16.3 核能的开发与利用（分层作业）物理新教材北师大版九年级全一册

16.3 核能的开发与利用（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、核能及其基本概念 二、核裂变及其应用 三、核聚变及其应用 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、核能及其基本概念 1．可控核聚变大科学装置实现“亿度”运行是2025年中国十大科技进展之一，可控核聚变是未来利用核能的重要途径。下列说法正确的是（        ） A. 核能来自太阳的辐射能 B. 当前核电站是利用核聚变来发电的 C. 核电站可直接将核能转化为电能 D. 装置温度升高到上亿摄氏度的过程中，微观粒子的无规则运动加剧 2．关于核能与核电站，下列说法正确的是（　　） A. 核能是不可再生能源，也是清洁能源 B. 核电站利用核聚变将核能转化为电能 C. 核能来源于原子的核外电子运动 D. 核废料无污染，可当作生活垃圾处理 3．新一代人造太阳“中国环流三号”启动新一轮物理实验，是我国目前规模最大、参数最高的先进磁约束托卡马克装置。人造太阳利用高温高压等离子体来模拟太阳内部的条件，从而实现核　　　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，核能属于　　　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 4．获取核能有两条途径——重核的裂变和轻核的聚变，如图所示，图甲表示的是　　　　　　　　　　；图乙表示的是　　　　　　　　　　（以上两空均填“核裂变”或“核聚变”）。其中图　　　　　　　　　　（选填“甲”或“乙”）展示的是制造氢弹的原理。太阳是人类能源的宝库。在太阳内部，氢原子核在超高温下发生　　　　　　　　　　，释放出巨大的核能。 二、核裂变及其应用 5．关于能量和能源，下列说法正确的是（        ） A. 石油、天然气和煤等化石能源都来自太阳 B. 核电站是利用原子核聚变释放的核能发电的 C. 太阳能、风能、核能都属于可再生能源 D. 能量守恒意味着能量不会消失，所以不会出现能源危机 6．新科技、新材料、新能源让我们的生活更高效、更智能。下列相关说法正确的是（        ） A. 煤、石油、电力、天然气都属于一次能源 B. 利用超导材料可制作电吹风的发热电阻 C. 核电站利用原子核裂变释放能量发电 D. 能量会发生转移或转化，因此总量会逐渐减少 7．关于科学技术的应用，下列分析不正确的是（        ） A. 中国空间站所用的太阳能帆板将太阳能转化为电能 B. 掘进隧道所用的盾构机的机头材料具有硬度大、耐高温的特性 C. 三峡水利枢纽工程中的船闸是利用连通器原理工作的 D. “人造太阳”是利用氘核和氚核发生核裂变释放能量的 8．如图所示是核电站的工作流程图，下列关于核电站的说法正确的是（　　） A. 核反应堆中发生的是核聚变 B. 核反应堆处发生的是内能转化为核能 C. 汽轮机处发生的是内能转化为机械能 D. 发电机处发生的是电能转化为机械能 9．我国争取在2060年前实现“碳中和”。下列措施中，说法不正确的是（　　） A. 不断研究可控核聚变，利用可再生的核能实现“碳中和” B. 积极推动新能源汽车的普及，减少对一次能源石油的依赖 C. 利用可再生的水能、风能发电，把机械能转化为电能 D. 利用光伏技术把可再生的太阳能转化为电能 10．下列对物理常识的描述，正确的是（        ） A. 一个足球的质量约为5 kg B. 王芳的身高约为160 cm C. 人体的正常温度约为39℃ D. 原子弹爆炸时发生核聚变 11．近年来，全球都在密切关注能源、信息和材料的研究。下列相关说法正确的是（       ） A. 太阳能、风能、天然气都是可再生能源 B. 光纤通信是利用激光在光导纤维中不断折射传递信息的 C. 人工智能依托的专用芯片是由超导体材料制成的 D. “华龙一号”核电站通过核裂变将核能转换为电能 12．（多选）“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（　 　） A. 该核反应是核裂变 B. 太阳内部发生的也是这种核反应 C. 核能属于不可再生能源 D. 原子核是由中子和电子组成的 三、核聚变及其应用 13．《楚辞》中用“暾将出兮东方，照吾槛兮扶桑”描绘太阳初升后的景象。近代物理学研究表明，太阳是一个巨大的“核能火球”，太阳上剧烈的核反应所产生的能量主要以电磁波的形式向外辐射。