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** 初中科学“核能”同步练采用A/B/C三层设计，以基础巩固为核心，通过生活情境与前沿科技案例构建从单一知识点到综合应用的进阶路径，培养科学观念与探究实践能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A基础达标|放射性防护、核裂变/聚变区别、核电站能量转化|以“华龙一号”等真实案例设题，通过选择、填空题夯实科学观念| |B能力提升|核能应用与安全、跨学科能量计算|结合福岛核事故等情境分析，强化科学思维与问题解决能力| |C拓展培优|核聚变原理、前沿科技应用|引用“人造太阳”“羲和号”等中考真题，提升探究实践与态度责任|

2.4 核能（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、放射性及其防护 二、核裂变 三、核聚变 四、核电站与核能利用 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、放射性及其防护 1．（2026·浙江绍兴新昌县·期末）2026年1月，漳州核电2号机组正式商运，该机组采用我国自主研发的第三代核电技术华龙一号。 （1）如图为华龙一号四道实体安全屏障之一——安全壳的组成部分，可将因　　　　　　　　　　　　（填“核聚变”或“核裂变”）反应过程中产生的放射性物质牢牢封存在安全壳内。 （2）核电站内会根据放射性风险等级，在对应区域设置规范的放射性物质警示标志，该标志为____________（填字母）。 A.  B.  C.  2．（25-26·浙江金华婺城区·期末）“华龙一号”是由我国自主设计和研发的、具有先进压水堆核电技术的核电站。其单台机组年发电量近100亿千瓦时。下列关于该核电站的分析正确的是（        ） A. 核电站是利用核聚变产生的能量发电的 B. “100亿千瓦时”是指发电机的发电功率 C. 核电站的能量转化为：核能→内能→机械能→电能 D. 核废料的放射性会在短期内自然消失，可直接排放至环境中 3．（25-26·浙江台州临海·期末）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 二、核裂变 4．（25-26·浙江台州椒江区·期末）2025年5月，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆实现连续安全稳定运行1000天，持续稳定输送清洁电能超370亿度。下列有关核电站的描述错误的是（        ） A. 能将核能转化为电能 B. 核反应堆通过核聚变释放核能 C. 产生的核废料具有放射性 D. 消耗燃料少，可以大大减少燃料的运输量 5．（25-26·浙江台州黄岩·期末）位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站，是我国首座自主设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（        ） A. 核电站发生的能量转化过程为：核能→机械能→内能→电能 B. 核电站常建在海边，主要是因为水的比热容较大有利于冷却 C. 秦山核电站利用核聚变反应为电站提供能量 D. 过量的核辐射不会对人体和动物的组织造成损伤 6．（25-26·浙江金华永康·期末）（1）12月8日太阳活动区AR14298爆发X1.1级耀斑，对地球磁场产生干扰。太阳活动所释放的能量来源于太阳内部的　　　　　　（填“核裂变”或“核聚变”）； （2）研究发现，晒太阳有利于补钙，能促进青少年的生长发育。补钙属于补充七大营养素中的　　　　　　。 7．（2026·浙江杭州萧山区萧山城区）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 8．（2026·浙江丽水）利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。目前用于发电的核能来自（　　） A. 化学反应产生 B. 原子核放射性产生 C. 原子核聚变产生 D. 原子核裂变产生 三、核聚变 9．（25-26·浙江衢州衢江区·期末）如图甲是中国“人造太阳”东方超环在2025年实现了1亿摄氏度、1066秒稳定运行，其反应原理与太阳类似，通过　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大核能，其过程可用　　　　　　　　（选填“乙”或“丙”）所示的核反应表示。相比之下，另一种核能发电技术，反应后的废料往往具有　　　　　　　　性，需要严格密封等安全处置。 10．（25-26·浙江金华东阳吴宁联考）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 11．（25-26·浙江台州路桥区·期末）2025年10月1日，我国首部紧凑型聚变实验装置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”）。 12．