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人教版物理九年级第二十二章 第二节 核能
一、单选题
1．（2021·锦州）下列有关材料、能源的说法中正确的是（ ）
A．纳米陶瓷粉制成的陶瓷非常易碎
B．硅光电池能够直接把太阳能转换成电能
C．原子弹爆炸时发生的是核聚变
D．地热能属于不可再生能源
2．（2021·株洲）人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能。电能无法从自然界直接获取，它通常通过发电机由其他形式的能转化而来，最终通过各种用电器转化为其他形式的能。电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。下列四幅图片中，利用核能发电的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2021·成都）2021年5月19日，中俄两国核能合作项目在两国领导人见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是（ ）
A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应
B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的
C．核废料可直接排放，无需任何处理试验
D．原子核是由质子、中子和电子组成
4．（2021·龙东）下列说法正确的是（ ）
A．电能是一次能源 B．二极管是用超导体制成的
C．同种电荷互相吸引 D．核电站利用的是核裂变发电
5．（2021·深圳押题）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．二极管、太阳能电池板、压敏电阻、光敏电阻都用到了半导体材料
B．煤、石油、天然气、水能、核燃料都是不可再生能源
C．手机微信摇一摇可以抢红包，靠超声波传递信息
D．目前核电站是利用核聚变释放的能量来发电
6．（2021·港南模拟）关于能源、信息、材料，下列说法正确的是（ ）
A．超导体可用来制作电饭锅的发热体
B．电磁波在空气中的传播速度约为3.0×108m/s
C．光纤通信是光在光导纤维中多次折射传递信息的
D．核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是核聚变
7．（2021·武侯模拟）关于能源、能量，下列说法正确的是（ ）
A．能量是守恒的，不会发生能源危机
B．太阳能、风能、核能都是可再生能源
C．太阳能是太阳内部发生核聚变而产生的
D．核能属于二次能源，不能从自然界直接获得
8．（2021·锦江模拟）当今世界，能源与信息的重要性无可置疑，关于能源与信息，下列说法正确的是（ ）
A．太阳内部正进行着轻核聚变
B．光纤通信利用电信号来传递信息
C．太阳能、水能、煤炭是可再生能源
D．频率越高的电磁波在空中传播得越快
9．（2021·韩城模拟）更迅速便捷地传递信息、寻找绿色可再生能源、研制具有各种特殊性能的新材料是当前科技界的三大研究方向以下说法错误的是（ ）
A．5G手机是利用电磁波传递信息的
B．核能是人类大力开发的新能源，它是可再生能源
C．输电线若采用超导材料可大大减小电能损耗
D．电脑中的集成芯片是由半导体材料制成的
10．（2021·攀枝花模拟）能源是人们生活和社会发展的基石，信息和材料是社会发展的保障。下列有关能源、信息和材料的说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核聚变来发电的
B．我国自主建立的北斗卫星定位系统，主要是用超声波来传递信息的
C．光纤通信是光在光导纤维中多次发生折射来传递信息的
D．煤、石油和天然气是一次能源，也是不可再生能源
11．（2021·安州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、水能、潮汐能、核能都是一次能源，且都是可再生能源
B．酒精燃烧时将化学能转化为内能，但内能不会自发的转化为酒精的化学能
C．秦山核电站是利用原子核裂变释放的核能来发电的，原子弹是利用热核反应释放的核能
D．5G技术和倒车雷达是靠电磁波来传递信息的
二、填空题
12．（2021·眉山）2021年4月23日，我国海军长征18号战略核潜艇在海南三亚某军港入列，其排水量为1.2万吨。该潜艇的核反应堆是通过 释放核能（选填“核裂变”或“核聚变”）；核潜艇是通过改变 来实现上浮或下潜的（选填“自身重力”或“所受浮力”）。
13．（2021·威海）2021年5月15日，天问一号着陆巡视器“祝融号”登陆火星，其利用太阳能电池板获得的电能属于 能源（选填“一次”或“二次”）；太阳能实际上是太阳内部发生 （选填“核聚变”或“核裂变”）释放的核能。
14．（2021·张家界）新一代“人造太阳”装置在成都建成并实现首次放电。“人造太阳”利用
（选填“聚变”或“裂变”），这种方式释放的核能具有不产生高放射性核废料的优点，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
15．（2021·新疆）我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。
（1）核能属于 次能源。核电站利用核反应堆中铀核 （填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过 （填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。