下列说法正确的是（        ） A. 太阳能来自于核裂变 B. 太阳能属于不可再生能源 C. 太阳光在真空中传播的速度约为 D. 太阳能温暖大地是通过做功的方式改变内能 14．我国的“东方超环”是全超导非圆截面托卡马克实验装置，成功实现上亿摄氏度1066秒等离子体运行，其核心使命是通过　　　　　　（选填“核裂变”、“核聚变”）来发电。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有　　　　　　性。 15．中国“人造太阳”——中国环流三号，其原理是利用　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）反应，释放出巨大的能量；神舟飞船搭载的智能应急监测系统依赖高性能航天芯片支撑，制造这种航天芯片的主要材料是　　　　　　（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）；地球上的科学家可以通过　　　　　　和“嫦娥六号”进行交互（选填“超声波”或“电磁波”）。 16．核能属于　　　　　　　　　　　（选填“一次能源”或“二次能源”），素有“人造太阳”之称的中科院等离子研究所EAST装置，其工作原理与太阳内部的　　　　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）反应相似。为有效约束高温等离子体，人造太阳装置常使用低温下电阻为零的材料　　　　　　　　　　　（选填“半导体”或“超导体”）制作磁体，这种材料在通以强电流后可以产生强大磁场。 17．2025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核　　　　　　大科学装置，核能是　　　　　　次能源。 18．2025年，位于安徽合肥“科学岛”的“东方超环”（EAST）全超导托卡马克装置再传捷报，成功实现了1亿摄氏度1066秒的长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录。“东方超环”作为磁约束核聚变实验装置，其工作原理是利用　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放出巨大的能量。 【B 能力提升题】 19．哈密市能源富集，是国家重要的综合能源基地。 （1）哈密市的塔式光热发电站为我国实现碳达峰、碳中和目标作出了积极贡献。太阳能是太阳内部的氢原子核发生　　　　　　　　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量。光热发电站的定日镜对阳光的反射率高达95%，大大提升了太阳能的利用率。当阳光的入射角为30°时，反射角为　　　　　　　　　　　　　°；若反射到塔顶的太阳光使吸热器内部的熔盐温度升高40℃，则该过程中熔盐吸收热量　　　　　　　　　　　　　J。[] （2）哈密市是“疆电外送”的核心枢纽。输电过程中电流的热效应会造成电能损耗，电流通过导体产生的热量跟电流　　　　　　　　　　　　　（选填“成”或“不成”）正比。“疆电入渝”项目每日输送电能约，则输电的平均功率约为　　　　　　　　　　　　　kW；若某段输电线路的电流从变为时，线路上发热损耗的功率减少约，该段线路的电阻约为　　　　　　　　　　　　　（选填“4”“40”或“400”）Ω。（忽略输电线路电阻的变化） 20．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。 21．截至2025年底，我国“华龙一号”示范工程——漳州核电1号机组已稳定运行一年，累计发电量突破100亿度。这座核电站是利用核　　　　　　　　　　　　　（选填“裂”或“聚”）变释放的核能来驱动发电机工作的。发电机输出的电能可以方便地转化为光、热、机械能等多种形式，但相反的过程却无法自动发生，这深刻地揭示了能量转化过程具有　　　　　　　　　　　　　性。 22．科技是立国之本，是国家竞争力的重要体现。 （1）孙家栋被誉为“北斗之父”，北斗卫星导航系统是通过接收和发射　　　　　　波传递信息； （2）黄旭华被誉为“中国核潜艇之父”，核潜艇的核反应堆是通过核　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”）释放能量，核能属于　　　　　　（选填“一次”或“二次”）能源； （3）2025年11月5日，中国第一艘电磁弹射型航空母舰福建舰在海南三亚某军港入列，当电磁弹射车内的导体通入强电流时，即可产生强大的推力，将歼35舰载机弹出，电磁弹射的原理与　　　　　　（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。 