第2章 第4节 核能&第5节 能的转化与能量守恒-【通成学典】2026-2027学年九年级上册科学拔尖特训(浙教版·新教材)

特训科学（浙教版）九年级上 第4节核能 自一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.下列关于核反应的说法，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的 C.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的 D.原子弹爆炸时发生的链式反应是不可控制的 2.[2025杭州段考]如图所示为中国自主设计的“人造太阳”实验装置一东方超 环，它在1亿摄氏度超高温度下运行了近1066s。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 ,从而获得高温。 (第2题图) (2)“人造太阳”加热的功率达1×102W,若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发 电量达 J。 扫二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能 3.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。如图甲所示为核电站的原理示意图，如图乙所示为两种核反应示意图。下列说法中，不正确 的是 () A.日本福岛核污染水具有放射性危害 核反应堆 B.核电站核反应堆利用的是如图乙A所示的核反应 ⊕ 8 C.核反应后有核废料，因此它是化学变化 制制 9 气轮 88 D.根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→ 冷凝器 B 甲 乙 内能→机械能→电能 (第3题图) 4.核电站将 能最终转化为电能，它常建在海边，其原因之一是需要大量的水作为蒸汽轮机 的冷却剂，这利用了水的 较大的性质。某核电站的一台发电功率为10°kW的核电机组 于2013年开始发电，它每天能发电 kW·h,这相当于每天至少可减少火力发电用煤约 t(结果保留整数)，这样会大量减少二氧化碳等气体和灰渣的排放，减轻“北煤南运”的 压力。（煤的热值为3.4×10J/kg,假设煤完全燃烧，且产生的内能全部转化为电能） 5.科学家正在研究可控核聚变技术。该技术可通过氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变 来释放能量，且不会产生放射性污染，如图所示。氘可以从海水中提取，从1L海水中 拔尖微课 提取的氘参与核聚变反应时放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧时放出的热 量。若将这些核能用来发电，效率可以达到50%，则所产生的电能可供牵引功率为4800kW的 电力动车组以252km/h的运行速度匀速行驶多少千米？（计算结果保留一位小数：汽油的密度 为0.71×103kg/m3;汽油的热值为4.6×107J/kg) 氘核C 氢核聚合 中子、 0 8- 氚核 形成氨核 」被释放 释放能量 C的中子 (第5题图) 56 >“答案与解析”见D25 第2章能的转化与能量守恒 第5节 能的转化与能量守恒 山一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.[2025金华义鸟期未某型号太阳能路灯，白天不照明时，太阳能电池对蓄电池充电：夜间，路灯 开始工作，由蓄电池供电，某同学画出了如图所示的能量转化流程图。下列分析中，正确的是() 太阳能电池乙蓄电池化学能着电池，丙路灯丁 甲 (第1题图) A.甲是“内能” B.乙是“电能” C.丙是“光能” D.丁是“电能” 2.舒超势教材D97练习与应用T4改编汽车刹车的过程，伴随着能量从 能转化为内 能，内能散失到空气中，此过程中能量的总和 (填“增加”“减少”或“不变”)。 尖微课 散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有 性。 刀二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 3.如图所示为某科技馆的一台“永动机”，它由5根轻杆和转轴组成，轻杆的末端装有由形状记忆合 金制成的叶片。将该“永动机”部分浸入热水中，叶片因伸展“划水”而转动，离开热水后叶片的形 状迅速复原。下列关于该“永动机”的说法，正确的是 ( 记忆合金 A.永动机是科技进步的产物 B.转动会使水温升得更高 C.记忆合金是一种新型化合物 D.它将水的内能转化为转轮的机械能 (第3题图) 4.小明想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关 系，将两个斜面AO与OB对接成如图所示的装置，进行实验。 ①让质量为5g的小球在斜面AO上高H处由静止释放，沿斜面 777777777777777 0 滚下，经O点滚上斜面OB,测量小球达到的最大高度h,将数据记 (第4题图) 录在表中；改变斜面OB的倾角0，重复实验。 ②用质量为7g的小球重复上述实验，将数据记录在表中。 实验次序 2 3 5 6 小球质量/g 5 小球在斜面AO上的释放高度H/cm 10 10 斜面OB的倾角0/° 40 30 20 40 30 20 小球在斜面OB上的最大高度h/cm 9.0 8.6 8.0 9.0 8.6 8.0 (1)比较实验1、2、3（或4、5、6），说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与 有关。 (2)比较实验 (填序号)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。 (3)如果斜面光滑，那么小球在斜面OB上能达到的最大高度是 cm。 “答案与解析”见D25 575.(1)据图可知，电路为并联电路，已知R2的额定功率是 U2(220V)2 968w,根据P二得R的阻值R,一p,一968W 50n:由于R,阻值是R,的-半，则R,=R=0P 2 252(2)据图可知，当开关S、S2闭合时，电路为两电 阻、电动机并联，由于两电阻的作用是发热，且两电阻并联 U 时电路中的总电阻最小，根据P一尺可知，电功率最大，为 高功率模式；当开关S,闭合、开关S断开时，电路只有R, 和电动机并联，此时为低功率模式，当处于低功率模式时， R,消耗的电功率卫--（22三1936W,低功率” 模式下，开关S闭合，电路总功率P=P,十P3=1936W十 41W=1980W,工作时的干路电流1亡- 9A;“高功率”模式下，开关S、S都闭合，电路总功率 P'=P,+P,+P,=1936W+968W+44W=2948W:工 作时的于路电液-号-28=184A(3》无论在 P3一 “低功率”和“高功率”模式下，电动机中的电流1= 44W 220V=0.2A:在“低功率”模式下，流过电动机的电流与 IM 0.2A 1 干路中的电流的比值，=宁=9A一方：在“高功率”模 式下，流过电动机的电流与干路中的电流的比值，-号 0.2A=1 13.4A67 (4)室内空气的质量m=pV=1.2kg/m× 50m=60kg,室内空气吸收的热量Q吸=cm△t温=1.0× 103J/(kg·℃)×60kg×20℃=1.2×10J;两个电阻 10min内产生的热量Q总=(P,+P2)t时=(1936W+ 968W)×10×60s=1.7424×106J:散失的热量△Q= Q总-Q吸=1.7424×10J-1.2×10°J=0.5424×10°J; 这个房间散失的热量与室内空气吸收的热量的比值会Q Q吸 0.5424×10J113 1.2×10°J250 第4节核能 1.D核聚变、核裂变均能释放核能，A错误：氢弹是根据 核聚变的原理制造的，B错误；核反应堆中发生的链式反应 是可以控制反应速度的，C错误。 2.(1)聚变内能(2)2.16×10 〔解析)(1)东方超环反应原理与太阳类似，通过核聚变， 释放巨大的核能，核能又转化为内能，从而获得高温。 W (2)根据y×100%得到W=We7=P)=1X10wX 3600s×60%=2.16×1015J。 3.C日本福岛核污染水是核反应堆冷却过程中产生的具 有放射性的水，故A说法正确：核反应堆是通过可控的核 裂变反应释放核能的设备，A是裂变反应，B是聚变反应， 故B说法正确；核反应中有新原子核产生，而化学反应是 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，因此不属于化学变化，故C说法不正确：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，故D说法正确。 4.核比热容2.4×102541 C解析)P=10kW,t=1天=24h,一天产生的电能W= Pt=10°kWX24h=2.4×10kW·h=8.64X1013J。g= 3.4×10J/kg,节约煤的质量m=Q=W 8.64×1051≈2.54118X10°kg=2541.182541t. 3.4×10J/kg 5由p=受可得，汽油的质量m=pV%油=0.71X 103kg/m3×300×103m3=213kg,汽油完全燃烧时放出 的热量Q放=gm汽油=4.6×10J/kg×213kg-9.798× 10J,产生的电能W=7Q做=50%×9.798×10°J=4.899× 10J,由P=W可得，产生的电能可供电力动车组行驶的 时间：g-1a6s电力动车组行装的 速度v=252km/h=70m/s,由v=三可得，电力动车组行 驶的路程s=t=70m/s×1020.6s=71442m≈71,4km 第5节能的转化与能量守恒 1.B白天该路灯不照明，太阳能电池对蓄电池充电，太阳 能电池吸收太阳能直接将太阳能转化为电能，蓄电池将电 能转化为化学能储存起来；夜间，路灯开始工作，由蓄电池 供电，将化学能转化为电能，路灯将电能转化为光能。由此 可见，流程图中，甲是“太阳能”，乙是“电能”，丙是“电能”， 丁是“光能”。故B符合题意。 2.机械不变方向 〔解析)据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，通过做 功，将机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量 的总和是不变的：散失到空气中的内能无法自动转化为机 械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有方 向性。 3.D永动机不遵守能量守恒定律，所以不可能制造出永 动机，故A错误；记忆合金不属于化合物，合金制成的叶片 进入热水后，水放出热量，叶片吸收热量，水内能减小，温度 降低，水的内能转化为转轮的机械能，故B、C错误，D 正确。 4.(1)斜面OB的倾角0(2)1、4（或2、5；或3、 6)(3)10 25 〔解析)(2)探究小球在斜面OB上能达到的最大高度与小 球质量是否有关时，必须控制小球释放的高度和斜面倾角 相同，而改变小球的质量。