九年級(jí)科學(xué)上冊(cè)講義-第7節(jié) 核能（教師版）

第7節(jié)核能目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.說(shuō)出核能的概念及其應(yīng)用。

2.知道原子核的裂變和聚變是獲得核能的兩種方式。

3.了解核電站的工作過(guò)程，知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題。4.了解放射線及其應(yīng)用。

5.初步建立利用核能的意識(shí)，初步建立能源可持續(xù)發(fā)展的觀念。解讀1:知道裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，聚變和熱核反應(yīng)，常見(jiàn)題型為選擇題和填空題，難度較小。

解讀2:知道放射性及其應(yīng)用及核電站是利用核裂變的原理來(lái)工作的，常見(jiàn)題型為選擇題和填空題，難度較小。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01核能原子由原子核和核外電子構(gòu)成，而原子核又由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子帶正電荷，中子不帶電，對(duì)于原子來(lái)說(shuō)，質(zhì)子和中子幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，卻擠在原子中心非常小的空間內(nèi)，構(gòu)成很小的原子核，這使得原子核分裂或重新組合極其困難，但是一旦使原子核分裂或聚合，就可釋放出驚人的能量。

（一）核能的概念

原子核是可以轉(zhuǎn)變的，原子核在轉(zhuǎn)變過(guò)程中所釋放出的能量叫做核能。核裂變和核聚變是獲得核能的兩種途徑。

（二）裂變

(1)含義:核裂變是質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個(gè)新原子核，并釋放出巨大能量的現(xiàn)象。如中子轟擊鈾235，鈾核就會(huì)分裂成2個(gè)新核，并釋放出能量，同時(shí)產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，1千克鈾全部裂變，釋放的能量超過(guò)2000噸煤完全燃燒釋放的能量。

(2)鏈?zhǔn)椒磻?yīng):每個(gè)鈾核裂變時(shí)會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)中子，這些中子又會(huì)繼續(xù)轟擊其他鈾核，使其他鈾核裂變并產(chǎn)生更多的中子，這樣就會(huì)導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，如圖所示?？焖俚牧炎兎磻?yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們]還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)?！昂朔磻?yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。

(3)應(yīng)用:原子彈、核電站都是根據(jù)核裂變的原理制成的。原子彈屬于不加控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；核電站屬于可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

（三）聚變

(1)含義:2個(gè)質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新原子核，同時(shí)釋放出能量的現(xiàn)象。由于核聚變需要極高的溫度，所以核聚變也叫熱核反應(yīng)。

如圖所示，氘核(1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)氘核中子)和氚核(1個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子)在超高溫下聚合成新的原子核一氦核，并釋放出1個(gè)中子，同時(shí)釋放巨大的能量。

(2)釋放能量情況:質(zhì)量相同的核燃料，核聚變反應(yīng)釋放的核能比核裂變反應(yīng)釋放的核能要多得多。(3)應(yīng)用:氫彈是根據(jù)核聚變的原理制造的，它的威力比原子彈大得多。太陽(yáng)的內(nèi)部在不停地發(fā)生這種核聚變，從而向外釋放出巨大的能量。

【能力拓展】（一）分清裂變和聚變的概念

(1)裂變是重核的分裂，聚變是輕核的聚合。

(2)到目前為止，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控制的，而聚變是不可控制的。（二）核聚變需要的溫度極高，目前只能依靠核裂變給它提供。例如，氫彈就必須要用原子彈的爆炸來(lái)引暴。當(dāng)前，人類(lèi)還不能控制核聚變使其和平地釋放能量?！炯磳W(xué)即練1】（2020九上·拱墅期末）2020年12月，我國(guó)自主研制的核聚變關(guān)鍵裝置“中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置”實(shí)現(xiàn)首次放電，標(biāo)志著我國(guó)核聚變發(fā)展取得重大突破。下列關(guān)于核聚變的說(shuō)法，正確的是（

）A.原子核必須在超高溫下才能發(fā)生聚變

B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變

C.原子彈爆炸時(shí)釋放的巨大能量來(lái)自核聚變

D.目前核電站是利用核聚變釋放的核能發(fā)電的【答案】A【解析】A.原子核必須在超高溫下才能發(fā)生聚變，故A正確；

B.核聚變是由質(zhì)量小的原子，在一定條件下發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，因此并不是任何兩個(gè)原子都能發(fā)生聚變，故B錯(cuò)誤；