【C 拓展培优题】 23．（2026·广东广州·中考真题）我国自主研制的“人造太阳”核聚变实验装置内，发生的核反应过程简化如图。反应生成的（        ） A. 中子带正电 B. 中子带负电 C. 氦原子核有2个质子 D. 氦原子核有4个质子 24．（2026·湖北武汉·中考真题）“十四五”时期，我国核电装机容量1.25亿千瓦，居世界第一，核电累计发电量超过2万亿千瓦时，等效减排二氧化碳超过15.3亿吨。关于核能，下列说法正确的是（        ） A. 核能是二次能源 B. 核能是一种新能源 C. 核能是可再生能源 D. 目前核电站是通过聚变利用核能的 25．（2026·宁夏·中考真题）近年来我国在科技领域取得非凡成就，下列成果与对应物理知识不匹配的是（　　 ） A. “华龙一号”核电站反应堆——核聚变 B. 空间太阳能电站无线传能技术——电磁波传递能量 C. 兆瓦级浮空风力发电系统浮空器内充氦气——氦气密度小 D. “天都一号”利用激光测量地月空间距离——激光强度高，方向性好 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.3 核能的开发与利用（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、核能及其基本概念 二、核裂变及其应用 三、核聚变及其应用 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、核能及其基本概念 1．可控核聚变大科学装置实现“亿度”运行是2025年中国十大科技进展之一，可控核聚变是未来利用核能的重要途径。下列说法正确的是（        ） A. 核能来自太阳的辐射能 B. 当前核电站是利用核聚变来发电的 C. 核电站可直接将核能转化为电能 D. 装置温度升高到上亿摄氏度的过程中，微观粒子的无规则运动加剧 【答案】D 【详解】A．核能是原子核发生裂变或聚变时释放的能量，并非来自太阳辐射能，故A错误； B．当前核电站是利用核裂变释放的能量发电，故B错误； C．核电站能量转化过程为核能→内能→机械能→电能，不能直接将核能转化为电能，故C错误； D．温度是微观粒子无规则运动剧烈程度的标志，温度越高，微观粒子无规则运动越剧烈，装置温度升高到上亿摄氏度时，微观粒子无规则运动加剧，故D正确。 故选D。 2．关于核能与核电站，下列说法正确的是（　　） A. 核能是不可再生能源，也是清洁能源 B. 核电站利用核聚变将核能转化为电能 C. 核能来源于原子的核外电子运动 D. 核废料无污染，可当作生活垃圾处理 【答案】A 【详解】A．核能由核燃料提供，核燃料属于不可再生的矿产资源，因此核能是不可再生能源；核能发电过程中除核废料外几乎不产生其他污染物，属于清洁能源，故A正确； B．核电站是利用可控的核裂变反应将核能转化为电能，核聚变目前尚未实现可控和平利用于发电，故B错误； C．核能来源于原子核内部核反应（裂变或聚变）释放的能量，并非原子的核外电子运动，故C错误； D．核废料具有很强的放射性，会对环境和人体造成严重危害，不能当作生活垃圾处理，故D错误。 故选A。 3．新一代人造太阳“中国环流三号”启动新一轮物理实验，是我国目前规模最大、参数最高的先进磁约束托卡马克装置。人造太阳利用高温高压等离子体来模拟太阳内部的条件，从而实现核　　　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，核能属于　　　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】① 聚变    ② 不可再生 【详解】太阳的能量来源于内部氢原子核在超高温下发生的聚变反应，人造太阳正是模拟太阳的能量产生机制，因此是通过核聚变释放核能。 核能的消耗依赖铀等核燃料，这类核燃料在自然界中的储量有限，消耗后短时间内无法从自然界得到补充，因此属于不可再生能源。 4．获取核能有两条途径——重核的裂变和轻核的聚变，如图所示，图甲表示的是　　　　　　　　　　；图乙表示的是　　　　　　　　　　（以上两空均填“核裂变”或“核聚变”）。其中图　　　　　　　　　　（选填“甲”或“乙”）展示的是制造氢弹的原理。太阳是人类能源的宝库。在太阳内部，氢原子核在超高温下发生　　　　　　　　　　，释放出巨大的核能。 