（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较 。 已知水的比热容为4.2×103J/（kg. ℃），则1 kg水温度升高1℃吸收的热量为 J。 核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为 填（“百”“千”或“万”）分之一。
16．（2021·南充）2021年1月，南充籍总设计师刑继主持完成的华龙一号全球首堆投入商业运行，标志着我国自主三代核电技术跻身世界前列，核反应堆是通过可控 （选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备；图是小明家电能表月初、月末的示数，若小明家所在地区每度电的电费为0.5元，则他家本月电费为 元。
17．（2020·陕西模拟）海洋核动力平台是由中国广核集团自主研发、自主设计的海上小型堆技术，单堆热功率（反应堆输出的可利用内能所对应的功率）2×105kW，可为海上油气田开采、海岛开发等领域的供电、供热和海水淡化提供电力。目前中船重工下属的719所己完成了海洋核动力平台的两种技术方案，一种为电站，即将核电站布置于浮动式平台上，平台排水量2.5×104t。另一种为可潜式核电站，除满足浮动式核电站性能要求外，还可满足在恶劣海况下，平台下潜至水下工作的需求。该核动力平台的核反应堆是利用核 （选填“聚变”或“裂变”）来提供能量的。若核反应堆的热功率有20%转化为电能，一天的发电量可达 kW·h，该平台满载时受到的浮力为 N，若平台为可潜式核电站，在恶劣海况下，平台在下潜时底部受到海水的压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、科普阅读题
18．（2020九上·丰台期末）阅读《去月球“挖土”》回答问题。
去月球“挖土”
1969年7月20日，阿波罗11号飞船降落在月球。美国宇航员阿姆斯特朗在月球表面踩下了深深的印记。不过，这次登月在科学领域最大的贡献并非他的脚印，而是带回了来自月球的岩石。研究月球样品的重要成果之一，就是发现其中含有氦-3，这让科学家极为兴奋。氦-3是世界公认高效、清洁、安全的核聚变发电燃料。据计算，100吨氦-3所能创造的能源，相当于全世界一年消耗的能源总量。氦-3在地球上的蕴藏量极少，全球已知且容易取用的只有500公斤左右，而早期探测结果表明，月球浅层的氦-3含量多达上百万吨，足够解决人类的能源之忧。实际上，随着人类对月球认识的加深，科学家发现月球氦-3的总储量很可能更多。
时隔半个世纪的 2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道
。嫦娥五号要完成的任务是最复杂、技术难度最大的，要实现月面自动采样返回，完成探月工程的重大跨越——带回2千克月球样品。所以，它不像嫦娥一号、二号由1个空间飞行器组成，也不像嫦娥三号、四号和五号T1由2个空间飞行器组成，而是由上升器、着陆器、轨道器和返回器这4个空间飞行器像“葫芦娃”一样“串”在一起。
12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，并传回着陆影像图。成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，将正式开始持续约2天的月面工作，采集月球样品。12月2日22时，经过约19小时月面工作，探月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样，并已按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。如图1所示。
12月6日，嫦娥五号探测器成功通过交会对接微波雷达完成中国首次月球轨道无人交会对接，如图2所示。微波雷达是成对产品，由雷达主机和应答机组成，分别安装在嫦娥五号探测器的轨道器和上升器上。当轨道器、上升器相距约100公里时，微波雷达开始工作，不断提供两航天器之间的相对运动参数，并进行双向空空通信，轨道器和上升器会根据雷达提供的信号调整飞行姿态，直至轨道器上的对接机构捕获、锁定上升器。这个过程中，微波雷达就像轨道器和上升器上的“眼睛”，让它们能互相“看到”对方位置。
未来，月球或将成为人类在太空中的“哨所”：月球基地不仅能为人类提供资源，获取科学成果，也将成为人类前往遥远深空的中转站。
（1）随着世界石油价格的持续飞涨，越来越多的国家和组织开始把目光转向了月球。各国科学家正围绕月球上 的储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。这种在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的 （选填“核聚变”或“核裂变”）发电燃料，被科学家们称为“完美能源”。也许在未来的某一天，月球将会犹如一世纪中叶的波斯湾。
（2）微波雷达架起了嫦娥五号轨道器和 （选填“上升器”或“着陆器”）之间的鹊桥，借助 （选填“电磁波”或“声波”）实现信息交换。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；核裂变
【解析】【解答】A．纳米陶瓷粉颗粒极小，制成的陶瓷不容易碎，A不符合题意；
B．硅光电池能够直接把太阳能转换成电能，且无污染，B符合题意；
C．原子弹爆炸时发生的是链式核裂变，C不符合题意；
D．地热能属于可再生能源，是可以不断利用循环再生的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。
