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第22章 第2節(jié)
核能
學(xué)習(xí)目標(biāo)-新知導(dǎo)入-新知探究-課堂小結(jié)-課堂達(dá)標(biāo)
人教版 · 物理 · 九年級(jí)（下）
1.了解原子、原子核的結(jié)構(gòu)；
2.知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題，了解我國(guó)和世界核能利用的新進(jìn)程；
3.了解核裂變、核聚變。
【重點(diǎn)】核能的由來(lái)、優(yōu)點(diǎn)及其可能帶來(lái)的問(wèn)題。
【難點(diǎn)】了解核裂變和核聚變。
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
1945年8月6日名為“小男孩”的原子彈。這個(gè)“小男孩”的巨大毀滅力，令日本廣島核爆中心方圓2公里內(nèi)所有建筑物全部被夷為平地。
導(dǎo) 入 新 課
我國(guó)第一顆原子彈爆炸時(shí)的情景
我國(guó)第一顆氫彈爆炸時(shí)的情景
1964年10月16日15時(shí)，我國(guó)第一顆原子彈爆炸成功。你知道原子彈為什么會(huì)突然放出那么大的能量嗎？氫彈和原子彈的原理相同嗎？
導(dǎo) 入 新 課
原子核
（正）
核外電子
（負(fù)）
質(zhì)子
（正）
中子
（不帶電）
播放視頻
知識(shí)點(diǎn) 核能
1
探 究 新 知
核能：
當(dāng)原子核發(fā)生聚變或者是裂變時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量減少，根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2，減少的質(zhì)量會(huì)轉(zhuǎn)化為能量，因此發(fā)生聚變和裂變時(shí)釋放出巨大的能量。
核反應(yīng)
裂變：
聚變：
一個(gè)重核分裂成兩個(gè)中等大小的核。
兩個(gè)輕核結(jié)合成一個(gè)較大的核。
探 究 新 知
優(yōu)點(diǎn)
核能十分巨大，它能極大地補(bǔ)充人類能源的不足，使用核能大大地節(jié)約了常規(guī)能源；核能的利用也能夠解決能源分布不平衡的問(wèn)題。
缺點(diǎn)
核能屬于一次能源，它是不可再生能源；核能利用不當(dāng)會(huì)造成核污染，產(chǎn)生核輻射，會(huì)對(duì)地球生物造成傷害。
核能的特點(diǎn)
探 究 新 知
1.關(guān)于原子,下列說(shuō)法正確的是 (　　)
A.原子是由原子核和核外電子組成的
B.原子是由分子和電子組成的
C.原子核和電子都帶負(fù)電
D.原子核外的電子都是靜止的
1.A　【解題思路】　原子是由原子核和核外電子組成的,電子繞著原子核高速旋轉(zhuǎn),故A正確,B、D錯(cuò)誤;原子核由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子帶正電,中子不帶電,電子帶負(fù)電,故C錯(cuò)誤.
答案
典型例題
1938年，科學(xué)家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生了裂變。
1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過(guò)2000t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。
知識(shí)點(diǎn) 裂變
2
裂變
探 究 新 知
用中子轟擊鈾核
外界中子停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢？
裂變
發(fā)生條件
探 究 新 知
那么，地球上的能源是否是無(wú)盡的呢？
將火柴搭成左下圖所示結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，會(huì)發(fā)生什么？
用中子轟擊鈾235原子核，鈾核在分裂時(shí)，會(huì)釋放出核能，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，這些中子會(huì)繼續(xù)轟擊其他鈾核。于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
鏈?zhǔn)椒磻?yīng)
探 究 新 知
探 究 新 知
（1）核電站利用核能發(fā)電
核反應(yīng)堆實(shí)景
核反應(yīng)堆
1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實(shí)現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。
核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場(chǎng)所。
裂變的應(yīng)用
探 究 新 知
核能
內(nèi)能
內(nèi)能
機(jī)械能
電能
核
裂變
熱交換器
發(fā)
電機(jī)
（1）核電站利用核能發(fā)電
探 究 新 知
秦山核電站
大亞灣核電站
田灣核電站
嶺奧核電站
是我國(guó)自主設(shè)計(jì)、制造的
具有世界先進(jìn)水平的核電技術(shù)
“華龍一號(hào)”核電站
探 究 新 知
優(yōu)點(diǎn)
核能十分巨大，它能極大地補(bǔ)充人類能源的不足，使用核能大大地節(jié)約了常規(guī)能源；核能的利用也能夠解決能源分布不平衡的問(wèn)題。
缺點(diǎn)
核能屬于一次能源，它是不可再生能源；核能利用不當(dāng)會(huì)造成核污染，產(chǎn)生核輻射，會(huì)對(duì)地球生物造成傷害。
核能的特點(diǎn)
探 究 新 知
鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變，釋放出極大的能量。原子彈就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。
1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。