【答案】① 核裂变    ② 核聚变    ③ 乙    ④ 聚变 【详解】[1][2]甲图中是由一个较重的原子核变成较轻的原子核的核反应，是核裂变；乙图是由较轻的原子核变成较重的原子核的核反应，是核聚变。 [3]氢弹的制造原理是核聚变，故乙图展示的是制造氢弹的原理。 [4]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，因此可以说，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸。 二、核裂变及其应用 5．关于能量和能源，下列说法正确的是（        ） A. 石油、天然气和煤等化石能源都来自太阳 B. 核电站是利用原子核聚变释放的核能发电的 C. 太阳能、风能、核能都属于可再生能源 D. 能量守恒意味着能量不会消失，所以不会出现能源危机 【答案】A 【详解】A．煤、石油、天然气等化石能源是古代生物经过漫长地质年代形成的，能量本质上来源于太阳能，故A正确； B．目前核电站是利用可控原子核裂变释放核能发电，故B错误； C．太阳能、风能是可再生能源，但核能所需的核燃料短时间内无法从自然界中补充，属于不可再生能源，故C错误； D．能量守恒定律说明能量总量不变，但能量转化具有方向性，人类可利用的高品质能量会逐渐耗散无法重复利用，因此仍会出现能源危机，故D错误。 故选A。 6．新科技、新材料、新能源让我们的生活更高效、更智能。下列相关说法正确的是（        ） A. 煤、石油、电力、天然气都属于一次能源 B. 利用超导材料可制作电吹风的发热电阻 C. 核电站利用原子核裂变释放能量发电 D. 能量会发生转移或转化，因此总量会逐渐减少 【答案】C 【详解】A．煤、石油、天然气属于一次能源，而电力是通过一次能源转换得到的二次能源，因此A错误； B．超导材料电阻为零，根据焦耳定律  ，其不会发热，因此不能用于制作电吹风的发热电阻丝，故B错误； C．目前核电站是利用原子核的裂变过程释放巨大能量发电，故C正确； D．能量守恒定律指出：能量在转移或转化过程中总量保持不变，不会减少，故D错误。 故选C。 7．关于科学技术的应用，下列分析不正确的是（        ） A. 中国空间站所用的太阳能帆板将太阳能转化为电能 B. 掘进隧道所用的盾构机的机头材料具有硬度大、耐高温的特性 C. 三峡水利枢纽工程中的船闸是利用连通器原理工作的 D. “人造太阳”是利用氘核和氚核发生核裂变释放能量的 【答案】D 【详解】A．太阳能帆板可将太阳能转化为电能，为空间站提供运行所需能源，故A正确； B．盾构机机头掘进时会与岩石摩擦生热产生高温，同时需要破碎岩石，因此机头材料需具备硬度大、耐高温的特性，故B正确； C．三峡水利枢纽的船闸满足连通器“上端开口、底部相互连通”的结构特点，是利用连通器原理工作的，故C正确； D．“人造太阳”是利用氘核和氚核发生核聚变释放能量的，核裂变是重核分裂为较轻原子核的反应，故D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 8．如图所示是核电站的工作流程图，下列关于核电站的说法正确的是（　　） A. 核反应堆中发生的是核聚变 B. 核反应堆处发生的是内能转化为核能 C. 汽轮机处发生的是内能转化为机械能 D. 发电机处发生的是电能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．目前人类安全可控的核反应是核裂变，故核电站的核反应堆中发生的是核裂变，故A错误； B．核反应堆处的核原料发生裂变，将核能转化为内能，故B错误； C．汽轮机工作时，将内能转化为机械能，故C正确； D．发电机处利用电磁感应现象，将机械能转化为电能，故D错误。 故选C。 9．我国争取在2060年前实现“碳中和”。下列措施中，说法不正确的是（　　） A. 不断研究可控核聚变，利用可再生的核能实现“碳中和” B. 积极推动新能源汽车的普及，减少对一次能源石油的依赖 C. 利用可再生的水能、风能发电，把机械能转化为电能 D. 利用光伏技术把可再生的太阳能转化为电能 【答案】A 【详解】A．核能消耗后短时间内无法从自然界获得，因此核能为不可再生能源，故A错误； B．石油是不可再生的一次能源，推广新能源汽车可以减少石油消耗，故B正确； C．水能、风能发电，是将水流、空气的机械能通过发电机转化为电能，故C正确； D．太阳能是可再生能源，光伏发电就是将太阳能转化为电能，故D正确。 本题要求选择不正确的，故选A。 10．下列对物理常识的描述，正确的是（        ） A. 一个足球的质量约为5 kg B. 王芳的身高约为160 cm C. 人体的正常温度约为39℃ D. 原子弹爆炸时发生核聚变 【答案】B 【详解】A．一个标准足球的质量约为0.4kg∼0.45kg，5kg远大于实际质量，故A错误； B．中学生的身高通常在150cm∼170cm之间，160cm符合实际情况，故B正确； C．人体的正常体温约为37℃，39℃属于发热状态，故C错误； D．原子弹爆炸时发生的是核裂变反应，核聚变是氢弹的反应原理，故D错误。 故选B。 11．近年来，全球都在密切关注能源、信息和材料的研究。下列相关说法正确的是（       ） A. 太阳能、风能、天然气都是可再生能源 B. 光纤通信是利用激光在光导纤维中不断折射传递信息的 C. 人工智能依托的专用芯片是由超导体材料制成的 D. “华龙一号”核电站通过核裂变将核能转换为电能 【答案】D 【详解】A．可再生能源是指可以在自然界里源源不断地获取的能源，天然气属于化石能源，属于不可再生能源，故A错误； B．光纤通信是利用激光在光导纤维中不断发生全反射来传递信息的，并非折射，故B错误； C．人工智能依托的专用芯片是由半导体材料制成的，不是利用超导体材料，故C错误； D．核电站通过核裂变反应释放核能，再将核能依次转化为内能、机械能，最终转化为电能，“华龙一号”核电站的工作原理符合这一过程，故D正确。 故选D。 12．（多选）“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（　 　） A. 该核反应是核裂变 B. 太阳内部发生的也是这种核反应 C. 核能属于不可再生能源 D. 原子核是由中子和电子组成的 【答案】AC 【详解】A．题图为中子轰击重原子核，原子核分裂成多个小核并放出新中子，属于核裂变，核电站、玲珑一号均利用核裂变发电，故A正确； B．太阳内部持续发生核聚变（氢核聚变成氦核），故B错误； C．核燃料储量有限、消耗后短时间不能再生，核能属于不可再生能源，故C正确； D．原子核由质子和中子组成，电子在原子核外绕核运动，故D错误。 故选AC。 三、核聚变及其应用 13．《楚辞》中用“暾将出兮东方，照吾槛兮扶桑”描绘太阳初升后的景象。近代物理学研究表明，太阳是一个巨大的“核能火球”，太阳上剧烈的核反应所产生的能量主要以电磁波的形式向外辐射。下列说法正确的是（        ） A. 太阳能来自于核裂变 B. 太阳能属于不可再生能源 C. 太阳光在真空中传播的速度约为 D. 太阳能温暖大地是通过做功的方式改变内能 【答案】C 【详解】A．太阳内部的能量来源于氢原子核的核聚变反应，不是核裂变，故A错误； B．太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源，故B错误； C．光属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为，故C正确； D．太阳能温暖大地，是通过热传递的方式改变物体内能，不是做功，故D错误。 故选C。 14．我国的“东方超环”是全超导非圆截面托卡马克实验装置，成功实现上亿摄氏度1066秒等离子体运行，其核心使命是通过　　　　　　（选填“核裂变”、“核聚变”）来发电。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有　　　　　　性。 【答案】① 核聚变    ② 方向 【详解】“东方超环”是托卡马克实验装置，其核心原理是通过核聚变反应释放能量来发电，核聚变是轻原子核在高温环境下结合成较重原子核并释放大量能量的核反应，是该装置的核心反应类型。 能量的转化和转移具有方向性，电能可转化为电动机的机械能与内能，但散失到空气中的内能无法自动逆向转化为电能，这一现象直接体现了能量转化的方向性。 15．中国“人造太阳”——中国环流三号，其原理是利用　　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）反应，释放出巨大的能量；神舟飞船搭载的智能应急监测系统依赖高性能航天芯片支撑，制造这种航天芯片的主要材料是　　　　　　（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）；地球上的科学家可以通过　　　　　　和“嫦娥六号”进行交互（选填“超声波”或“电磁波”）。 【答案】① 核聚变    ② 半导体    ③ 电磁波 【详解】人造太阳模拟太阳发光发热原理，依靠氢原子核聚合释放能量，属于核聚变。 