2．【答案】D
【知识点】核裂变
【解析】【解答】A．图中是风力发电，是将风能转化为电能，A不符合题意；
B．图中是水力发电，是将水能转化为电能，B不符合题意；
C．图中是太阳能发电，是将太阳能转化为电能，C不符合题意；
D．图中是核电站，是将核能转化为电能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
3．【答案】B
【知识点】核能；核裂变
【解析】【解答】A．太阳能是来自太阳内部物质的核聚变反应，A不符合题意；
B．核电站的反应堆发生的链式反应是可控制的，B符合题意；
C．核废料具有放射性，不能直接排放，C不符合题意；
D．原子核是由质子和中子组成，原子由原子核和电子组成，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
4．【答案】D
【知识点】能源及其分类；核聚变
【解析】【解答】A．电能是消耗一次能源得到的二次能源，A不符合题意；
B．二极管是用半导体制成的，具有单向导电性，B不符合题意；
C．同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，C不符合题意；
D．核电站利用的是核裂变发电的，这种裂变是可控的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
5．【答案】A
【知识点】能源及其分类；核能；半导体特点及作用；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A. 二极管、太阳能电池板、压敏电阻、光敏电阻都用到了半导体材料，故A正确；
B. 煤、石油、天然气和核燃料都是不可再生能源，而水能是可再生能源，故B错误；
C.手机微信摇一摇可以抢红包，靠电磁波传递信息，故C错误；
D.目前核电站是利用核裂变释放的能量来发电，故D错误。
故选A。
【分析】（1）导电能力介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体；
（2）在短时间内不能得到补充的能源叫不可再生能源；
（3）根据电磁波传递信息判断；
（4）根据核电站的工作原理判断。
6．【答案】B
【知识点】光的传播速度与光年；核电站发电过程中的能量转化；超导体特点及作用；光纤通信
【解析】【解答】A．电饭锅是利用电流的热效应进行工作的，超导体电阻为零，因此不会发热，故超导体不能用来制作电饭锅的发热体，A不符合题意；
B．光就是电磁波中的一员，电磁波的速度和光速相同，在空气中的传播速度约为3.0×108m/s，B符合题意；
C．光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射传递信息的，C不符合题意；
D．核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是核裂变而不是核聚变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】光就是电磁波，电磁波就是光，光在真空中的传播速度最快为3×10^8m/s，光在水中的传播速度为真空的3/4，光在玻璃中的传播速度为真空的2/3。
7．【答案】C
【知识点】能源及其分类；核聚变；核裂变
【解析】【解答】A．能量是守恒的，但由于能量的转化具有方向性，所以无节制地消耗能源会发生能源危机，A不符合题意；
B．太阳能、风能是可再生能源，但核能是不可再生能源，B不符合题意；
C．太阳内部不断发生着氢核聚变，太阳能是核聚变产生的，C符合题意；
D．核能可以从自然界直接获得，属于一次能源，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
8．【答案】A
【知识点】核聚变；电磁波的传播
【解析】【解答】A．太阳内部正进行着轻核聚变，是聚变，不是裂变，A符合题意；
B．光纤通信是利用激光在光导纤维里经多次反射进行传播的通信方式，不是利用电信号，B不符合题意；
C．太阳能、水能是可再生能源，煤炭是不可再生能源，C不符合题意；
D．电磁波在空中传播速度是固定的，不是说频率越高，传播速度越快，给D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A．太阳内部正进行着轻核聚变 。
B．光纤通信是利用激光在光导纤维里经多次反射进行传播的通信方式 。
C．太阳能、水能是可再生能源，煤炭是不可再生能源。
D．电磁波在空中传播速度是固定的。
9．【答案】B
【知识点】核能；半导体特点及作用；超导体特点及作用；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．手机是利用电磁波进行通讯的，A正确，不符合题意；
B．核能被利用后短时间内不能恢复，是不可再生能源，B错误，符合题意；
C．输电线若采用超导材料可以减小电阻，减小导线上产生的热量，从而减小了电能的损耗，C正确，不符合题意；
D．电脑中的芯片是由半导体材料制成的，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】手机是利用电磁波传递信息；核能是不可再生资源；输电线利用电阻较小的材料减小损失；芯片利用半导体材料做成的。
10．【答案】D
【知识点】能源及其分类；核能；光纤通信
【解析】【解答】A．核电站是利用铀核裂变发生链式反应释放出大量的核能来发电的，是可控链式反应，A不符合题意；
B．北斗卫星定位系统是利用电磁波来传递信息的，B不符合题意；
C．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，C不符合题意；
D．煤炭、石油、天然气可以直接从自然界获得，属于一次能源，且消耗后不能在短期内从从自然界得到补充，是不可再生能源，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核电站是利用核裂变释放能量；卫星利用电磁波传递信息；煤炭、石油、天然气属于一次能源，还是不可再生能源。
11．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；核能；核裂变；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．核能是不能从自然界源源不断获得的能源，是不可再生能源，A不符合题意；
B．酒精燃烧时消耗了化学能，向外释放内能，是将化学能转化为内能的过程；能量的转移和转化具有方向性，内能不会自发的转化为酒精的化学能，B符合题意；
C．核电站是利用原子核裂变时释放的核能来发电的，原子弹是利用核裂变释放的核能，C不符合题意；
D．倒车雷达是靠超声波来传递信息的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
12．【答案】核裂变；自身重力
【知识点】核裂变；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】核反应堆是通过可以控制的裂变的链式反应来释放核能的。
核潜艇的体积无法改变，上浮或下潜是通过改变自身重力来实现的。
【分析】（1）核反应堆发生的是核裂变反应；
（2）潜水艇要上浮、悬浮、下沉，都是通过改变自身的重力大小来实现的。
13．【答案】二次；核聚变
【知识点】能源及其分类；核能
【解析】【解答】电能是由其它形式的能转化而来的，是二次能源。
太阳像一个巨大的火球，它在不断地向外释放巨大的能量，在太阳内部时刻都在发生核聚变。
【分析】可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；太阳的能量来自于它内部发生的核聚变。
14．【答案】聚变；不可再生
【知识点】能源及其分类；核聚变
【解析】【解答】“人造太阳”利用核聚变放电。
核聚变的材料氘或是氚，氘-氘 聚变生成氦气都是不可逆转的一次性聚变，所以核反应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】太阳利用核聚变的形式释放能量；核能属于不可再生能源。
15．【答案】（1）一；裂变；汽轮机
（2）大；4.2×103J；万
【知识点】做功改变物体内能；热量的计算；核能
【解析】【解答】（1）核能从自然界中没有加工转换的能量，是一次性能源。
原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能通过汽轮机做功，带动发电机发电的。
（2）水的比热容较大，相同质量的水升高相同的温度比液体吸收的热量多，故常用水作为冷却剂。
1 kg水温度升高1℃吸收的热量为
2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为
【分析】（1）直接从自然界获取的能源叫一次能源；核反应堆是核裂变释放核能，通过汽轮机做功带动发电机发电；
（2）水的比热容大，适合做冷却剂；它表示 1 kg水温度升高1℃吸收的热量为 4.2×103J；概率=。
16．【答案】裂变；51.75
【知识点】核裂变；电功及电功的实质
【解析】【解答】核反应堆是通过裂变反应释放核能的设备；此裂变反应是可控的链式反应。
他家本月消耗的电能
则他家本月电费
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量；通过月初和月末电能表的示数求解本月消耗的电能，再利用度和焦耳之间的进率进行单位换算即可。
17．【答案】裂变；；；变大
【知识点】核裂变；液体压强的计算；浮力大小的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】核动力平台的核反应堆是利用核裂变时释放核能来发电的。由 可得，一天的发电量 因平台漂浮，则平台满载时受到的浮力为 由 可知，液体压强随深度的增加而增大，故平台在下潜时底部受到海水压强变大。
【分析】核反应堆利用核裂变时释放核能来发电；根据电功率和时间的乘积计算电能；根据物体排开液体的质量计算浮力；液体的压强和液体的密度、深度有关。
18．【答案】（1）氦-3；核聚变
（2）上升器；电磁波
【知识点】核聚变；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)由材料可知，月球上的氦-3含量多达上百万吨，足够解决人类的能源之忧，各国科学家正围绕月球上的氦-3储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。
氦-3在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的核聚变发电燃料。
(2)由材料可知，微波雷达架起了轨道器和上升器之间的鹊桥，太空是真空的用电磁波来传播信息，所以借助电磁波实现信息交换。
【分析】（1）氦3是可长期使用的、清洁而安全的可控核聚变燃料，氦3在月球上的储量在100万吨到500万吨之间，而几十吨氦3即可维持地球一年的能量需求。
（2）根据题中信息分析；电磁波可以在真空中传播。