（2）原子彈
探 究 新 知
將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來(lái)，也會(huì)釋放出巨大的核能，這一過(guò)程就是聚變。也稱為熱核反應(yīng)。
知識(shí)點(diǎn) 聚變
3
超高溫
發(fā)生條件
聚變
探 究 新 知
探 究 新 知
氫彈爆炸產(chǎn)生的蘑菇云
氫彈
氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量。
聚變的應(yīng)用
探 究 新 知
現(xiàn)階段科學(xué)家還沒(méi)有找到持續(xù)可供使用的控制核聚變的方法。海水中蘊(yùn)藏著豐富的氘核，通過(guò)可控聚變來(lái)利用核能，有望徹底解決人類能源問(wèn)題！
探 究 新 知
運(yùn)用對(duì)比法認(rèn)識(shí)裂變和聚變
項(xiàng)目區(qū)別 核裂變 核聚變
定義 一個(gè)重核分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量的核，這種核反應(yīng)叫做裂變 輕核結(jié)合成較重的核，這種核反應(yīng)叫做聚變
條件 中子轟擊較大原子核 超高溫
釋放核能大小 巨大 更加巨大
應(yīng)用 原子彈(不加控制的核裂變) 核電站(加以控制的核裂變) 氫彈(不可控核聚變)
聯(lián)系 都是原子核發(fā)生變化時(shí)，釋放出巨大的能量 探 究 新 知
核能的特點(diǎn)
核能的優(yōu)點(diǎn) （1）補(bǔ)充人類能源的不足，節(jié)約常規(guī)能源；
（2）解決能源分布不均衡的問(wèn)題；
（3）不會(huì)造成空氣污染。
核能的缺點(diǎn) （1）核能屬于一次能源，會(huì)越用越少；
（2）核能存在核污染，一旦發(fā)生核泄漏，會(huì)對(duì)地球生物造成嚴(yán)重的危害；
（3）治理核廢料代價(jià)較高。
探 究 新 知
2.獲取核能有兩條途徑——重核的裂變和輕核的聚變,如圖所示,圖甲表示的是　　　　　　　　;圖乙表示的是　　　　　　　　　　.其中圖　　　(填“甲”或“乙”)展示的是制造氫彈的原理.
2.【參考答案】　核裂變　核聚變　乙
答案
典型例題
3.[2020河北中考]核能是一種　　　　 (填“可再生”或“不可再生”)能源.核電站利用核能發(fā)電,它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆,核反應(yīng)堆是通過(guò)可控　　　　 (填“核裂變”或“核聚變”)反應(yīng)釋放核能的設(shè)備.核電站中的汽輪機(jī)屬于　　　　　　(填“發(fā)電機(jī)”“電動(dòng)機(jī)”或“熱機(jī)”).
3.【參考答案】　不可再生　核裂變　熱機(jī)
【解題思路】　核能使用后,在短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充,故屬于不可再生能源.核電站的核反應(yīng)堆是通過(guò)可控的核裂變反應(yīng)釋放的核能來(lái)發(fā)電的.核電站中的汽輪機(jī)是將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置,屬于熱機(jī).
答案
典型例題
核能
裂變
聚變
特點(diǎn)
應(yīng)用
特點(diǎn)
應(yīng)用
鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以控制
核電站、原子彈
鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不可以控制
氫彈
原子的結(jié)構(gòu)
課 堂 小 結(jié)
1.關(guān)于核能,下列說(shuō)法正確的是 (　　)
A.使原子核分裂或聚合需要驚人的能量,這些能量叫核能
B.核能是原子核動(dòng)能和勢(shì)能的總和
C.核能是質(zhì)子和中子動(dòng)能和勢(shì)能的總和
D.一旦使原子核分裂或聚合,就可能釋放出驚人的能量,這就是核能
1.D　【解題思路】　質(zhì)子和中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起,一旦使原子核分裂或聚合,就能釋放出巨大的能量,這就是核能.核能和原子核及質(zhì)子和中子具有的能量無(wú)關(guān).故選D.
答案
課 堂 練 習(xí)
2.關(guān)于原子、原子核和核能,下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.原子由質(zhì)子和電子組成
B.原子核只有相互結(jié)合時(shí)才能釋放核能
C.原子核只有分裂時(shí)才能釋放核能
D.核能是一次能源
2.D　【解題思路】　原子是由原子核和電子組成的,原子核是由質(zhì)子和中子組成的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;原子核分裂或者相互結(jié)合時(shí)均有可能釋放核能,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;核能可以直接從自然界獲得,是一次能源,選項(xiàng)D正確.故選D.
答案
課 堂 練 習(xí)
3.核電站發(fā)電流程如圖所示,在核電站的發(fā)電過(guò)程中,下列所述能量轉(zhuǎn)化順序正確的是 (　　)
A.核能→化學(xué)能→內(nèi)能→電能
B.核能→化學(xué)能→機(jī)械能→電能
C.核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能
D.核能→機(jī)械能→內(nèi)能→電能
3.C　【解題思路】　核電站的發(fā)電過(guò)程中,首先核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,接著高溫高壓的水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,最后汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.
