初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第7节 核能同步练习
一、单选题
1．（2023九上·舟山开学考）2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的（ ）
A． 氢（H） B．氦（He） C．铀（U） D．钚（Pu）
【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】根据核聚变的燃料的知识判断。
【解答】在现阶段，核聚变使用的材料为氢（H），故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2．（2023九上·长兴期末）太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是（ ）
A．原子核聚变产生的核能 B．原子核裂变产生的核能
C．原子核链式反应产生的核能 D．化学反应产生的化学能
【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】人类有核聚变核裂变两种获取核能的方式，而太阳能是通过核聚变的方式产生能量
【解答】太阳的巨大能量主要是由于太阳内部氢原子发生核聚变产生的。
故答案为：A
3．（2023九上·余姚期末）建成于1991年的我国第一座核电站﹣浙江秦山核电站，获得核能的途径，正确的是（ ）
A．重核的裂变 B．轻核的聚变 C．重核的聚变 D．轻核的裂变
【答案】A
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上；目前核电站是利用核裂变获得能量的。
【解答】A、重核裂变主要应用于原子弹和核电站。故A正确；
B、轻核聚变主要应用于氢弹。故B错误；
C、重核一般情况下不发生聚变，故C错误；
D、轻核一般情况下不发生裂变，故D错误。
所以选：A。
4．（2022九上·临海期中）我们认为原子弹和核电站的根本区别是( ）
A．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C．原子弹对聚变的热核反应不加控制，核电站控制聚变的热核反应速度
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
【答案】D
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】根据对裂变的原理和利用的知识分析判断。
【解答】原子弹和核电站都是利用原子的裂变，但是前者利用的是不加控制的，后者利用的是可控制的，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．（2022九上·吴兴期末）2021年12月3日，中国南方首个核能供热项目在浙江海盐正式投运。下列相关说法错误的是（ ）
A． 核电站利用核裂变释放的核能
B．核反应堆将核能转化为内能
C．核反应堆中链式反应是可以控制的
D．核电站产生的核废料对环境没有污染
【答案】D
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据对核电站的工作原理、过程和能量转化的知识判断。
【解答】核电站利用可控核裂变释放的核能，最终将核能转化为内能，故A、B、C正确不合题意；
核电站产生的核废料仍然具有放射性，对环境会造成核污染，故D错误符合题意。
故选D。
6．（2019九上·杭州期末）如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆将核能转化为电能
B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能
D．各种用电器将其他形式的能转化为电能
【答案】C
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】知道核电站发电过程中能量的转化：核反应堆把核能转化为内能，汽轮机把内能又转化为机械能；发电机把机械能转化为电能；用电器工作时将电能转化为其他形式的能。
【解答】A、核反应堆将核能转化为内能，故A错误；
B、蒸汽轮机将内能转化为机械能，故B错误；
C、发电机将机械能转化为电能，故C正确；
D、各种用电器将电能转化为其他形式的能，故D错误。
故答案为：C。
7．下列事例不属于应用射线的是( )
A．核能发电
B．探测金属内部缺损情况
C．水果保鲜的一种措施
D．治疗癌症
【答案】A
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】放射性现象在工业、农业、医疗等领域都有广泛应用。
【解答】核能发电是将核能转化为内能最终转化为电能，是利用核裂变时释放的大量的能量，而不是利用其放出的射线，故A错误；
工业上利用放射线来测量物体厚度；农业上利用放射线照射种子，使种子发生变异，培育新的优良品种；利用放射线还可以杀菌，可用于水果的保鲜等；医疗上利用 γ 射线治疗癌症，因为人体组织对射线的耐受能力是不同的，细胞分裂越快的组织，它对射线的耐受能力就越弱，故B、C、D正确。
故选：A
8．（2023九上·余姚期末）一个相对原子质量为2的氢核和一个相对原子质量为3的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核。这种现象叫做（ ）
A．化合 B．凝结 C．裂变 D．聚变
【答案】D
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】 一个相对原子质量为2的氢核和一个相对原子质量为3的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核。这个反应过程是原子核之间发生的反应，原子的种类发生了变化。
【解答】A、化合属于化学变化，化学变化是分子发生变化而原子不变，故A错误；
B、凝结属于物理变化，分子原子都不会发生变化，故B错误；
C、裂变是指由原子序数较大的原子核分裂成两个或多个质量较小的、原子序数较小的原子的一种核反应形式。题中是两个相对原子质量不同的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核，属于聚合在一起，属于聚变，故C错误；
D，一个相对原子质量为2的氢核和一个相对原子质量为3的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核，这属于聚合在一起，属于聚变，故D正确。
所以选：D。
9．（2022九上·柯桥期末）2021年12月20日，全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。关于核能的应用，下列说法中正确的是（ ）
A．原子弹是根据核聚变的原理制成的
B．现有核电站核变原理与氢弹核变原理相同
C．核能有核辐射危险，我们应该完全杜绝核能发电
D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
【答案】D
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据对核电站的工作原理、过程和能量转化的知识判断。
【解答】A.原子弹是根据核裂变的原理制成的，故A错误；
B.氢弹的工作原理为核聚变，则核电站核变原理与氢弹核变原理不同，故B错误；
C.核能有核辐射危险，因此我们在利用核能的同时要注意防护安全，故C错误；
D.核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能，故D正确。
故选D。
10．（2021九上·乐清期中）核电站利用核能发电，其核心设备是核反应堆。有关核能的利用，下列说法中正确的是( ）
A．核反应堆所用的核燃料是氢的同位素
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．目前核电站都是通过核裂变来释放核能
D．核反应中发生的链式反应无法控制
【答案】C
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据对核电站的工作原理的认识判断。
【解答】A.核反应堆所用的核燃料是铀，不是氢的同位素，故A错误；
B.核电站产生的核废料对环境仍然有污染，故B错误；
C.目前核电站都是通过核裂变来释放核能，故C正确；
D.核反应中发生的链式反应可以控制，故D错误。
故选C。
11．关于放射性，下列说法正确的是（ ） 。
A．放射性物质在外界的影响下发出穿透能力很强的射线
B．α射线是电中性的高速运动的氦原子核流
C．β射线是带负电的高速运动的电子流
D．放射性物质产生的辐射对人体组织都有破坏作用
【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】根据有关放射性的认识分析判断。
【解答】A.放射性物质会自发的发出穿透能力很强的射线，不需要外界条件，故A错误；
B.α射线是带正电的高速运动的氦原子核流，故B错误；
C.β射线是带负电的高速运动的电子流，故C正确；
D.放射性物质产生的辐射对人体组织都有破坏作用与它的强度有关，如果剂量合适，那么不会对人体造成伤害，故D错误。
故选C。