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人教版物理九年级第二十二章 第二节 核能
一、单选题
1．（2021·锦州）下列有关材料、能源的说法中正确的是（ ）
A．纳米陶瓷粉制成的陶瓷非常易碎
B．硅光电池能够直接把太阳能转换成电能
C．原子弹爆炸时发生的是核聚变
D．地热能属于不可再生能源
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；核裂变
【解析】【解答】A．纳米陶瓷粉颗粒极小，制成的陶瓷不容易碎，A不符合题意；
B．硅光电池能够直接把太阳能转换成电能，且无污染，B符合题意；
C．原子弹爆炸时发生的是链式核裂变，C不符合题意；
D．地热能属于可再生能源，是可以不断利用循环再生的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。
2．（2021·株洲）人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能。电能无法从自然界直接获取，它通常通过发电机由其他形式的能转化而来，最终通过各种用电器转化为其他形式的能。电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。下列四幅图片中，利用核能发电的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】核裂变
【解析】【解答】A．图中是风力发电，是将风能转化为电能，A不符合题意；
B．图中是水力发电，是将水能转化为电能，B不符合题意；
C．图中是太阳能发电，是将太阳能转化为电能，C不符合题意；
D．图中是核电站，是将核能转化为电能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
3．（2021·成都）2021年5月19日，中俄两国核能合作项目在两国领导人见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是（ ）
A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应
B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的
C．核废料可直接排放，无需任何处理试验
D．原子核是由质子、中子和电子组成
【答案】B
【知识点】核能；核裂变
【解析】【解答】A．太阳能是来自太阳内部物质的核聚变反应，A不符合题意；
B．核电站的反应堆发生的链式反应是可控制的，B符合题意；
C．核废料具有放射性，不能直接排放，C不符合题意；
D．原子核是由质子和中子组成，原子由原子核和电子组成，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
4．（2021·龙东）下列说法正确的是（ ）
A．电能是一次能源 B．二极管是用超导体制成的
C．同种电荷互相吸引 D．核电站利用的是核裂变发电
【答案】D
【知识点】能源及其分类；核聚变
【解析】【解答】A．电能是消耗一次能源得到的二次能源，A不符合题意；
B．二极管是用半导体制成的，具有单向导电性，B不符合题意；
C．同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，C不符合题意；
D．核电站利用的是核裂变发电的，这种裂变是可控的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
5．（2021·深圳押题）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．二极管、太阳能电池板、压敏电阻、光敏电阻都用到了半导体材料
B．煤、石油、天然气、水能、核燃料都是不可再生能源
C．手机微信摇一摇可以抢红包，靠超声波传递信息
D．目前核电站是利用核聚变释放的能量来发电
【答案】A
【知识点】能源及其分类；核能；半导体特点及作用；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A. 二极管、太阳能电池板、压敏电阻、光敏电阻都用到了半导体材料，故A正确；
B. 煤、石油、天然气和核燃料都是不可再生能源，而水能是可再生能源，故B错误；
C.手机微信摇一摇可以抢红包，靠电磁波传递信息，故C错误；
D.目前核电站是利用核裂变释放的能量来发电，故D错误。
故选A。
【分析】（1）导电能力介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体；
（2）在短时间内不能得到补充的能源叫不可再生能源；
（3）根据电磁波传递信息判断；
（4）根据核电站的工作原理判断。
6．（2021·港南模拟）关于能源、信息、材料，下列说法正确的是（ ）
A．超导体可用来制作电饭锅的发热体
B．电磁波在空气中的传播速度约为3.0×108m/s
C．光纤通信是光在光导纤维中多次折射传递信息的
D．核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是核聚变
【答案】B
【知识点】光的传播速度与光年；核电站发电过程中的能量转化；超导体特点及作用；光纤通信
【解析】【解答】A．电饭锅是利用电流的热效应进行工作的，超导体电阻为零，因此不会发热，故超导体不能用来制作电饭锅的发热体，A不符合题意；
B．光就是电磁波中的一员，电磁波的速度和光速相同，在空气中的传播速度约为3.0×108m/s，B符合题意；
C．光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射传递信息的，C不符合题意；
D．核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是核裂变而不是核聚变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】光就是电磁波，电磁波就是光，光在真空中的传播速度最快为3×10^8m/s，光在水中的传播速度为真空的3/4，光在玻璃中的传播速度为真空的2/3。
7．（2021·武侯模拟）关于能源、能量，下列说法正确的是（ ）
A．能量是守恒的，不会发生能源危机
B．太阳能、风能、核能都是可再生能源
C．太阳能是太阳内部发生核聚变而产生的
D．核能属于二次能源，不能从自然界直接获得
【答案】C
【知识点】能源及其分类；核聚变；核裂变
【解析】【解答】A．能量是守恒的，但由于能量的转化具有方向性，所以无节制地消耗能源会发生能源危机，A不符合题意；
B．太阳能、风能是可再生能源，但核能是不可再生能源，B不符合题意；
C．太阳内部不断发生着氢核聚变，太阳能是核聚变产生的，C符合题意；
D．核能可以从自然界直接获得，属于一次能源，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
8．（2021·锦江模拟）当今世界，能源与信息的重要性无可置疑，关于能源与信息，下列说法正确的是（ ）
A．太阳内部正进行着轻核聚变
B．光纤通信利用电信号来传递信息
C．太阳能、水能、煤炭是可再生能源
D．频率越高的电磁波在空中传播得越快
【答案】A
【知识点】核聚变；电磁波的传播
【解析】【解答】A．太阳内部正进行着轻核聚变，是聚变，不是裂变，A符合题意；
B．光纤通信是利用激光在光导纤维里经多次反射进行传播的通信方式，不是利用电信号，B不符合题意；
C．太阳能、水能是可再生能源，煤炭是不可再生能源，C不符合题意；
D．电磁波在空中传播速度是固定的，不是说频率越高，传播速度越快，给D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A．太阳内部正进行着轻核聚变 。
B．光纤通信是利用激光在光导纤维里经多次反射进行传播的通信方式 。
C．太阳能、水能是可再生能源，煤炭是不可再生能源。
D．电磁波在空中传播速度是固定的。
9．（2021·韩城模拟）更迅速便捷地传递信息、寻找绿色可再生能源、研制具有各种特殊性能的新材料是当前科技界的三大研究方向以下说法错误的是（ ）
A．5G手机是利用电磁波传递信息的
B．核能是人类大力开发的新能源，它是可再生能源
C．输电线若采用超导材料可大大减小电能损耗
D．电脑中的集成芯片是由半导体材料制成的
【答案】B
【知识点】核能；半导体特点及作用；超导体特点及作用；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．手机是利用电磁波进行通讯的，A正确，不符合题意；
B．核能被利用后短时间内不能恢复，是不可再生能源，B错误，符合题意；
C．输电线若采用超导材料可以减小电阻，减小导线上产生的热量，从而减小了电能的损耗，C正确，不符合题意；
D．电脑中的芯片是由半导体材料制成的，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】手机是利用电磁波传递信息；核能是不可再生资源；输电线利用电阻较小的材料减小损失；芯片利用半导体材料做成的。
10．（2021·攀枝花模拟）能源是人们生活和社会发展的基石，信息和材料是社会发展的保障。下列有关能源、信息和材料的说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核聚变来发电的
B．我国自主建立的北斗卫星定位系统，主要是用超声波来传递信息的
C．光纤通信是光在光导纤维中多次发生折射来传递信息的
D．煤、石油和天然气是一次能源，也是不可再生能源
【答案】D
【知识点】能源及其分类；核能；光纤通信
【解析】【解答】A．核电站是利用铀核裂变发生链式反应释放出大量的核能来发电的，是可控链式反应，A不符合题意；
B．北斗卫星定位系统是利用电磁波来传递信息的，B不符合题意；
C．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，C不符合题意；
D．煤炭、石油、天然气可以直接从自然界获得，属于一次能源，且消耗后不能在短期内从从自然界得到补充，是不可再生能源，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核电站是利用核裂变释放能量；卫星利用电磁波传递信息；煤炭、石油、天然气属于一次能源，还是不可再生能源。
11．（2021·安州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、水能、潮汐能、核能都是一次能源，且都是可再生能源
B．酒精燃烧时将化学能转化为内能，但内能不会自发的转化为酒精的化学能
C．秦山核电站是利用原子核裂变释放的核能来发电的，原子弹是利用热核反应释放的核能
D．5G技术和倒车雷达是靠电磁波来传递信息的
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；核能；核裂变；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．核能是不能从自然界源源不断获得的能源，是不可再生能源，A不符合题意；
B．酒精燃烧时消耗了化学能，向外释放内能，是将化学能转化为内能的过程；能量的转移和转化具有方向性，内能不会自发的转化为酒精的化学能，B符合题意；
C．核电站是利用原子核裂变时释放的核能来发电的，原子弹是利用核裂变释放的核能，C不符合题意；
D．倒车雷达是靠超声波来传递信息的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
二、填空题
12．（2021·眉山）2021年4月23日，我国海军长征18号战略核潜艇在海南三亚某军港入列，其排水量为1.2万吨。该潜艇的核反应堆是通过 释放核能（选填“核裂变”或“核聚变”）；核潜艇是通过改变 来实现上浮或下潜的（选填“自身重力”或“所受浮力”）。
【答案】核裂变；自身重力
【知识点】核裂变；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】核反应堆是通过可以控制的裂变的链式反应来释放核能的。
核潜艇的体积无法改变，上浮或下潜是通过改变自身重力来实现的。
【分析】（1）核反应堆发生的是核裂变反应；
（2）潜水艇要上浮、悬浮、下沉，都是通过改变自身的重力大小来实现的。
13．（2021·威海）2021年5月15日，天问一号着陆巡视器“祝融号”登陆火星，其利用太阳能电池板获得的电能属于 能源（选填“一次”或“二次”）；太阳能实际上是太阳内部发生 （选填“核聚变”或“核裂变”）释放的核能。
【答案】二次；核聚变
【知识点】能源及其分类；核能
【解析】【解答】电能是由其它形式的能转化而来的，是二次能源。
太阳像一个巨大的火球，它在不断地向外释放巨大的能量，在太阳内部时刻都在发生核聚变。
【分析】可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；太阳的能量来自于它内部发生的核聚变。
14．（2021·张家界）新一代“人造太阳”装置在成都建成并实现首次放电。“人造太阳”利用
（选填“聚变”或“裂变”），这种方式释放的核能具有不产生高放射性核废料的优点，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】聚变；不可再生
【知识点】能源及其分类；核聚变
【解析】【解答】“人造太阳”利用核聚变放电。
核聚变的材料氘或是氚，氘-氘 聚变生成氦气都是不可逆转的一次性聚变，所以核反应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】太阳利用核聚变的形式释放能量；核能属于不可再生能源。
15．（2021·新疆）我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。
（1）核能属于 次能源。核电站利用核反应堆中铀核 （填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过 （填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。
（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较 。 已知水的比热容为4.2×103J/（kg. ℃），则1 kg水温度升高1℃吸收的热量为 J。 核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为 填（“百”“千”或“万”）分之一。
【答案】（1）一；裂变；汽轮机
（2）大；4.2×103J；万
【知识点】做功改变物体内能；热量的计算；核能
【解析】【解答】（1）核能从自然界中没有加工转换的能量，是一次性能源。
原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能通过汽轮机做功，带动发电机发电的。
（2）水的比热容较大，相同质量的水升高相同的温度比液体吸收的热量多，故常用水作为冷却剂。
1 kg水温度升高1℃吸收的热量为
2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为
【分析】（1）直接从自然界获取的能源叫一次能源；核反应堆是核裂变释放核能，通过汽轮机做功带动发电机发电；
（2）水的比热容大，适合做冷却剂；它表示 1 kg水温度升高1℃吸收的热量为 4.2×103J；概率=。
16．（2021·南充）2021年1月，南充籍总设计师刑继主持完成的华龙一号全球首堆投入商业运行，标志着我国自主三代核电技术跻身世界前列，核反应堆是通过可控 （选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备；图是小明家电能表月初、月末的示数，若小明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】裂变；51.75
【知识点】核裂变；电功及电功的实质
【解析】【解答】核反应堆是通过裂变反应释放核能的设备；此裂变反应是可控的链式反应。
他家本月消耗的电能
则他家本月电费
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量；通过月初和月末电能表的示数求解本月消耗的电能，再利用度和焦耳之间的进率进行单位换算即可。
