释放的核能是可再生能源 D．释放的核能可直接转化成电能 3．2025年，中国“人造太阳”(EAST)首次实现1亿摄氏度1066秒的运行，创造了新的世界纪录。EAST核反应的微观模型如图所示，下列说法正确的是（　　） A．核反应前后，原子核没有改变 B．核反应前后，原子的种类发生了改变 C．“人造太阳”发生的核反应属于核裂变 D．“人造太阳”释放的核能可直接转化成电能 核电站及其工作原理知识点2 4．2025年，中国新核准的核电项目以自主三代技术“华龙一号”为主力；同时，全球首座商运的第四代高温气冷堆也已投产。关于核电站，下列说法正确的是（　　） A．核反应堆内发生核聚变 B．核能释放过程中产生的射线对人体没有影响 C．核反应堆内发生链式反应 D．核电站的能量转化是：核能-机械能-热能-电能 5．核电站在发电时，能量转化的过程是（　　） A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．内能→机械能→核能→电能 D．电能→机械能→内能→核能 6．中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年 9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无须耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是(　　) A．钍基熔盐堆不产生核废料 B．钍基熔盐堆需要大量水作为冷却剂，因此不可以建在内陆 C．钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低 D．钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量 7．如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ） A．该模型表示的是核聚变 B．该反应不会产生放射性物质 C．不能用该反应获得能量的方式来发电 D．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应 8．2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有一个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的(　　) A．氢(H) B．氦(He) C．铀(U) D．钚(Pu) 9．下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是(　　) A．通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成 B．放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害 C．目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 D．核聚变的原料"铀"在地球上的储量非常有限 10．任何事物都具有两面性，我们要学会辩证地看问题。下列有关核能的说法正确的是 (　　) A．无污染的太阳能是核聚变释放的能量，所以核聚变不会有污染 B．用核裂变释放的能量来发电的核电站很安全，所以使用核能无任何风险 C．核燃料裂变后的核废料是一种污染物 D．核电站一般选址在沿海，是因为可以将核反应后的废弃物排入海里 11． 发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图所示为核电站的工作流程图，下列关于流程中各装置的能量转化，正确的是 (　　) A．核反应堆：核能转化为机械能 B．蒸汽轮机：机械能转化为内能 C．发电机：电能转化为机械能 D．应用：电能转化为化学能 12．下列说法正确的是（　　） A．重核裂变时放出能量，而轻核聚变时吸收能量 B．轻核聚变必须在很高的温度下才能进行 C．氢弹是利用轻核聚变制成的，因此它的威力比原子弹小 D．人类制成了原子弹，从而实现了用人工方法控制链式反应的速度，和平利用核能 13．2025年10月1日，我国首部紧凑型聚变能实验装置BEST完成底部安装，标志着我国在实现核能发电的道路上又迈出重要一步。 （1）如图为核聚变示意图的是　 　(填“甲”或“乙”)。 （2）上图模型中白色“○”代表　 　(填“质子”或“中子”)。 14．如图为我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置————东方超环(EAST)，在 1 亿度超高温度下运行10s时间。 （1）东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核　 　(选填“聚变”或“裂变”)释放出巨大的能量。 （2）核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，而要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，但是线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很多的热量，此过程是通过　 　(选填“做功”或“热传递”)的方式使线圈内能增加的。 （3）人造太阳的加热功率为1.2×10¹2W，若利用人造太阳发电的效率为60%，则工作10s时间，发电量为 　 　kW·h。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.4 核能 目 录 A组 巩固过关 知识点1：核裂变和核聚变 知识点2：核电站及其工作原理 B组 能力进阶 C组 思维拔高 核裂变和核聚变知识点1 1．关于核能，下列说法错误的是(　　) A．