12．（2021九上·衢州期末）如图表示用中子轰击铀—235 原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．该反应释放能量过于庞大人类目前无法控制
【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】根据对核裂变的认识判断。【解答】A.该模型中，一个大核受到撞击后变成两个小核，则表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.过程中产生的氪原子具有放射性，故C错误；
D.可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，故D错误。
故选B。
13．（2020九上·余杭期末）2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置，在成都建成并实现首次放电，这意味着我国在可控核聚变技术领域走向了世界前列。下列说法不正确的是（ ）
A． 新一代“人造太阳”的原理与氢弹的原理相同
B．目前核电站是利用核裂变反应发电的
C．任何原子内部都有原子核，所以利用任何物质都能获得核能
D．超高温是核聚变反应需要满足的条件之一
【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）根据氢弹的爆炸原理判断；
（2）根据核电站的工作原理判断；
（3）原子核的能量释放出来需要一定的条件；
（4）根据核聚变反应的条件判断。
【解答】A. 新一代“人造太阳”的原理与氢弹的原理相同，都是核聚变，故A正确不合题意；
B.目前核电站是利用可控核裂变反应发电的，故B正确不合题意；
C.任何原子内部都有原子核，但是在当前的技术条件下，并不是任何原子能都能被释放出来利用，故C错误符合题意；
D.超高温是核聚变反应需要满足的条件之一，故D正确不合题意。
故选C。
14．（2021九上·江干期末）近日我国自主三代核电“华龙一号”5号机组首次达到临界状态，标志着机组正式进入带功率运行状态，向建成投产迈出了重要一步。下列关于核电站说法正确的是（ ）
A．核电站发生的能量转化是：化学能→内能→机械能→电能
B．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
C．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．核电站反应堆产生的核废料对环境没有污染
【答案】C
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据对核电站的认识分析判断。
【解答】A.核电站发生的能量转化是：核能→内能→机械能→电能，故A错误；
B.核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是可控核裂变，故B错误；
C.核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的，故C正确；
D.核电站反应堆产生的核废料对环境仍然具有核辐射，故D错误。
故选C。
15．（2020九上·滨江月考）人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为下列说法正确的是（ ）
A．原子弹是利用核裂变，核电站是利用核聚变
B．氢弹是利用核聚变，太阳内部发生的是热核反应
C．原子弹对聚变的链式反应速度不加控制
D．核能是一种可再生资源，但它的污染较严重
【答案】B
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据核电站的工作原理和能量转化过程分析即可。
【解答】A. 原子弹是和核电站都是利用核裂变，故A错误；
B. 氢弹是利用核聚变，太阳内部发生的是热核反应，故B正确；
C. 原子弹对核裂变的链式反应速度不加控制，故C错误；
D.核能是不可再生资源，它的污染较严重，故D错误。
故选B。
16．（2018九上·温州月考）下列有关核能说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核裂变进行发电的
B．太阳的巨大能量是内部核裂变产生
C．原子弹是利用核聚变的原理制成
D．氢弹是根据核裂变的原理制成的
【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核裂变分为两种：可控核裂变，主要用于核能发电；不可控核裂变，主要用于原子弹；
（2）核聚变的主要应用是氢弹；太阳上无时无刻不发生着核聚变，这是太阳能的来源。
【解答】A.核电站是利用可控核裂变进行发电的，故A正确；
B.太阳的巨大能量是内部核聚变产生，故B错误；
C.原子弹是利用核裂变的原理制成，故C错误；
D.氢弹是根据核聚变的原理制成的，故D错误。
故选A。
17．2014年5月7日，南京某公司在探伤作业中意外丢失黄豆大小的放射源铱－192，三天后被追回。铱－192发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板，这一性质可用于金属内部探伤。结合图示可推知，铱－192发出的用于金属内部探伤最有可能的是（ ）
A． 可见光 B．α射线 C．β射线 D．γ射线
【答案】D
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】分析题中图片，确认不同射线的穿透能力，哪种射线穿透能力最强，它就适合用于金属内部探伤。
【解答】可见光和α射线不能穿透厚纸板，因此它们穿透能量最弱；β射线可以穿透薄钢板，γ射线可以穿透混凝土，可见β射线穿透能力较强，而γ射线穿透能力最强。因此于金属内部探伤最有可能的是γ射线。
故选D。
18．关于核能的获得，下列说法不正确的是( )
A．核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置
B．当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式
C．核电站是使核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能的装置
D．在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变
【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生改变--裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化。核电站和原子弹都是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的，其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的，而原子弹的裂变过程是不加控制的；氢弹是利用轻核的聚变制成的，目前还不能实现人为控制反应速度。
【解答】
A、核电站中的核反应堆是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的。其过程中可控的，因此不是极短时间内释放出大量的能量，说法错误，符合题意；
B、目前人类利用核能的两种方式是核裂变和核聚变，即是利用了原子核内部发生变化时释放出的巨大的能量，说法正确；
C、核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能，说法正确；
D、在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变，这种反应称为链式反应，说法正确。
故答案为：A
二、填空题
19．（2023九上·柯城期末）核电站是通过核 （选填“裂变、聚变”）方式发电，把 能转化为电能。核反应堆工作时，会释放能量，也会产生放射线，如果大量放射线泄漏到反应堆外面， （选填“会”或“不会”）对人和其他生物造成伤害。
【答案】裂变；核；会
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）根据对核电站的工作原理和能量转化的认识解答；
（2）根据反射线对人体的影响解答。
【解答】（1）核电站是通过核裂变方式发电，把核能转化为电能。
（2）核反应堆工作时，会释放能量，也会产生放射线，如果大量放射线泄漏到反应堆外面，会对人和其他生物造成伤害。
20．（2023九上·温州期末）如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。
（1）其反应原理与太阳类似，通过核 ，释放巨大的核能，从而获得高温。
（2）“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 。
【答案】（1）聚变
（2）2.16×1015J
【知识点】核裂变与核聚变；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据太阳的发光原理解答；
（2）根据W=Pt计算即可。
【解答】（1）其反应原理与太阳类似，通过核聚变，释放巨大的核能，从而获得高温。
（2）“人造太阳”每小时的发电量为：W=Pt=1×1012W×60%×3600s=2.16×1015J。