C.原子彈爆炸時(shí)釋放的巨大能量來(lái)自核裂變，故C錯(cuò)誤；

D.目前核電站是利用可控核裂變釋放的核能發(fā)電的，故D錯(cuò)誤?！炯磳W(xué)即練2】（2020·天臺(tái)模擬）2020年4月2日，中科院的“人造太陽(yáng)”EAST實(shí)現(xiàn)1億度運(yùn)行近10秒，為目前世界最長(zhǎng)，其原理如下圖。（1）“人造太陽(yáng)”獲得核能的方式是________；（2）“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)從上世紀(jì)50年代開(kāi)始到現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)行了半個(gè)多世紀(jì)。下列觀點(diǎn)中，屬于支持繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)研究的是：________（可多選）?！敬鸢浮浚?）核聚變（2）ABD【解析】核能（或稱(chēng)原子能）是通過(guò)核反應(yīng)從原子核釋放的能量。（1）由圖可知，氘原子和氚原子聚合形成氦原子并釋放能量的過(guò)程，屬于核聚變；

（2）A、人造太陽(yáng)產(chǎn)生的輻射小，對(duì)環(huán)境基本無(wú)污染，屬于支持該研究的觀點(diǎn)；故A符合題意；

B、核能發(fā)電不排放二氧化碳，有助于緩解溫室效應(yīng)；故B符合題意；

C、核能利用投入大，條件苛刻，該觀點(diǎn)屬于不支持發(fā)展核能的觀點(diǎn)；故C不符合題意；

D、核能能服務(wù)于人類(lèi)，屬于支持發(fā)展核能的觀點(diǎn)；故D符合題意；知識(shí)點(diǎn)02核電站利用核能發(fā)電的電站叫核電站。利用核能發(fā)電是人們和平利用核能的一個(gè)重要方向。

（一）核電站的原理

(1)核反應(yīng)堆:可控制地進(jìn)行核反應(yīng)的裝置，稱(chēng)為核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是核電站核心部分，它以鈾為核燃料。

(2)核電站的原理:利用核反應(yīng)堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。

工作過(guò)程:如圖所示。

反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能,通過(guò)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,再轉(zhuǎn)化為電能。核電站的工作過(guò)程:第一回路中的水被泵壓人反應(yīng)堆，在那里被加熱，然后進(jìn)人熱交換器，把熱量傳給第二回路的水，然后又被泵壓回到反應(yīng)堆里；在熱交換器內(nèi)，第二回路的水經(jīng)加熱生成高溫高壓蒸汽，被送入汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功后溫度降低、壓強(qiáng)減小，進(jìn)人冷凝器，最后又由水泵把它壓回?zé)峤粨Q器。高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

(3)核電站的能量轉(zhuǎn)化:核電站并非將核能直接轉(zhuǎn)化為電能。目前人類(lèi)使用的電能大多數(shù)是通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)出的，而發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，所以核電站必須把核能通過(guò)某些途徑轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆以鈾235為燃料，反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，通過(guò)汽輪機(jī)做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

（二）核電站的特點(diǎn)

(1)消耗燃料少，廢渣也少,產(chǎn)生的能量巨大，可以大大減少燃料的運(yùn)輸量。(2)特別適合于缺少煤、石油和水力資源的區(qū)域。

(3)核電站需防止放射性物質(zhì)泄漏造成的放射性污染，因此必須采用可靠的保護(hù)措施，同時(shí)要處理好廢渣。

(4)成本低，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的核電已占相當(dāng)大的比例，我國(guó)的核電事業(yè)發(fā)展得也很快。

（三）太陽(yáng)能

(1)在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生核聚變。

(2)太陽(yáng)的巨大能量是內(nèi)部核聚變產(chǎn)生的。

(3)大部分太陽(yáng)能以熱和光的形式向四周輻射出去,其中有一部分到達(dá)地球表面。

【能力拓展】(1)核電站利用核能發(fā)電,其核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核電站的核反應(yīng)堆是利用可控的核裂變反應(yīng)釋放核能的設(shè)備。

(2)核泄漏是指大量放射性的物質(zhì)外泄，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，因此核電站的安全應(yīng)得到高度重視。(3)核能是不可再生能源【即學(xué)即練3】（2021·永嘉模擬）2020年12月，溫州首個(gè)核電站三澳核電站獲國(guó)家批準(zhǔn)建設(shè)。該核電站的發(fā)電原理及電能輸送如圖所示，則以下敘述不正確的是(