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 B．太阳内部时刻在进行着核裂变反应 C．原子核裂变或聚变时释放出核能 D．原子弹利用的是核裂变原理制造的 【答案】B 【解析】 A、核电站的原本是可控的核裂变，故A正确 ，不符合题意； B、太阳内部不断发生的是氢核聚变，不是核裂变，故B错误，符合题意； C、无论是重核裂变还是氢核聚变都会释放出大量的能量，故C正确，不符合题意； D、原子弹是通过不可控的链式裂变反应（如铀或钚的裂变）瞬间释放能量的，故D正确，不符合题意。 2．2025年1月20日，中国“人造太阳”(EAST)成功创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行。EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。该“人造太阳”（ ） A．利用核聚变获取能量 B．利用核裂变获取能量 C．释放的核能是可再生能源 D．释放的核能可直接转化成电能 【答案】A 【解析】 A、EAST 利用氘、氚原子核在超高温下结合成氦原子核，属于核聚变，利用核聚变获取能量，故该选项正确。 B、核裂变是重原子核分裂的过程，与题干中轻原子核结合的过程不符，故该选项错误。 C、核能消耗后不能在短时间内再生，属于不可再生能源，故该选项错误。 D、核聚变释放的核能需要经过多次能量转化才能得到电能，不能直接转化为电能，故该选项错误。 3．2025年，中国“人造太阳”(EAST)首次实现1亿摄氏度1066秒的运行，创造了新的世界纪录。EAST核反应的微观模型如图所示，下列说法正确的是（　　） A．核反应前后，原子核没有改变 B．核反应前后，原子的种类发生了改变 C．“人造太阳”发生的核反应属于核裂变 D．“人造太阳”释放的核能可直接转化成电能 【答案】B 【解析】 AB、由图可知，反应前是氢核，反应后转化为氦核，原子核发生改变，可知原子种类发生改变，故A错误，B正确； C、由图可知，两个氢核转化为一个氦核，属于核聚变反应，故C错误； D、核反应中，核能先转化为内能，再将内能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能，故D错误。 核电站及其工作原理知识点2 4．2025年，中国新核准的核电项目以自主三代技术“华龙一号”为主力；同时，全球首座商运的第四代高温气冷堆也已投产。关于核电站，下列说法正确的是（　　） A．核反应堆内发生核聚变 B．核能释放过程中产生的射线对人体没有影响 C．核反应堆内发生链式反应 D．核电站的能量转化是：核能-机械能-热能-电能 【答案】C 【解析】 A、核反应堆内发生的是核裂变，而非核聚变，核聚变目前尚未用于商业核电站发电，故该选项错误。 B、核能释放过程中产生的射线具有放射性，过量照射会对人体造成伤害，故该选项错误。 C、核反应堆内通过可控的链式核裂变反应释放核能，故该选项正确。 D、核电站的能量转化顺序是：核能→热能→机械能→电能，而非核能→机械能→热能→电能，故该选项错误。 5．核电站在发电时，能量转化的过程是（　　） A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．内能→机械能→核能→电能 D．电能→机械能→内能→核能 【答案】B 【解析】根据图片可知， 核反应堆通过核裂变释放核能，将水加热成高温高压的蒸汽（内能）。 高温高压蒸汽推动汽轮机转动，将内能转化为机械能。 汽轮机带动发电机旋转，将机械能转化为电能。 故B正确，而ACD错误。 6．中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年 9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无须耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是(　　) A．钍基熔盐堆不产生核废料 B．钍基熔盐堆需要大量水作为冷却剂，因此不可以建在内陆 C．钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低 D．钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量 【答案】D 【解析】 A、由“钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少”可知，钍基熔盐堆会产生核废料，故A错误； B、由“使用氟化盐作为冷却剂无须耗费大量水资源”可知， 基熔盐堆不需要大量水作为冷却剂，因此可以建在内陆，故B错误； C、由“热转换效率高”可知，钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆要高，故C错误； D、由“中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术：可知，钍基熔盐 堆是利用核裂变放出的能量，故D正确。 7．如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ） A．该模型表示的是核聚变 B．该反应不会产生放射性物质 C．不能用该反应获得能量的方式来发电 D．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应 【答案】D 【解析】 A.该模型表示重核受到撞击分裂为轻核，因此是核裂变，故A错误； B.过程中产生的氪原子具有放射性，故B错误； C.可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，故C错误； D.该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，故D正确。 8．2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有一个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的(　　) A．氢(H) B．氦(He) C．铀(U) D．钚(Pu) 【答案】A 【解析】核聚变是将质量较小的原子核转化为质量较大的原子核即将氢原子核转化为氦原子核的过程，可知材料是氢。 9．下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是(　　) A．通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成 B．放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害 C．目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 D．核聚变的原料"铀"在地球上的储量非常有限 【答案】B 【解析】 A、原子核是由质子和中子组成的，质子和中子是由更小的微粒夸克组成的，因此该选项错误； B、放射性在治疗肿瘤方面有着重要的应用，但是过量的辐射对人体是有危害的，有时住往需经20年以后，一些症状才会表现出来，因此该选项正确； C、核电站是利用核裂变的链式反应释放的核能来发电的，不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染，该选项错误； D、铀在地壳中的含量很高，比汞、铋、银要多得多，但由于提取铀的难度较大，只有沥青铀矿和钾钒铀矿两种常见的矿床，另外铀是核裂变的原料，不是核聚变，故该选项错误。 10．任何事物都具有两面性，我们要学会辩证地看问题。下列有关核能的说法正确的是 (　　) A．无污染的太阳能是核聚变释放的能量，所以核聚变不会有污染 B．用核裂变释放的能量来发电的核电站很安全，所以使用核能无任何风险 C．核燃料裂变后的核废料是一种污染物 D．核电站一般选址在沿海，是因为可以将核反应后的废弃物排入海里 【答案】C 【解析】 A.无污染的太阳能是核聚变释放的能量，所以核聚变会有污染； B.用核裂变释放的能量来发电的核电站很安全，所以使用核能有风险，有些核能不可控，B错误； C.核燃料裂变后的核废料是一种污染物； D.核电站一般选址在沿海，是因为海边地区提供了更广阔的空间用于布局，有助于降低事故对周围环境和居民的影响，同时大海作为额外的安全屏障，可以减缓核反应的速度并减轻潜在的危险。此外，海边地区通常地势较低，便于在紧急情况下疏散，降低了应对事故的难度。 11． 发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图所示为核电站的工作流程图，下列关于流程中各装置的能量转化，正确的是 (　　) A．核反应堆：核能转化为机械能 B．蒸汽轮机：机械能转化为内能 C．发电机：电能转化为机械能 D．应用：电能转化为化学能 【答案】D 【解析】 A. 核反应堆：核能转化为热能，A错误； B. 蒸汽轮机：内能转化为内机械能，B错误； C. 发电机：机械能转化为电能，C错误； D. 应用：电能转化为化学能，D正确。 12．下列说法正确的是（　　） A．重核裂变时放出能量，而轻核聚变时吸收能量 B．轻核聚变必须在很高的温度下才能进行 C．氢弹是利用轻核聚变制成的，因此它的威力比原子弹小 D．人类制成了原子弹，从而实现了用人工方法控制链式反应的速度，和平利用核能 【答案】B 【解析】 A.无论核裂变还是核聚变，都向外释放大量能量，故A错误； B.轻核聚变必须在很高的温度下进行，故B正确； C.氢弹的威力远远大于原子弹，故C错误； D.原子弹利用的是不可控链式反应，故D错误。 13．2025年10月1日，我国首部紧凑型聚变能实验装置BEST完成底部安装，标志着我国在实现核能发电的道路上又迈出重要一步。 （1）如图为核聚变示意图的是　 　(填“甲”或“乙”)。 （2）上图模型中白色“○”代表　 　(填“质子”或“中子”)。 【答案】（1）甲 （2）中子 【解析】 （1）甲：两个较小的原子核结合成一个较大的原子核，模拟的是核聚变过程； 乙：一个较大的原子核分裂成两个较小的原子核，则属于核裂变。 （2）核聚变时用中子去撞击一个较大的原子核，可知“○”代表的是中子。 14．如图为我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置————东方超环(EAST)，在 1 亿度超高温度下运行10s时间。 （1）东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核　 　(选填“聚变”或“裂变”)释放出巨大的能量。 （2）核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，而要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，但是线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很多的热量，此过程是通过　 　(选填“做功”或“热传递”)的方式使线圈内能增加的。 （3）人造太阳的加热功率为1.2×10¹2W，若利用人造太阳发电的效率为60%，则工作10s时间，发电量为　 　kW·h。 【答案】（1）聚变 （2）做功 （3） 【解析】 （1）太阳内部能量释放是通过核聚变，东方超环能量产生原理与太阳类似，可知也是通过原子核的聚变释放能量的。 （2）通过电流做功，将电能转化为内能，可知是通过做功的方式使线圈内能增加的。 （3） 工作10s时间，发电量为。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $