2.4 核能 同步讲义 2026-2027学年浙教版科学九年级上册

本初中科学讲义聚焦“核能”核心知识点，系统梳理原子核分裂或聚合释放能量的原理，明确核裂变与核聚变两种获得途径，阐述核能燃料消耗少、运输量小的优点及核泄漏污染的缺点，构建从原理到应用（核电站、原子弹）的知识支架。 资料特色在于结合三门核电站、“东方超环”等实际案例，设计典例、变式题及过关验收多样化题型，融入思维导图辅助理解。通过分析能量转化过程培养科学思维，结合核污染问题渗透态度责任，课中助力教师高效授课，课后帮助学生查漏补缺。

2.4 核能 内 容 导 航 题型1 核能 考 点 演 练 题型1 核能 解｜题｜知｜识 （1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。 （2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。 （3）核能优点：①只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能；②核电站可以大大减少燃料的运输量。 （4）核能缺点：一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染。 （5）核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。 【典例1】如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是（　　） A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．内能→核能→机械能→电能 D．机械能→核能→内能→电能 【变式1】如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源，核电站是利用重核裂变来释放核能 B．能量转换：核能→机械能→热能→电能 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．核电站使用的核燃料是石油或天然气 【变式2】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．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应 C．该反应不会产生放射性物质 D．不能用该反应获得能量的方式来发电 【变式3】小江在老师的指导下绘制了一幅思维导图，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．将质量相同的小球从斜面不同高度释放，可得出动能大小与高度有关 B．跳水运动员踩下跳板起跳时，将弹性势能转化为运动员的机械能 C．内能改变的一种方式是热传递，热传递的实质是从高热量物体传递到低热量物体 D．核电站利用核聚变释放能量，其转化是核能→内能→机械能→电能 过 关 验 收 1．获取核能有两条途径—重核的裂变和轻核的聚变，核电站利用的核能，是　 　 （选填“甲”或“乙”）图所示途径；太阳本质便是个巨大的核　 　 （选填“裂变”或“聚变”），提供了对地球至关重要的光和热。 2．如图所示是中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST），该装置在1.2亿摄氏度实验条件下成功运行等离子体101s，创造了世界新纪录。 （1）“东方超环”的运行原理与太阳类似，即通过　 　 （填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能。 （2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　 性。 （3）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有　 　 。 3．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•℃）] 4．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 　 　 ℃。 5．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。 6．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”）。 7．电能因其易于运输和转化被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间。 （1）图甲是某家庭电能表月初、月末的两次示数，该户本月消耗的电能为　 　 千瓦时； （2）原子核在转变过程中所释放出来的能量，称为核能。太阳辐射的巨大能量来自图乙中　 　 所示的核反应（填“A”或“B”）。 （3）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　 性。 8．中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。 （1）如图1所示，“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 　 　 （选填“裂变”或“聚变）释放巨大的核能； （2）图2为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，核电站能量转化是核能→内能→　 　 →电能。但这些电能无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化有 　 　 性； （3）电能因其易于运输和转化而被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间，图3是某家庭电能表月初、月末的两次示数，该户本月消耗的电能为 　 　 千瓦时。 9．核能是从原子核内部释放出来的能量，比物质在化学反应中释放出的化学能要大得多。获得核能有两条途径，原子弹和核电站都是利用原子核裂变的　 　 反应释放的能量，两者的本质区别是核电站发生的反应是　 　 （填“可控”或“不可控”）的；太阳的巨大能量是其内部的氢原子核在超高温下发生　 　 释放出的核能。 10．核电站利用了 　 　 （选填“可控”或不可控”）的核裂变。我国自主设计、建造的“东方超环”核反应装置用于研究如图所示的核反应，这种反应叫做核 　 　 （选填“裂”或“聚”）变。 11．如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。 （1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过　 　 （选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能； （2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　 性； （3）“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。 12．电能因其易于运输和转化被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间。 （1）太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的装置。某热水器内盛有100kg温度为20℃的水，受阳光照射水温升高到80℃，则这些水吸收 　 　 焦的热量（）。 （2）如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。其反应原理与太阳类似，通过 　 　 ，释放巨大的核能，从而获得高温。“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率可达60%以上。 13．核电站是利用核反应堆提供能量。甲是两种核反应示意图，乙是电能表表盘示意图。 （1）核电站核反应堆利用的是 　 　 所示的核反应（填“A”或“B”）。核能转化为电能，但电能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有 　 　 性。 （2）核电站需要很厚的混凝土防护罩是为了防止 　 　 污染。 （3）图乙是小实家电能表月初、月末的示数，若小实家所在地区每度电的电费为0.5元，则他家本月电费为 　 　 元。 14．2023年4月中国“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造新的世界纪录。 （1）其反应原理与太阳类似，是通过核 　 　 ，释放巨大的核能，从而获得高温。 （2）“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 　 　 千瓦时。 15．淘宝“国资小薪”店上新了“玲龙一号”被称为“核能移动充电宝”，相比大型反应堆体积小、占地小、功率大、选址灵活，可根据用户需求就近布置为工业园区和城镇居民“充电”。从核能可控考虑“玲珑一号”利用如图哪个反应原理（填“甲”或“乙”） 　 　 。甲图中“？”是哪种微粒 　 　 。 16．有“人造太阳”之称的中国科学院实验装置EAST，多次创造了该类装置运行的世界纪录。其原理如图所示。“人造太阳”是用哪种方式获得核能的？ 17．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。若一氢燃料新能源公交车在牵引力F＝2.1×104N的作用下匀速直线运行20km会消耗7.5kg氢燃料（氢的热值是1.4×108J/kg）。求此过程中： （1）牵引力所做的功。 （2）若其发动机的功率为210kW，求公交车行驶的时间为多少秒。 （3）该氢能源汽车发动机的效率。 （4）氢能源凭借清洁无污染的优势备受青睐，而新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置的成功建成，更标志着我国在可控核聚变这一清洁能源技术领域跻身世界前列。下列关于核聚变的说法正确的有　 　 。 A.新一代“人造太阳”的原理与原子弹的原理不同 B.目前核电站已经普遍利用核聚变反应发电 C.可控核聚变可为人类提供巨大的理想洁净能源 D.核聚变又称为链式反应 18．目前的核电站，其能量来自（　　） A．轻核的裂变 B．重核的聚变 C．轻核的聚变 D．重核的裂变 19．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 20．有“人造太阳”之称的世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），由我国科学团队建成并成功运行，不仅创造了1.2亿度101秒、可重复高约束模403秒等10项托卡马克运行的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。下列说法不正确的是（　　） A．目前核电站是利用核裂变反应发电的 B．“人造太阳”的原理与原子弹的原理相同 C．超高温是核聚变反应需要满足的条件之一 D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能 21．如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（　　） A．核反应堆：核能转化为电能 B．热汽轮机：内能转化为机械能 C．发电机：电能转化为机械能 D．电驱动：机械能转化为电能 22．大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图是核电站工作流程图，关于流程图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：机械能转化为电能 D．用电器：电能转化为机械能 23．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　） A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变 B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染 D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能 24．如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（　　） A．核反应后有新物质生成，因此它是化学变化 B．能量转换：核能→机械能→热能→电能 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．核电站使用的核燃料是石油或天然气 25．利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　） A．核反应堆是利用核聚变原理工作的 B．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．核能有放射性风险，所以要禁止使用 26．人类的发展一刻也离不开能源，能源的供给形式在不断地发生着败变，核电技术是一个重要的发展方向；核电站的发电原理及电能输送如图所示，则以下叙述不正确的是（　　） A．核反应堆里的是核裂变反应 B．汽轮机将机械能转化为内能 C．发电机的主要原理是电磁感应 D．电网在输送电能时会消耗电能 27．下列有关核能说法正确的是（　　） A．核废料不会产生环境污染，可任意处置 B．核泄漏具有极大的危害性，应关闭所有核电站 C．利用核能的途径是使原子核分裂或聚合释放能量 D．人类已经完全掌握和平利用核能的技术，因此根本不必担心能源危机 28．位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（　　） A．核电站实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化 B．秦山核电站利用了核聚变为电站提供能量 C．为方便居民用电，核电站应尽量靠近城市 D．核辐射主要有α，β，γ射线，其中α射线穿透能力最强 29．核电站是利用核反应堆提供能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。下列说法不正确的是（　　） A．日本福岛核污染水是C中流出的水 B．核电站核反应堆利用的是A所示的核反应 C．核反应后有核废料，因此它是化学变化 D．根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能 30．第122 254次实验！2023年4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对加快实现聚变发电具有重要意义。“人造太阳”的工作原理是HH→Hen，下列有关说法错误的是（　　） A．H、He的中子数相同 B．HH→Hen属于化学变化 C．HH→Hen会释放出大量的能量 D．核电站的能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能 31．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．可用于金属内部探伤的是α射线 B．核能发电是利用原子核裂变释放的核能 C．核能发电释放核能的过程与氢弹爆炸释放核能的过程相同 D．核电站发电时的能量转化顺序为：核能→化学能→机械能→电能 32．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置一中国环流器二号M装置，在成都建成并实现首次放电，这意味着我国在可控核聚变技术领域走向了世界前列。下列说法正确的（　　） A．新一代“人造太阳”的原理与原子弹的原理相同 B．目前核电站是利用核聚变反应发电的 C．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 D．超高温是核聚变反应需要满足的条件之一 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.4 核能 内 容 导 航 题型1 核能 考 点 演 练 题型1 核能 解｜题｜知｜识 （1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。 （2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。 （3）核能优点：①只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能；②核电站可以大大减少燃料的运输量。 （4）核能缺点：一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染。 （5）核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。 【典例1】如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是（　　） A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．内能→核能→机械能→电能 D．机械能→核能→内能→电能 【答案】B 【分析】核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。 【变式1】如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源，核电站是利用重核裂变来释放核能 B．能量转换：核能→机械能→热能→电能 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．核电站使用的核燃料是石油或天然气 【答案】C 【分析】能够短时间从自然界得到补充的是可再生能源，不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源； 原子弹与核电站中都是利用了核能，其最根本的区别是核电站利用的是可控的核裂变，而原子弹则是对这种裂变的链式反应不加控制。 【变式2】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．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应 C．该反应不会产生放射性物质 D．不能用该反应获得能量的方式来发电 【答案】B 【分析】（1）该模型表示核裂变； （2）过程中产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应； （3）氪原子具有放射性； （4）可以利用核裂变发电。 【变式3】小江在老师的指导下绘制了一幅思维导图，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．将质量相同的小球从斜面不同高度释放，可得出动能大小与高度有关 B．跳水运动员踩下跳板起跳时，将弹性势能转化为运动员的机械能 C．内能改变的一种方式是热传递，热传递的实质是从高热量物体传递到低热量物体 D．核电站利用核聚变释放能量，其转化是核能→内能→机械能→电能 【答案】B 【分析】物体由于运动所具有的能量叫动能；动能与物体的质量和速度有关。 在一定的条件下，动能和势能可以相互转化。 改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。 核电站的能量转化过程：核能→内能→机械能→电能；它是利用核裂变所释放的核能。 过 关 验 收 1. 获取核能有两条途径—重核的裂变和轻核的聚变，核电站利用的核能，是　　 　 （选填“甲”或“乙”）图所示途径；太阳本质便是个巨大的核　　 　　 （选填“裂变”或“聚变”），提供了对地球至关重要的光和热。 【答案】甲；聚变。 【分析】裂变过程中发生链式反应，核电站利用核裂变获得核能。太阳的中心，每时每刻都发生核聚变。 2．如图所示是中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST），该装置在1.2亿摄氏度实验条件下成功运行等离子体101s，创造了世界新纪录。 （1）“东方超环”的运行原理与太阳类似，即通过　　 　　 （填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能。 （2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　　 　　 性。 （3）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有　　 　　 。 【答案】（1）核聚变；（2）方向；（3）放射性。 【分析】（1）太阳和人造太阳“东方超环”是利用轻原子核发生核聚变释放核能；核裂变是核电站的反应堆原理。 （2）能量的转化、转移具有方向性，很多逆过程不能自动发生。 （3）核燃料、核废料具有放射性，发生核泄漏会造成核污染。 3．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）3.36×107J。 【分析】（1）根据太阳内部是核聚变产生的能量分析； （2）根据水蒸气的内能转化为机械能分析； （3）根据Q＝cmΔt计算获取的能量。 4．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 　　 　 ℃。 【答案】（1）核聚变；（2）热传递；（3）2。 【分析】（1）将质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做聚变，也称为热核反应； （2）改变内能的方式有做功和热传递； （3）由题意，先计算出7min太阳能热水器接收的太阳能E，不计热损失，则Q吸＝E，利用Q吸＝cmΔt计算出水温可以升高多少。 5．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】核裂变；热传递。 【分析】核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的；改变内能的方法有做功和热传递。 6．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。 【分析】（1）根据核电站的基本结构和能量转化过程进行分析。 （2）目前人类获取核能的方式有两种：核裂变和核聚变。 7．电能因其易于运输和转化被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间。 （1）图甲是某家庭电能表月初、月末的两次示数，该户本月消耗的电能为　　 　　 千瓦时； （2）原子核在转变过程中所释放出来的能量，称为核能。太阳辐射的巨大能量来自图乙中　　 　　 所示的核反应（填“A”或“B”）。 （3）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　　 　　 性。 【答案】（1）150； （2）A； （3）方向性。 【分析】（1）电能表是测量用户在某段时间内消耗电能的仪表，它的单位是千瓦时，最后一位是小数。 （2）太阳辐射的巨大能量来源于氢核的聚变。 （3）能量的转移具有方向性。 8．中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。 （1）如图1所示，“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 　　 　　 （选填“裂变”或“聚变）释放巨大的核能； （2）图2为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，核电站能量转化是核能→内能→　　 　　 →电能。但这些电能无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化有 　　 　 　 性； （3）电能因其易于运输和转化而被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间，图3是某家庭电能表月初、月末的两次示数，该户本月消耗的电能为 　　 　 千瓦时。 【答案】（1）聚变； （2）机械能；方向； （3）150。 【分析】（1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，利用核聚变释放的核能； （2）核电站能量转化是核能→内能→机械能→电能； （3）电能表是测量电能的仪表，它的单位是千瓦时，最后一位是小数。 9．核能是从原子核内部释放出来的能量，比物质在化学反应中释放出的化学能要大得多。获得核能有两条途径，原子弹和核电站都是利用原子核裂变的　　 　　 反应释放的能量，两者的本质区别是核电站发生的反应是　　 　　 （填“可控”或“不可控”）的；太阳的巨大能量是其内部的氢原子核在超高温下发生　　 　 释放出的核能。 【答案】链式；可控；核聚变。 【分析】核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应。太阳内部为核聚变，而核电站应用了重核的裂变。 10．核电站利用了 　 　　 （选填“可控”或不可控”）的核裂变。我国自主设计、建造的“东方超环”核反应装置用于研究如图所示的核反应，这种反应叫做核 　 　　 （选填“裂”或“聚”）变。 【答案】可控；聚。 【分析】核能指原子核发生变化时释放的能量，又叫原子能，如重核裂变和轻核聚变时所释放的巨大能量。 核电站利用可控的核裂变来产生能量。 “东方超环”核反应装置用于研究核聚变。 11．如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。 （1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过　　 　 （选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能； （2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　　 　 性； （3）“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。 【答案】（1）聚变；（2）方向；（3）2.16×1015。 【分析】（1）东方超环是利用核聚变释放出的核能。 （2）能量的转化和转移具有方向性。 （3）根据W＝Pt和效率公式进行计算。 12．电能因其易于运输和转化被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间。 （1）太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的装置。某热水器内盛有100kg温度为20℃的水，受阳光照射水温升高到80℃，则这些水吸收 　　 　焦的热量（）。 （2）如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。其反应原理与太阳类似，通过 　 　 ，释放巨大的核能，从而获得高温。“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率可达60%以上。 【答案】（1）2.52×107；（2）核聚变 【分析】（1）根据Q吸＝cmΔt求这些水吸收的热量； （2）太阳能是通过核聚变的方式获取的巨大能量。 13．核电站是利用核反应堆提供能量。甲是两种核反应示意图，乙是电能表表盘示意图。 （1）核电站核反应堆利用的是 　 　 所示的核反应（填“A”或“B”）。核能转化为电能，但电能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有 　 　 性。 （2）核电站需要很厚的混凝土防护罩是为了防止 　 　 污染。 （3）图乙是小实家电能表月初、月末的示数，若小实家所在地区每度电的电费为0.5元，则他家本月电费为 　 　 元。 【答案】（1）A；方向性； （2）核辐射； （3）62.5。 【分析】（1）核电站是利用核裂变释放的核能来发电的；能量的转化和转移具有方向性； （2）核电站的防护层是防止核辐射污染； （3）电能表是测量用户消耗电能的仪表，最后一位是小数，某段时间内前后两次读数之差就是这段时间内消耗的电能。 14．2023年4月中国“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造新的世界纪录。 （1）其反应原理与太阳类似，是通过核 　 　 ，释放巨大的核能，从而获得高温。 （2）“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 　 千瓦时。 【答案】（1）聚变；（2）6×108。 【分析】（1）太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能； （2）已知功率和发电效率，利用公式W＝ηPt可计算每小时发电量。 15．淘宝“国资小薪”店上新了“玲龙一号”被称为“核能移动充电宝”，相比大型反应堆体积小、占地小、功率大、选址灵活，可根据用户需求就近布置为工业园区和城镇居民“充电”。从核能可控考虑“玲珑一号”利用如图哪个反应原理（填“甲”或“乙”） 　　 。甲图中“？”是哪种微粒 　　 。 【答案】乙；中子。 【分析】原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。可控核反应是指核裂变，核聚变是不可控的。 16．有“人造太阳”之称的中国科学院实验装置EAST，多次创造了该类装置运行的世界纪录。其原理如图所示。“人造太阳”是用哪种方式获得核能的？ 【答案】“人造太阳”获得核能的方式是核聚变。 【分析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中，聚变主要应用在氢弹上。 17．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。若一氢燃料新能源公交车在牵引力F＝2.1×104N的作用下匀速直线运行20km会消耗7.5kg氢燃料（氢的热值是1.4×108J/kg）。求此过程中： （1）牵引力所做的功。 （2）若其发动机的功率为210kW，求公交车行驶的时间为多少秒。 （3）该氢能源汽车发动机的效率。 （4）氢能源凭借清洁无污染的优势备受青睐，而新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置的成功建成，更标志着我国在可控核聚变这一清洁能源技术领域跻身世界前列。下列关于核聚变的说法正确的有　 　 。 A.新一代“人造太阳”的原理与原子弹的原理不同 B.目前核电站已经普遍利用核聚变反应发电 C.可控核聚变可为人类提供巨大的理想洁净能源 D.核聚变又称为链式反应 【答案】（1）牵引力所做的功为4.2×108J； （2）若其发动机的功率为210kW，公交车行驶的时间为2000s； （3）该氢能源汽车发动机的效率为40%； （4）AC。 【分析】（1）根据W＝Fs求出牵引力所做的功； （2）根据P求出公交车行驶的时间； （3）根据Q放＝mq求出氢燃料完全燃烧放出的热量，利用η求出该氢能源汽车发动机的效率； （4）获得核能的两种途径是核裂变和核聚变。 18．目前的核电站，其能量来自（　　） A．轻核的裂变 B．重核的聚变 C．轻核的聚变 D．重核的裂变 【答案】D 【分析】核能的获取有轻核聚变和重核裂变两种，核电站是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理。 19．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 【分析】在目前的技术条件下，核聚变是可控的，核聚变是不可控的，根据核反应堆的工作原理判断。 20．有“人造太阳”之称的世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），由我国科学团队建成并成功运行，不仅创造了1.2亿度101秒、可重复高约束模403秒等10项托卡马克运行的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。下列说法不正确的是（　　） A．目前核电站是利用核裂变反应发电的 B．“人造太阳”的原理与原子弹的原理相同 C．超高温是核聚变反应需要满足的条件之一 D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能 【答案】B 【分析】（1）核电站是利用核裂变反应发电的； （2）氢弹的原理是核聚变； （3）根据核聚变反应的条件来判断； （4）核电站能量转化的过程是：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，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能。 21．如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（　　） A．核反应堆：核能转化为电能 B．热汽轮机：内能转化为机械能 C．发电机：电能转化为机械能 D．电驱动：机械能转化为电能 【答案】B 【分析】核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。 电能可通过用电器转化为其他形式的能，比如电驱动是将电能转化为机械能。 22．大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图是核电站工作流程图，关于流程图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：机械能转化为电能 D．用电器：电能转化为机械能 【答案】C 【分析】核电站能量转化完整顺序：核反应堆将核能转化为内能；蒸汽轮机将内能转化为机械能；发电机将机械能转化为电能；电采暖用电器将电能转化为内能。 23．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　） A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变 B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染 D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能 【答案】B 【分析】根据核能获取的方式和核反应堆的能量转化过程进行分析。 24．如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（　　） A．核反应后有新物质生成，因此它是化学变化 B．能量转换：核能→机械能→热能→电能 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．核电站使用的核燃料是石油或天然气 【答案】C 【分析】化学反应是原子的重新组合，在反应前后元素种类和原子个数是保持不变的； 能够短时间从自然界得到补充的是可再生能源，不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源； 原子弹与核电站中都是利用了核能，其最根本的区别是核电站利用的是可控的核裂变，而原子弹则是对这种裂变的链式反应不加控制。 25．利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　） A．核反应堆是利用核聚变原理工作的 B．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．核能有放射性风险，所以要禁止使用 【答案】C 【分析】（1）核能分为裂变和聚变两种，前者主要应用在核反应堆中，聚变主要应用在氢弹上； （2）核电站发电过程是核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能； （3）发电机能量转化是机械能转化为电能； （4）核电站可以为人们提供安全高效的电能，应用得当放射性风险在可控范围内，积极发展可以缓解当前能源危机的影响。 26．人类的发展一刻也离不开能源，能源的供给形式在不断地发生着败变，核电技术是一个重要的发展方向；核电站的发电原理及电能输送如图所示，则以下叙述不正确的是（　　） A．核反应堆里的是核裂变反应 B．汽轮机将机械能转化为内能 C．发电机的主要原理是电磁感应 D．电网在输送电能时会消耗电能 【答案】B 【分析】A、目前核电站核反应堆里发生的是核裂变反应，是可控的链式反应。 B、在核电站发电过程中，蒸汽推动汽轮机转动，是将蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能。 C、发电机是利用电磁感应原理工作的。 D、由于输电线路存在电阻，根据焦耳定律Q＝I2Rt，电流通过输电线路时会产生热量。 27．下列有关核能说法正确的是（　　） A．核废料不会产生环境污染，可任意处置 B．核泄漏具有极大的危害性，应关闭所有核电站 C．利用核能的途径是使原子核分裂或聚合释放能量 D．人类已经完全掌握和平利用核能的技术，因此根本不必担心能源危机 【答案】C 【分析】（1）核能是人类在近百年里发现和利用的新能源，属不可再生能源。 （2）核能的开发与利用是有一定争议的，因为其安全性的原因，也会给人类安全带来隐患。 （3）核聚变必须在极高的温度和压强下进行，目前科学技术还没有完全掌握人工控制核聚变反应。 28．位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（　　） A．核电站实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化 B．秦山核电站利用了核聚变为电站提供能量 C．为方便居民用电，核电站应尽量靠近城市 D．核辐射主要有α，β，γ射线，其中α射线穿透能力最强 【答案】A 【分析】核能指原子核发生变化时释放的能量，又叫原子能，如重核裂变和轻核聚变时所释放的巨大能量。 29．核电站是利用核反应堆提供能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。下列说法不正确的是（　　） A．日本福岛核污染水是C中流出的水 B．核电站核反应堆利用的是A所示的核反应 C．核反应后有核废料，因此它是化学变化 D．根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能 【答案】C 【分析】（1）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的； （2）在核反应的过程中，会产生不同于入射弹核和靶核的新的原子核。因此，核反应是生成各种不稳定原子核的根本途径。化学反应是原子的重新组合，在反应前后元素种类和原子个数是保持不变的。而核反应中的原子变成了其他的原子了，故不是化学变化。 30．第122 254次实验！2023年4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对加快实现聚变发电具有重要意义。“人造太阳”的工作原理是HH→Hen，下列有关说法错误的是（　　） A．H、He的中子数相同 B．HH→Hen属于化学变化 C．HH→Hen会释放出大量的能量 D．核电站的能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能 【答案】B 【分析】A．根据质量数＝质子数+中子数来分析； B．根据核反应的特点来分析； C．根据核聚变反应的原理来分析； D．根据核电站的能量转化顺序来分析。 31．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．可用于金属内部探伤的是α射线 B．核能发电是利用原子核裂变释放的核能 C．核能发电释放核能的过程与氢弹爆炸释放核能的过程相同 D．核电站发电时的能量转化顺序为：核能→化学能→机械能→电能 【答案】B 【分析】（1）γ射线的穿透能力最强，工业部门主要应用放射源放出的贯穿本领极强的γ射线来进行探伤作业，α射线的穿透能力不强，一张纸就能将其挡住，但它的电离能力很强； （2）现有的核电站利用的都是核裂变； （3）裂变是把重核分裂成质量较小的核，释放出核能；聚变是把氢核结合成质量较大的核，释放出核能； （4）根据核电站发电过程分析。 32．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置一中国环流器二号M装置，在成都建成并实现首次放电，这意味着我国在可控核聚变技术领域走向了世界前列。下列说法正确的（　　） A．新一代“人造太阳”的原理与原子弹的原理相同 B．目前核电站是利用核聚变反应发电的 C．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 D．超高温是核聚变反应需要满足的条件之一 【答案】D 【分析】目前人类获取核能的途径有两种：核裂变和核聚变。 核电站和原子弹是利用核裂变释放的核能；人造太阳和氢弹是利用核聚变释放的核能。 学科网（北京）股份有限公司 $