)A.核反應(yīng)堆里的是核裂變反應(yīng)

B.汽輪機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.發(fā)電機(jī)的主要原理是電磁感應(yīng)

D.電網(wǎng)在輸送電能時(shí)會(huì)消耗電能【答案】B【解析】A.核反應(yīng)堆里的是可控核裂變反應(yīng)，故A正確不合題意；

B.汽輪機(jī)將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤符合題意；

C.發(fā)電機(jī)的主要原理是電磁感應(yīng)，故C正確不合題意；

D.電網(wǎng)在輸送電能時(shí)，會(huì)發(fā)熱，會(huì)消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確不合題意。【即學(xué)即練4】（2020九上·玉環(huán)期末）三門(mén)核電站是浙江省第二座核站，裝機(jī)總功率為750萬(wàn)千瓦。該核電站獲取核能的途徑如圖________(選填“甲”或“乙”)所示，反應(yīng)堆中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______。該核電站的年發(fā)電量為_(kāi)_______千瓦時(shí)(一年以360天計(jì))【答案】乙；核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；6.48×1010【解析】（1）人類(lèi)獲取核能的兩種方式：裂變和聚變。聚變是小核變大核，由于不可控，只能用于氫彈；而裂變是大核變小核，其中可控核裂變用于核能發(fā)電；

（2）核反應(yīng)堆釋放核能，然后給水加熱產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)工作，而汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，從而發(fā)出電能；

（3）根據(jù)公式W=Pt計(jì)算一年核電站的發(fā)電量。

【解答】（1）三門(mén)核電站是浙江省第二座核站，裝機(jī)總功率為750萬(wàn)千瓦。該核電站獲取核能的途徑為核裂變，如圖甲所示；

（2）反應(yīng)堆中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化為：核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（3）該核電站的年發(fā)電量為：W=Pt=750×104kW×（24h×360）=6.48×1010kW?h。知識(shí)點(diǎn)03放射性（一）放射性早在100多年前，科學(xué)家貝克勒爾、居里夫婦等發(fā)現(xiàn)鈾、釷、鐳等元素能夠自發(fā)地放出穿透能力很強(qiáng)的射線。居里夫人把元素具有的這種輻射能力叫做放射性。

原子核的裂變和聚變都會(huì)產(chǎn)生些放射性物質(zhì)，這些物質(zhì)的原子核內(nèi)部會(huì)向外輻射出肉眼看不見(jiàn)的、能量很高的射線，如a射線、β射線和γ射線。

（二）三種主要的放射線射線組成穿透本領(lǐng)a射線帶正電的高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核最弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米β射線帶負(fù)電的高速運(yùn)動(dòng)的電子流較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板γ射線能量很高的電磁波很強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土（三）放射性的利與弊

(1)利:少量的放射線可以為人類(lèi)服務(wù)，如r射線可以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行探傷；可以使種子變異，培育出新的優(yōu)良品種；利用放射線可以殺菌。醫(yī)療上利用γ射線可以治療腫瘤等疾病。

(2)弊:過(guò)量的高能量的放射線照射對(duì)人體和動(dòng)植物的組織有破壞作用。【能力拓展】放射性物質(zhì)不一定是核反應(yīng)的產(chǎn)物，許多天然物質(zhì)也具有放射性，如鐳、釷等?！炯磳W(xué)即練5】關(guān)于放射性，下列說(shuō)法正確的是(

)。A.放射性物質(zhì)在外界的影響下發(fā)出穿透能力很強(qiáng)的射線

B.α射線是電中性的高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核流

C.β射線是帶負(fù)電的高速運(yùn)動(dòng)的電子流

D.放射性物質(zhì)產(chǎn)生的輻射對(duì)人體組織都有破壞作用【答案】C【解析】A.放射性物質(zhì)會(huì)自發(fā)的發(fā)出穿透能力很強(qiáng)的射線，不需要外界條件，故A錯(cuò)誤；

