22.2 新能源的发展（分层作业）物理新教材人教版九年级全一册

**基本信息** 本分层作业以新能源发展为主题，通过A基础达标、B能力提升、C拓展培优三级梯度，实现从概念记忆到综合应用再到跨学科实践的知识巩固路径，培养物理观念与科学态度。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A基础达标|核能（裂变/聚变定义、应用）、太阳能（产生原理、利用方式）|以填空、选择为主，直接考查核心概念，如铀核裂变条件、太阳能转换装置| |B能力提升|核电站技术、可控核聚变|结合科技短文设计信息提取题，培养科学推理，如分析高温气冷堆安全机制| |C拓展培优|氢原子结构、光伏治沙|中考真题情境，融入计算与跨学科应用，如光伏板电能计算、核废料处理的社会责任|

22.2 新能源的发展（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、核能 二、太阳能 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、核能 1．（25-26九年级·广东禅城区·期末）20世纪30年代，科学家用　　　　　　　　　　（选填“质子”、“中子”或“电子”）轰击质量比较大的带　　　　　　　　　　电的铀原子核，使其发生裂变，释放出核能、核能是　　　　　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】① 中子    ② 正    ③ 不可再生 【详解】[1]用中子轰击质量较大的铀原子核，可以使其发生裂变。 [2]铀原子核是由质子和中子组成的，质子带正电，中子不带电，所以整个原子核带正电。 [3]核能所利用的核燃料在地球上的储量是有限的，消耗后无法在短期内自然再生，因此属于不可再生能源。 2．如图所示，用中子轰击铀核，铀核发生　　　　　　　　　　　的过程中同时放出2～3个中子，这些中子又能轰击其他铀核，这样不断地自行继续下去的现象叫做　　　　　　　　　　　。 【答案】① 裂变    ② 链式反应 【详解】用中子轰击铀235，铀核会分裂成大小相差不是很大的两部分，这种现象叫做铀核的裂变。 同时，铀还会释放出2～3个中子，放出的中子又轰击其他铀核，这样裂变将不断继续下去，叫做裂变链式反应。 3．核能 裂变 聚变 定义 较大原子核分裂为较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程 是否可以控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能人为控制 应用 　　　　　　　　　　、原子弹 　　　　　　　　　　 【答案】① 核电站    ② 氢弹 【详解】[1]核裂变典型应用包括：核电站（可控核裂变，将核能转化为电能）与原子弹（不可控核裂变，瞬间释放大量能量）。 [2]核聚变目前仅实现不可控应用，即氢弹（利用轻核聚合释放的巨大能量）；可控核聚变因技术难度高，尚未实现商业化应用，但具有原料丰富、污染小等优势，是未来能源的研究方向之一。 4．全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。核电站的核反应堆是利用原子核　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）时释放的能量进行发电的。目前人类大规模利用核能发电的方式属于　　　　　　　　　（选填“可控核裂变”“可控核聚变”或“不可控核裂变”）。 【答案】① 核裂变    ② 可控核裂变 【详解】[1][2]核电站的核反应堆是利用原子核裂变时释放的能量进行发电的。目前人类还不能很好地控制核聚变反应，大规模利用核能发电的方式是可控核裂变。 5．近年来，中国在能源发展领域取得了举世瞩目的成就： “华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术，核电站的核反应堆使用　　　　　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）技术，写出整个过程的能量转换：核能→　　　　　　　　　　　→　　　　　　　　　　　→电能。 【答案】① 核裂变    ② 内能    ③ 机械能 【详解】核电站都是利用较重原子核（如铀）分裂成较轻原子核时释放的巨大能量，这个过程叫做核裂变，所以核电站的核反应堆使用核裂变技术。 核反应堆：核燃料发生裂变，释放出核能，这些能量被用来加热水，产生高温高压蒸汽，将核能转化为水的内能； 汽轮机：高温高压的蒸汽推动汽轮机叶片转动，将内能转化为汽轮机的机械能； 发电机：汽轮机带动发电机转子转动，通过电磁感应产生电流，将机械能转化为电能； 因此整个过程的能量转换：核能→内能→机械能→电能。 