21．（2023九上·丽水期末）电能因其易于运输和转化被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间。
（1）图甲是某家庭电能表月初、月未的两次示数，该户本月消耗的电能为 千瓦时；
（2）原子核在转变过程中所释放出来的能量，称为核能。太阳辐射的巨大能量来自图乙中 所示的核反应（填“A”或“B”）；
（3）太阳能热水器内盛有100千克温度为20℃的水，受阳光的照射水温升高到60℃，则这些水吸收了 焦的热量（C水=4.2×103焦/千克 ℃）。
【答案】（1）150
（2）B
（3）1.68x107
【知识点】热量的计算；核裂变与核聚变；电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】（1）根据甲图读出两个示数，然后相减即可；
（2）核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子；核聚变，是指由质量小的原子互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用。
（3）根据Q=cm△t计算即可。
【解答】（1）根据甲图可知，该户本月消耗的电能为：5818.3kW·h-5668.3kW·h=150kW·h；
（2）根据图片可知，A为核裂变，B为核聚变，而太阳辐射的巨大能量来自于核聚变，故选B。
（3）水吸收的热量为：Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×（60℃-20℃）=1.68×107J。
22．（2022九上·舟山月考）
2020年11月27日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首推--福清核电5号机组首次并网成功。“华龙一号”是世界上安全标准最高的核电站之一，确保我国在安全的基础上高效发展核电。
（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是 （填“重核裂变”或“氢核聚变”）。
（2）早在2011年日本福岛核电站因地震发生事故，造成堆芯迅速升温，包括金属锆Zr在高温下与水蒸气作用生成氧化锆（ZrO2）和大量氢气，并引起氢气爆炸，造成大量放射性物质泄露。请写出金属锆Zr在高温下与水蒸气反应的化学方程式： 。
【答案】（1）重核裂变
（2）
【知识点】核电站及其工作原理；书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】（1）根据核电站的工作原理解答；
（2）确定反应物，反应条件和生成物，据此写出反应的化学方程式。
【解答】（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是可控的重核裂变。
（2）金属锆与水在高温下反应，生成氧化锆和氢气，即反应的方程式为： 。
23．（2019九上·新昌期末）2019年4月23日，中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。在仪式上，我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅。
（1）新型核潜艇是以核反应堆为动力来源设计的潜艇。核燃料在反应堆内是通过核 (选填“裂变或“聚变”)的方式，把核能转化为电能。
（2）新型核潜艇艇体采用钛合金材料，钛合金属于 (选填“金属”或“合成”)材料。
【答案】（1）裂变
（2）金属
【知识点】核裂变与核聚变；塑料、橡胶、纤维等有机合成材料的特点
【解析】【分析】（1）核裂变的应用：①利用可控核裂变发电；②利用不可靠核裂变制造原子弹；核聚变的应用就是氢弹；
（2）合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。
【解答】（1）新型核潜艇是以核反应堆为动力来源设计的潜艇。核燃料在反应堆内是通过核裂变的方式，把核能转化为电能。
（2）新型核潜艇艇体采用钛合金材料，钛合金属于金属材料。
24．（2019九上·温岭月考）据报道，氢能源和核能是二十一世纪最有前途的绿色能源。
（1）氢能源被称为绿色能源，是因为氢气在空气中燃烧的产物是 。
（2）中国科研人员首次在自然界发现金属铀。金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用。此反应堆获得核能的途径是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。目前工业上的金属铀可用四氟化铀（UF4）和镁通过热还原法来制备，化学方程式为UF4+2Mg U+2MgF2，此反应生成物属于基本反应类型中的 反应。
【答案】（1）水
（2）核裂变；置换
【知识点】核裂变与核聚变；置换反应及其应用
【解析】【分析】（1）氢气燃烧，即氢气与氧气反应生成水；
（2）对核能的利用分为核裂变和核聚变，而利用核能发电，就是利用的可控核裂变；
（3）单质与化合物反应，生成另外一种单质和化合物的反应叫置换反应。
【解答】（1） 氢能源被称为绿色能源，是因为氢气在空气中燃烧的产物水；
（2）中国科研人员首次在自然界发现金属铀。金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用。此反应堆获得核能的途径是核裂变；
（3）根据化学方程式UF4+2Mg U+2MgF2可知，该反应的反应物和生成物同为单质和化合物，因此属于基本反应类型中的置换反应。
25．获得核能的两条途径： 。
(1)裂变：是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。发生的是 反应。运用这个原理制造的是 。
(2)聚变：是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。聚变又叫 反应。 是根据这个原理制造的。
【答案】裂变和聚变；链式；原子弹；热核；氢弹
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】原子核的裂变和聚变是获得核能的两条途径。
【解答】核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。例如，用中子轰击铀-235原子核，可以使铀核裂变为氪核和钡核，同时向外释放能量，并产生2---3个新中子。如果产生的中子继续轰击其他铀核，引起铀核裂变，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变，放出越来越多的能量，这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。原子弹就是利用这个原理制造的。
核聚变是 2 个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。例如，氘核和氚核在超高温下聚合成氦核，并向外放出能量。核聚变需要极高的温度，所以也叫做热核反应。氢弹就是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。
故答案为：裂变和聚变 ；链式 ；原子弹；热核 ；氢弹
三、实验探究题
26．中科院的“人造太阳”(EAST)物理实验中首次实现持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电，其原理如图所示。
（1）“人造太阳”获得核能的方式是 。
（2）“人造太阳”能够解决人类能源问题，科学家已经进行了半个多世纪的研究，但距真正投入商用、变成每家每户可以用的电，可能还需要较长时间研究。下列四位同学的观点支持科学家继续进行这项研究的是 (可多选)。
A．”人造太阳”产生的核辐射小，核废料少，基本不污染环境。
B．”人造太阳”发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
C．“人造太阳”需要利用多种高能量方式驱动，条件苛刻，投入巨大。
D．“人造太阳”能把毁灭性武器改造成随开随关的“炉灶”，服务人类。
【答案】（1）核聚变
（2）A；B；D
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。
（2）分析哪个选项描述的是核聚变的优点即可。
【解答】（1）“人造太阳”获得核能的方式是核聚变。
（2）A.”人造太阳”产生的核辐射小，核废料少，基本不污染环境，故A符合题意；
B.”人造太阳”发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳，故B符合题意；
C.“人造太阳”需要利用多种高能量方式驱动，条件苛刻，投入巨大，不利于推广，故C不合题意；
D.“人造太阳”能把毁灭性武器改造成随开随关的“炉灶”，服务人类，故D符合题意。
故选ABD。
27．（2022九上·丽水期末）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。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。
（1）核电站核反应堆利用的是 所示的核反应 (填“A"或“B" ) ；
（2）根据核电站原理图，请在方框内完成核电站发电过程中能量转化流程图： .
（3）核电站在运行过程中会产生大量的热，常用水作冷却剂，这是利用了水 的性质，所以核电站一般建在海边。
【答案】（1）A
（2）机械能(或动能)
（3）比热大
【知识点】比热容；核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）根据核电站的工作原理判断；
（2）根据核电站的能量转化过程解答；
（3）比热容是反映物质吸放热本领的物理量。
【解答】（1）核电站反应堆利用的是核裂变，故选A；
（2）核电站工作过程中，将核能转化为内能，再将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能。
（3）核电站在运行过程中会产生大量的热，常用水作冷却剂，这是利用了水比热大的性质，所以核电站一般建在海边。
四、解答题
28．（2021九上·嘉兴期末）
2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦－3”（He-3)被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦－3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦－3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的1/6）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大？
【答案】（1）轻核聚变
（2）解；月壤在月球上所受重力G= = =1.5牛
W=Gh=1.5牛×1米=1.5焦
答：这个过程月壤克服重力所做的功为1.5焦。
（3）解；W=Fs=3000牛×15000米=4.5×107焦t=6分钟=360秒
p= =1.25×105瓦
答：“嫦娥五号”上升器3000N发动机的功率至少1.25×105瓦才能满足要求。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。核裂变，又称核分裂，是指由重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。
（2）首先根据 计算出月壤在月球上的重力，再根据公式W=Gh计算采集器对月壤做的功。
（3）首先根据W=Fs计算发动机做的功，再根据计算出发动机的功率。
【解答】（1）使用“氦－3”作为能源，需通过轻核聚变释放其内部的核能。
29．（2020九上·西湖月考）阅读嫦娥五号部分探月任务，完成相应问题。
嫦娥五号探测器，由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成，后续在经历地月转移、近月制动、环月飞行后，着陆器和上升器组合体将与轨道器和返回器组合体分离，轨道器携带返回器留轨运行，着陆器承载上升器择机实施月球正面预选区域软着陆，按计划开展月面自动采样等后续工作.
①2020年11月23日18时30分，长征五号遥五运载火箭开始加注液氧液氢低温推进剂。
②2020年12月4日，旗开月表，五星闪耀，该面国旗以国产高性能芳纶纤维材料为主，能够抵御月表恶劣的环境，做到不褪色、不串色、不变形。
③12月1日22时57分，嫦娥五号探测器像跳伞运动员一样在深空完成一系列高难度动作：主动减速、快速调整、接近、悬停避障、缓速下降和自由下落阶段。
④2020年12月2日4时53分，探月工程嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球土壤钻取采样及封装，月壤中富集了大量的氦－3，氦-3的最重大潜在价值是用作核能发电的燃料。试分析：
（1）长征五号遥五运载火箭利用液氢做燃料，是因为液氢具有 、无污染的优点。
（2）嫦娥五号探测器所携带国旗的材料主要是 （“有机合成材料”、“金属材料”、“无机非金属材料”）。
（3）嫦娥五号探测器主动减速下降时机械能__________。
A．增大 B．减小
C．不变 D．先增大后减小
（4）对于利用氦-3进行核能发电，下列分析正确的是 。
A.需要提供超高温条件 B.需要提供适量的中子轰击
C.不会产生放射性射线 D.也称为热核反应
（5）对于留置在月面的着陆器，其表面有部分材料是铁制品，试分析该铁制品时间久了很是否会生锈，原因是 。
【答案】（1）热值大
（2）有机合成材料
（3）B
（4）A、D
（5）不会，因为月球上没有水和空气（回答没有水或没有空气也可以）
【知识点】动能和势能的大小变化；燃料的热值；核电站及其工作原理；材料的利用与发展；金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】（1）液氢是无色无臭透明液体，液氢具有可燃性，液氢燃烧产生淡蓝色火焰。
（2）有机合成材料简称合成材料，合成材料具有三大特征，有机物、合成、高分子化合物，人们通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶。
（3）动能与势能的总和称为机械能。
（4）根据核裂变和核聚变的区分解答。
（5）铁生锈的条件是有水和空气同时存在，二者缺一不可。
【解答】（1）长征五号遥五运载火箭利用液氢做燃料，是因为液氢具有热值大、无污染的优点。（2）嫦娥五号探测器所携带国旗的材料采用一种新的复合材料，主要是有机合成材料。
（3）嫦娥五号探测器主动减速下降，它的质量不变，而速度减小，因此动能减小，高度减小，重力势能减小，而动能与势能的总和称为机械能，因此机械能减小，B符合题意。
（4）A、需要提供超高温条件，A符合题意；
B、未来人们可利用月球土壤中丰富的氦-3与氘核结合成新的原子核，是核聚变过程，B不符合题意；
C、会产生放射性射线，C不符合题意；
D、聚变也称为热核反应，D符合题意。
（5）铁的化学性质比较活泼，在实际生活中，空气中含有水分，水和氧气使铁与之发生氧化反应，生成一种叫氧化铁的东西，这就是铁锈，月球上没有空气和水，因此着陆器表面不会生锈。
故答案为：（1）热值大（2）有机合成材料（3）B（4）A、D（5）不会，因为月球上没有水和空气（回答没有水或没有空气也可以）
30．一座装机容量为1.0×105kW的火电站每年消耗煤400×104t，而相同功率的核电站每年仅需要铀燃料40t，则每千克铀燃料反应时释放的核能是多少 (煤的热值为3.4×107J／kg)
【答案】煤炭完全燃烧放出的热量为Q=m煤q煤=3×107J/kg×4×109kg=1.2×1017J再根据q铀=Q/m铀=1.2×1017J40000kg=3.4x1012J/kg
【知识点】燃料的热值；核裂变与核聚变
【解析】【分析】此题考查根据热值和质量计算热量，已知煤炭的热值和质量，利用公式Q=qm得到放出的热量。
【解答】煤炭完全燃烧放出的热量为Q=m煤q煤=3×107J/kg×4×109kg=1.2×1017J
再根据q铀=Q/m铀=1.2×1017J40000kg=3.4x1012J/kg
答案为：3.4x1012J
1 / 1初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第7节 核能同步练习
一、单选题
1．（2023九上·舟山开学考）2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的（ ）
A． 氢（H） B．氦（He） C．铀（U） D．钚（Pu）
2．（2023九上·长兴期末）太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是（ ）
A．原子核聚变产生的核能 B．原子核裂变产生的核能
C．原子核链式反应产生的核能 D．化学反应产生的化学能
3．（2023九上·余姚期末）建成于1991年的我国第一座核电站﹣浙江秦山核电站，获得核能的途径，正确的是（ ）
A．重核的裂变 B．轻核的聚变 C．重核的聚变 D．轻核的裂变
4．（2022九上·临海期中）我们认为原子弹和核电站的根本区别是( ）
A．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C．原子弹对聚变的热核反应不加控制，核电站控制聚变的热核反应速度
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
5．（2022九上·吴兴期末）2021年12月3日，中国南方首个核能供热项目在浙江海盐正式投运。下列相关说法错误的是（ ）
A． 核电站利用核裂变释放的核能
B．核反应堆将核能转化为内能
C．核反应堆中链式反应是可以控制的
D．核电站产生的核废料对环境没有污染
6．（2019九上·杭州期末）如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆将核能转化为电能
B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能
D．各种用电器将其他形式的能转化为电能
7．下列事例不属于应用射线的是( )
A．核能发电
B．探测金属内部缺损情况
C．水果保鲜的一种措施
D．治疗癌症
8．（2023九上·余姚期末）一个相对原子质量为2的氢核和一个相对原子质量为3的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核。这种现象叫做（ ）
A．化合 B．凝结 C．裂变 D．聚变
9．（2022九上·柯桥期末）2021年12月20日，全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。关于核能的应用，下列说法中正确的是（ ）
A．原子弹是根据核聚变的原理制成的
B．现有核电站核变原理与氢弹核变原理相同
C．核能有核辐射危险，我们应该完全杜绝核能发电
D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
10．（2021九上·乐清期中）核电站利用核能发电，其核心设备是核反应堆。有关核能的利用，下列说法中正确的是( ）
A．核反应堆所用的核燃料是氢的同位素
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．目前核电站都是通过核裂变来释放核能
D．核反应中发生的链式反应无法控制
11．关于放射性，下列说法正确的是（ ） 。
A．放射性物质在外界的影响下发出穿透能力很强的射线
B．α射线是电中性的高速运动的氦原子核流
C．β射线是带负电的高速运动的电子流
D．放射性物质产生的辐射对人体组织都有破坏作用
12．（2021九上·衢州期末）如图表示用中子轰击铀—235 原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．该反应释放能量过于庞大人类目前无法控制
13．（2020九上·余杭期末）2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置，在成都建成并实现首次放电，这意味着我国在可控核聚变技术领域走向了世界前列。下列说法不正确的是（ ）
A． 新一代“人造太阳”的原理与氢弹的原理相同
B．目前核电站是利用核裂变反应发电的
C．任何原子内部都有原子核，所以利用任何物质都能获得核能
D．超高温是核聚变反应需要满足的条件之一
14．（2021九上·江干期末）近日我国自主三代核电“华龙一号”5号机组首次达到临界状态，标志着机组正式进入带功率运行状态，向建成投产迈出了重要一步。下列关于核电站说法正确的是（ ）
A．核电站发生的能量转化是：化学能→内能→机械能→电能
B．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
C．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．核电站反应堆产生的核废料对环境没有污染
15．（2020九上·滨江月考）人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为下列说法正确的是（ ）
A．原子弹是利用核裂变，核电站是利用核聚变
B．氢弹是利用核聚变，太阳内部发生的是热核反应
C．原子弹对聚变的链式反应速度不加控制
D．核能是一种可再生资源，但它的污染较严重
16．（2018九上·温州月考）下列有关核能说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核裂变进行发电的
B．太阳的巨大能量是内部核裂变产生
C．原子弹是利用核聚变的原理制成
D．氢弹是根据核裂变的原理制成的
17．2014年5月7日，南京某公司在探伤作业中意外丢失黄豆大小的放射源铱－192，三天后被追回。铱－192发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板，这一性质可用于金属内部探伤。结合图示可推知，铱－192发出的用于金属内部探伤最有可能的是（ ）
A． 可见光 B．α射线 C．β射线 D．γ射线
18．关于核能的获得，下列说法不正确的是( )
A．核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置
B．当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式
C．核电站是使核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能的装置
D．在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变
二、填空题
19．（2023九上·柯城期末）核电站是通过核 （选填“裂变、聚变”）方式发电，把 能转化为电能。核反应堆工作时，会释放能量，也会产生放射线，如果大量放射线泄漏到反应堆外面， （选填“会”或“不会”）对人和其他生物造成伤害。
20．（2023九上·温州期末）如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。
（1）其反应原理与太阳类似，通过核 ，释放巨大的核能，从而获得高温。
（2）“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 。
21．（2023九上·丽水期末）电能因其易于运输和转化被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间。
（1）图甲是某家庭电能表月初、月未的两次示数，该户本月消耗的电能为 千瓦时；
（2）原子核在转变过程中所释放出来的能量，称为核能。太阳辐射的巨大能量来自图乙中 所示的核反应（填“A”或“B”）；
（3）太阳能热水器内盛有100千克温度为20℃的水，受阳光的照射水温升高到60℃，则这些水吸收了 焦的热量（C水=4.2×103焦/千克 ℃）。
22．（2022九上·舟山月考）
2020年11月27日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首推--福清核电5号机组首次并网成功。“华龙一号”是世界上安全标准最高的核电站之一，确保我国在安全的基础上高效发展核电。
（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是 （填“重核裂变”或“氢核聚变”）。
（2）早在2011年日本福岛核电站因地震发生事故，造成堆芯迅速升温，包括金属锆Zr在高温下与水蒸气作用生成氧化锆（ZrO2）和大量氢气，并引起氢气爆炸，造成大量放射性物质泄露。请写出金属锆Zr在高温下与水蒸气反应的化学方程式： 。
23．（2019九上·新昌期末）2019年4月23日，中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。在仪式上，我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅。
（1）新型核潜艇是以核反应堆为动力来源设计的潜艇。核燃料在反应堆内是通过核 (选填“裂变或“聚变”)的方式，把核能转化为电能。
（2）新型核潜艇艇体采用钛合金材料，钛合金属于 (选填“金属”或“合成”)材料。
24．（2019九上·温岭月考）据报道，氢能源和核能是二十一世纪最有前途的绿色能源。
（1）氢能源被称为绿色能源，是因为氢气在空气中燃烧的产物是 。
（2）中国科研人员首次在自然界发现金属铀。金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用。此反应堆获得核能的途径是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。目前工业上的金属铀可用四氟化铀（UF4）和镁通过热还原法来制备，化学方程式为UF4+2Mg U+2MgF2，此反应生成物属于基本反应类型中的 反应。
25．获得核能的两条途径： 。
(1)裂变：是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。发生的是 反应。运用这个原理制造的是 。
(2)聚变：是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。聚变又叫 反应。 是根据这个原理制造的。
三、实验探究题
26．中科院的“人造太阳”(EAST)物理实验中首次实现持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电，其原理如图所示。
（1）“人造太阳”获得核能的方式是 。
（2）“人造太阳”能够解决人类能源问题，科学家已经进行了半个多世纪的研究，但距真正投入商用、变成每家每户可以用的电，可能还需要较长时间研究。下列四位同学的观点支持科学家继续进行这项研究的是 (可多选)。
A．”人造太阳”产生的核辐射小，核废料少，基本不污染环境。
B．”人造太阳”发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
C．“人造太阳”需要利用多种高能量方式驱动，条件苛刻，投入巨大。
D．“人造太阳”能把毁灭性武器改造成随开随关的“炉灶”，服务人类。
27．（2022九上·丽水期末）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。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。
（1）核电站核反应堆利用的是 所示的核反应 (填“A"或“B" ) ；
（2）根据核电站原理图，请在方框内完成核电站发电过程中能量转化流程图： .
（3）核电站在运行过程中会产生大量的热，常用水作冷却剂，这是利用了水 的性质，所以核电站一般建在海边。
四、解答题
28．（2021九上·嘉兴期末）
2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦－3”（He-3)被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦－3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦－3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的1/6）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大？
29．（2020九上·西湖月考）阅读嫦娥五号部分探月任务，完成相应问题。
嫦娥五号探测器，由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成，后续在经历地月转移、近月制动、环月飞行后，着陆器和上升器组合体将与轨道器和返回器组合体分离，轨道器携带返回器留轨运行，着陆器承载上升器择机实施月球正面预选区域软着陆，按计划开展月面自动采样等后续工作.
①2020年11月23日18时30分，长征五号遥五运载火箭开始加注液氧液氢低温推进剂。
②2020年12月4日，旗开月表，五星闪耀，该面国旗以国产高性能芳纶纤维材料为主，能够抵御月表恶劣的环境，做到不褪色、不串色、不变形。
③12月1日22时57分，嫦娥五号探测器像跳伞运动员一样在深空完成一系列高难度动作：主动减速、快速调整、接近、悬停避障、缓速下降和自由下落阶段。
④2020年12月2日4时53分，探月工程嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球土壤钻取采样及封装，月壤中富集了大量的氦－3，氦-3的最重大潜在价值是用作核能发电的燃料。试分析：
（1）长征五号遥五运载火箭利用液氢做燃料，是因为液氢具有 、无污染的优点。
（2）嫦娥五号探测器所携带国旗的材料主要是 （“有机合成材料”、“金属材料”、“无机非金属材料”）。
（3）嫦娥五号探测器主动减速下降时机械能__________。
A．增大 B．减小
C．不变 D．先增大后减小
（4）对于利用氦-3进行核能发电，下列分析正确的是 。
A.需要提供超高温条件 B.需要提供适量的中子轰击
C.不会产生放射性射线 D.也称为热核反应
（5）对于留置在月面的着陆器，其表面有部分材料是铁制品，试分析该铁制品时间久了很是否会生锈，原因是 。
30．一座装机容量为1.0×105kW的火电站每年消耗煤400×104t，而相同功率的核电站每年仅需要铀燃料40t，则每千克铀燃料反应时释放的核能是多少 (煤的热值为3.4×107J／kg)
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】根据核聚变的燃料的知识判断。
【解答】在现阶段，核聚变使用的材料为氢（H），故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2．【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】人类有核聚变核裂变两种获取核能的方式，而太阳能是通过核聚变的方式产生能量
【解答】太阳的巨大能量主要是由于太阳内部氢原子发生核聚变产生的。
故答案为：A
3．【答案】A
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上；目前核电站是利用核裂变获得能量的。
【解答】A、重核裂变主要应用于原子弹和核电站。故A正确；
B、轻核聚变主要应用于氢弹。故B错误；
C、重核一般情况下不发生聚变，故C错误；
D、轻核一般情况下不发生裂变，故D错误。
所以选：A。
4．【答案】D
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】根据对裂变的原理和利用的知识分析判断。
【解答】原子弹和核电站都是利用原子的裂变，但是前者利用的是不加控制的，后者利用的是可控制的，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．【答案】D
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据对核电站的工作原理、过程和能量转化的知识判断。
【解答】核电站利用可控核裂变释放的核能，最终将核能转化为内能，故A、B、C正确不合题意；
核电站产生的核废料仍然具有放射性，对环境会造成核污染，故D错误符合题意。
故选D。
6．【答案】C
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】知道核电站发电过程中能量的转化：核反应堆把核能转化为内能，汽轮机把内能又转化为机械能；发电机把机械能转化为电能；用电器工作时将电能转化为其他形式的能。
【解答】A、核反应堆将核能转化为内能，故A错误；
B、蒸汽轮机将内能转化为机械能，故B错误；
C、发电机将机械能转化为电能，故C正确；
D、各种用电器将电能转化为其他形式的能，故D错误。
故答案为：C。
7．【答案】A
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】放射性现象在工业、农业、医疗等领域都有广泛应用。
【解答】核能发电是将核能转化为内能最终转化为电能，是利用核裂变时释放的大量的能量，而不是利用其放出的射线，故A错误；
工业上利用放射线来测量物体厚度；农业上利用放射线照射种子，使种子发生变异，培育新的优良品种；利用放射线还可以杀菌，可用于水果的保鲜等；医疗上利用 γ 射线治疗癌症，因为人体组织对射线的耐受能力是不同的，细胞分裂越快的组织，它对射线的耐受能力就越弱，故B、C、D正确。
故选：A
8．【答案】D
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】 一个相对原子质量为2的氢核和一个相对原子质量为3的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核。这个反应过程是原子核之间发生的反应，原子的种类发生了变化。
【解答】A、化合属于化学变化，化学变化是分子发生变化而原子不变，故A错误；
B、凝结属于物理变化，分子原子都不会发生变化，故B错误；
C、裂变是指由原子序数较大的原子核分裂成两个或多个质量较小的、原子序数较小的原子的一种核反应形式。题中是两个相对原子质量不同的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核，属于聚合在一起，属于聚变，故C错误；
D，一个相对原子质量为2的氢核和一个相对原子质量为3的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核，这属于聚合在一起，属于聚变，故D正确。
所以选：D。
9．【答案】D
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据对核电站的工作原理、过程和能量转化的知识判断。
【解答】A.原子弹是根据核裂变的原理制成的，故A错误；
B.氢弹的工作原理为核聚变，则核电站核变原理与氢弹核变原理不同，故B错误；
C.核能有核辐射危险，因此我们在利用核能的同时要注意防护安全，故C错误；
D.核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能，故D正确。
故选D。
10．【答案】C
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据对核电站的工作原理的认识判断。