答案
課 堂 練 習(xí)
4.為緩解電力緊張的狀況,需要開(kāi)發(fā)利用新能源,我國(guó)陸續(xù)建成了一些核電站.關(guān)于核電站,下列說(shuō)法正確的是 (　　)
A.核電站使用的燃料是核原料
B.發(fā)生核事故會(huì)造成放射性污染,所以應(yīng)該關(guān)閉所有核電站
C.核能高效、經(jīng)濟(jì),所以應(yīng)該大力發(fā)展核電
D.核電站產(chǎn)生的核廢料可以像生活垃圾那樣被處理或進(jìn)行二次加工利用
4.A　【解題思路】　核電站使用的是核原料,也稱核燃料,故A說(shuō)法正確;核電站可以給水力資源、化石能源匱乏的地區(qū)提供能量保證,應(yīng)當(dāng)適度發(fā)展核電并高度重視其安全性,故B、C說(shuō)法錯(cuò)誤;核電站的核廢料仍具有放射性,故不能像生活垃圾那樣處理或進(jìn)行二次加工利用,必須進(jìn)行專門的處理,故D說(shuō)法錯(cuò)誤.故選A.
答案
課 堂 練 習(xí)
5.核電池是一種通過(guò)換能器將核能最終轉(zhuǎn)化成　　　　能的裝置,具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn).請(qǐng)列舉一個(gè)將來(lái)有可能利用核電池供電的產(chǎn)品:　 .
5.【參考答案】　電　汽車(答案不唯一,合理即可)
答案
課 堂 練 習(xí)
6.[2019四川內(nèi)江中考改編]下列關(guān)于原子核聚變的說(shuō)法不正確的是 (　　)
A.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變
B.原子核必須在超高溫下才能發(fā)生聚變
C.大量的氫原子核聚變時(shí)釋放出驚人的能量
D.目前人類還不能有效控制原子核聚變
6.A　【解題思路】　不是任意的原子核都能發(fā)生聚變;目前人類還不能有效控制原子核的聚變.
答案
課 堂 練 習(xí)
7.原子彈和核電站在利用核能上的根本區(qū)別是(　　)
A.原子彈利用的是核裂變,核電站利用的是核聚變
B.原子彈利用的是核聚變,核電站利用的是核裂變
C.原子彈對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制,核電站對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)加以控制
D.原子彈對(duì)聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)加以控制,核電站對(duì)聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制
7.C　【解題思路】　原子彈是對(duì)核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制,在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能量的武器,而核電站則控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度,和平地利用核能.故選C.
答案
課 堂 練 習(xí)
8.我國(guó)核動(dòng)力潛艇的相關(guān)技術(shù)已十分成熟,目前正在加緊研究將大功率核動(dòng)力用于航空母艦的技術(shù),下列關(guān)于核動(dòng)力航母的說(shuō)法正確的是 (　　)
A.航母使用的核能屬于可再生能源
B.航母的核反應(yīng)堆里發(fā)生的是核裂變
C.航母的核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控制的
D.航母的核反應(yīng)堆產(chǎn)生的核廢料對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染
8.B　【解題思路】　航母使用的核能屬于不可再生能源,故A錯(cuò)誤;航母的核反應(yīng)堆里發(fā)生的是核裂變,故B正確;航母的核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的,否則無(wú)法為我們所用,故C錯(cuò)誤;航母的核反應(yīng)堆產(chǎn)生的核廢料會(huì)產(chǎn)生核污染,應(yīng)選擇無(wú)人區(qū)深埋處理,故D錯(cuò)誤.
答案
課 堂 練 習(xí)21世紀(jì)教育網(wǎng) –全國(guó)領(lǐng)先的中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
人教版物理九年級(jí)第二十二章 第二節(jié) 核能
1.一切物質(zhì)都是由 組成的,而分子又是由 組成的,有些物質(zhì)的分子就是原子。
2.質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的 緊密地結(jié)合在一起,因此十分牢固,要使它們分裂或結(jié)合是極其困難的。但是,一旦原子核分裂或聚合,就會(huì)釋放出巨大的 ,這就是 。
3.用轟擊質(zhì)量較大的鈾235原子核,使其變成兩個(gè)質(zhì)量中等大小的原子核,同時(shí)釋放出大量的 ,這就是核的 。如果對(duì)不加控制,在極短時(shí)間內(nèi)會(huì)釋放出巨大的核能,發(fā)生劇烈爆炸,可以制成 ；如果對(duì)反應(yīng)加以 ,就可以建造 、核潛艇。
4.某些質(zhì)量很小的原子核在超高溫下結(jié)合成 ,會(huì)釋放出更大的 ,這就是核的 。
一、單選題
1.（2021·錦州）下列有關(guān)材料、能源的說(shuō)法中正確的是（ ）
A. 納米陶瓷粉制成的陶瓷非常易碎 B. 硅光電池能夠直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能
C. 原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的是核聚變 D. 地?zé)崮軐儆诓豢稍偕茉?br/>2.（2021·株洲）人類進(jìn)入電氣化時(shí)代的重要標(biāo)志是大規(guī)模使用電能。電能無(wú)法從自然界直接獲取，它通常通過(guò)發(fā)電機(jī)由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來(lái)，最終通過(guò)各種用電器轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電能的生產(chǎn)、輸送和利用，極大地促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人類文明的進(jìn)步。下列四幅圖片中，利用核能發(fā)電的是（ ）