(3)如果斜面光滑，那么小球的 机械能就保持不变，因此当它滚上斜面OB时的最大重力 势能与在A点时的重力势能相同，也就是在OB上能达到 的最大高度等于A点的高度，为10cm。 第2章拔尖自主测评 1.C植物光合作用是将太阳能转化为化学能，故A错 误；氢氧化钠溶解于水中，水变热，是将化学能转化为内 能，故B错误：电扇工作时，消耗的电能主要转化为机械 能，故C正确；电池充电时电能转化为化学能，放电时化学 能转化为电能，由此可知，能量转化是有方向性的，故D 错误。 2.B“人造太阳”的原理与氢弹的原理相同，利用的是核 聚变，故B错误。 3.C返回舱进入大气层后会与空气剧烈摩擦，舱外温度 升高，其内能增加，这是通过做功的方式来改变内能的。 锯条锯木头、两手搓一搓、反复弯折铁丝，都是做功，使锯 条、手和铁丝温度升高，是通过做功改变物体的内能，故A、 B、D不符合题意；热水倒入杯子，杯子温度升高，是通过热 传递来改变物体内能的，故C符合题意。 4.C甲球在空中下落时，质量不变，速度增大，动能增大： 高度减小，重力势能减小，故A错误。乙球在上升过程中， 质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大， 乙球上升时，动能转化为重力势能，故B错误。抛出时甲、 乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相等，重力势 能相等；都没有发生弹性形变，都不具有弹性势能，所以机 械能相等，故C正确，D错误。 5.B斜面光滑说明摩擦力为0，拉力除了克服物体重力 做功之外没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重 力做的功，两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服 物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即WB=Wc, 斜面BA的倾斜角度小于斜面CA的倾斜角度，所以5AB> sAC,由W=F可知物体沿BA运动时拉力较小，即F< Fc,故B正确。 6.A由题意可知，m甲=m乙，Q甲=Q乙，△t甲：△t乙=3： 2,由Q吸=cm△t得甲、乙两种物质的比热容之比C甲= Q甲 m甲△甲_Q甲×mz×△tz=1×1×2=2 Q2mXag=×行X3=3-=2:3。 mz△t乙 7.D热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与质量多 少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系，用煤气灶烧水 时，煤气燃烧不充分，其热值不变，故A错误：我们不能喝 刚烧开的水，是因为热水的温度高，故B错误；高温的铁块 0 放入冷水中，当热传递停止时铁块和水的温度相同，内能 还与物质的质量、种类等有关，两者内能不一定相同，故C 错误；物体内能增大，温度不一定升高，如晶体熔化和液体 沸腾过程，故D正确。 8.B电能是否可以转化为内能，可以通过细玻璃管中液 面的高度的变化来体现，故A不符合题意：导体的电阻与 导体的长度、横截面积、材料有关，无法通过本实验来探究， 故B符合题意；在甲、乙两瓶中装人质量相同、初温相同的 同种液体，两电阻丝的阻值不相等，通过煤油升高的温度 比较导体放出的热量与电阻大小的关系，故C不符合题 意：要研究电热与电流的关系，必须移动滑动变阻器的滑 片，将通电时间相同时，甲（乙）烧瓶中细玻璃管中液面的高 度变化与移动滑片之前进行比较，故D不符合题意。 9.B由图可知，人跳绳向上、向下并停留到下次起跳前的 时间为行s,即人跳一次的时间为号s,则人1mim跳的个 数1-60s=180,人每次跳起的高度为Q.09m,跳绳者的 1 质量m=50kg,则跳绳者的重力G=g=50kg×10N/kg= 500N,人跳起一次克服重力做的功W,=Gh=500N× 0.09m=45J,人跳绳的功率P=W_nw=180×45J_ t 60s 135W,故B符合题意。 10.D由甲、乙曲线图可知，两灯泡的电阻均随电压的增 大而增大，故A错误：由于甲、乙两灯的额定电压均为6V, 由图可知：l年板=0.6A.l复=0.3A.则P2U厦12 nP甲短_U短I甲颜 I甲题=.6A=2:1,故B错误；甲、乙两灯并联在2V的电 I乙额0.3A J 源两端时，由图可知：1甲=0.3A,12=0.2A,根据1=尺 U R里_厘_L=0.2A-2:3,故C错误把 可得电阻之比R2一立10.3A 甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相 等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图可知， 当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为2V,乙灯的 实际电压为6V时满足电源电压为8V,所以实际功率之 比P甲：Pz=UmI:UzI=U甲：U2=2V:6V=1:3, 故D正确。 11.(1)<(或小于)(2)42070 〔解析)(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F, 此时地面对双手的支持力与双脚的支持力的总和等于小 明自身的重力大小，因此F,<G;图乙中小明静止悬挂在 单杠上时，单杠对他的作用力F2等于小明自身的重力，即 F2=G,因此F,<F2。(2)小明的重力G=mg=60kg× 26