【解答】A.核反应堆所用的核燃料是铀，不是氢的同位素，故A错误；
B.核电站产生的核废料对环境仍然有污染，故B错误；
C.目前核电站都是通过核裂变来释放核能，故C正确；
D.核反应中发生的链式反应可以控制，故D错误。
故选C。
11．【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】根据有关放射性的认识分析判断。
【解答】A.放射性物质会自发的发出穿透能力很强的射线，不需要外界条件，故A错误；
B.α射线是带正电的高速运动的氦原子核流，故B错误；
C.β射线是带负电的高速运动的电子流，故C正确；
D.放射性物质产生的辐射对人体组织都有破坏作用与它的强度有关，如果剂量合适，那么不会对人体造成伤害，故D错误。
故选C。
12．【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】根据对核裂变的认识判断。【解答】A.该模型中，一个大核受到撞击后变成两个小核，则表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.过程中产生的氪原子具有放射性，故C错误；
D.可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，故D错误。
故选B。
13．【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）根据氢弹的爆炸原理判断；
（2）根据核电站的工作原理判断；
（3）原子核的能量释放出来需要一定的条件；
（4）根据核聚变反应的条件判断。
【解答】A. 新一代“人造太阳”的原理与氢弹的原理相同，都是核聚变，故A正确不合题意；
B.目前核电站是利用可控核裂变反应发电的，故B正确不合题意；
C.任何原子内部都有原子核，但是在当前的技术条件下，并不是任何原子能都能被释放出来利用，故C错误符合题意；
D.超高温是核聚变反应需要满足的条件之一，故D正确不合题意。
故选C。
14．【答案】C
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据对核电站的认识分析判断。
【解答】A.核电站发生的能量转化是：核能→内能→机械能→电能，故A错误；
B.核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是可控核裂变，故B错误；
C.核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的，故C正确；
D.核电站反应堆产生的核废料对环境仍然具有核辐射，故D错误。
故选C。
15．【答案】B
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】根据核电站的工作原理和能量转化过程分析即可。
【解答】A. 原子弹是和核电站都是利用核裂变，故A错误；
B. 氢弹是利用核聚变，太阳内部发生的是热核反应，故B正确；
C. 原子弹对核裂变的链式反应速度不加控制，故C错误；
D.核能是不可再生资源，它的污染较严重，故D错误。
故选B。
16．【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核裂变分为两种：可控核裂变，主要用于核能发电；不可控核裂变，主要用于原子弹；
（2）核聚变的主要应用是氢弹；太阳上无时无刻不发生着核聚变，这是太阳能的来源。
【解答】A.核电站是利用可控核裂变进行发电的，故A正确；
B.太阳的巨大能量是内部核聚变产生，故B错误；
C.原子弹是利用核裂变的原理制成，故C错误；
D.氢弹是根据核聚变的原理制成的，故D错误。
故选A。
17．【答案】D
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】分析题中图片，确认不同射线的穿透能力，哪种射线穿透能力最强，它就适合用于金属内部探伤。
【解答】可见光和α射线不能穿透厚纸板，因此它们穿透能量最弱；β射线可以穿透薄钢板，γ射线可以穿透混凝土，可见β射线穿透能力较强，而γ射线穿透能力最强。因此于金属内部探伤最有可能的是γ射线。
故选D。
18．【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生改变--裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化。核电站和原子弹都是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的，其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的，而原子弹的裂变过程是不加控制的；氢弹是利用轻核的聚变制成的，目前还不能实现人为控制反应速度。
【解答】
A、核电站中的核反应堆是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的。其过程中可控的，因此不是极短时间内释放出大量的能量，说法错误，符合题意；
B、目前人类利用核能的两种方式是核裂变和核聚变，即是利用了原子核内部发生变化时释放出的巨大的能量，说法正确；
C、核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能，说法正确；
D、在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变，这种反应称为链式反应，说法正确。
故答案为：A
19．【答案】裂变；核；会
【知识点】核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）根据对核电站的工作原理和能量转化的认识解答；
（2）根据反射线对人体的影响解答。
【解答】（1）核电站是通过核裂变方式发电，把核能转化为电能。
（2）核反应堆工作时，会释放能量，也会产生放射线，如果大量放射线泄漏到反应堆外面，会对人和其他生物造成伤害。
20．【答案】（1）聚变
（2）2.16×1015J
【知识点】核裂变与核聚变；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据太阳的发光原理解答；
（2）根据W=Pt计算即可。
【解答】（1）其反应原理与太阳类似，通过核聚变，释放巨大的核能，从而获得高温。
（2）“人造太阳”每小时的发电量为：W=Pt=1×1012W×60%×3600s=2.16×1015J。
21．【答案】（1）150
（2）B
（3）1.68x107
【知识点】热量的计算；核裂变与核聚变；电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】（1）根据甲图读出两个示数，然后相减即可；
（2）核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子；核聚变，是指由质量小的原子互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用。
（3）根据Q=cm△t计算即可。
【解答】（1）根据甲图可知，该户本月消耗的电能为：5818.3kW·h-5668.3kW·h=150kW·h；
（2）根据图片可知，A为核裂变，B为核聚变，而太阳辐射的巨大能量来自于核聚变，故选B。
（3）水吸收的热量为：Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×（60℃-20℃）=1.68×107J。
22．【答案】（1）重核裂变
（2）
【知识点】核电站及其工作原理；书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】（1）根据核电站的工作原理解答；
（2）确定反应物，反应条件和生成物，据此写出反应的化学方程式。
【解答】（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是可控的重核裂变。
（2）金属锆与水在高温下反应，生成氧化锆和氢气，即反应的方程式为： 。
23．【答案】（1）裂变
（2）金属
【知识点】核裂变与核聚变；塑料、橡胶、纤维等有机合成材料的特点
【解析】【分析】（1）核裂变的应用：①利用可控核裂变发电；②利用不可靠核裂变制造原子弹；核聚变的应用就是氢弹；
（2）合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。
【解答】（1）新型核潜艇是以核反应堆为动力来源设计的潜艇。核燃料在反应堆内是通过核裂变的方式，把核能转化为电能。
（2）新型核潜艇艇体采用钛合金材料，钛合金属于金属材料。
24．【答案】（1）水
（2）核裂变；置换
【知识点】核裂变与核聚变；置换反应及其应用
【解析】【分析】（1）氢气燃烧，即氢气与氧气反应生成水；
（2）对核能的利用分为核裂变和核聚变，而利用核能发电，就是利用的可控核裂变；
（3）单质与化合物反应，生成另外一种单质和化合物的反应叫置换反应。
【解答】（1） 氢能源被称为绿色能源，是因为氢气在空气中燃烧的产物水；
（2）中国科研人员首次在自然界发现金属铀。金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用。此反应堆获得核能的途径是核裂变；
（3）根据化学方程式UF4+2Mg U+2MgF2可知，该反应的反应物和生成物同为单质和化合物，因此属于基本反应类型中的置换反应。
25．【答案】裂变和聚变；链式；原子弹；热核；氢弹
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】原子核的裂变和聚变是获得核能的两条途径。
【解答】核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。例如，用中子轰击铀-235原子核，可以使铀核裂变为氪核和钡核，同时向外释放能量，并产生2---3个新中子。如果产生的中子继续轰击其他铀核，引起铀核裂变，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变，放出越来越多的能量，这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。原子弹就是利用这个原理制造的。
核聚变是 2 个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。例如，氘核和氚核在超高温下聚合成氦核，并向外放出能量。核聚变需要极高的温度，所以也叫做热核反应。氢弹就是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。
故答案为：裂变和聚变 ；链式 ；原子弹；热核 ；氢弹
26．【答案】（1）核聚变
（2）A；B；D
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。
（2）分析哪个选项描述的是核聚变的优点即可。
【解答】（1）“人造太阳”获得核能的方式是核聚变。
（2）A.”人造太阳”产生的核辐射小，核废料少，基本不污染环境，故A符合题意；
B.”人造太阳”发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳，故B符合题意；
C.“人造太阳”需要利用多种高能量方式驱动，条件苛刻，投入巨大，不利于推广，故C不合题意；
D.“人造太阳”能把毁灭性武器改造成随开随关的“炉灶”，服务人类，故D符合题意。
故选ABD。
27．【答案】（1）A
（2）机械能(或动能)
（3）比热大
【知识点】比热容；核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）根据核电站的工作原理判断；
（2）根据核电站的能量转化过程解答；
（3）比热容是反映物质吸放热本领的物理量。
【解答】（1）核电站反应堆利用的是核裂变，故选A；
（2）核电站工作过程中，将核能转化为内能，再将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能。
（3）核电站在运行过程中会产生大量的热，常用水作冷却剂，这是利用了水比热大的性质，所以核电站一般建在海边。
28．【答案】（1）轻核聚变
（2）解；月壤在月球上所受重力G= = =1.5牛
W=Gh=1.5牛×1米=1.5焦
答：这个过程月壤克服重力所做的功为1.5焦。
（3）解；W=Fs=3000牛×15000米=4.5×107焦t=6分钟=360秒
p= =1.25×105瓦
答：“嫦娥五号”上升器3000N发动机的功率至少1.25×105瓦才能满足要求。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。核裂变，又称核分裂，是指由重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。
（2）首先根据 计算出月壤在月球上的重力，再根据公式W=Gh计算采集器对月壤做的功。
（3）首先根据W=Fs计算发动机做的功，再根据计算出发动机的功率。
【解答】（1）使用“氦－3”作为能源，需通过轻核聚变释放其内部的核能。
29．【答案】（1）热值大
（2）有机合成材料
（3）B
（4）A、D
（5）不会，因为月球上没有水和空气（回答没有水或没有空气也可以）
【知识点】动能和势能的大小变化；燃料的热值；核电站及其工作原理；材料的利用与发展；金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】（1）液氢是无色无臭透明液体，液氢具有可燃性，液氢燃烧产生淡蓝色火焰。
（2）有机合成材料简称合成材料，合成材料具有三大特征，有机物、合成、高分子化合物，人们通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶。
（3）动能与势能的总和称为机械能。
（4）根据核裂变和核聚变的区分解答。
（5）铁生锈的条件是有水和空气同时存在，二者缺一不可。
【解答】（1）长征五号遥五运载火箭利用液氢做燃料，是因为液氢具有热值大、无污染的优点。（2）嫦娥五号探测器所携带国旗的材料采用一种新的复合材料，主要是有机合成材料。
（3）嫦娥五号探测器主动减速下降，它的质量不变，而速度减小，因此动能减小，高度减小，重力势能减小，而动能与势能的总和称为机械能，因此机械能减小，B符合题意。
（4）A、需要提供超高温条件，A符合题意；
B、未来人们可利用月球土壤中丰富的氦-3与氘核结合成新的原子核，是核聚变过程，B不符合题意；
C、会产生放射性射线，C不符合题意；
D、聚变也称为热核反应，D符合题意。
（5）铁的化学性质比较活泼，在实际生活中，空气中含有水分，水和氧气使铁与之发生氧化反应，生成一种叫氧化铁的东西，这就是铁锈，月球上没有空气和水，因此着陆器表面不会生锈。
故答案为：（1）热值大（2）有机合成材料（3）B（4）A、D（5）不会，因为月球上没有水和空气（回答没有水或没有空气也可以）
30．【答案】煤炭完全燃烧放出的热量为Q=m煤q煤=3×107J/kg×4×109kg=1.2×1017J再根据q铀=Q/m铀=1.2×1017J40000kg=3.4x1012J/kg
【知识点】燃料的热值；核裂变与核聚变
【解析】【分析】此题考查根据热值和质量计算热量，已知煤炭的热值和质量，利用公式Q=qm得到放出的热量。
【解答】煤炭完全燃烧放出的热量为Q=m煤q煤=3×107J/kg×4×109kg=1.2×1017J
再根据q铀=Q/m铀=1.2×1017J40000kg=3.4x1012J/kg
答案为：3.4x1012J
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