A. B.
C. D.
3.（2021·成都）2021年5月19日，中俄兩國(guó)核能合作項(xiàng)目在兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人見(jiàn)證下正式開(kāi)工。下列關(guān)于核能、原子核的說(shuō)法，正確的是（　　）
A. 太陽(yáng)能來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部物質(zhì)的核裂變反應(yīng)
B. 核反應(yīng)堆發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的
C. 核廢料可直接排放，無(wú)需任何處理試驗(yàn)
D. 原子核是由質(zhì)子、中子和電子組成
4.（2021·龍東）下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 電能是一次能源 B. 二極管是用超導(dǎo)體制成的
C. 同種電荷互相吸引 D. 核電站利用的是核裂變發(fā)電
5.（2021·深圳押題）關(guān)于能源、信息和材料，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A. 二極管、太陽(yáng)能電池板、壓敏電阻、光敏電阻都用到了半導(dǎo)體材料
B. 煤、石油、天然氣、水能、核燃料都是不可再生能源
C. 手機(jī)微信搖一搖可以搶紅包，靠超聲波傳遞信息
D. 目前核電站是利用核聚變釋放的能量來(lái)發(fā)電
6.（2021·港南模擬）關(guān)于能源、信息、材料，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A. 超導(dǎo)體可用來(lái)制作電飯鍋的發(fā)熱體
B. 電磁波在空氣中的傳播速度約為3.0×108m/s
C. 光纖通信是光在光導(dǎo)纖維中多次折射傳遞信息的
D. 核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆中發(fā)生的是核聚變
7.（2021·武侯模擬）關(guān)于能源、能量，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A. 能量是守恒的，不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)
B. 太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能都是可再生能源
C. 太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生核聚變而產(chǎn)生的
D. 核能屬于二次能源，不能從自然界直接獲得
8.（2021·錦江模擬）當(dāng)今世界，能源與信息的重要性無(wú)可置疑，關(guān)于能源與信息，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A. 太陽(yáng)內(nèi)部正進(jìn)行著輕核聚變 B. 光纖通信利用電信號(hào)來(lái)傳遞信息
C. 太陽(yáng)能、水能、煤炭是可再生能源 D. 頻率越高的電磁波在空中傳播得越快
9.（2021·韓城模擬）更迅速便捷地傳遞信息、尋找綠色可再生能源、研制具有各種特殊性能的新材料是當(dāng)前科技界的三大研究方向以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A. 5G手機(jī)是利用電磁波傳遞信息的
B. 核能是人類大力開(kāi)發(fā)的新能源，它是可再生能源
C. 輸電線若采用超導(dǎo)材料可大大減小電能損耗
D. 電腦中的集成芯片是由半導(dǎo)體材料制成的
10.（2021·攀枝花模擬）能源是人們生活和社會(huì)發(fā)展的基石，信息和材料是社會(huì)發(fā)展的保障。下列有關(guān)能源、信息和材料的說(shuō)法正確的是（ ）
A. 核電站是利用核聚變來(lái)發(fā)電的
B. 我國(guó)自主建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，主要是用超聲波來(lái)傳遞信息的
C. 光纖通信是光在光導(dǎo)纖維中多次發(fā)生折射來(lái)傳遞信息的
D. 煤、石油和天然氣是一次能源，也是不可再生能源
11.（2021·安州模擬）下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 太陽(yáng)能、水能、潮汐能、核能都是一次能源，且都是可再生能源
B. 酒精燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不會(huì)自發(fā)的轉(zhuǎn)化為酒精的化學(xué)能
C. 秦山核電站是利用原子核裂變釋放的核能來(lái)發(fā)電的，原子彈是利用熱核反應(yīng)釋放的核能
D. 5G技術(shù)和倒車?yán)走_(dá)是靠電磁波來(lái)傳遞信息的
二、填空題
12.（2021·眉山）2021年4月23日，我國(guó)海軍長(zhǎng)征18號(hào)戰(zhàn)略核潛艇在海南三亞某軍港入列，其排水量為1.2萬(wàn)噸。該潛艇的核反應(yīng)堆是通過(guò) 釋放核能（選填“核裂變”或“核聚變”）；核潛艇是通過(guò)改變 來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮或下潛的（選填“自身重力”或“所受浮力”）。
13.（2021·威海）2021年5月15日，天問(wèn)一號(hào)著陸巡視器“祝融號(hào)”登陸火星，其利用太陽(yáng)能電池板獲得的電能屬于 能源（選填“一次”或“二次”）；太陽(yáng)能實(shí)際上是太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生 （選填“核聚變”或“核裂變”）釋放的核能。
14.（2021·張家界）新一代“人造太陽(yáng)”裝置在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電。“人造太陽(yáng)”利用 （選填“聚變”或“裂變”），這種方式釋放的核能具有不產(chǎn)生高放射性核廢料的優(yōu)點(diǎn)，屬于 （選填“可再生”或“不可再生”）能源。
15.（2021·新疆）我國(guó)第三代核電技術(shù)“華龍一號(hào)”已成為繼高鐵之后的又一張中國(guó)名片。