半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，且其导电性可通过技术手段精准调控，这一特性使其成为制造高性能航天芯片的主要材料； 超声波属于机械波，传播必须依赖介质，而太空是真空环境，无法传递超声波；电磁波可在真空中传播，因此科学家依靠电磁波与“嫦娥六号”实现交互。 16．核能属于　　　　　　　　　　　（选填“一次能源”或“二次能源”），素有“人造太阳”之称的中科院等离子研究所EAST装置，其工作原理与太阳内部的　　　　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）反应相似。为有效约束高温等离子体，人造太阳装置常使用低温下电阻为零的材料　　　　　　　　　　　（选填“半导体”或“超导体”）制作磁体，这种材料在通以强电流后可以产生强大磁场。 【答案】① 一次能源    ② 核聚变    ③ 超导体 【详解】一次能源是能直接从自然界获取的能源，核能可通过开采铀矿等直接获取，因此属于一次能源。 太阳内部的能量来自核聚变反应，“人造太阳”EAST装置的工作原理就是模拟太阳，和太阳内部反应一致，是核聚变。 在低温条件下电阻变为零的材料是超导体，该特性适合制作通强电流的强磁体，不会产生多余的电热损耗。 17．2025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核　　　　　　大科学装置，核能是　　　　　　次能源。 【答案】① 聚变    ② 一 【详解】(1)题详解： “中国环流三号”托卡马克装置产生能量的原理与太阳发光发热的原理相同，太阳内部持续发生的是核聚变反应，该装置属于可控核聚变大科学装置。核能是直接从自然界获取的能源，因此属于一次能源。 18．2025年，位于安徽合肥“科学岛”的“东方超环”（EAST）全超导托卡马克装置再传捷报，成功实现了1亿摄氏度1066秒的长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录。“东方超环”作为磁约束核聚变实验装置，其工作原理是利用　　　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放出巨大的能量。 【答案】核聚变 【详解】核聚变是轻原子核在超高温条件下结合成较重原子核，同时释放出巨大能量的核反应；核裂变则是较重原子核分裂为较轻原子核的核反应。“东方超环”属于磁约束核聚变实验装置，其工作原理是利用核聚变反应释放能量。 【B 能力提升题】 19．哈密市能源富集，是国家重要的综合能源基地。 （1）哈密市的塔式光热发电站为我国实现碳达峰、碳中和目标作出了积极贡献。太阳能是太阳内部的氢原子核发生　　　　　　　　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量。光热发电站的定日镜对阳光的反射率高达95%，大大提升了太阳能的利用率。当阳光的入射角为30°时，反射角为　　　　　　　　　　　　　°；若反射到塔顶的太阳光使吸热器内部的熔盐温度升高40℃，则该过程中熔盐吸收热量　　　　　　　　　　　　　J。[] （2）哈密市是“疆电外送”的核心枢纽。输电过程中电流的热效应会造成电能损耗，电流通过导体产生的热量跟电流　　　　　　　　　　　　　（选填“成”或“不成”）正比。“疆电入渝”项目每日输送电能约，则输电的平均功率约为　　　　　　　　　　　　　kW；若某段输电线路的电流从变为时，线路上发热损耗的功率减少约，该段线路的电阻约为　　　　　　　　　　　　　（选填“4”“40”或“400”）Ω。（忽略输电线路电阻的变化） 【答案】（1）① 聚变    ② 30    ③      （2）① 不成    ②     ③ 4      【详解】(1)小问详解： 太阳内部的能量来源于氢原子核的聚变反应； 根据光的反射定律，反射角等于入射角，已知入射角为30°，故反射角为30°； 根据得熔盐吸收的热量 (2)小问详解： 根据焦耳定律，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比； 输电的平均功率约为 线路上发热损耗的功率减少约 线路损耗功率差满足 则该段线路的电阻约为 20．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。 21．截至2025年底，我国“华龙一号”示范工程——漳州核电1号机组已稳定运行一年，累计发电量突破100亿度。这座核电站是利用核　　　　　　　　　　　　　（选填“裂”或“聚”）变释放的核能来驱动发电机工作的。