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． 发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图所示为核电站的工作流程图，下列关于流程中各装置的能量转化，正确的是 ( )
A．核反应堆：核能转化为机械能 B．蒸汽轮机：机械能转化为内能
C．发电机：电能转化为机械能 D．应用：电能转化为化学能
【答案】D
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】 核电站的原理：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。
【解答】A. 核反应堆：核能转化为热能，A错误；
B. 蒸汽轮机：内能转化为内机械能，B错误；
C. 发电机：机械能转化为电能，C错误；
D. 应用：电能转化为化学能，D正确；
故答案为：D
4． 如图所示为氢核聚变简图，请据图判断下列说法正确的是 ( )
A．图中b核和c核内的质子数不同
B．氢核聚变过程中元素种类不会改变
C．图中a和b分别代表不同种元素的原子核
D．原子弹主要是利用了核聚变释放出来的能量
【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】 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。 在原子中，质子数=电子数=原子序数=核电荷数；
【解答】A.图中b核和c核内的质子数不同，正确，白色是是质子数，灰色的是中子数；
B. 氢核聚变过程中元素种类会发生改变，变成了氦原子，B错误；
C. 图中a和b分别代表同种元素的原子核，因为他们的质子数相同，C错误；
D. 原子弹主要是利用了核裂变释放出来的能量，D错误；
故答案为：A
5．（2024九上·余杭期末）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。下列说法不正确的是（ ）
A．日本福岛核污染水是C中流出的水
B．核电站核反应堆利用的是A所示的核反应
C．核反应后有核废料，因此它是化学变化
D．根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能
【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核电站主要利用核裂变释放的能量进行发电。
【解答】A.日本排放的是核污染水，日本福岛核污染水是机芯断裂，内部核料泄露到冷却水中，A正确；
B.A是核裂变，B是核聚变，核电站主要利用核裂变释放的能量进行发电，B正确；
C. 核反应后有核废料，属于核反应，不是化学反应，也不是化学变化，C错误；
D. 核电站能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能，D正确；
故答案为：C。
6．（2024九上·柯桥期末）2021年5月，中科院利用全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)全球首次成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，标志着我国核聚变发展取得重大突破。下列关于核聚变的说法，正确的是（ ）
A．原子核必须在超高温下才能发生聚变
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D．目前核电站是利用核聚变释放的核能发电的
【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变；核能及其应用
【解析】【分析】 （1）原子核必须在超高温下才能发生聚变；
（2）自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素—氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变；
（3）原子弹是利用不可控的核裂变反应来获得能量的，氢弹是利用不可控的核聚变反应获得能量的；
（4）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变，核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
【解答】 解：A、原子核必须在超高温下才能发生聚变，故A正确；
B、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素—氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故B错误；
C、原子弹爆炸时释放出的巨大能量来自核裂变，故C错误；
D、目前核电站是利用核裂变释放的核能发电的，故D错误。
故选：A。
7．（2020九上·余杭期末）下列有关核能利用的叙述中，正确的是（ ）
A．氢弹是根据裂变的原理制成的，原子弹是根据聚变的原理制成的
B．氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的
C．目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
D．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→电能
【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）根据氢弹和原子弹的工作原理分析；
（2）根据能量转化和转移的方向性判断；
（3）根据核电站的工作原理判断；
（4）根据核电站的能量转化判断。
【解答】A.氢弹是根据聚变的原理制成的，原子弹是根据裂变的原理制成的，故A错误；
B.氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的，即核能转化成的能量不能反过来再被人类利用，故B正确；
C.目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核裂变，故C错误；
D.核电站中的能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能，故D错误。
故选B。
8．（2023九上·杭州月考）能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（ ）
A．手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质都是电流做功
B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同
D．核反应堆进行可控的核聚变释放核能，转化为家庭电路所需的电能
【答案】A
【知识点】发电机的构造和原理；物体内能的改变方法；核裂变与核聚变
【解析】【分析】 A.用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程；
B.法拉第发现了电磁感应现象；电流具有热效应；
C.改变内能的方法有两种：做功和热传递；
D.核反应堆利用的核裂变。
【解答】 A.用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程，手机充电和电热壶烧水都是消耗电能的过程，两者本质都是电流做功，故A正确；
B.发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水，故B错误；
C.汽轮机工作时是通过做功的方式改变内能的；壶内水升温的过程中，是通过热传递的方式改变内能的，改变水的内能方式不相同，故C错误；
D.核反应堆进行的核裂变释放核能，将核能转化为内能，内能再转化为机械能，机械能在转化为电能，故D错误。
故选A。
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·嵊州期末）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核模型。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．目前还不能用该反应获得能量的方式来发电
【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】核聚变，即轻原子核(例如气和气)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个小的原子。
【解答】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
故选B。
二、填空题
11．（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。
12． 三门核电站是浙江省第二座核电站，装机总功率为750万千瓦。该核电站获取核能的途径如图 (填“甲”或“乙”)所示，反应堆中发生的能量转化为 。该核电站的年发电量为 千瓦时(一年以360天计)。
【答案】乙；核能转化为内能；
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核电站的原理：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。核能的释放主要有三种形式：1、核裂变能所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量。2、核聚变能：由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。3、核衰变：核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。
【解答】 三门核电站是浙江省第二座核电站，装机总功率为750万千瓦。该核电站获取核能的途径如图乙所示，属于重核裂变，反应堆中发生的能量转化为核能转化为内能。该核电站的年发电量=pt=7500000千瓦×360×24=6.48×1010千瓦时(一年以360天计)。
故答案为：乙；核能转化为内能、
13． 日本曾经发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏。
（1）核电站是利用 能来发电的，其能量来源是原子核发生的核 (填“裂变”或“聚变”)。
（2）由于一系列的爆炸，大量的核燃料外泄，使得周围的人们处在核污染当中。图中是核辐射标志的是 。
（3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用 的方法来改变内能的。
【答案】（1）核；裂变
（2）C
（3）热传递
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】改变内能的方式有：第一，做功；第二，热传递；核能的释放主要有三种形式：1、核裂变能所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量。2、核聚变能：由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。3、核衰变：核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。
【解答】（1） 核电站是利用核能来发电的，其能量来源是原子核发生的核裂变；
（2） 由于一系列的爆炸，大量的核燃料外泄，使得周围的人们处在核污染当中。图中是核辐射标志的是 C
（3） 为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用热传递的方法来改变内能的。
故答案为：（1）核；裂变（2）C（3）热传递
14．（2024九上·平湖期末）小嘉同学展示给大家一幅“特殊烧水装置图”，如图所示，表达了他对自然界能量转化规律的理解。
（1）太阳能是太阳内部的氢原子通过 释放的核能转化而来。
（2）结合本图内容，图中的太阳能转化为电能的过程为：
太阳能→化学能→ →电能。
（3）电热水壶烧水时，电能转化为内能，使水的温度上升，但是烧开后的热水不能通过降低温度，使电炉产生电能，这是因为能量的转化是 。
【答案】（1）核聚变
（2）机械能
（3）有方向性
【知识点】能量的相互转化和转移；核裂变与核聚变
【解析】【分析】本题是关于能量转化的题目，解答本题的关键是知道能量转化守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
【解答】（1） 太阳能是太阳内部的氢原子通过核聚变释放的核能转化而来。聚变原理是氢元素的两种同位素原子变为氦原子以及氢原子，同时产生巨大能量；
（2）发电机最终能量转化为机械能转化为电能，所以图中的太阳能转化为电能的过程为 太阳能→化学能→ 机械能 →电能。
（3） 电热水壶烧水时，电能转化为内能，使水的温度上升，但是烧开后的热水不能通过降低温度，使电炉产生电能，这是因为能量的转化是 有方向性的，热量能自发从高温传向低温，机械能全部转为内能，但反过来内能不能自发的全部转化为机械能。
15．（2024九上·东阳期末）中国“人造太阳”——全超导托卡马克东方超环，在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式，不仅创造了新的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础．
（1）如图乙是东方超环的热核反应示意图，属于 （填“核聚变”或“核裂变”）．
（2）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转化为 ．
【答案】（1）核聚变
（2）热能和光能
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】 （1）重核分裂为轻核为裂变，轻核结合成重核为聚变；
（2）根据能量转化的知识解答。
【解答】 （1）如图乙是东方超环的热核反应示意图，属于核聚变。
（2）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转为内能。
16．（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。
17．（2021九上·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。请写出出金属锆Zr高温下水蒸气反应的化学方程式： 。
【答案】（1）重核裂变
（2）Zr+2H2OZrO2+2H2↑
【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）核反应堆利用的是可控的核裂变，即：目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是重核裂变。
（2）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，则反应的方程式为：Zr+2H2OZrO2+2H2↑。
18．（2021九上·金华期中）核电站利用 获得能量。如图是核电站发电的流程图，在核电站的发电的过程中，下列说法正确的是 。
A．能量转化顺序是核能→化学能→机械能→电能
B．在第一回路的核反应堆的外围，有一层厚厚的水泥防护层，其作用是防止核泄漏
C．冷凝器发生的物态变化是先液化后汽化
【答案】核裂变；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工作过程分析判断。
【解答】核电站利用核裂变获得能量。
A.根据图片可知，能量转化顺序是：核能→热能化学能→机械能→电能，故A错误；
B.在第一回路的核反应堆的外围，有一层厚厚的水泥防护层，其作用是防止核泄漏，故B正确；
C.冷凝器的作用是将推动蒸汽轮机后的水蒸气从气态转化成液态的水，再次进入循环系统进行热交换，即发生的物态变化是液化，故C错误。
故选B。
三、实验探究题
19．中科院的“人造太阳”(EAST)物理实验中首次实现氚D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
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】 核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。 只有一些质量非常大的原子核像铀 (yóu)、钍 (tǔ)等才能发生核裂变。 这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。 原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。 1克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。 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。
【解答】（1）“人造太阳”获得核能的方式是核聚变；
（2） 下列四位同学的观点支持科学家继续进行这项研究的是 AB；C是反对意见；D的表述错误，喝的聚变是不可控的，不是随开随关的；
故答案为：（1） 核聚变 （2） A B
四、解答题
20． 一座装机容量为 的火电站每年消耗煤4×106t，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
【答案】4×106t 煤完全燃烧放出的热量Q=m2qx= 40t铀燃料放出的热量和它相等，所以每千克铀燃料反应时放出的核能
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】 1千克（立方米）某种固体（气体）燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值，属于物质的特性，符号是q，单位是焦耳每千克，符号是J/kg。热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。
【解答】 4×106t 煤完全燃烧放出的热量Q=m2qx= 40t铀燃料放出的热量和它相等，所以每千克铀燃料反应时放出的核能
故答案为：
21． 核能的开发和利用给人类带来的好处有目共睹，但是任何一种能量的开发和利用都会对自然环境的平衡有一定程度的破坏，核能也给人类带来了很多需要解决的问题，如：核能利用中的废料的处理、核泄漏的防止等，请同学们就自己的了解，从“优点”和“缺点”两方面谈一谈自己对核能的认识。
【答案】核能是一种相对较为清洁的能源，而且用料省、运输方便。但核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，因此核能利用与核电安全是人类应同时关注和研究的课题
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核能的释放主要有三种形式：1、核裂变能所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量。2、核聚变能：由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。3、核衰变：核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。
【解答】核能是一种相对较为清洁的能源，而且用料省、运输方便。但核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，因此核能利用与核电安全是人类应同时关注和研究的课题
22．（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。
23．（2021九上·杭州月考） 2021年4月，日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图，媒体报道：福岛核电站的废水中含有大量具有放射性碘-131和铯-137，一旦发生核泄漏，放射碘可能被附近居民吸入，引发甲状腺疾病或甲状腺癌。结合上述材料回答：
（1）核电站是利用原子核发生的核 （选填“裂变”或“聚变”）产生的核能来发电的。
（2）健康成年人饮食中缺碘时会得 。但世界卫生组织提示谨慎服用碘片，以减少人体甲状腺吸收放射性碘。
（3）堆芯熔毁是核燃料所在反应堆芯最终熔化，是核电事故中最严重的事态。福岛第一核电站机组反应堆芯锆合金与水蒸气反应产生氢气，其反应方程式为：Zr+2H2O═ZrO2+2H2↑，放出的氢气当接触外界的氧气时发生剧烈反应，导致连续爆炸。“锆水”发生反应的基本类型是 。
（4）氘是核聚变的原料之一，1L海水中大约有0.03g氘，发生核聚变释放出的能量约相当于燃烧200kg汽油。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则5L海水中的氘发生聚变时能释放出约 J的能量。
【答案】（1）裂变
（2）地方性甲状腺肿（大脖子病）
（3）置换反应
（4）4.6×1010
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】原子弹是核裂变不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器，而用人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理。
【解答】(1)核电站是利用原子核发生的 核裂变 产生的核能来发电的。
(2)健康成年人饮食中缺碘时会得 地方性甲状腺肿（大脖子病）。但世界卫生组织提示谨慎服用碘片，以减少人体甲状腺吸收放射性碘。
(3)根据化学方程式 Zr+2H2O═ZrO2+2H2↑ ，可知，该反应是置换反应。
(4)5L海水中的氘发生聚变时能释放出能量
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． 发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图所示为核电站的工作流程图，下列关于流程中各装置的能量转化，正确的是 ( )
A．核反应堆：核能转化为机械能 B．蒸汽轮机：机械能转化为内能
C．发电机：电能转化为机械能 D．应用：电能转化为化学能
4． 如图所示为氢核聚变简图，请据图判断下列说法正确的是 ( )
A．图中b核和c核内的质子数不同
B．氢核聚变过程中元素种类不会改变
C．图中a和b分别代表不同种元素的原子核
D．原子弹主要是利用了核聚变释放出来的能量
5．（2024九上·余杭期末）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。下列说法不正确的是（ ）
A．日本福岛核污染水是C中流出的水
B．核电站核反应堆利用的是A所示的核反应
C．核反应后有核废料，因此它是化学变化
D．根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能
6．（2024九上·柯桥期末）2021年5月，中科院利用全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)全球首次成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，标志着我国核聚变发展取得重大突破。下列关于核聚变的说法，正确的是（ ）
A．原子核必须在超高温下才能发生聚变
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D．目前核电站是利用核聚变释放的核能发电的
7．（2020九上·余杭期末）下列有关核能利用的叙述中，正确的是（ ）
A．氢弹是根据裂变的原理制成的，原子弹是根据聚变的原理制成的
B．氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的
C．目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
D．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→电能
8．（2023九上·杭州月考）能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（ ）
A．手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质都是电流做功
B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同
D．核反应堆进行可控的核聚变释放核能，转化为家庭电路所需的电能
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·嵊州期末）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核模型。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．目前还不能用该反应获得能量的方式来发电
二、填空题
11．（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 。
12． 三门核电站是浙江省第二座核电站，装机总功率为750万千瓦。该核电站获取核能的途径如图 (填“甲”或“乙”)所示，反应堆中发生的能量转化为 。该核电站的年发电量为 千瓦时(一年以360天计)。
13． 日本曾经发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏。
（1）核电站是利用 能来发电的，其能量来源是原子核发生的核 (填“裂变”或“聚变”)。
（2）由于一系列的爆炸，大量的核燃料外泄，使得周围的人们处在核污染当中。图中是核辐射标志的是 。
（3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用 的方法来改变内能的。
14．（2024九上·平湖期末）小嘉同学展示给大家一幅“特殊烧水装置图”，如图所示，表达了他对自然界能量转化规律的理解。
（1）太阳能是太阳内部的氢原子通过 释放的核能转化而来。
（2）结合本图内容，图中的太阳能转化为电能的过程为：
太阳能→化学能→ →电能。
（3）电热水壶烧水时，电能转化为内能，使水的温度上升，但是烧开后的热水不能通过降低温度，使电炉产生电能，这是因为能量的转化是 。
15．（2024九上·东阳期末）中国“人造太阳”——全超导托卡马克东方超环，在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式，不仅创造了新的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础．
（1）如图乙是东方超环的热核反应示意图，属于 （填“核聚变”或“核裂变”）．
（2）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转化为 ．
16．（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 ℃）。
17．（2021九上·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。请写出出金属锆Zr高温下水蒸气反应的化学方程式： 。
18．（2021九上·金华期中）核电站利用 获得能量。如图是核电站发电的流程图，在核电站的发电的过程中，下列说法正确的是 。
A．能量转化顺序是核能→化学能→机械能→电能
B．在第一回路的核反应堆的外围，有一层厚厚的水泥防护层，其作用是防止核泄漏
C．冷凝器发生的物态变化是先液化后汽化
三、实验探究题
19．中科院的“人造太阳”(EAST)物理实验中首次实现氚D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。
四、解答题
20． 一座装机容量为 的火电站每年消耗煤4×106t，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
21． 核能的开发和利用给人类带来的好处有目共睹，但是任何一种能量的开发和利用都会对自然环境的平衡有一定程度的破坏，核能也给人类带来了很多需要解决的问题，如：核能利用中的废料的处理、核泄漏的防止等，请同学们就自己的了解，从“优点”和“缺点”两方面谈一谈自己对核能的认识。
22．（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？
23．（2021九上·杭州月考） 2021年4月，日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图，媒体报道：福岛核电站的废水中含有大量具有放射性碘-131和铯-137，一旦发生核泄漏，放射碘可能被附近居民吸入，引发甲状腺疾病或甲状腺癌。结合上述材料回答：
（1）核电站是利用原子核发生的核 （选填“裂变”或“聚变”）产生的核能来发电的。
（2）健康成年人饮食中缺碘时会得 。但世界卫生组织提示谨慎服用碘片，以减少人体甲状腺吸收放射性碘。
（3）堆芯熔毁是核燃料所在反应堆芯最终熔化，是核电事故中最严重的事态。福岛第一核电站机组反应堆芯锆合金与水蒸气反应产生氢气，其反应方程式为：Zr+2H2O═ZrO2+2H2↑，放出的氢气当接触外界的氧气时发生剧烈反应，导致连续爆炸。“锆水”发生反应的基本类型是 。
（4）氘是核聚变的原料之一，1L海水中大约有0.03g氘，发生核聚变释放出的能量约相当于燃烧200kg汽油。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则5L海水中的氘发生聚变时能释放出约 J的能量。
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】D
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】 核电站的原理：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。
【解答】A. 核反应堆：核能转化为热能，A错误；
B. 蒸汽轮机：内能转化为内机械能，B错误；
C. 发电机：机械能转化为电能，C错误；
D. 应用：电能转化为化学能，D正确；
故答案为：D
4．【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】 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。 在原子中，质子数=电子数=原子序数=核电荷数；
【解答】A.图中b核和c核内的质子数不同，正确，白色是是质子数，灰色的是中子数；
B. 氢核聚变过程中元素种类会发生改变，变成了氦原子，B错误；
C. 图中a和b分别代表同种元素的原子核，因为他们的质子数相同，C错误；
D. 原子弹主要是利用了核裂变释放出来的能量，D错误；
故答案为：A
5．【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核电站主要利用核裂变释放的能量进行发电。
【解答】A.日本排放的是核污染水，日本福岛核污染水是机芯断裂，内部核料泄露到冷却水中，A正确；
B.A是核裂变，B是核聚变，核电站主要利用核裂变释放的能量进行发电，B正确；
C. 核反应后有核废料，属于核反应，不是化学反应，也不是化学变化，C错误；
D. 核电站能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能，D正确；
故答案为：C。
6．【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变；核能及其应用
【解析】【分析】 （1）原子核必须在超高温下才能发生聚变；
（2）自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素—氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变；
（3）原子弹是利用不可控的核裂变反应来获得能量的，氢弹是利用不可控的核聚变反应获得能量的；
（4）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变，核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
【解答】 解：A、原子核必须在超高温下才能发生聚变，故A正确；
B、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素—氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故B错误；
C、原子弹爆炸时释放出的巨大能量来自核裂变，故C错误；
D、目前核电站是利用核裂变释放的核能发电的，故D错误。
故选：A。
7．【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）根据氢弹和原子弹的工作原理分析；
（2）根据能量转化和转移的方向性判断；
（3）根据核电站的工作原理判断；
（4）根据核电站的能量转化判断。
【解答】A.氢弹是根据聚变的原理制成的，原子弹是根据裂变的原理制成的，故A错误；
B.氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的，即核能转化成的能量不能反过来再被人类利用，故B正确；
C.目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核裂变，故C错误；
D.核电站中的能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能，故D错误。
故选B。
8．【答案】A
【知识点】发电机的构造和原理；物体内能的改变方法；核裂变与核聚变
【解析】【分析】 A.用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程；
B.法拉第发现了电磁感应现象；电流具有热效应；
C.改变内能的方法有两种：做功和热传递；
D.核反应堆利用的核裂变。
【解答】 A.用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程，手机充电和电热壶烧水都是消耗电能的过程，两者本质都是电流做功，故A正确；
B.发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水，故B错误；
C.汽轮机工作时是通过做功的方式改变内能的；壶内水升温的过程中，是通过热传递的方式改变内能的，改变水的内能方式不相同，故C错误；
D.核反应堆进行的核裂变释放核能，将核能转化为内能，内能再转化为机械能，机械能在转化为电能，故D错误。
故选A。
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】B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】核聚变，即轻原子核(例如气和气)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个小的原子。
【解答】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
故选B。
11．【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。
12．【答案】乙；核能转化为内能；
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核电站的原理：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。核能的释放主要有三种形式：1、核裂变能所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量。2、核聚变能：由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。3、核衰变：核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。
【解答】 三门核电站是浙江省第二座核电站，装机总功率为750万千瓦。该核电站获取核能的途径如图乙所示，属于重核裂变，反应堆中发生的能量转化为核能转化为内能。该核电站的年发电量=pt=7500000千瓦×360×24=6.48×1010千瓦时(一年以360天计)。
故答案为：乙；核能转化为内能、
13．【答案】（1）核；裂变
（2）C
（3）热传递
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】改变内能的方式有：第一，做功；第二，热传递；核能的释放主要有三种形式：1、核裂变能所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量。2、核聚变能：由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。3、核衰变：核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。
【解答】（1） 核电站是利用核能来发电的，其能量来源是原子核发生的核裂变；
（2） 由于一系列的爆炸，大量的核燃料外泄，使得周围的人们处在核污染当中。图中是核辐射标志的是 C
（3） 为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用热传递的方法来改变内能的。
故答案为：（1）核；裂变（2）C（3）热传递
14．【答案】（1）核聚变
（2）机械能
（3）有方向性
【知识点】能量的相互转化和转移；核裂变与核聚变
【解析】【分析】本题是关于能量转化的题目，解答本题的关键是知道能量转化守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
【解答】（1） 太阳能是太阳内部的氢原子通过核聚变释放的核能转化而来。聚变原理是氢元素的两种同位素原子变为氦原子以及氢原子，同时产生巨大能量；
（2）发电机最终能量转化为机械能转化为电能，所以图中的太阳能转化为电能的过程为 太阳能→化学能→ 机械能 →电能。
（3） 电热水壶烧水时，电能转化为内能，使水的温度上升，但是烧开后的热水不能通过降低温度，使电炉产生电能，这是因为能量的转化是 有方向性的，热量能自发从高温传向低温，机械能全部转为内能，但反过来内能不能自发的全部转化为机械能。
15．【答案】（1）核聚变
（2）热能和光能
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】 （1）重核分裂为轻核为裂变，轻核结合成重核为聚变；
（2）根据能量转化的知识解答。
【解答】 （1）如图乙是东方超环的热核反应示意图，属于核聚变。
（2）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转为内能。
16．【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。
17．【答案】（1）重核裂变
（2）Zr+2H2OZrO2+2H2↑
【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）核反应堆利用的是可控的核裂变，即：目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是重核裂变。
（2）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，则反应的方程式为：Zr+2H2OZrO2+2H2↑。
18．【答案】核裂变；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工作过程分析判断。
【解答】核电站利用核裂变获得能量。
A.根据图片可知，能量转化顺序是：核能→热能化学能→机械能→电能，故A错误；
B.在第一回路的核反应堆的外围，有一层厚厚的水泥防护层，其作用是防止核泄漏，故B正确；
C.冷凝器的作用是将推动蒸汽轮机后的水蒸气从气态转化成液态的水，再次进入循环系统进行热交换，即发生的物态变化是液化，故C错误。
故选B。
19．【答案】（1）核聚变
（2）A；B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】 核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。 只有一些质量非常大的原子核像铀 (yóu)、钍 (tǔ)等才能发生核裂变。 这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。 原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。 1克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。 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。
【解答】（1）“人造太阳”获得核能的方式是核聚变；
（2） 下列四位同学的观点支持科学家继续进行这项研究的是 AB；C是反对意见；D的表述错误，喝的聚变是不可控的，不是随开随关的；
故答案为：（1） 核聚变 （2） A B
20．【答案】4×106t 煤完全燃烧放出的热量Q=m2qx= 40t铀燃料放出的热量和它相等，所以每千克铀燃料反应时放出的核能
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】 1千克（立方米）某种固体（气体）燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值，属于物质的特性，符号是q，单位是焦耳每千克，符号是J/kg。热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。
【解答】 4×106t 煤完全燃烧放出的热量Q=m2qx= 40t铀燃料放出的热量和它相等，所以每千克铀燃料反应时放出的核能
故答案为：
21．【答案】核能是一种相对较为清洁的能源，而且用料省、运输方便。但核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，因此核能利用与核电安全是人类应同时关注和研究的课题
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核能的释放主要有三种形式：1、核裂变能所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量。2、核聚变能：由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。3、核衰变：核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。
【解答】核能是一种相对较为清洁的能源，而且用料省、运输方便。但核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，因此核能利用与核电安全是人类应同时关注和研究的课题
22．【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。
23．【答案】（1）裂变
（2）地方性甲状腺肿（大脖子病）
（3）置换反应
（4）4.6×1010
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】原子弹是核裂变不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器，而用人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理。
【解答】(1)核电站是利用原子核发生的 核裂变 产生的核能来发电的。
(2)健康成年人饮食中缺碘时会得 地方性甲状腺肿（大脖子病）。但世界卫生组织提示谨慎服用碘片，以减少人体甲状腺吸收放射性碘。
(3)根据化学方程式 Zr+2H2O═ZrO2+2H2↑ ，可知，该反应是置换反应。
(4)5L海水中的氘发生聚变时能释放出能量
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