（1）核能屬于________次能源。核電站利用核反應(yīng)堆中鈾核________（填“裂變”或“聚變”）時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)能，通過(guò)________（填“汽輪機(jī)”或“內(nèi)燃機(jī)”）做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
（2）用水做冷卻劑給核反應(yīng)堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較________。 已知水的比熱容為4.2×103J/（kg. °C），則1 kg水溫度升高1°C吸收的熱量為_(kāi)_______J。 核電站發(fā)生事故的概率與核反應(yīng)堆的堆數(shù)以及運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，若“華龍一號(hào)”核反應(yīng)堆106堆·年發(fā)生一次堆芯熔毀事故，則2座核反應(yīng)堆同時(shí)運(yùn)行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為_(kāi)_______填（“百”“千”或“萬(wàn)”）分之一。
16.（2021·南充）2021年1月，南充籍總設(shè)計(jì)師刑繼主持完成的華龍一號(hào)全球首堆投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)自主三代核電技術(shù)躋身世界前列，核反應(yīng)堆是通過(guò)可控 （選填“裂變”或“聚變”）反應(yīng)釋放核能的設(shè)備；圖是小明家電能表月初、月末的示數(shù)，若小明家所在地區(qū)每度電的電費(fèi)為0.5元，則他家本月電費(fèi)為 元。
17.（2020·陜西模擬）海洋核動(dòng)力平臺(tái)是由中國(guó)廣核集團(tuán)自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)的海上小型堆技術(shù)，單堆熱功率（反應(yīng)堆輸出的可利用內(nèi)能所對(duì)應(yīng)的功率）2×105kW，可為海上油氣田開(kāi)采、海島開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域的供電、供熱和海水淡化提供電力。目前中船重工下屬的719所己完成了海洋核動(dòng)力平臺(tái)的兩種技術(shù)方案，一種為電站，即將核電站布置于浮動(dòng)式平臺(tái)上，平臺(tái)排水量2.5×104t。另一種為可潛式核電站，除滿足浮動(dòng)式核電站性能要求外，還可滿足在惡劣海況下，平臺(tái)下潛至水下工作的需求。該核動(dòng)力平臺(tái)的核反應(yīng)堆是利用核________（選填“聚變”或“裂變”）來(lái)提供能量的。若核反應(yīng)堆的熱功率有20%轉(zhuǎn)化為電能，一天的發(fā)電量可達(dá) ________kW·h，該平臺(tái)滿載時(shí)受到的浮力為_(kāi)_______N，若平臺(tái)為可潛式核電站，在惡劣海況下，平臺(tái)在下潛時(shí)底部受到海水的壓強(qiáng)________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
三、科普閱讀題
18.（2020九上·豐臺(tái)期末）閱讀《去月球“挖土”》回答問(wèn)題。
去月球“挖土”
1969年7月20日，阿波羅11號(hào)飛船降落在月球。美國(guó)宇航員阿姆斯特朗在月球表面踩下了深深的印記。不過(guò)，這次登月在科學(xué)領(lǐng)域最大的貢獻(xiàn)并非他的腳印，而是帶回了來(lái)自月球的巖石。研究月球樣品的重要成果之一，就是發(fā)現(xiàn)其中含有氦-3，這讓科學(xué)家極為興奮。氦-3是世界公認(rèn)高效、清潔、安全的核聚變發(fā)電燃料。據(jù)計(jì)算，100噸氦-3所能創(chuàng)造的能源，相當(dāng)于全世界一年消耗的能源總量。氦-3在地球上的蘊(yùn)藏量極少，全球已知且容易取用的只有500公斤左右，而早期探測(cè)結(jié)果表明，月球淺層的氦-3含量多達(dá)上百萬(wàn)噸，足夠解決人類的能源之憂。實(shí)際上，隨著人類對(duì)月球認(rèn)識(shí)的加深，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球氦-3的總儲(chǔ)量很可能更多。
時(shí)隔半個(gè)世紀(jì)的 2020年11月24日4時(shí)30分，在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器，順利將探測(cè)器送入預(yù)定軌道 。嫦娥五號(hào)要完成的任務(wù)是最復(fù)雜、技術(shù)難度最大的，要實(shí)現(xiàn)月面自動(dòng)采樣返回，完成探月工程的重大跨越——帶回2千克月球樣品。所以，它不像嫦娥一號(hào)、二號(hào)由1個(gè)空間飛行器組成，也不像嫦娥三號(hào)、四號(hào)和五號(hào)T1由2個(gè)空間飛行器組成，而是由上升器、著陸器、軌道器和返回器這4個(gè)空間飛行器像“葫蘆娃”一樣“串”在一起。
12月1日23時(shí)11分，嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功著陸在月球正面西經(jīng)51.8度、北緯43.1度附近的預(yù)選著陸區(qū)，并傳回著陸影像圖。成功著陸后，著陸器在地面控制下，進(jìn)行了太陽(yáng)翼和定向天線展開(kāi)等狀態(tài)檢查與設(shè)置工作，將正式開(kāi)始持續(xù)約2天的月面工作，采集月球樣品。12月2日22時(shí)，經(jīng)過(guò)約19小時(shí)月面工作，探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器順利完成月球表面自動(dòng)采樣，并已按預(yù)定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。如圖1所示。
12月6日，嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功通過(guò)交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)完成中國(guó)首次月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接，如圖2所示。微波雷達(dá)是成對(duì)產(chǎn)品，由雷達(dá)主機(jī)和應(yīng)答機(jī)組成，分別安裝在嫦娥五號(hào)探測(cè)器的軌道器和上升器上。當(dāng)軌道器、上升器相距約100公里時(shí)，微波雷達(dá)開(kāi)始工作，不斷提供兩航天器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并進(jìn)行雙向空空通信，軌道器和上升器會(huì)根據(jù)雷達(dá)提供的信號(hào)調(diào)整飛行姿態(tài)，直至軌道器上的對(duì)接機(jī)構(gòu)捕獲、鎖定上升器。這個(gè)過(guò)程中，微波雷達(dá)就像軌道器和上升器上的“眼睛”，讓它們能互相“看到”對(duì)方位置。
未來(lái)，月球或?qū)⒊蔀槿祟愒谔罩械摹吧谒保涸虑蚧夭粌H能為人類提供資源，獲取科學(xué)成果，也將成為人類前往遙遠(yuǎn)深空的中轉(zhuǎn)站。
（1）隨著世界石油價(jià)格的持續(xù)飛漲，越來(lái)越多的國(guó)家和組織開(kāi)始把目光轉(zhuǎn)向了月球。各國(guó)科學(xué)家正圍繞月球上 的儲(chǔ)量、采掘、提純、運(yùn)輸及月球環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題悄然開(kāi)展相關(guān)研究。這種在地球上很難得到的特別清潔、安全和高效的 （選填“核聚變”或“核裂變”）發(fā)電燃料，被科學(xué)家們稱為“完美能源”。也許在未來(lái)的某一天，月球?qū)?huì)猶如一世紀(jì)中葉的波斯灣。
（2）微波雷達(dá)架起了嫦娥五號(hào)軌道器和 （選填“上升器”或“著陸器”）之間的鵲橋，借助 （選填“電磁波”或“聲波”）實(shí)現(xiàn)信息交換。
答案解析部分
1.分子 原子 一個(gè)
2.核力 原子核 能量核能
3.中子 能量 裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 原子彈 控制 核電站
4.新的原子核 核能 聚變
一、單選題
1.【答案】 B
【考點(diǎn)】能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，能源及其分類，核裂變
【解析】【解答】A．納米陶瓷粉顆粒極小，制成的陶瓷不容易碎，A不符合題意；
B．硅光電池能夠直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，且無(wú)污染，B符合題意；
C．原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的是鏈?zhǔn)胶肆炎儯珻不符合題意；
D．地?zé)崮軐儆诳稍偕茉矗强梢圆粩嗬醚h(huán)再生的，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】能量是守恒的，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。
2.【答案】 D
【考點(diǎn)】核裂變
【解析】【解答】A．圖中是風(fēng)力發(fā)電，是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，A不符合題意；
B．圖中是水力發(fā)電，是將水能轉(zhuǎn)化為電能，B不符合題意；
C．圖中是太陽(yáng)能發(fā)電，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，C不符合題意；
D．圖中是核電站，是將核能轉(zhuǎn)化為電能，D符合題意。
故答案為：D。
【分析】核能發(fā)電廠利用核裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電；核能是原子核發(fā)生變化時(shí)釋放的能量，分為核裂變與核聚變，都會(huì)放出巨大的能量。
3.【答案】 B
【考點(diǎn)】核能，核裂變
【解析】【解答】A．太陽(yáng)能是來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部物質(zhì)的核聚變反應(yīng)，A不符合題意；
B．核電站的反應(yīng)堆發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控制的，B符合題意；
C．核廢料具有放射性，不能直接排放，C不符合題意；
D．原子核是由質(zhì)子和中子組成，原子由原子核和電子組成，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】核能發(fā)電廠利用核裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電；核能是原子核發(fā)生變化時(shí)釋放的能量，分為核裂變與核聚變，都會(huì)放出巨大的能量。
4.【答案】 D
【考點(diǎn)】能源及其分類，核聚變
【解析】【解答】A．電能是消耗一次能源得到的二次能源，A不符合題意；
B．二極管是用半導(dǎo)體制成的，具有單向?qū)щ娦裕珺不符合題意；
C．同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引，C不符合題意；
D．核電站利用的是核裂變發(fā)電的，這種裂變是可控的，D符合題意。
故答案為：D。
【分析】核能發(fā)電廠利用核裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電；核能是原子核發(fā)生變化時(shí)釋放的能量，分為核裂變與核聚變，都會(huì)放出巨大的能量。
5.【答案】 A
【考點(diǎn)】能源及其分類，核能，半導(dǎo)體特點(diǎn)及作用，電磁波在日常生活中的應(yīng)用
【解析】【解答】A. 二極管、太陽(yáng)能電池板、壓敏電阻、光敏電阻都用到了半導(dǎo)體材料，故A正確；
B. 煤、石油、天然氣和核燃料都是不可再生能源，而水能是可再生能源，故B錯(cuò)誤；
C.手機(jī)微信搖一搖可以搶紅包，靠電磁波傳遞信息，故C錯(cuò)誤；
D.目前核電站是利用核裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電，故D錯(cuò)誤。
故選A。
【分析】（1）導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料叫半導(dǎo)體；