6．为纪念我国第一颗原子弹和第一颗氢弹的诞生，彰显热爱祖国、艰苦创业、勇攀高峰的“两弹一星”精神，原子城被确定为全国爱国主义教育示范基地，如图所示。下列关于原子弹和氢弹的说法中错误的是（　　） A. 氢弹利用了核聚变 B. 原子弹利用了核裂变 C. 核废料没有污染 D. 原子核由质子和中子组成 【答案】C 【详解】A．氢弹利用了轻核的核聚变，故A正确，不符合题意； B．原子弹利用了重核的核裂变，故B正确，不符合题意； C．一旦发生核泄漏事件，核废料会产生放射性污染，故C错误，符合题意； D．原子核是由质子和中子组成的，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．（2026·江苏泰州靖江·适应性）核能利用已成为当今世界的主流，如图所示为核反应堆内部的核　　　　　　过程的示意图。钍基熔盐实验堆，是以钍作为核燃料，以液态氟化物熔盐作为冷却剂的一种核能系统，是中国自主研发的第四代先进核能系统，安全性世界顶尖。极端情况下，即使管道发生破损，高温液态氟化物熔盐会在环境温度下　　　　　　成固态（填物态变化名称），防止事故进一步扩展；当然，反应结束后的核废料因具有较强的　　　　　　性，对人类产生危害，因此仍需集中科学处置。 【答案】① 裂变    ② 凝固    ③ 放射 【详解】图中所示为中子轰击重核，引发重核分裂、持续释放中子的链式反应，这是核裂变过程； 物质由液态变为固态的物态变化叫做凝固，液态熔盐变成固态，属于凝固过程； 核反应剩余的核废料仍然具有较强的放射性，会对生物造成危害，需要集中科学处置。 8．（25-26九年级上·湖南岳阳县·期末）2025年5月，被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置在四川绵阳实现百万安培亿度H模，如图所示。其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，是我国自主研发的可控　　　　　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）大科学装置。核电站的核反应堆是一种能够控制链式反应的装置，链式反应是不断发生的重原子核　　　　　　　　　　　（选填“聚变”或“裂变”）的反应。 【答案】① 核聚变    ② 裂变 【详解】[1]太阳发光发热的原理是核聚变，“中国环流三号”托卡马克装置产生能量的原理与太阳一样，所以该装置是可控核聚变大科学装置。 [2]核电站的核反应堆是通过控制链式反应来工作的，链式反应是中子轰击铀-235等重原子核会触发核裂变，生成较轻原子核并释放2~3个中子及能量，这些裂变产生的中子经减速后可引发更多裂变，维持反应持续进行‌的反应过程。则链式反应是不断发生的重原子核裂变的反应。 9．（2026·新疆乌鲁木齐初三年级适应性测试(·二模）中国科学院建造的环流器EAST主要研究的是（　　） A. 可控核裂变 B. 可控核聚变 C. 不可控核裂变 D. 不可控核聚变 【答案】B 【详解】EAST（东方超环）是全超导托卡马克，核心研究磁约束可控核聚变，俗称 “人造太阳”，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10．（2025·河北邯郸武安·二模）2025年3月28日，据报道新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破一亿摄氏度，综合参数大幅跃升，中国的可控核聚变技术取得重大进展。“中国环流三号”与当下的核电站获得核能的途径是　　　　　　（选填“相同”或“不同”）的，核能是　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】① 不同    ② 不可再生 【详解】核电站获取核能的方式是核裂变，“中国环流三号”利用的是核聚变，二者获得核能的途径不同。 核能依赖的核燃料储量有限，消耗后无法在短期内从自然界得到补充，因此属于不可再生能源。 二、太阳能 11．太阳能 （1）太阳能：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生　　　　　　，释放出巨大的核能。 （2）太阳能的利用：目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用　　　　　　将太阳能转化为电能。 【答案】（1）聚变     （2）太阳能电池      【详解】(1)小问详解： 关于太阳能的产生，太阳能是在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。 (2)小问详解： 太阳能是清洁能源。