小明在项目化学习中，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）当太阳光线与太阳能热水器垂直时效果最好。如图所示，为了达到最好的集热效果，从冬季进入夏季时可以将图中的角a逐渐　　　　　　。（选填“变大”或“变小”） （3）太阳能热水器接受阳光垂直照射的面积是2平方米，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7分钟，水的比热为焦/（千克·℃）。若不计一切热量损失，水温可以升高　　　　　　℃。 13．（25-26·浙江嘉兴·期末）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。 四、核电站与核能利用 14．（25-26·浙江湖州吴兴区·期末）目前世界上很多国家把核能发电当做解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识，正确的是（        ） A. 为了解决能源危机，应该在全球大范围建造核电站 B. 目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 C. 核反应会产生放射性物质，需要做好防护措施 D. 任何原子内部都有原子核，所以利用任何物质都能获得核能 15．（2026·浙江杭州拱墅区2025学年第一学期·期末）阅读下列科技资料，回答问题： 资料1：2025年1月20日，中国科学院的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造了在1亿摄氏度以上温度下，实现稳态高约束等离子体运行千秒量级的世界纪录，为未来“人造太阳”的能源应用奠定了重要基础。 资料2：2026年1月1日，我国“华龙一号”漳州核电一期工程全面建成投产。该核电站单台机组年发电量可达100亿度，可减少二氧化碳排放约816万吨，相当于每年减少标准煤消耗超300万吨。 （1）全超导托卡马克实验装置中发生的核聚变　　　　　　　　（选填“是”或“不是”）化学变化。 （2）“华龙一号”漳州核电站是通过　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）释放核能的。 （3）下列关于核能利用的说法中，正确的是          。 A. 目前核电站的能量转化过程可概括为：核能→内能→机械能→电能 B. 目前我国消耗的电能，绝大多数来自核能发电 C. 受控核聚变技术已完全成熟，可立即进行大规模商业发电 D. 核裂变和核聚变在应用过程中都须采取严密措施，防止放射性物质泄漏 16．（25-26·浙江舟山·期末）2025年我国自主三代核电“华龙一号”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。下列有关说法正确的是（     ） A. 核电站利用核反应堆通过可控核聚变释放核能 B. 核电站的核反应堆可以将核能直接转化为电能 C. 通过技术升级可以使核能利用率提升到100% D. 核废料有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 17．（25-26·浙江义乌）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”利用了哪个原理。　　　　　　　　（填“乙”或“丙”）。 18．（25-26·浙江杭州·月考）“铀（元素符号为U）”是存在于自然界中的一种稀有化学元素，最常见的两种同位素为U-235和U-238，其中U-235具有放射性，可用于核电站发电。目前从铀矿中提取U-235的主要方法是“气体扩散法”，即让两种原子处于气体状态，利用U-235原子和U-238原子运动速度略有不同而逐渐分离。分离次数越多U-235的浓度就越大。受2011年发生的大地震及海啸影响，日本福岛第一核电站1至3号机组堆芯熔毁，储存了125万吨核污水。日本政府于2023年8月24日开始将福岛核电站的核污水排放至太平洋。请根据以上信息分析： （1）U-235和U-238在原子结构上的主要区别是　　　　　　　　。 （2）用气体扩散法分离U-235和U-238的方法，属于　　　　　　　　（选填“物理变化”、“化学变化”、“原子核裂变”）。 （3）如图是核电站的工作原理图，核电站在发电的过程中，能量的转化过程为________。 A. 核能→机械能→内能→电能 B. 核能→内能→机械能→电能 C. 核能→电能→内能→机械能 D. 核能→电能→机械能→内能 （4）在机组反应堆芯中的锆合金Zr能与水蒸气反应，产生ZrO2和一种可燃性气体，其反应方程式为　　　　　　　　。 【B 能力提升题】 19．（25-26·浙江杭州）核能和太阳能是两种被广泛使用的新能源。在核能使用的历史上，出现过很多触目惊心的核事故，2011年3月11日，日本发生里氏9.0级地震，继发生海啸，该地震导致福岛核电站受到严重的影响。2023年8月24日，日本福岛核电站产生的含有放射性物质的废水排入太平洋。核废水可能会对海洋生态环境造成影响，我国启动长期监测机制及寻求可靠处置技术降低放射性物质对于人体健康、环境等影响。 （1）核电站是利用原子核发生的核　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”）产生的核能来发电的； （2）放射性物质引起生物体内遗传物质的变化，该变化　　　　　　（选填“可”或“不可”）遗传给下一代； （3）科学家发现一种新型隐球菌体内的黑色素能吸收核辐射并转化为能够自身利用的化学能，帮助自己生长。这种新型隐球菌的细胞中无叶绿体，有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核。该新型隐球菌与下列________的细胞结构最相似； A. 大肠杆菌 B. 酵母菌 C. 草履虫 D. 衣藻 （4）太阳能的使用更加贴近我们的日常生活。比如2023年杭州亚运会期间，奥体中心主体育馆采用绿色能源——由10万块单晶双面光伏组成的太阳能发电系统为场馆供电。每一块单晶双面光伏组件，日均发电。太阳能发电系统每日产生的电可供1万只额定功率为10W的节能灯正常工作　　　　　　h，若这些能量全部由热值为的焦炭完全燃烧获得，则需　　　　　　kg焦炭。 20．（2026·浙江温州八校2025学年第二学期返校检测试卷科学）太阳能发电的新型发电方式——光热发电，改造成一个智能公园的供能系统。 （1）太阳内部发生的核反应类似于图中的　　　　　　　　。（选填“A”或“B”） （2）蒸汽发生器中水吸收热量汽化后，推动汽轮发电机工作，该过程相当于汽油机中的　　　　　　　　冲程。 （3）若现在蒸汽发生器内盛有100千克温度为20℃的水，热盐罐作用下水温升高到100℃，则这些水吸收的热量为　　　　　　　　。[焦/（千克·℃）] 21．（2026·浙江温州文成县·二模）我国“人造太阳”突破关键技术，实现1亿摄氏度稳态运行约17分钟，位居世界前列。其原理是将氘原子、氚原子在超高温、超高压环境中电子脱离，氘核、氚核高速运动、碰撞发生核反应（如图），同时释放巨大能量。下列说法正确的是（        ） A. 图中表示质子 B. 该核反应属于核裂变 C. 氘原子、氚原子属于同种元素 D. 氘原子、氚原子的中子数相同 22．（25-26·浙江杭州育才·月考）如图所示是我国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站—高温气冷堆核电站发电的流程图，核电站中的核反应堆是通过可控的　　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）释放核能的设备，核反应堆的“水冷却系统”是通过　　　　　　　　（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能的。 【C 拓展培优题】 23．（2022·浙江湖州·中考真题）2021年10月14日，“羲和号”探日卫星顺利升空，实现了我国太阳探测零的突破。 （1）太阳是一颗　　　　　　　　　　　（选填“恒星”或“行星”）。 （2）太阳的巨大能量是内部　　　　　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）产生的。 （3）“羲和号”运行在距离地面大约517公里的太阳同步轨道上。如果你是“羲和号”的设计师，根据其工作环境，设计时需要考虑哪些方面？　　　　　　　　　　　 24．（2022·浙江宁波·中考真题）1964年10月16日，我国第一颗原子弹爆炸成功！2003年10月16日，我国首次载人航天飞行圆满成功！2021年10月16日，神舟十三号发射圆满成功！为此，人民日报发了一条微博——“跨越时空的同一天”。 （1）如图是地球公转示意图。10月16日，地球位于图中　　　　　　　　　　　（填字母）点附近。 （2）核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，其中原子弹爆炸时核能是通过　　　　　　　　　　　的途径释放。 25．（25-26·浙江丽水·期中）能源是社会发展的基石。目前人类发电方式多样，从探索中的核聚变发电到高空风能发电，科技的进步不断拓展着能源的边界。请结合所学科学知识，回答下列问题： （1）发电机工作的原理是_________； A. 电磁感应 B. 电流周围存在磁场 C. 通电导体在磁场中受到力的作用 （2）核聚变反应（图甲）中，质子数和中子数保持不变。氘核与氚核在超高温下发生聚变，聚合成氦核，并释放出一个　　　　　　　　　和巨大的能量； （3）2025年9月，世界最大浮空风电装置（图乙）在新疆完成测试。它的气囊体积为2×104米3，内部装有密度为0.18千克/米3的氨气，则氨气的质量为　　　　　　　　　千克。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.4 核能（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、放射性及其防护 二、核裂变 三、核聚变 四、核电站与核能利用 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、放射性及其防护 1．（2026·浙江绍兴新昌县·期末）2026年1月，漳州核电2号机组正式商运，该机组采用我国自主研发的第三代核电技术华龙一号。 （1）如图为华龙一号四道实体安全屏障之一——安全壳的组成部分，可将因　　　　　　　　　　　　（填“核聚变”或“核裂变”）反应过程中产生的放射性物质牢牢封存在安全壳内。 （2）核电站内会根据放射性风险等级，在对应区域设置规范的放射性物质警示标志，该标志为____________（填字母）。 A.  B.  C.  【答案】（1）核裂变     （2）B      【详解】(1)小问详解： 目前商业运转中的核能发电厂都是利用核裂变反应而发电，“华龙一号”也不例外。 (2)小问详解： A．图中的标志是易燃物标志，故A不符合题意； B．图中的标志是放射性物质警示标志，故B符合题意； C．图中的标志是爆炸物标志，故C不符合题意。 故选B。 2．（25-26·浙江金华婺城区·期末）“华龙一号”是由我国自主设计和研发的、具有先进压水堆核电技术的核电站。其单台机组年发电量近100亿千瓦时。下列关于该核电站的分析正确的是（        ） A. 核电站是利用核聚变产生的能量发电的 B. “100亿千瓦时”是指发电机的发电功率 C. 核电站的能量转化为：核能→内能→机械能→电能 D. 核废料的放射性会在短期内自然消失，可直接排放至环境中 【答案】C 【详解】A．核电站利用可控核裂变释放的能量发电，不是利用核聚变，故A错误； B．千瓦时是电能的单位，“100亿千瓦时”表示该机组一年的发电量，不是发电功率，故B错误； C．核裂变释放的核能先转化为内能，蒸汽推动汽轮机转化为机械能，发电机再将机械能转化为电能，故C正确； D．核废料在较长时间内仍具有放射性，必须进行专门处理和安全储存，不能直接排放到环境中，故D错误。 故选C。 3．（25-26·浙江台州临海·期末）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 【详解】核电站的核反应堆发生的是裂变反应，核电站发电的能量转化形式是核能→内能→机械能→电能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 二、核裂变 4．（25-26·浙江台州椒江区·期末）2025年5月，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆实现连续安全稳定运行1000天，持续稳定输送清洁电能超370亿度。下列有关核电站的描述错误的是（        ） A. 能将核能转化为电能 B. 核反应堆通过核聚变释放核能 C. 产生的核废料具有放射性 D. 消耗燃料少，可以大大减少燃料的运输量 【答案】B 【详解】A．核电站利用核反应释放的能量，经一系列能量转化最终获得电能，故A正确； B．目前核电站反应堆主要利用可控核裂变释放核能，不是核聚变，故B错误； C．核反应产生的核废料具有放射性，需要妥善处理，故C正确； D．核燃料的能量密度高，消耗的燃料质量少，可减少燃料运输量，故D正确。 由于题目要求选择错误的，故选B。 5．（25-26·浙江台州黄岩·期末）位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站，是我国首座自主设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（        ） A. 核电站发生的能量转化过程为：核能→机械能→内能→电能 B. 核电站常建在海边，主要是因为水的比热容较大有利于冷却 C. 秦山核电站利用核聚变反应为电站提供能量 D. 过量的核辐射不会对人体和动物的组织造成损伤 【答案】B 【详解】A．核电站的正确能量转化顺序是：核裂变释放的核能先转化为冷却剂的内能，再通过蒸汽推动汽轮机将内能转化为机械能，最后汽轮机带动发电机把机械能转化为电能，即核能→内能→机械能→电能，故A错误； B．水的比热容大，相同质量的水升高相同温度时可以吸收更多热量，冷却效果优异，核电站建在海边可以利用大量海水为反应堆降温，这是核电站选址在海边的主要原因之一，故B正确； C．目前人类投入商用的核电站都是利用可控的核裂变反应获取能量，核聚变的可控技术还未成熟应用，秦山核电站也属于核裂变电站，故C错误； D．过量的核辐射会破坏生物的细胞、遗传物质，会对人体和动物的组织造成严重损伤，甚至引发放射病、癌变等严重后果，故D错误。 故选B。 6．（25-26·浙江金华永康·期末）（1）12月8日太阳活动区AR14298爆发X1.1级耀斑，对地球磁场产生干扰。太阳活动所释放的能量来源于太阳内部的　　　　　　（填“核裂变”或“核聚变”）； （2）研究发现，晒太阳有利于补钙，能促进青少年的生长发育。补钙属于补充七大营养素中的　　　　　　。 【答案】（1）核聚变     （2）无机盐      【详解】(1)小问详解： 太阳内部时刻进行着氢原子核聚变成氦原子核的核聚变反应，这是太阳能量的来源，所以太阳活动所释放的能量来源于太阳内部的核聚变。 (2)小问详解： 人体所需的七大营养素包括糖类、脂肪、蛋白质、维生素、水、无机盐、膳食纤维，其中钙属于无机盐类，因此补钙属于补充七大营养素中的无机盐。 7．（2026·浙江杭州萧山区萧山城区）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 【答案】D 【详解】钍-232熔盐反应堆是可控核动力堆，获得核能的途径是重核裂变，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．（2026·浙江丽水）利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。目前用于发电的核能来自（　　） A. 化学反应产生 B. 原子核放射性产生 C. 原子核聚变产生 D. 原子核裂变产生 【答案】D 【详解】目前核电站是利用核裂变释放的核能来发电的，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 三、核聚变 9．（25-26·浙江衢州衢江区·期末）如图甲是中国“人造太阳”东方超环在2025年实现了1亿摄氏度、1066秒稳定运行，其反应原理与太阳类似，通过　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大核能，其过程可用　　　　　　　　（选填“乙”或“丙”）所示的核反应表示。相比之下，另一种核能发电技术，反应后的废料往往具有　　　　　　　　性，需要严格密封等安全处置。 【答案】① 核聚变    ② 丙    ③ 放射 【详解】“人造太阳” 模拟太阳的能量产生方式，太阳内部发生核聚变（轻原子核聚合为重原子核）；乙图：中子轰击铀 - 235，属于核裂变；丙图：氘、氚两个轻核结合成氦核，属于核聚变，所以选丙；核能发电站利用核裂变，核裂变产生的核废料具有放射性，必须妥善封存处理，防止辐射污染。 10．（25-26·浙江金华东阳吴宁联考）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 【答案】C 【详解】ABC．人造太阳是利用氘、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，所以是利用核聚变释放出的巨大核能，氘、氚短期内不能再生，所以核能属于不可再生能源，故C正确，AB错误； D．核聚变产生的核能首先转化为内能，再通过热机转化为机械能，最终驱动发电机发电。这一过程涉及核能→内能→机械能→电能的逐级转换，无法实现直接电能生成，故D错误。 故选C。 11．（25-26·浙江台州路桥区·期末）2025年10月1日，我国首部紧凑型聚变实验装置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      【详解】(1)小问详解： 核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，核裂变是一个较重的原子核分裂成几个较轻的原子核； 甲图是轻原子核聚合，属于核聚变；乙图是重原子核分裂，属于核裂变；如图为核聚变示意图的是甲。      (2)小问详解： 在甲图中，氘核和氚核在超高温下结合成新的原子核——氦核，同时释放出一个中子；在乙图中，用中子轰击铀235，使其发生裂变，同时释放出三个中子；因此在核反应模型里，白色的“○”代表中子。 12．小明在项目化学习中，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）当太阳光线与太阳能热水器垂直时效果最好。如图所示，为了达到最好的集热效果，从冬季进入夏季时可以将图中的角a逐渐　　　　　　。（选填“变大”或“变小”） （3）太阳能热水器接受阳光垂直照射的面积是2平方米，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7分钟，水的比热为焦/（千克·℃）。若不计一切热量损失，水温可以升高　　　　　　℃。 【答案】① 核聚变    ② 变小    ③ 2 【详解】（1）[1]核反应包括核裂变和核聚变，太阳核心处温度很高，是因为大量氢原子发生核聚变反应变成氦原子，释放巨大能量。    （2）[2]当太阳光线与太阳能热水器垂直时效果最好。从冬季进入夏季时，太阳相对于地平线的高度变高，因此，为了达到最好的集热效果，可以将图中的角a逐渐变小。 （3）[3]太阳能热水器接收的太阳能 E=7×60s×2m2×1000 J/(m2⋅s)=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 13．（25-26·浙江嘉兴·期末）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。 【答案】（1）核聚变     （2）内能、光能      【详解】(1)小问详解： “人造太阳”主要是让氘、氚原子核在超高温下发生核聚变，释放巨大的核能。 (2)小问详解： 核聚变反应中，是核能转化为内能、光能。 四、核电站与核能利用 14．（25-26·浙江湖州吴兴区·期末）目前世界上很多国家把核能发电当做解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识，正确的是（        ） A. 为了解决能源危机，应该在全球大范围建造核电站 B. 目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 C. 核反应会产生放射性物质，需要做好防护措施 D. 任何原子内部都有原子核，所以利用任何物质都能获得核能 【答案】C 【详解】A．核电站建设对技术、安全防护、地质条件等要求极高，大范围盲目建造会带来核泄漏等重大安全隐患，因此不能为解决能源危机就全球大范围建造核电站，故A错误； B．目前人类可控的核发电技术是利用核裂变释放的能量，核聚变还未实现可控的商业化发电，故B错误； C．核反应过程会产生具有放射性的核废料，会对人体和环境造成伤害，必须做好专门的防护措施，故C正确； D．虽然所有原子都有原子核，但只有特定的核燃料发生可控核反应时才能被人类利用获取核能，故D错误。 故选C。 15．（2026·浙江杭州拱墅区2025学年第一学期·期末）阅读下列科技资料，回答问题： 资料1：2025年1月20日，中国科学院的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造了在1亿摄氏度以上温度下，实现稳态高约束等离子体运行千秒量级的世界纪录，为未来“人造太阳”的能源应用奠定了重要基础。 资料2：2026年1月1日，我国“华龙一号”漳州核电一期工程全面建成投产。该核电站单台机组年发电量可达100亿度，可减少二氧化碳排放约816万吨，相当于每年减少标准煤消耗超300万吨。 （1）全超导托卡马克实验装置中发生的核聚变　　　　　　　　（选填“是”或“不是”）化学变化。 （2）“华龙一号”漳州核电站是通过　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）释放核能的。 （3）下列关于核能利用的说法中，正确的是          。 A. 目前核电站的能量转化过程可概括为：核能→内能→机械能→电能 B. 目前我国消耗的电能，绝大多数来自核能发电 C. 受控核聚变技术已完全成熟，可立即进行大规模商业发电 D. 核裂变和核聚变在应用过程中都须采取严密措施，防止放射性物质泄漏 【答案】（1）不是     （2）核裂变     （3）AD      【详解】(1)小问详解： 化学变化的本质是分子破裂成原子，原子重新组合成新分子。核聚变是原子核发生变化，不是分子层面的变化，所以全超导托卡马克实验装置中发生的核聚变不是化学变化。 (2)小问详解： 目前核电站都是通过核裂变释放核能来发电的，所以“华龙一号”漳州核电站是通过核裂变释放核能的。 (3)小问详解： A．目前核电站的能量转化过程：核燃料发生核裂变释放核能，核能转化为内能使水受热产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，内能转化为机械能，汽轮机带动发电机发电，机械能转化为电能，可概括为：核能→内能→机械能→电能，故A正确； B．目前我国消耗的电能，主要来自火力发电，而不是核能发电，故B错误； C．受控核聚变技术还未完全成熟，不能立即进行大规模商业发电，故C错误； D．核裂变和核聚变在应用过程中都涉及放射性物质，都须采取严密措施，防止放射性物质泄漏，故D正确。 故选AD。 16．（25-26·浙江舟山·期末）2025年我国自主三代核电“华龙一号”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。下列有关说法正确的是（     ） A. 核电站利用核反应堆通过可控核聚变释放核能 B. 核电站的核反应堆可以将核能直接转化为电能 C. 通过技术升级可以使核能利用率提升到100% D. 核废料有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 【答案】D 【详解】AB．核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能，核反应堆释放的能量先转化成水蒸气的内能，水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化成机械能，汽轮机带动发电机发电，将机械能转化成电能，故AB错误； C．任何机械或设备的效率都不可能达到100%，通过技术升级也不可能使核能利用率提升到100%，故C错误； D．核废料有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方，避免对人造成伤害，故D正确。 故选D。 17．（25-26·浙江义乌）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”利用了哪个原理。　　　　　　　　（填“乙”或“丙”）。 【答案】（1）内能     （2）乙      【详解】(1)小问详解： 核能发电是通过核能→内能→机械能→电能的转化途径为人类服务。 (2)小问详解： “核反应堆”是通过可控的核裂变反应释放核能的设备，图中的乙为核裂变，图丙为核聚变，故图乙符合题意。 18．（25-26·浙江杭州·月考）“铀（元素符号为U）”是存在于自然界中的一种稀有化学元素，最常见的两种同位素为U-235和U-238，其中U-235具有放射性，可用于核电站发电。目前从铀矿中提取U-235的主要方法是“气体扩散法”，即让两种原子处于气体状态，利用U-235原子和U-238原子运动速度略有不同而逐渐分离。分离次数越多U-235的浓度就越大。受2011年发生的大地震及海啸影响，日本福岛第一核电站1至3号机组堆芯熔毁，储存了125万吨核污水。日本政府于2023年8月24日开始将福岛核电站的核污水排放至太平洋。请根据以上信息分析： （1）U-235和U-238在原子结构上的主要区别是　　　　　　　　。 （2）用气体扩散法分离U-235和U-238的方法，属于　　　　　　　　（选填“物理变化”、“化学变化”、“原子核裂变”）。 （3）如图是核电站的工作原理图，核电站在发电的过程中，能量的转化过程为________。 A. 核能→机械能→内能→电能 B. 核能→内能→机械能→电能 C. 核能→电能→内能→机械能 D. 核能→电能→机械能→内能 （4）在机组反应堆芯中的锆合金Zr能与水蒸气反应，产生ZrO2和一种可燃性气体，其反应方程式为　　　　　　　　。 【答案】（1）中子数不同     （2）物理变化     （3）B     （4）      【详解】(1)小问详解： U-235和U-238在原子结构上的主要区别是中子数不同。 (2)小问详解： 用气体扩散法分离U-235和U-238的方法，利用U-235原子和U-238原子运动速度略有不同而逐渐分离，属于物理变化。 (3)小问详解： 在核能发电的过程中，核能先转化为水的内能，产生高温高压的蒸气，再推动汽轮机做功，将内能转化为机械能，汽轮机带动发电机，将机械能转化为电能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B (4)小问详解： Zr与水蒸气反应产生ZrO2和一种可燃性气体，根据元素守恒规律及气体的性质可知，该气体为氢气，其反应方程式为： 【B 能力提升题】 19．（25-26·浙江杭州）核能和太阳能是两种被广泛使用的新能源。在核能使用的历史上，出现过很多触目惊心的核事故，2011年3月11日，日本发生里氏9.0级地震，继发生海啸，该地震导致福岛核电站受到严重的影响。2023年8月24日，日本福岛核电站产生的含有放射性物质的废水排入太平洋。核废水可能会对海洋生态环境造成影响，我国启动长期监测机制及寻求可靠处置技术降低放射性物质对于人体健康、环境等影响。 （1）核电站是利用原子核发生的核　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”）产生的核能来发电的； （2）放射性物质引起生物体内遗传物质的变化，该变化　　　　　　（选填“可”或“不可”）遗传给下一代； （3）科学家发现一种新型隐球菌体内的黑色素能吸收核辐射并转化为能够自身利用的化学能，帮助自己生长。这种新型隐球菌的细胞中无叶绿体，有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核。该新型隐球菌与下列________的细胞结构最相似； A. 大肠杆菌 B. 酵母菌 C. 草履虫 D. 衣藻 （4）太阳能的使用更加贴近我们的日常生活。比如2023年杭州亚运会期间，奥体中心主体育馆采用绿色能源——由10万块单晶双面光伏组成的太阳能发电系统为场馆供电。每一块单晶双面光伏组件，日均发电。太阳能发电系统每日产生的电可供1万只额定功率为10W的节能灯正常工作　　　　　　h，若这些能量全部由热值为的焦炭完全燃烧获得，则需　　　　　　kg焦炭。 【答案】（1）裂变     （2）可     （3）B     （4）①     ②       【详解】【分析】 根据能源的利用和生物学的相关知识对前三问进行求解；根据和求解最后一问。 (1)小问详解： 核裂变和核聚变都是利用核能的例子。核电站是利用原子核发生的核裂变产生的核能来发电的。 (2)小问详解： 生物的变异分为可遗传变异和不可遗传变异。放射性物质引起生物体内遗传物质的变化，该变化可遗传给下一代，属于可遗传变异。 (3)小问详解： A．大肠杆菌属于细菌，没有成形的细胞核，故A不符合题意； B．酵母菌，细胞中无叶绿体，有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核，与新型隐球菌结构相似，故B符合题意； C．草履虫，属于单细胞动物，没有细胞壁，故C不符合题意； D．衣藻，属于藻类，体内有叶绿体，故D不符合题意。 故选B。 (4)小问详解： [1]太阳能发电系统每日产生的电能为 太阳能发电系统每日产生的电可供1万只额定功率为10W的节能灯正常工作的时间为 [2]需要完全燃烧焦炭的质量为 20．（2026·浙江温州八校2025学年第二学期返校检测试卷科学）太阳能发电的新型发电方式——光热发电，改造成一个智能公园的供能系统。 （1）太阳内部发生的核反应类似于图中的　　　　　　　　。（选填“A”或“B”） （2）蒸汽发生器中水吸收热量汽化后，推动汽轮发电机工作，该过程相当于汽油机中的　　　　　　　　冲程。 （3）若现在蒸汽发生器内盛有100千克温度为20℃的水，热盐罐作用下水温升高到100℃，则这些水吸收的热量为　　　　　　　　。[焦/（千克·℃）] 【答案】（1）B     （2）做功     （3）焦      【详解】(1)小问详解： 太阳内部发生的是轻核聚变，图中A是重核分裂的核裂变反应，B是轻核结合的核聚变反应，故选B。 (2)小问详解： 蒸汽推动汽轮发电机的过程，是将内能转化为机械能。汽油机四个冲程中，做功冲程正是将燃气的内能转化为活塞的机械能，因此该过程对应做功冲程。 (3)小问详解： 水吸收的热量 21．（2026·浙江温州文成县·二模）我国“人造太阳”突破关键技术，实现1亿摄氏度稳态运行约17分钟，位居世界前列。其原理是将氘原子、氚原子在超高温、超高压环境中电子脱离，氘核、氚核高速运动、碰撞发生核反应（如图），同时释放巨大能量。下列说法正确的是（        ） A. 图中表示质子 B. 该核反应属于核裂变 C. 氘原子、氚原子属于同种元素 D. 氘原子、氚原子的中子数相同 【答案】C 【详解】A．图中粒子不是质子，是中子，故A错误。 B．氘核、氚核聚合为新原子核，属于核聚变，不是核裂变，故B错误。 C．质子数相同（均为 1），属于同种元素（氢元素），故C正确。 D．氘中子数等于1，氚中子数等于2，中子数不相等，故D错误。 22．（25-26·浙江杭州育才·月考）如图所示是我国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站—高温气冷堆核电站发电的流程图，核电站中的核反应堆是通过可控的　　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）释放核能的设备，核反应堆的“水冷却系统”是通过　　　　　　　　（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能的。 【答案】① 核裂变    ② 热传递 【详解】[1]获得核能的两种途径：核裂变和核聚变，核电站中的核反应堆是通过可控的核裂变反应释放核能。 [2]核反应堆内温度较高，水吸收反应堆放出的热量，内能增大，这是通过热传递的方式改变内能的。 【C 拓展培优题】 23．（2022·浙江湖州·中考真题）2021年10月14日，“羲和号”探日卫星顺利升空，实现了我国太阳探测零的突破。 （1）太阳是一颗　　　　　　　　　　　（选填“恒星”或“行星”）。 （2）太阳的巨大能量是内部　　　　　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）产生的。 （3）“羲和号”运行在距离地面大约517公里的太阳同步轨道上。如果你是“羲和号”的设计师，根据其工作环境，设计时需要考虑哪些方面？　　　　　　　　　　　 【答案】① 恒星    ② 核聚变    ③ 耐高温、防辐射等 【详解】（1）太阳是一颗发光、发热的气体星球，属于恒星。 （2）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能。 （3）“羲和号”运行在距离地面大约517公里的太阳同步轨道上，距离太阳很近，所以需要的考虑耐高温、防辐射等。 24．（2022·浙江宁波·中考真题）1964年10月16日，我国第一颗原子弹爆炸成功！2003年10月16日，我国首次载人航天飞行圆满成功！2021年10月16日，神舟十三号发射圆满成功！为此，人民日报发了一条微博——“跨越时空的同一天”。 （1）如图是地球公转示意图。10月16日，地球位于图中　　　　　　　　　　　（填字母）点附近。 （2）核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，其中原子弹爆炸时核能是通过　　　　　　　　　　　的途径释放。 【答案】① C    ② 重核裂变##核裂变 【详解】【分析】 地球公转的方向是自西向东，公转的周期是一年，公转产生的地理现象是：①昼夜长短的变化；②四季的形成。当太阳光线直射赤道时是北半球的春分日（日期是3月21日前后）或秋分日（日期是9月23日前后）；当太阳光线直射北回归线时是北半球的夏至日（日期是6月22日前后）；当太阳光线直射南回归线时是北半球的冬至日（日期是12月22日前后）。据图中不同字母的位置解答。 （1）10月16日地球运行在北半球的秋分日与冬至日位置之间即图中的C点附近，此时太阳直射南半球。 （2）核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，原子弹爆炸时核能是通过重核裂变的途径释放。 25．（25-26·浙江丽水·期中）能源是社会发展的基石。目前人类发电方式多样，从探索中的核聚变发电到高空风能发电，科技的进步不断拓展着能源的边界。请结合所学科学知识，回答下列问题： （1）发电机工作的原理是_________； A. 电磁感应 B. 电流周围存在磁场 C. 通电导体在磁场中受到力的作用 （2）核聚变反应（图甲）中，质子数和中子数保持不变。氘核与氚核在超高温下发生聚变，聚合成氦核，并释放出一个　　　　　　　　　和巨大的能量； （3）2025年9月，世界最大浮空风电装置（图乙）在新疆完成测试。它的气囊体积为2×104米3，内部装有密度为0.18千克/米3的氨气，则氨气的质量为　　　　　　　　　千克。 【答案】（1）A     （2）中子     （3）      【详解】(1)小问详解： 发电机的工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，故选A。 (2)小问详解： 反应前后质子和中子总数不变：氘核含1个质子、1个中子；氚核含1个质子、2个中子，总质子数为2、总中子数为3；生成的氦核含2个质子、2个中子，因此会额外释放出1个中子。 (3)小问详解： 氨气的质量 / 学科网（北京）股份有限公司 $