（2）在短時(shí)間內(nèi)不能得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源；
（3）根據(jù)電磁波傳遞信息判斷；
（4）根據(jù)核電站的工作原理判斷。
6.【答案】 B
【考點(diǎn)】光的傳播速度與光年，核電站發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化，超導(dǎo)體特點(diǎn)及作用，光纖通信
【解析】【解答】A．電飯鍋是利用電流的熱效應(yīng)進(jìn)行工作的，超導(dǎo)體電阻為零，因此不會(huì)發(fā)熱，故超導(dǎo)體不能用來(lái)制作電飯鍋的發(fā)熱體，A不符合題意；
B．光就是電磁波中的一員，電磁波的速度和光速相同，在空氣中的傳播速度約為3.0×108m/s，B符合題意；
C．光纖通信是利用光在光導(dǎo)纖維中多次反射傳遞信息的，C不符合題意；
D．核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆中發(fā)生的是核裂變而不是核聚變，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】光就是電磁波，電磁波就是光，光在真空中的傳播速度最快為3×10^8m/s，光在水中的傳播速度為真空的3/4，光在玻璃中的傳播速度為真空的2/3。
7.【答案】 C
【考點(diǎn)】能源及其分類，核聚變，核裂變
【解析】【解答】A．能量是守恒的，但由于能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，所以無(wú)節(jié)制地消耗能源會(huì)發(fā)生能源危機(jī)，A不符合題意；
B．太陽(yáng)能、風(fēng)能是可再生能源，但核能是不可再生能源，B不符合題意；
C．太陽(yáng)內(nèi)部不斷發(fā)生著氫核聚變，太陽(yáng)能是核聚變產(chǎn)生的，C符合題意；
D．核能可以從自然界直接獲得，屬于一次能源，D不符合題意。
故答案為：C。
【分析】核能發(fā)電廠利用核裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電；核能是原子核發(fā)生變化時(shí)釋放的能量，分為核裂變與核聚變，都會(huì)放出巨大的能量。
8.【答案】 A
【考點(diǎn)】核聚變，電磁波的傳播
【解析】【解答】A．太陽(yáng)內(nèi)部正進(jìn)行著輕核聚變，是聚變，不是裂變，A符合題意；
B．光纖通信是利用激光在光導(dǎo)纖維里經(jīng)多次反射進(jìn)行傳播的通信方式，不是利用電信號(hào)，B不符合題意；
C．太陽(yáng)能、水能是可再生能源，煤炭是不可再生能源，C不符合題意；
D．電磁波在空中傳播速度是固定的，不是說(shuō)頻率越高，傳播速度越快，給D不符合題意。
故答案為：A。
【分析】A．太陽(yáng)內(nèi)部正進(jìn)行著輕核聚變 。
B．光纖通信是利用激光在光導(dǎo)纖維里經(jīng)多次反射進(jìn)行傳播的通信方式 。
C．太陽(yáng)能、水能是可再生能源，煤炭是不可再生能源。
D．電磁波在空中傳播速度是固定的。
9.【答案】 B
【考點(diǎn)】核能，半導(dǎo)體特點(diǎn)及作用，超導(dǎo)體特點(diǎn)及作用，電磁波在日常生活中的應(yīng)用
【解析】【解答】A．手機(jī)是利用電磁波進(jìn)行通訊的，A正確，不符合題意；
B．核能被利用后短時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)，是不可再生能源，B錯(cuò)誤，符合題意；
C．輸電線若采用超導(dǎo)材料可以減小電阻，減小導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量，從而減小了電能的損耗，C正確，不符合題意；
D．電腦中的芯片是由半導(dǎo)體材料制成的，D正確，不符合題意。
故答案為：B。
【分析】手機(jī)是利用電磁波傳遞信息；核能是不可再生資源；輸電線利用電阻較小的材料減小損失；芯片利用半導(dǎo)體材料做成的。
10.【答案】 D
【考點(diǎn)】能源及其分類，核能，光纖通信
【解析】【解答】A．核電站是利用鈾核裂變發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放出大量的核能來(lái)發(fā)電的，是可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，A不符合題意；
B．北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波來(lái)傳遞信息的，B不符合題意；
C．光纖通信是利用激光從光纖的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射后在另一端射出來(lái)，然后在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息，C不符合題意；
D．煤炭、石油、天然氣可以直接從自然界獲得，屬于一次能源，且消耗后不能在短期內(nèi)從從自然界得到補(bǔ)充，是不可再生能源，D符合題意。
故答案為：D。
【分析】核電站是利用核裂變釋放能量；衛(wèi)星利用電磁波傳遞信息；煤炭、石油、天然氣屬于一次能源，還是不可再生能源。
11.【答案】 B
【考點(diǎn)】能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，能源及其分類，核能，核裂變，電磁波在日常生活中的應(yīng)用
【解析】【解答】A．核能是不能從自然界源源不斷獲得的能源，是不可再生能源，A不符合題意；
B．酒精燃燒時(shí)消耗了化學(xué)能，向外釋放內(nèi)能，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程；能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性，內(nèi)能不會(huì)自發(fā)的轉(zhuǎn)化為酒精的化學(xué)能，B符合題意；
C．核電站是利用原子核裂變時(shí)釋放的核能來(lái)發(fā)電的，原子彈是利用核裂變釋放的核能，C不符合題意；
D．倒車?yán)走_(dá)是靠超聲波來(lái)傳遞信息的，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】能量是守恒的，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，克服摩擦力，做功機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。
