初中物理人教版（2024）九年级全册第2节 核能精练

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册第2节 核能精练，共13页。试卷主要包含了2 核能，了解原子、原子核的结构，了解核裂变、核聚变，释放出的核能等内容，欢迎下载使用。

专题22.2 核能
学新课标对课节知识点要求
【课程标准】知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
【学习目标】
1.了解原子、原子核的结构。
2.知道核能的优点和可能带来的问题。了解我国和世界利用核能的新进展。
3.了解核裂变、核聚变。
【学习重点】核能的由来及其优点和可能带来的问题。
【学习难点】核裂变与核聚变。
学课节知识点
知识点1. 核能
1.原子、原子核：原子由原子核和核外电子（带负电）组成，原子核由中子（不带电）和质子（带正电）组成。
2.核能：原子核分裂或聚合时释放出的能量。
3．获得核能的两种方式：即原子核的核裂变和核聚变。核反应堆是利用可控核裂变工作的，原子弹是利用不可控核裂变制造的，氢弹是利用核聚变制造的．裂变的核燃料是铀235，聚变的核燃料是氘和氚．
①核裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应，如原子弹。核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。
②核聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应，如氢弹。氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。
知识点2. 核能的优点和可能带来的问题：
①核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。
②利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
深化理解：核能问题
1.核能。质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
2.核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
裂变与聚变的比较
3.核能的利用特点
讲课节知识点的例题解析
【例题1】（2022贵阳）如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变（人造太阳）上取得重大突破。核聚变过程中产生的能量是（ ）
A. 核能B. 动能C. 机械能 D. 重力势能
【例题2】（2022湖南怀化）下列关于能源与材料，说法不正确的是（ ）
A. 超导材料可以用来输电，减少电能损耗
B. 核电站的核反应堆是利用核聚变原理
C. 石墨是导体
D. 漂亮又节能的LED灯的核心部件材料是半导体，它的导电性能介于导体与绝缘体之间
【例题3】（2022山东枣庄）核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是（ ）
A. 核能→化学能→内能→电能
B. 核能→化学能→机械能→电能
C. 核能→内能→机械能→电能
D. 核能→机械能→内能→电能
强化知识点的达标问题精练
1. （2022湖南益阳）中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（ ）
A. 钍基熔盐堆不产生核废料
B. 钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆
C. 钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低
D. 钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量
2. （2022陕西）核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（ ）
A. 原子核由质子和中子构成B. 原子核带负电
C. 当前的核电站是利用核聚变原理工作的D. 核能是可再生能源
3. 目前，人类利用核能发电的主要方式是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。随着科技的发展，人类 （选填“会”或“不会”）制造出永动机。
4. （2021陕西）下列微粒的尺度最大的是（ ）
A. 电子B. 质子C. 原子核D. 原子
5. （2022辽宁大连）核电站是利用可控制的核 （选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的；核电站在输送电能方面，若能采用 （选填“半导体”或“超导”）材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
6. （2022四川内江）核能是指原子核在 或 过程中释放出的能量。
7. 人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资枓。
（1）质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核 （填“聚变"或“裂变”反
应，并 （填“吸收"或“释放”）大量的能量，当天体的能量即将耗尽时.在自身 （填“重力”或“惯性”）的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。
(2照片中的黑洞距离我们5500万 （填“年”或“光年"），它是根据接收到的高能射线经过计箅机处理而形成的，高能射线的传播速度为 m/s；研究人员在计算机屏幕上将黑洞边缘环状（明亮）部分用红色显示，红光 （填“属于"或“不属于”）光的三原色。
8．（2021辽宁阜新）煤属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是______J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是______（选填“原子弹”或“氢弹”）。
9.习近平总书记提出绿水青山山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电是将 转化为电能。核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核 （选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用。
10.（2021长春）2021年6月17日，神州十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。对接后，载人飞船相对于核心舱是______的。航天员进驻空间站后通过______与地面指挥中心传递信息。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生______（选填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。
11. （2021贵州安顺）核能的合理开发和利用缓解了能源危机，但核废料处理不当会对环境造成极大污染。某国政府不顾民众反对，决定向海洋排放核废水，请你写出此行为将对海洋生态环境造成哪些危害。（写出两条即可）
2023-2024学年度物理九年级全一册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版通用）
第二十二章 能源与可持续发展
专题22.2 核能
学新课标对课节知识点要求
【课程标准】知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
【学习目标】
1.了解原子、原子核的结构。
2.知道核能的优点和可能带来的问题。了解我国和世界利用核能的新进展。
3.了解核裂变、核聚变。
【学习重点】核能的由来及其优点和可能带来的问题。
【学习难点】核裂变与核聚变。
学课节知识点
知识点1. 核能
1.原子、原子核：原子由原子核和核外电子（带负电）组成，原子核由中子（不带电）和质子（带正电）组成。
2.核能：原子核分裂或聚合时释放出的能量。
3．获得核能的两种方式：即原子核的核裂变和核聚变。核反应堆是利用可控核裂变工作的，原子弹是利用不可控核裂变制造的，氢弹是利用核聚变制造的．裂变的核燃料是铀235，聚变的核燃料是氘和氚．
①核裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应，如原子弹。核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。
②核聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应，如氢弹。氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。
知识点2. 核能的优点和可能带来的问题：
①核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。
②利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
深化理解：核能问题
1.核能。质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
2.核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
裂变与聚变的比较
3.核能的利用特点
讲课节知识点的例题解析
【例题1】（2022贵阳）如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变（人造太阳）上取得重大突破。核聚变过程中产生的能量是（ ）
A. 核能B. 动能C. 机械能 D. 重力势能
【答案】A
【解析】人类获得核能的途径是核裂变和核聚变，所以核聚变过程中产生的能量是核能。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
【例题2】（2022湖南怀化）下列关于能源与材料，说法不正确的是（ ）
A. 超导材料可以用来输电，减少电能损耗
B. 核电站的核反应堆是利用核聚变原理
C. 石墨是导体
D. 漂亮又节能的LED灯的核心部件材料是半导体，它的导电性能介于导体与绝缘体之间
【答案】B
【解析】A．超导材料电阻为零，在通电时不发热，用超导材料制造输电线可以大大降低电能损耗，故A正确，不符合题意；
B．核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变，故B错误，符合题意；
C．石墨容易导电是导体，故C正确，不符合题意；
D．半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指导电性可受控制范围可从绝缘体到导体之间的材料。发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性。故D正确，不符合题意。故选B。
【例题3】（2022山东枣庄）核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是（ ）
A. 核能→化学能→内能→电能
B. 核能→化学能→机械能→电能
C. 核能→内能→机械能→电能
D. 核能→机械能→内能→电能
【答案】C
【解析】核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料（铀）在反应堆内进行裂变并释放出大量热能，来加热水使之变成蒸汽，蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮带动发电机发电．所以核电站的发电过程中，能量的转化是核能→内能→机械能→电能．选项C合题意．
强化知识点的达标问题精练
1. （2022湖南益阳）中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（ ）
A. 钍基熔盐堆不产生核废料
B. 钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆
C. 钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低
D. 钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量
【答案】D
【解析】A．由题意可知，钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少，不是不产生核废料，故A错误；
B．由题意可知，钍基熔盐堆使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源，因此可以建在内陆，故B错误；
C．由题意可知，钍基熔盐堆具有热转换效率高等显著优点，故C错误；
D．钍基熔盐堆是利用核反应堆的裂变的可控链式反应放出的能量，故D正确。故选D。
2. （2022陕西）核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（ ）
A. 原子核由质子和中子构成B. 原子核带负电
C. 当前的核电站是利用核聚变原理工作的D. 核能是可再生能源
【答案】A
【解析】A．原子是由原子核和核外电子组成，而原子核是由质子和中子构成，故A正确；
B．原子核内的质子是带正电的，中子不带电，所以原子核是带正电的，故B错误；
C．当前的核电站是利用可控的核裂变工作的，故C错误；
D．核燃料是用一点少一点，在短时间内无法得到补充，所以核能是不可再生能源，故D错误。故选A。
3. 目前，人类利用核能发电的主要方式是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。随着科技的发展，人类 （选填“会”或“不会”）制造出永动机。
【答案】核裂变；不会。
【解析】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带动发电机发电的；据能量的转化和守恒定律知，由于能量的转化或转移具有方向性，人类是无法制成永动机的。
4. （2021陕西）下列微粒的尺度最大的是（ ）
A. 电子B. 质子C. 原子核D. 原子
【答案】D
【解析】原子内有原子核和核外电子，原子核由有质子和中子组成，因此原子尺度最大，故D符合题意。
5. （2022辽宁大连）核电站是利用可控制的核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的；核电站在输送电能方面，若能采用_______（选填“半导体”或“超导”）材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
【答案】 裂变 超导
【解析】原子核裂变、聚变都能释放出能量，核聚变过程不可控。核电站中的核反应堆就是通过核裂变释放的能量来发电的。
超导材料由于电阻为零，根据焦耳定律，所以不产生电热。输送电能方面，若能采用超导材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
6. （2022四川内江）核能是指原子核在______或______过程中释放出的能量。
【答案】 裂变 聚变
【解析】核能是指原子核在裂变时会释放出大量的能量，比如铀核裂变。
同时核能也可以在聚变时释放出大量的能量，比如氢核聚变。
7. 人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资枓。
（1）质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核 （填“聚变"或“裂变”反
应，并 （填“吸收"或“释放”）大量的能量，当天体的能量即将耗尽时.在自身 （填“重力”或“惯性”）的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。
(2照片中的黑洞距离我们5500万 （填“年”或“光年"），它是根据接收到的高能射线经过计箅机处理而形成的，高能射线的传播速度为 m/s；研究人员在计算机屏幕上将黑洞边缘环状（明亮）部分用红色显示，红光 （填“属于"或“不属于”）光的三原色。
【答案】（1）聚变 释放 重力 （2）光年 3×108 属于
【解析】本题综合考查核能、天体、光学等知识。（1）质量巨大的天体，其内部发生着核聚变，并通过辐射的形式，向外辐射能量。当天体的能量即将耗尽时，在自身重力的作用下发生坍塌，就形成了黑洞。（2）宇宙中的天体之间的距离单位用光年，高能射线是一种电磁波，其传播速度为3×108m/s。光的三原色包含红光、绿光、蓝光。
8．（2021辽宁阜新）煤属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是______J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是______（选填“原子弹”或“氢弹”）。
【答案】 ① 不可再生 ②6×1010 ③原子弹
【解析】常见的不可再生资源有：煤、石油、天然气等。这些资源在短期内不能从自然界中得到补充，所以是不可再生资源。
根据可知，2t煤完全燃烧放出的热量是
原子弹是利用核裂变原理制成的武器，氢弹是根据核聚变原理制成的武器。
9.习近平总书记提出绿水青山山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电是将 转化为电能。核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核 （选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用。
【答案】太阳；裂变。
【解析】（1）太阳能电池在太阳光照射下发电，是将太阳能转化为电能；（2）核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核潜艇的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。光伏发电系统发电时太阳能转化为电能；核能主要包括核裂变与核聚变，由于核聚变的反应目前还不可控，故核电站主要是利用了核裂变获得能量。
10.（2021长春）2021年6月17日，神州十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。对接后，载人飞船相对于核心舱是______的。航天员进驻空间站后通过______与地面指挥中心传递信息。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生______（选填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。
【答案】 静止 电磁波 聚变
【解析】如果一个物体的位置相对于参照物发生了变化，这个物体就是运动的，如果没有变化，它是静止的。神州十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。对接后，因载人飞船相对于核心舱的位置没有发生变化，载人飞船相对于核心舱是静止的。
地球和太空之间有真空，声音不能在真空中传播，而电磁波可在真空中传播，故航天员进驻空间站后通过电磁波与地面指挥中心传递信息。
原子核聚变和核裂变都能释放能量。太阳能是太阳内部的氢原子核发生聚变释放出的核能。
11. （2021贵州安顺）核能的合理开发和利用缓解了能源危机，但核废料处理不当会对环境造成极大污染。某国政府不顾民众反对，决定向海洋排放核废水，请你写出此行为将对海洋生态环境造成哪些危害。（写出两条即可）
【答案】见解析
【解析】向海洋排放核废水，会对海洋生态环境造成严重危害，比如：①部分海洋生物死亡；②部分海洋生物变异；③污染后的海产品不能食用；④海洋生态平衡被破坏。（其他合理答案均可）
比较
裂变
聚变
定义
较大原子核分裂为较小原子核的过程
质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
条件
用中子轰击较大原子核
超高温
释放核能大小
巨大
更加巨大
是否可控制
可利用核反应堆控制链式反应的速度
目前，核聚变速度还不能认为控制
应用
原子弹、核电站
氢弹
核能的优点
①核能十分巨大，它能极大的补充人类能源的不足，使用核能大大节约了常规能源
②核能能够解决能源分布不均衡的问题
核能的缺点
①核能属于一次能源，且会越用越少
②核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害
③核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高
核电站应用地域
①核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区
②核电站建在离人群较远的地区，避免对人畜造成伤害
比较
裂变
聚变
定义
较大原子核分裂为较小原子核的过程
质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
条件
用中子轰击较大原子核
超高温
释放核能大小
巨大
更加巨大
是否可控制
可利用核反应堆控制链式反应的速度
目前，核聚变速度还不能认为控制
应用
原子弹、核电站
氢弹
核能的优点
①核能十分巨大，它能极大的补充人类能源的不足，使用核能大大节约了常规能源
②核能能够解决能源分布不均衡的问题
核能的缺点
①核能属于一次能源，且会越用越少
②核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害
③核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高
核电站应用地域
①核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区
②核电站建在离人群较远的地区，避免对人畜造成伤害