17．（2020·陕西模拟）海洋核动力平台是由中国广核集团自主研发、自主设计的海上小型堆技术，单堆热功率（反应堆输出的可利用内能所对应的功率）2×105kW，可为海上油气田开采、海岛开发等领域的供电、供热和海水淡化提供电力。目前中船重工下属的719所己完成了海洋核动力平台的两种技术方案，一种为电站，即将核电站布置于浮动式平台上，平台排水量2.5×104t。另一种为可潜式核电站，除满足浮动式核电站性能要求外，还可满足在恶劣海况下，平台下潜至水下工作的需求。该核动力平台的核反应堆是利用核 （选填“聚变”或“裂变”）来提供能量的。若核反应堆的热功率有20%转化为电能，一天的发电量可达 kW·h，该平台满载时受到的浮力为 N，若平台为可潜式核电站，在恶劣海况下，平台在下潜时底部受到海水的压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】裂变；；；变大
【知识点】核裂变；液体压强的计算；浮力大小的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】核动力平台的核反应堆是利用核裂变时释放核能来发电的。由 可得，一天的发电量 因平台漂浮，则平台满载时受到的浮力为 由 可知，液体压强随深度的增加而增大，故平台在下潜时底部受到海水压强变大。
【分析】核反应堆利用核裂变时释放核能来发电；根据电功率和时间的乘积计算电能；根据物体排开液体的质量计算浮力；液体的压强和液体的密度、深度有关。
三、科普阅读题
18．（2020九上·丰台期末）阅读《去月球“挖土”》回答问题。
去月球“挖土”
1969年7月20日，阿波罗11号飞船降落在月球。美国宇航员阿姆斯特朗在月球表面踩下了深深的印记。不过，这次登月在科学领域最大的贡献并非他的脚印，而是带回了来自月球的岩石。研究月球样品的重要成果之一，就是发现其中含有氦-3，这让科学家极为兴奋。氦-3是世界公认高效、清洁、安全的核聚变发电燃料。据计算，100吨氦-3所能创造的能源，相当于全世界一年消耗的能源总量。氦-3在地球上的蕴藏量极少，全球已知且容易取用的只有500公斤左右，而早期探测结果表明，月球浅层的氦-3含量多达上百万吨，足够解决人类的能源之忧。实际上，随着人类对月球认识的加深，科学家发现月球氦-3的总储量很可能更多。
时隔半个世纪的 2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道
。嫦娥五号要完成的任务是最复杂、技术难度最大的，要实现月面自动采样返回，完成探月工程的重大跨越——带回2千克月球样品。所以，它不像嫦娥一号、二号由1个空间飞行器组成，也不像嫦娥三号、四号和五号T1由2个空间飞行器组成，而是由上升器、着陆器、轨道器和返回器这4个空间飞行器像“葫芦娃”一样“串”在一起。
12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，并传回着陆影像图。成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，将正式开始持续约2天的月面工作，采集月球样品。12月2日22时，经过约19小时月面工作，探月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样，并已按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。如图1所示。
12月6日，嫦娥五号探测器成功通过交会对接微波雷达完成中国首次月球轨道无人交会对接，如图2所示。微波雷达是成对产品，由雷达主机和应答机组成，分别安装在嫦娥五号探测器的轨道器和上升器上。当轨道器、上升器相距约100公里时，微波雷达开始工作，不断提供两航天器之间的相对运动参数，并进行双向空空通信，轨道器和上升器会根据雷达提供的信号调整飞行姿态，直至轨道器上的对接机构捕获、锁定上升器。这个过程中，微波雷达就像轨道器和上升器上的“眼睛”，让它们能互相“看到”对方位置。
未来，月球或将成为人类在太空中的“哨所”：月球基地不仅能为人类提供资源，获取科学成果，也将成为人类前往遥远深空的中转站。
（1）随着世界石油价格的持续飞涨，越来越多的国家和组织开始把目光转向了月球。各国科学家正围绕月球上 的储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。这种在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的 （选填“核聚变”或“核裂变”）发电燃料，被科学家们称为“完美能源”。也许在未来的某一天，月球将会犹如一世纪中叶的波斯湾。
（2）微波雷达架起了嫦娥五号轨道器和 （选填“上升器”或“着陆器”）之间的鹊桥，借助 （选填“电磁波”或“声波”）实现信息交换。
【答案】（1）氦-3；核聚变
（2）上升器；电磁波
【知识点】核聚变；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)由材料可知，月球上的氦-3含量多达上百万吨，足够解决人类的能源之忧，各国科学家正围绕月球上的氦-3储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。
氦-3在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的核聚变发电燃料。
(2)由材料可知，微波雷达架起了轨道器和上升器之间的鹊桥，太空是真空的用电磁波来传播信息，所以借助电磁波实现信息交换。
【分析】（1）氦3是可长期使用的、清洁而安全的可控核聚变燃料，氦3在月球上的储量在100万吨到500万吨之间，而几十吨氦3即可维持地球一年的能量需求。
（2）根据题中信息分析；电磁波可以在真空中传播。
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