二、填空題
12.【答案】 核裂變；自身重力
【考點(diǎn)】核裂變，物體的浮沉條件及其應(yīng)用
【解析】【解答】核反應(yīng)堆是通過(guò)可以控制的裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來(lái)釋放核能的。
核潛艇的體積無(wú)法改變，上浮或下潛是通過(guò)改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
【分析】（1）核反應(yīng)堆發(fā)生的是核裂變反應(yīng)；
（2）潛水艇要上浮、懸浮、下沉，都是通過(guò)改變自身的重力大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
13.【答案】 二次；核聚變
【考點(diǎn)】能源及其分類，核能
【解析】【解答】電能是由其它形式的能轉(zhuǎn)化而來(lái)的，是二次能源。
太陽(yáng)像一個(gè)巨大的火球，它在不斷地向外釋放巨大的能量，在太陽(yáng)內(nèi)部時(shí)刻都在發(fā)生核聚變。
【分析】可以從自然界直接獲取的能源叫一次能源，不能從自然界直接獲取，必須通過(guò)一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；太陽(yáng)的能量來(lái)自于它內(nèi)部發(fā)生的核聚變。
14.【答案】 聚變；不可再生
【考點(diǎn)】能源及其分類，核聚變
【解析】【解答】“人造太陽(yáng)”利用核聚變放電。
核聚變的材料氘或是氚，氘-氘 聚變生成氦氣都是不可逆轉(zhuǎn)的一次性聚變,所以核反應(yīng)所用的材料都是一次能源不可再生，是不可再生的能源。
【分析】太陽(yáng)利用核聚變的形式釋放能量；核能屬于不可再生能源。
15.【答案】 （1）一；裂變；汽輪機(jī)
（2）大；4.2×103J；萬(wàn)
【考點(diǎn)】做功改變物體內(nèi)能，熱量的計(jì)算，核能
【解析】【解答】（1）核能從自然界中沒(méi)有加工轉(zhuǎn)換的能量，是一次性能源。

原子核裂變、聚變都能釋放出驚人的能量，由于核裂變是可控的，故核電站中的核反應(yīng)堆就是通過(guò)核裂變過(guò)程中釋放核能通過(guò)汽輪機(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的。
（2）水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水升高相同的溫度比液體吸收的熱量多，故常用水作為冷卻劑。
1 kg水溫度升高1°C吸收的熱量為
2座核反應(yīng)堆同時(shí)運(yùn)行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為
【分析】（1）直接從自然界獲取的能源叫一次能源；核反應(yīng)堆是核裂變釋放核能，通過(guò)汽輪機(jī)做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；
（2）水的比熱容大，適合做冷卻劑；它表示 1 kg水溫度升高1°C吸收的熱量為 4.2×103J；概率=。

16.【答案】 裂變；51.75
【考點(diǎn)】核裂變，電功及電功的實(shí)質(zhì)
【解析】【解答】核反應(yīng)堆是通過(guò)裂變反應(yīng)釋放核能的設(shè)備；此裂變反應(yīng)是可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
他家本月消耗的電能
則他家本月電費(fèi)
【分析】核能發(fā)電廠利用核裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電；核能是原子核發(fā)生變化時(shí)釋放的能量，分為核裂變與核聚變，都會(huì)放出巨大的能量；通過(guò)月初和月末電能表的示數(shù)求解本月消耗的電能，再利用度和焦耳之間的進(jìn)率進(jìn)行單位換算即可。
17.【答案】 裂變；；；變大
【考點(diǎn)】核裂變，液體的壓強(qiáng)的計(jì)算，浮力大小的計(jì)算，功的計(jì)算及應(yīng)用
【解析】【解答】核動(dòng)力平臺(tái)的核反應(yīng)堆是利用核裂變時(shí)釋放核能來(lái)發(fā)電的。由 可得，一天的發(fā)電量 因平臺(tái)漂浮，則平臺(tái)滿載時(shí)受到的浮力為 由 可知，液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大，故平臺(tái)在下潛時(shí)底部受到海水壓強(qiáng)變大。
【分析】核反應(yīng)堆利用核裂變時(shí)釋放核能來(lái)發(fā)電；根據(jù)電功率和時(shí)間的乘積計(jì)算電能；根據(jù)物體排開(kāi)液體的質(zhì)量計(jì)算浮力；液體的壓強(qiáng)和液體的密度、深度有關(guān)。
三、科普閱讀題
18.【答案】 （1）氦-3；核聚變
（2）上升器；電磁波
【考點(diǎn)】核聚變，電磁波在日常生活中的應(yīng)用
【解析】【解答】(1)由材料可知，月球上的氦-3含量多達(dá)上百萬(wàn)噸，足夠解決人類的能源之憂，各國(guó)科學(xué)家正圍繞月球上的氦-3儲(chǔ)量、采掘、提純、運(yùn)輸及月球環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題悄然開(kāi)展相關(guān)研究。

氦-3在地球上很難得到的特別清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料。
(2)由材料可知，微波雷達(dá)架起了軌道器和上升器之間的鵲橋，太空是真空的用電磁波來(lái)傳播信息，所以借助電磁波實(shí)現(xiàn)信息交換。
【分析】（1）氦3是可長(zhǎng)期使用的、清潔而安全的可控核聚變?nèi)剂希?在月球上的儲(chǔ)量在100萬(wàn)噸到500萬(wàn)噸之間，而幾十噸氦3即可維持地球一年的能量需求。
（2）根據(jù)題中信息分析；電磁波可以在真空中傳播。

21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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