太阳能的利用：目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳能电池将太阳能转化为电能。 12．（2026·江苏常州·一模）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法，正确的是（　　） A. 是一种化石能源 B. 来源于太阳 C. 属于非清洁能源 D. 属于不可再生能源 【答案】B 【详解】A．化石能源是指煤、石油、天然气等，而蓝藻能源是通过生物过程产生的，不属于化石能源。故A错误； B．蓝藻通过光合作用将太阳能转化为化学能，科学家利用这一过程来产生电能，因此这种能源的根本来源是太阳。故B正确； C．蓝藻在生长过程中不会排放大量污染物，因此这种能源属于清洁能源。故C错误； D．蓝藻可以不断繁殖，不会枯竭，因此这种能源可以源源不断地获得，属于可再生能源。故D错误。 故选B。 13．如图所示，许多屋顶上都安装了太阳能集热器。集热器的箱面是玻璃，它内部的吸热板涂成　　　　　　　　　　色，可以吸收太阳辐射并将其转化为　　　　　　　　　　能，从而将集热器管道内的水流加热。 【答案】① 黑    ② 内 【详解】不同颜色的物体吸热能力不同，黑色物体可以吸收所有色光，吸热本领最强，因此太阳能集热器的吸热板涂成黑色来最大化吸收太阳辐射；太阳能集热器加热水流，是将太阳辐射的太阳能转化为水的内能。 14．（2026·江苏常州·中考真题）2026年5月，神舟二十三号携带钙钛矿太阳能电池板进入太空进行实验，该电池板发电时，将　　　　　　　　　　　能转化为电能。实验进程相关信息由　　　　　　　　　　　波传回地球。 【答案】① 太阳    ② 电磁 【详解】由太阳能电池的能量转化规律可知，其发电时将太阳能转化为电能；因真空不能传声，电磁波可在真空中传播，故实验进程相关信息由电磁波传回地球。 15．（2026·山东烟台莱州适应性检测（·二模）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。太阳能转化为其他形式能量的方式有多种：有光热转换，如用太阳能集热器把水加热；有光化转换，如将太阳能转化为化学能。不同方式转化的框图如图所示，其中矩形表示转换方式，椭圆形表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能转化成的另一种能量形式，请在图中的三个空白处填入相关文字。①　　　　　　　　；②　　　　　　　　；③　　　　　　　　；（请按照本试题图中从左到右的空白顺序填写答案） 【答案】① 内能    ② 光电转换    ③ 植物的光合作用 【详解】光热转换是指把太阳能转化为内能，比如太阳能热水器可以通过光热转换把太阳能转化为水的内能；光电转换是指把太阳能转化为电能，比如太阳能电池可以把太阳能转化为电能；光化转换是指把太阳能转化为化学能，比如绿色植物的生长时的光合作用是将太阳能转化为化学能储存在体内。 16．（2026·陕西渭南·二模）在新农村建设中，如图所示的“风光互补路灯”装点着乡村的角角落落，其太阳能电池板和风力发电机工作时产生的　　　　　　能输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。风能和太阳能都属于　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能是太阳内部发生　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）释放的能量。 【答案】① 电    ② 可再生    ③ 核聚变 【详解】太阳能电池板把太阳能转化为电能，风力发电机把风能转化为机械能再转化为电能，二者工作产生的电能输送到蓄电池储存； 风能、太阳能可以源源不断从自然界获得，属于可再生能源； 太阳能的能量来源是太阳内部氢原子核持续发生的核聚变反应。 【B 能力提升题】 17．（25-26九年级·山东烟台经济技术开发区·期末）阅读短文，回答问题。 高温气冷堆核电站 2023年12月，全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站商运投产，我国实现了第四代核电站的“中国引领”。高温气冷堆被认为是“不会熔毁的反应堆”，如图是高温气冷堆核电站的发电模块示意图。 何为高温气冷堆？所谓“高温”，是指反应堆的工作温度和冷却剂的出口温度都达到其他堆型无法企及的高温。所谓“气冷”，则是区别于“水冷”，使用氦气作为堆芯冷却剂和热传导媒介。 高温气冷堆有三道防线，保证其不会熔毁。第一道防线，耐高温的球形燃料。这种燃料球属于弥散型核燃料，在任何情况下均能保证燃料颗粒的完整性不受影响，可有效防止放射性物质外泄；第二道防线，燃料循环过程中具有负反应性温度系数。