发电机输出的电能可以方便地转化为光、热、机械能等多种形式，但相反的过程却无法自动发生，这深刻地揭示了能量转化过程具有　　　　　　　　　　　　　性。 【答案】① 裂    ② 方向 【详解】核电站是利用可控的核裂变释放的核能来发电的，核聚变目前难以实现可控利用，无法用于大规模商业发电。 能量的转化和转移具有方向性，电能可以自发转化为光、热、机械能等形式，但这些形式的能量无法自动全部转化为电能，这体现了能量转化过程的方向性。 22．科技是立国之本，是国家竞争力的重要体现。 （1）孙家栋被誉为“北斗之父”，北斗卫星导航系统是通过接收和发射　　　　　　波传递信息； （2）黄旭华被誉为“中国核潜艇之父”，核潜艇的核反应堆是通过核　　　　　　（选填“裂变”或“聚变”）释放能量，核能属于　　　　　　（选填“一次”或“二次”）能源； （3）2025年11月5日，中国第一艘电磁弹射型航空母舰福建舰在海南三亚某军港入列，当电磁弹射车内的导体通入强电流时，即可产生强大的推力，将歼35舰载机弹出，电磁弹射的原理与　　　　　　（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。 【答案】（1）电磁     （2）① 裂变    ② 一次     （3）电动机      【详解】(1)小问详解： 电磁波可以在真空中传播，能够有效传递信息，北斗卫星导航系统依靠电磁波完成信息的接收与发射。 (2)小问详解： 核潜艇的核反应堆通过可控核裂变释放能量，核聚变目前无法实现可控应用于核反应堆装置。 一次能源是可直接从自然界获取的能源，核能可直接从核燃料中获取，因此属于一次能源。 (3)小问详解： 电磁弹射的原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动，这与电动机的工作原理完全一致；发电机的工作原理是电磁感应现象，和电磁弹射的原理不同。 【C 拓展培优题】 23．（2026·广东广州·中考真题）我国自主研制的“人造太阳”核聚变实验装置内，发生的核反应过程简化如图。反应生成的（        ） A. 中子带正电 B. 中子带负电 C. 氦原子核有2个质子 D. 氦原子核有4个质子 【答案】C 【详解】AB．原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，核反应过程中质子数守恒，故AB错误； CD．氚核、氘核都属于氢原子核，每个氢原子核内有1个质子，反应前总质子数为个；反应后生成的中子不含质子，因此质子都在氦原子核内，即氦原子核有2个质子，故C正确，D错误。 故选C。 24．（2026·湖北武汉·中考真题）“十四五”时期，我国核电装机容量1.25亿千瓦，居世界第一，核电累计发电量超过2万亿千瓦时，等效减排二氧化碳超过15.3亿吨。关于核能，下列说法正确的是（        ） A. 核能是二次能源 B. 核能是一种新能源 C. 核能是可再生能源 D. 目前核电站是通过聚变利用核能的 【答案】B 【详解】A．一次能源可以从自然界直接获得，而二次能源不能从自然界直接获得，需要通过消耗一次能源来获得，核能直接取自于地壳中的核物质，由这些核物质提炼而来，是一次能源，故A错误； B．常规能源是人类利用多年且广泛使用的能源，如煤、石油、电能等；新能源是新近才开始使用的能源，如核能、太阳能、地热能、潮汐能，故B正确； C．可再生能源是短时间内可以从自然界源源不断获得的能源，核能是利用放射性核燃料来释放能量的，而这些物质在地球上的储量是一定的，因此，属不可再生能源，故C错误； D．目前核电站是通过核裂变来获取核能的，核聚变还未实现可控商用，故D错误。 故选B。 25．（2026·宁夏·中考真题）近年来我国在科技领域取得非凡成就，下列成果与对应物理知识不匹配的是（　　 ） A. “华龙一号”核电站反应堆——核聚变 B. 空间太阳能电站无线传能技术——电磁波传递能量 C. 兆瓦级浮空风力发电系统浮空器内充氦气——氦气密度小 D. “天都一号”利用激光测量地月空间距离——激光强度高，方向性好 【答案】A 【详解】A. 核电站反应堆利用可控核裂变释放能量，并非核聚变，对应知识不匹配，故A符合题意； B. 无线传能技术通过电磁波传递能量，对应匹配，故B不符合题意； C. 氦气密度小于空气密度，充入浮空器可获得足够浮力升空，对应匹配，故C不符合题意； D. 激光具有方向性好、强度高的特点，适合远距离测距，对应匹配，故D不符合题意。 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $