第2章 第4节 核能 阶梯训练-2026-2027学年浙教版科学九年级上册

**基本信息** 九上科学第2章第4节核能阶梯训练，分“聚焦科学概念”“升科学素养”“拓展创新能力”三层，题量20:8:6，梯度从概念理解到综合应用再到创新拓展，适配新授课知识巩固与科学观念、思维、态度责任素养培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |聚焦科学概念|核裂变/聚变条件、放射线应用等单一知识点|以选择填空为主，直接考查基础概念，如第1-10题判断放射线利用及核反应类型| |升科学素养|核电站能量转化、核能与环境等综合应用|结合图表分析与计算，如第26题核电站流程图分析，培养科学思维与探究实践| |拓展创新能力|核废料处理、核能发展评价等跨学科问题|含开放论述与复杂计算，如第34题核能发展看法，提升态度责任与创新思维|

九上科学 第2章 第4节 核能 阶梯训练（答案版） ◆聚焦科学概念 1--5 D A B C D 6--10 D D C D B 11--13 D D C 14． 核聚变 3×105 15． 放射性物质 α β γ 放射 16．(1) 核聚变 (2) 内 17．(1) 聚变 (2) 热效应 (3) 2×106 18．(1) 聚变 (2) 2.16×1015 3×108 19．(1) 内能 (2) 乙 20．(1) 不可再生 (2) 1.8×1017 解：(2)由题可知，同等规模的火电站和核电站，核燃料放出的能量与煤燃烧放出的热量是相等的。 Q放＝mq＝6×109千克×3×107焦/千克＝1.8×1017焦，Q吸＝42%×Q放＝42%×1.8×1017焦＝7.56×1016焦， m＝＝＝3.6×1011千克＝3.6×108吨。 (3)节省运输成本，不会产生对环境有影响的气体 ◆升科学素养 21--25 A D C D C 26．(1) 防止放射线泄漏 (2) 液化 放 (3) 比热 27．答：不合理。核电站应用了重核的裂变来释放能量，使用的燃料具有放射性，对人有一定的危害性，但只要合理操作，加强防护是可以避免事故发生的；同时，核电站具有不会污染大气，用量较小，燃料运输方便等优点，对缓解能源危机起到了积极作用。 28．(1) 核聚变 (2) 热传递 (3)解：太阳能热水器接收的太阳能：E＝7×60s×2m2×1000J/（s•m2）＝8.4×105J； 不计热损失，则Q吸＝E＝8.4×105J； 由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：Δt= = = 2℃。 ◆拓展创新能力 29--31 C B D 32．(1) 核聚变 (2) 4.5×107 (3) 跳跃式返回 33．解：(1) 100亿kW·h = 1010×3.6×106J = 3.6×1016J 煤的质量 m = = = 1.2×109 kg = 120万吨 (2) 1kg铀­235全部裂变释放的能量E铀 = 2500吨×3.6×1016J/120万吨=7.5×1013J （或1kg铀­235全部裂变释放的能量 E铀 = 2500×1000kg×3.0×107J/kg = 7.5×1013J） 需要的总核能 Q核 = 3.6×1016J/30% = 1.2×1017J 需要铀235质量 m铀 = = 1600kg (3) 一个铀­235原子的质量为 ×1.993×10-26kg≈3.9×10-25kg， 1kg铀­235的原子个数n = = 2.564×1024 一个铀­235裂变释放的能量E0＝≈2.925×10-11焦。 34．答：看法：核能能量密度高，清洁高效，但存在安全风险和核废料处理难题，应谨慎发展，确保安全。 建议：① 加强核设施的安全设计和监管，采用先进技术（如第四代核电）；② 妥善处理核废料，进行深埋或固化处理；③ 加强国际合作，防止核扩散；④ 提高公众核安全意识，加强应急演练。 学科网（北京）股份有限公司 $ 九上科学 第2章 第4节 核能 阶梯训练 ◆聚焦科学概念 1．目前人类对放射线的利用不包括（ ） A．培育新的优良品种 B．测量物体厚度 C．放射线治疗癌症 D．制造原子弹和氢弹 2．下列关于原子核聚变的说法不正确的是（ ） A．任何两个原子核都可以发生聚变 B．原子核必须在超高温下才能发生聚变 C．大量的氢原子核聚变时会释放出惊人的能量 D．目前人类还不能有效控制原子核聚变 3．进行核裂变的条件是（ ） A．温度必须很高 B．必须用中子轰击 C．必须用质子轰击 D．自发进行 4．下列说法中正确的是（ ） A．原子核在常温下就能发生轻核的裂变 B．太阳的能量来自大量的氖核的裂变 C．核电站内的核反应堆是可控制的铀核裂变 D．目前人类已经建成利用核聚变发电的核电站 5．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 6．已知放射源铱­192发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板，这一性质可用于金属内部探伤，结合图示可推知，铱­192发出的用于金属内部探伤的最有可能是（ ） A．可见光　　 B．α射线 C．β射线　　 D．γ射线 7．下列关于核能的叙述正确的是（ ） A．物质由原子构成，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能 B．人类获得核能只能通过原子核的裂变 C．原子弹和氢弹都是利用了原子核的裂变反应 D．相同质量的铀核发生裂变时释放的核能比煤燃烧释放的能量大得多 8．目前世界各国的核电站中进行的核反应是（ ） A．原子核的聚变 B．热核反应 C．受控链式反应 D．剧烈的裂变反应 9．全球首座第四代核电站——高温气冷堆核电站示范工程在山东正式并网发电。反应堆堆芯采用石墨等耐高温材料，采用氦气进行堆芯冷却和热传导。下列关于高温气冷堆核电站的说法中不正确的是（　　） A．该核电站是利用原子核裂变的原理工作的，因此是可控的 B．使用氦气进行堆芯冷却和热传导，利用了氦气比热容较大的性质 C．采用石墨等耐高温材料可以使反应堆堆芯不会出现因高温而熔毁 D．该核电站发电时的能量转化过程是：核能→机械能→内能→电能 10．“华龙一号”核电站是我国自主研发的，它的核心设备是核反应堆。下列说法中，正确的是（ ） A．核废料对环境没有污染 B．目前是通过裂变反应来释放核能 C．核电站利用化学燃料 D．反应堆中的链式反应是不可控的 11．中国工业能力世界领先。前段时间，江南造船厂发布了全球首型、世界最大的核动力集装箱船船型设计，该船采用钍﹣232熔盐反应堆作为动力来源。其获得核能的途径是（　　） A．轻核裂变 B．轻核聚变 C．重核聚变 D．重核裂变 12．2024年5月25日，我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成。关于核能，下列说法正确的是（　　） A．铀原子核由大量质子和电子构成 B．核电站利用核聚变产生能量 C．核能属于可再生能源 D．核废料应永久存放在专门的场地 13．2025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。下列说法正确的是（　　） A．“人造太阳”利用核裂变获取能量 B．“人造太阳”释放的核能是可再生能源 C．“人造太阳”利用核聚变获取能量 D．“人造太阳”释放的核能可直接转化成电能 14．“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的 (填“核裂变”或“核聚变”)，太阳发出的光以 千米/秒的速度向周围空间传播(不计空气的影响)。 15．如右图所示是 的标志。放射性物质的原子核会向外辐射能量很高的三种射线，分别叫做 射线、 射线和 射线。大剂量 线会对人畜造成很大的伤害，所以在利用核能时必须注意防止这种污染。 16．2025年1月，中国“人造太阳”成功实现1亿摄氏度1066秒的运行时间，创造了世界纪录。 (1)如图所示是模拟“人造太阳”装置中氘、氚原子核在超高温下发生的 （选填“核裂变”或“核聚变”）核反应； (2)“人造太阳”的核反应中，核能主要转化为 能。 17．如图所示，我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置一东方超环（EAST），在1亿度超高温度下运行10秒时间。 (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，会产生很高的热量，原因是电流具有 （选填“热效应”或“磁效应”）。 (3)人造太阳的加热功率为1.2×1012W，利用人造太阳发电的效率为60%，则工作10秒时间，发电量为 kW•h。 18．中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，在1亿度超高温度下运行了近10秒。请回答： (1)其反应原理与太阳类似，通过核 （填“聚变”或“裂变”），释放巨大的核能，核能又转化为内能，从而获得高温。 (2)“人造太阳”加热功率达1×1012W，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 焦，这些电能可供一台功率为2000W的空调连续工作 小时。 19．如图甲所示为核电站发电流程图，请回答下列问题： (1)核电站发电过程中其能量的转化为：核能→ →机械能→电能。 (2)为了形象地描述核能的获得，某同学画了两张利用核能的原理图：图乙和图丙。请判断核电站的“核反应堆”利用了 （填“乙”或“丙”）原理。 20．浙江秦山核电厂扩建项目方家山核电工程2号机组成功并网发电，至此，秦山核电基地现有9台机组全部投产发电，总装机容量达到656.4万千瓦，年发电量约500亿千瓦时，成为目前中国核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地。 (1)核电站是利用核能来发电的，核能是 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)同等规模的火电站每年需要6×106吨的煤炭(q煤炭＝3×107焦/千克)，而核电站每年仅需要50吨核燃料，这些核燃料反应释放出的热量是 焦。这些热量如果有42%被水吸收，则可以使质量为多少吨的水温度升高50℃？[c水＝4.2×103焦/(千克·℃)] (3)目前许多国家都在大力发展核能发电，相比火力发电，其优势是： 。 ◆升科学素养 21．为缓解电力紧张的状况，某省正在加大核电站的建设。下列说法中，正确的是（ ） A．核电站将核能最终转化为电能 B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变 C．核能发电使用的燃料是天然气 D．核电站利用的核能属于可再生能源 22．“嫦娥三号”月球车的多项探测任务中，其中有一项是探测月壤中“氦­3”的含量，为人类提供新的能源物质。下列关于核能的说法正确的是（ ） A．“氦­3”是可控核聚变的发电核燃料，已经被广泛应用于核能发电 B．核聚变时需要持续吸热 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．热核反应需要极高的温度 23．以下是核电站工作情况的方框图，关于方框图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ） A．核反应堆将核能转化为电能 B．蒸汽轮机将机械能转化为内能 C．发电机将机械能转化为电能 D．各种用电器只能将电能转化为内能 24．放射性元素发出的射线在工业、医疗等领域有广泛应用。下列应用中，利用的是γ射线的是（ ） A．给食品杀菌消毒 B．金属内部探伤 C．使种子变异培育新品种 D．以上三种都可以 25．科学家在研究原子核的人工转变时，常用中子轰击原子核，主要原因是（ ） A．中子的质量较小 B．中子的能量较大 C．中子不带电，不受原子核的排斥力 D．中子带正电，容易与原子核结合 26．如图是核电站的原理示意图。第一回路中的水或其他液体用泵压入反应堆，在那里被加热，然后进入热交换器，把热量传给第二回路的水，以后又被泵压回到反应堆里。在热交换器内，第二回路中的水经加热成高温高压蒸汽，送入汽轮机驱动汽轮机，做功后温度和压强都降低，进入冷凝器，最后又由水泵把它压回热交换器，高速旋转的汽轮机带动发电机发电。 (1)在第一回路的核反应堆的外围，有一层厚厚的水泥防护层，其主要作用是 。 (2)冷凝器发生的物态变化是 ，这时水要 热。 (3)在第二回路中，用水作循环液体，原因是水的 较大。 27．俄罗斯的切尔诺贝利核电站事故造成的辐射污染波及了白俄罗斯、俄罗斯及乌克兰的大片领土。各类辐射病、癌症、神经紧张、居民被迫疏散等后续影响还深深地留在人们的心中。有的同学提出，既然核电站有这么大的危害，就不用建造核电站。你认为这种观点合理吗？请提出你的看法并说明理由。 28．小金在项目化学习中，对学校太阳能热水器展开研究。 (1)太阳核心处温度很高，大量氢原子发生 （填“核聚变”或“核裂变”）反应变成氦原子，释放巨大能量。 (2)太阳能热水器接受阳光后水温升高，该过程是通过 的方式改变水的内能。 (3)如图，太阳能热水器接受阳光垂直照射的面积是2m2，每平方米每秒接受到的太阳能为1000焦耳，热水器中水的质量为100千克，垂直照射7min，水的比热为4.2×103焦/（千克•℃）。若不计一切热量损失，水温可以升高多少℃？ ◆拓展创新能力 29．我国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）曾创造世界纪录。关于“人造太阳”，下列说法正确的是（ ） A．反应原理与原子弹相同，都是重核裂变 B．利用的是重核裂变释放能量，燃料是铀235 C．反应原理与太阳内部相同，都是轻核聚变 D．目前该技术已经成熟，并广泛应用于商业核电站 30．关于核废料的处理，下列说法正确的是（ ） A．核废料没有放射性，可以像生活垃圾一样填埋处理 B．核废料具有强放射性，需要深埋或进行特殊的固化处理 C．核废料可以直接倒入大海，利用海水的巨大体积进行稀释 D．核废料燃烧后可以消除放射性，变成无害物质 31．关于放射线的性质和应用，下列说法错误的是（ ） A．α射线电离能力强，但穿透能力弱，一张纸就能挡住 B．β射线穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板 C．γ射线穿透能力最强，能穿透几十厘米厚的混凝土 D．放射线对人体无害，可以随意接触放射源 32．2024年6月2日，嫦娥六号探测器成功着陆月球表面预选着陆区，从月球上采样并顺利返回地球。 (1)月壤中含有丰富的理想能源氦—3。利用氦—3获得原子核能的途径是 ； (2)若上升器飞离月球时，在3×103牛的推力作用下，沿推力方向飞行了1.5×104米，则在该过程中推力做功 焦； (3)返回器返回地球常采用“跳跃式返回”和“直接进入返回”两种方式。返回器采用 方式着陆时的速度更小、热防护要求更低、落点精度便于控制。 33．假设一座核电站的年发电量为100亿千瓦时（kW·h）。 (1)这些电能相当于完全燃烧多少吨标准煤？（标准煤的热值 q = 3.0×107J/kg，1 kW·h = 3.6×106J） (2)如果1kg铀­235(相对原子质量为235)全部裂变释放的能量相当于2500吨标准煤，那么这座核电站一年大约需要消耗多少千克铀­235？（假设核能转化为电能的效率为30%，结果保留整数） (3)请估算一个铀核分裂放出的能量(一个C­12原子的质量为1.993×10-26千克) 34．核能是一把“双刃剑”，既能造福人类，也可能带来灾难。请结合所学知识，谈谈你对核能发展的看法，并提出两条确保核能安全利用的建议。 学科网（北京）股份有限公司 $