当温度达到阈值，反应堆会进行负反应性反馈，实现自然停堆；第三道防线，非能动的余热排出系统。堆芯余热能够借助热传导、自然对流换热和热辐射等释放到大气环境中，避免堆芯过热发生熔毁。 核电在积极解决能源困局的同时，也面临挑战，如核废物具有放射性等。 （1）核电站的核心设备是　　　　　　，通过　　　　　　（选填“可控”或“不可控”）的链式反应来释放核能进行发电。 （2）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，核污染主要是因为核废料具有　　　　　　； （3）高温气冷堆核电站利用　　　　　　作为冷却剂； （4）下列不属于高温气冷堆不熔毁的技术保证的是______（填字母）； A. 耐高温的球形燃料 B. 燃料循环过程中具有负反应性温度系数 C. 有非能动的余热排出系统 D. 反应堆有坚固的外壳 【答案】（1）① 核反应堆    ② 可控     （2）放射性     （3）氦气     （4）D      【详解】(1)小问详解： [1]核电站的核心设备是反应堆。 [2]通过可控的链式反应来释放核能进行发电。 (2)小问详解： 核废料具有放射性，一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。 (3)小问详解： 高温气冷堆，所谓“气冷”，则是区别于“水冷”，使用氦气作为堆芯冷却剂和热传导媒介。 (4)小问详解： 高温气冷堆有三道防线保证其不会熔毁，包括耐高温的球形燃料、燃料循环过程中具有负反应性温度系数、非能动的余热排出系统。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 18．（25-26九年级上·北京房山区·期末）请阅读《可控核聚变与中国的“人造太阳”》并回答问题。 可控核聚变与中国的“人造太阳” 在能源需求日益增长的今天，可控核聚变因其清洁、安全、燃料储量极其丰富，被视为能源问题的终极解决方案。 中国在这一前沿领域的突破性进展，让“人造太阳”的梦想照进现实。与当前核电站采用的核裂变技术不同，核聚变模拟太阳内部的反应过程，将氢同位素（如氘、氚）原子核融合成氦，释放巨大能量，具有产能效率高、燃料来源广、对环境友好等显著优势。然而，实现可控核聚变极为困难，其核心挑战在于将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束。任何实体容器都无法承受如此高温。科学家利用强磁场构建无形“牢笼”，将高温等离子体约束其中，避免接触容器壁。这种装置称为托卡马克。为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此必须采用超导材料。目前超导需在极低温下实现，故托卡马克成为“冰火两重天”的装置——核心是上亿摄氏度的等离子体，外围是超低温超导线圈。 在这一领域，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），即“人造太阳”，已成为世界引领者。2025年1月，我国全超导托卡马克核聚变实验装置，首次完成1亿摄氏度1066秒“高质量等离子体运行”。这是中国科研团队向着聚变发电的未来迈出的一大步，也是人类向着清洁能源未来迈出的一大步。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）“人造太阳”是通过　　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量。 （2）实现该反应过程极为困难，其核心挑战是　　　　　　　　　。 （3）提供磁场的线圈采用超导材料的原因是　　　　　　　　　。 （4）假设1克氘在核聚变中完全反应，可释放约J能量。若某城市日用电量为度，理论上1千克氘聚变产生的能量可供该城市使用　　　　　　　　　天。 【答案】（1）核聚变     （2）将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束     （3）为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此必须采用超导材料     （4）5      【详解】(1)小问详解： 根据材料“与当前核电站采用的核裂变技术不同，核聚变模拟太阳内部的反应过程，将氢同位素（如氘、氚）原子核融合成氦，释放巨大能量”可知，“人造太阳”是通过核聚变反应释放能量。 (2)小问详解： 由材料可知，实现该反应过程极为困难，其核心挑战是将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束。 (3)小问详解： 由材料内容可知提供磁场的线圈采用超导材料的原因是：为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此必须采用超导材料。 (4)小问详解： 因为 所以某城市日用电量 已知1克氘在核聚变中完全反应，可释放约能量，那么1千克（1000克）氘聚变产生的能量为 则理论上1千克氘聚变产生的能量可供该城市使用的天数为天 19．（2026·山东崂山区·一模）（多选）如图甲是某种塔式太阳能热电站，利用地面上大量定日镜将太阳光反射后聚集在塔顶，安装在塔顶的集热器吸收太阳能，给水加热产生高温水蒸气，推动汽轮机工作，进而带动发电机发电。如图乙，太阳光与水平方向成70°角射向一块平面镜，反射光线与水平方向成30°角，下列说法正确的是（　　） A. 太阳能是一次能源 B. 图乙中的入射角是50° C. 水蒸气推动汽轮机工作，水蒸气的内能减小 D. 太阳能热电站是将太阳能直接转化为电能储存起来 【答案】AC 【详解】A．太阳能可以直接从自然界中源源不断地获得，属一次能源，故A正确； B．由题意可知，太阳光入射光线与水平地面的夹角为70°，反射光线与水平地面的夹角为30°，则入射光线与反射光线的夹角为，由光的反射定律可知，入射角为20°，故B错误； C．水蒸气推动汽轮机工作时，水蒸气对外做功，内能转化为汽轮机的机械能，因此水蒸气自身的内能减小，故C正确； D．由题意可知，集热器吸收太阳能，给水加热产生高温水蒸气，推动汽轮机工作，进而带动发电机发电，故太阳能热电站的能量转化过程为太阳能→水和水蒸气的内能→汽轮机的机械能→电能，故D错误。 故选AC。 【C 拓展培优题】 20．（2026·广东·中考真题）在如图所示的氢原子结构示意图中，A代表　　　　　　　　　　（选填“电子”或“原子核”），带　　　　　　　　　　电。太阳内部氢原子核在超高温下发生　　　　　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。 【答案】① 原子核    ② 正    ③ 聚变 【详解】原子中心体积小、质量大的部分是原子核，原子核由质子和中子组成，质子带正电，因此A为原子核且带正电；太阳内部持续发生氢原子核聚合的核聚变反应，释放巨大核能。 21．（2025·湖北武汉·中考真题）2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组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，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是（       ） A. 核能属于不可再生能源 B. 核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C. 核反应堆将核能直接转化为电能 D. 核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 【答案】C 【详解】A．核能是一种相对较为清洁的能源，但由于核燃料在地球上的总量是一定的，所以核能属于不可再生能源，故A正确，不符合题意； B．核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设备，故B正确，不符合题意； C．核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故C错误，符合题意； D．核污染主要是指核燃料或核废料具有放射性，因此一般埋在人烟稀少的地方，故D正确，不符合题意。 故选C。 22．（2026·宁夏·中考真题）阅读材料，完成下列问题。 库布其沙漠光伏治沙项目，光伏板高架安装，遮挡阳光减少地表水分__________（填物态变化名称），板下种草、放牧养殖“光伏羊”，如图。为提高效率，利用无人机巡检。定期清洗光伏板，清洗水有利于牧草生长，牧草通过光合作用将太阳能转化为__________能，羊群食用牧草获得能量。晴天太阳光平均辐射功率为每平方米，单块光伏板有效受光面积，光电转化效率20%。 （1）将文中划线处内容补充完整　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。 （2）无人机某次巡检飞行，耗时，计算本次巡检时的平均速度。 （3）晴天日照10 h，单块光伏板可输出电能　　　　　　　　　　。 （4）光伏项目除发电外，对生态环境、资源利用等领域有什么积极意义？（任选一方面作答） 【答案】（1）① 汽化    ② 化学     （2）2m/s     （3）3.2     （4）①牧草生长增大湿地面积，可局部减小温差 ②太阳能是一种清洁能源，其发电过程中不会产生温室气体 ③太阳能是一种可再生能源，其资源储量充足，可以长期地供应电力 ④光伏发电可以大大减少能源损耗，提高能源利用效率 ⑤与化石能源相比不会导致地表沉降 ⑥光伏电站的建设可以提高土地利用率，促进植被恢复，改善生态环境 ⑦养殖“光伏羊”可以增加牧民收入 ⑧支架桩基受力面积大可稳固沙地 ⑨板面阻挡气流、降低近地面风速抑制风沙      【详解】(1)小问详解： 地表水分由液态变为气态的过程是汽化，遮挡阳光可减慢水分的汽化； 牧草通过光合作用将太阳能转化为化学能。 (2)小问详解： 由题可知，无人机的平均速度为 (3)小问详解： 单块光伏板接收的太阳能总功率 单块光伏板的输出电功率 单块光伏板输出的电能 (4)小问详解： 略 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 22.2 新能源的发展（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、核能 二、太阳能 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、核能 1．（25-26九年级·广东禅城区·期末）20世纪30年代，科学家用　　　　　　　　　　（选填“质子”、“中子”或“电子”）轰击质量比较大的带　　　　　　　　　　电的铀原子核，使其发生裂变，释放出核能、核能是　　　　　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 2．如图所示，用中子轰击铀核，铀核发生　　　　　　　　　　　的过程中同时放出2～3个中子，这些中子又能轰击其他铀核，这样不断地自行继续下去的现象叫做　　　　　　　　　　　。 3．核能 裂变 聚变 定义 较大原子核分裂为较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程 是否可以控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能人为控制 应用 　　　　　　　　　　、原子弹 　　　　　　　　　　 4．全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。核电站的核反应堆是利用原子核　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）时释放的能量进行发电的。目前人类大规模利用核能发电的方式属于　　　　　　　　　（选填“可控核裂变”“可控核聚变”或“不可控核裂变”）。 5．近年来，中国在能源发展领域取得了举世瞩目的成就： “华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术，核电站的核反应堆使用　　　　　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）技术，写出整个过程的能量转换：核能→　　　　　　　　　　　→　　　　　　　　　　　→电能。 6．为纪念我国第一颗原子弹和第一颗氢弹的诞生，彰显热爱祖国、艰苦创业、勇攀高峰的“两弹一星”精神，原子城被确定为全国爱国主义教育示范基地，如图所示。下列关于原子弹和氢弹的说法中错误的是（　　） A. 氢弹利用了核聚变 B. 原子弹利用了核裂变 C. 核废料没有污染 D. 原子核由质子和中子组成 7．（2026·江苏泰州靖江·适应性）核能利用已成为当今世界的主流，如图所示为核反应堆内部的核　　　　　　过程的示意图。钍基熔盐实验堆，是以钍作为核燃料，以液态氟化物熔盐作为冷却剂的一种核能系统，是中国自主研发的第四代先进核能系统，安全性世界顶尖。极端情况下，即使管道发生破损，高温液态氟化物熔盐会在环境温度下　　　　　　成固态（填物态变化名称），防止事故进一步扩展；当然，反应结束后的核废料因具有较强的　　　　　　性，对人类产生危害，因此仍需集中科学处置。 8．（25-26九年级上·湖南岳阳县·期末）2025年5月，被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置在四川绵阳实现百万安培亿度H模，如图所示。其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，是我国自主研发的可控　　　　　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）大科学装置。核电站的核反应堆是一种能够控制链式反应的装置，链式反应是不断发生的重原子核　　　　　　　　　　　（选填“聚变”或“裂变”）的反应。 9．（2026·新疆乌鲁木齐初三年级适应性测试(·二模）中国科学院建造的环流器EAST主要研究的是（　　） A. 可控核裂变 B. 可控核聚变 C. 不可控核裂变 D. 不可控核聚变 10．（2025·河北邯郸武安·二模）2025年3月28日，据报道新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破一亿摄氏度，综合参数大幅跃升，中国的可控核聚变技术取得重大进展。“中国环流三号”与当下的核电站获得核能的途径是　　　　　　（选填“相同”或“不同”）的，核能是　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 二、太阳能 11．太阳能 （1）太阳能：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生　　　　　　，释放出巨大的核能。 （2）太阳能的利用：目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用　　　　　　将太阳能转化为电能。 12．（2026·江苏常州·一模）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法，正确的是（　　） A. 是一种化石能源 B. 来源于太阳 C. 属于非清洁能源 D. 属于不可再生能源 13．如图所示，许多屋顶上都安装了太阳能集热器。集热器的箱面是玻璃，它内部的吸热板涂成　　　　　　　　　　色，可以吸收太阳辐射并将其转化为　　　　　　　　　　能，从而将集热器管道内的水流加热。 14．（2026·江苏常州·中考真题）2026年5月，神舟二十三号携带钙钛矿太阳能电池板进入太空进行实验，该电池板发电时，将　　　　　　　　　　　能转化为电能。实验进程相关信息由　　　　　　　　　　　波传回地球。 15．（2026·山东烟台莱州适应性检测（·二模）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。太阳能转化为其他形式能量的方式有多种：有光热转换，如用太阳能集热器把水加热；有光化转换，如将太阳能转化为化学能。不同方式转化的框图如图所示，其中矩形表示转换方式，椭圆形表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能转化成的另一种能量形式，请在图中的三个空白处填入相关文字。①　　　　　　　　；②　　　　　　　　；③　　　　　　　　；（请按照本试题图中从左到右的空白顺序填写答案） 16．（2026·陕西渭南·二模）在新农村建设中，如图所示的“风光互补路灯”装点着乡村的角角落落，其太阳能电池板和风力发电机工作时产生的　　　　　　能输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。风能和太阳能都属于　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能是太阳内部发生　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）释放的能量。 【B 能力提升题】 17．（25-26九年级·山东烟台经济技术开发区·期末）阅读短文，回答问题。 高温气冷堆核电站 2023年12月，全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站商运投产，我国实现了第四代核电站的“中国引领”。高温气冷堆被认为是“不会熔毁的反应堆”，如图是高温气冷堆核电站的发电模块示意图。 何为高温气冷堆？所谓“高温”，是指反应堆的工作温度和冷却剂的出口温度都达到其他堆型无法企及的高温。所谓“气冷”，则是区别于“水冷”，使用氦气作为堆芯冷却剂和热传导媒介。 高温气冷堆有三道防线，保证其不会熔毁。第一道防线，耐高温的球形燃料。这种燃料球属于弥散型核燃料，在任何情况下均能保证燃料颗粒的完整性不受影响，可有效防止放射性物质外泄；第二道防线，燃料循环过程中具有负反应性温度系数。当温度达到阈值，反应堆会进行负反应性反馈，实现自然停堆；第三道防线，非能动的余热排出系统。堆芯余热能够借助热传导、自然对流换热和热辐射等释放到大气环境中，避免堆芯过热发生熔毁。 核电在积极解决能源困局的同时，也面临挑战，如核废物具有放射性等。 （1）核电站的核心设备是　　　　　　，通过　　　　　　（选填“可控”或“不可控”）的链式反应来释放核能进行发电。 （2）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，核污染主要是因为核废料具有　　　　　　； （3）高温气冷堆核电站利用　　　　　　作为冷却剂； （4）下列不属于高温气冷堆不熔毁的技术保证的是______（填字母）； A. 耐高温的球形燃料 B. 燃料循环过程中具有负反应性温度系数 C. 有非能动的余热排出系统 D. 反应堆有坚固的外壳 18．（25-26九年级上·北京房山区·期末）请阅读《可控核聚变与中国的“人造太阳”》并回答问题。 可控核聚变与中国的“人造太阳” 在能源需求日益增长的今天，可控核聚变因其清洁、安全、燃料储量极其丰富，被视为能源问题的终极解决方案。 中国在这一前沿领域的突破性进展，让“人造太阳”的梦想照进现实。与当前核电站采用的核裂变技术不同，核聚变模拟太阳内部的反应过程，将氢同位素（如氘、氚）原子核融合成氦，释放巨大能量，具有产能效率高、燃料来源广、对环境友好等显著优势。然而，实现可控核聚变极为困难，其核心挑战在于将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束。任何实体容器都无法承受如此高温。科学家利用强磁场构建无形“牢笼”，将高温等离子体约束其中，避免接触容器壁。这种装置称为托卡马克。为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此必须采用超导材料。目前超导需在极低温下实现，故托卡马克成为“冰火两重天”的装置——核心是上亿摄氏度的等离子体，外围是超低温超导线圈。 在这一领域，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），即“人造太阳”，已成为世界引领者。2025年1月，我国全超导托卡马克核聚变实验装置，首次完成1亿摄氏度1066秒“高质量等离子体运行”。这是中国科研团队向着聚变发电的未来迈出的一大步，也是人类向着清洁能源未来迈出的一大步。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）“人造太阳”是通过　　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量。 （2）实现该反应过程极为困难，其核心挑战是　　　　　　　　　。 （3）提供磁场的线圈采用超导材料的原因是　　　　　　　　　。 （4）假设1克氘在核聚变中完全反应，可释放约J能量。若某城市日用电量为度，理论上1千克氘聚变产生的能量可供该城市使用　　　　　　　　　天。 19．（2026·山东崂山区·一模）（多选）如图甲是某种塔式太阳能热电站，利用地面上大量定日镜将太阳光反射后聚集在塔顶，安装在塔顶的集热器吸收太阳能，给水加热产生高温水蒸气，推动汽轮机工作，进而带动发电机发电。如图乙，太阳光与水平方向成70°角射向一块平面镜，反射光线与水平方向成30°角，下列说法正确的是（　　） A. 太阳能是一次能源 B. 图乙中的入射角是50° C. 水蒸气推动汽轮机工作，水蒸气的内能减小 D. 太阳能热电站是将太阳能直接转化为电能储存起来 【C 拓展培优题】 20．（2026·广东·中考真题）在如图所示的氢原子结构示意图中，A代表　　　　　　　　　　（选填“电子”或“原子核”），带　　　　　　　　　　电。太阳内部氢原子核在超高温下发生　　　　　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。 21．（2025·湖北武汉·中考真题）2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组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，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是（       ） A. 核能属于不可再生能源 B. 核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C. 核反应堆将核能直接转化为电能 D. 核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 22．（2026·宁夏·中考真题）阅读材料，完成下列问题。 库布其沙漠光伏治沙项目，光伏板高架安装，遮挡阳光减少地表水分__________（填物态变化名称），板下种草、放牧养殖“光伏羊”，如图。为提高效率，利用无人机巡检。定期清洗光伏板，清洗水有利于牧草生长，牧草通过光合作用将太阳能转化为__________能，羊群食用牧草获得能量。晴天太阳光平均辐射功率为每平方米，单块光伏板有效受光面积，光电转化效率20%。 （1）将文中划线处内容补充完整　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。 （2）无人机某次巡检飞行，耗时，计算本次巡检时的平均速度。 （3）晴天日照10 h，单块光伏板可输出电能　　　　　　　　　　。 （4）光伏项目除发电外，对生态环境、资源利用等领域有什么积极意义？（任选一方面作答） / 学科网（北京）股份有限公司 $