B.α射線是帶正電的高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核流，故B錯(cuò)誤；

C.β射線是帶負(fù)電的高速運(yùn)動(dòng)的電子流，故C正確；

D.放射性物質(zhì)產(chǎn)生的輻射對(duì)人體組織都有破壞作用與它的強(qiáng)度有關(guān)，如果劑量合適，那么不會(huì)對(duì)人體造成傷害，故D錯(cuò)誤?！炯磳W(xué)即練6】常見(jiàn)的射線有：α射線、β射線、γ射線。（1）α射線：一束在電場(chǎng)中偏向________極板的射線，α粒子就是氦原子核。（2）β射線：是一種帶負(fù)電的高速運(yùn)動(dòng)的________，具有很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)。（3）γ射線：是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，其穿透本領(lǐng)最________。主要應(yīng)用：可用來(lái)檢測(cè)鋼板或紙張的厚度，金屬內(nèi)部的砂眼及裂縫；可用來(lái)檢查和醫(yī)治惡性腫瘤，照射種子使種子變異，培育優(yōu)良品種；可用該射線做手術(shù)——________?！敬鸢浮浚?）負(fù)（2）電子流（3）強(qiáng)；γ刀治癌【解析】（1）α射線：一束在電場(chǎng)中偏向負(fù)極板的射線，α粒子就是氦原子核。

（2）β射線：是一種帶負(fù)電的高速運(yùn)動(dòng)的電子流，具有很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)。

（3）γ射線：是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，其穿透本領(lǐng)最強(qiáng)。主要應(yīng)用：可用來(lái)檢測(cè)鋼板或紙張的厚度，金屬內(nèi)部的砂眼及裂縫；可用來(lái)檢查和醫(yī)治惡性腫瘤，照射種子使種子變異，培育優(yōu)良品種；可用該射線做手術(shù)——γ刀治癌。能力拓展能力拓展考法01對(duì)核裂變和核聚變的認(rèn)識(shí)混淆對(duì)核裂變和核聚變認(rèn)識(shí)不清，誤認(rèn)為目前核裂變和核聚變都是可以加以控制的，對(duì)核裂變和核聚變的應(yīng)用不能區(qū)別。

搞清核裂變和核聚變的區(qū)別與聯(lián)系是關(guān)鍵。它們的聯(lián)系:都是原子核發(fā)生變化時(shí)，釋放出巨大的能量。它們的區(qū)別:核裂變是一個(gè)較重的核分裂為2個(gè)較輕的新核，同時(shí)釋放出巨大能量的過(guò)程，可以制造原子彈和用于核電站發(fā)電，目前人類(lèi)可以進(jìn)行控制；而核聚變是2個(gè)較輕的核聚合成個(gè)較重的新核，同時(shí)釋放出巨大能量的過(guò)程，可以制造氫彈，目前人類(lèi)無(wú)法進(jìn)行控制。【典例1】（2020·湖州）如圖用中子轟擊鈾-235原子核產(chǎn)生氪核和鋇核的模型。下列敘述正確的是（

）A.該模型表示的是核聚變

B.該反應(yīng)產(chǎn)生的中子可繼續(xù)轟擊其他鈾核形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

C.該反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生放射性物質(zhì)

D.不能用該反應(yīng)獲得能量的方式來(lái)發(fā)電【答案】B【解析】A.根據(jù)圖片可知，中子轟擊重原子核，然后分解為質(zhì)量較小的輕核，所以該模型表示的是核裂變，故A錯(cuò)誤；

B.該反應(yīng)產(chǎn)生的中子仍然具有很多能量，可繼續(xù)轟擊其他鈾核形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故B正確；

C.該反應(yīng)肯定會(huì)產(chǎn)生放射性物質(zhì)，故C錯(cuò)誤；

D.可用該反應(yīng)中的可控核裂變獲得能量的方式來(lái)發(fā)電，故D錯(cuò)誤。

分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.下列各種警示標(biāo)志中屬于放射性物質(zhì)標(biāo)志的是(

)A.

B.

C.

D.【答案】C【解析】A.為自燃品標(biāo)志，故A不合題意；

B.為腐蝕品標(biāo)志，故B不合題意；

C.為放射性物質(zhì)標(biāo)志，故C符合題意；

D.為劇毒品標(biāo)志，故D符合題意。

2.下列關(guān)于放射線的說(shuō)法中不正確的是(

)A.大量放射線會(huì)對(duì)人畜造成很大傷害B.放射線有百害無(wú)一益C.利用放射線時(shí)，必須注意有效防護(hù)和防止環(huán)境污染D.放射線有很高的能量【答案】B【解析】A.大量放射線會(huì)對(duì)人畜造成很大傷害，故A正確不合題意；

B.適量的放射線照射，可以殺死癌細(xì)胞，治療癌癥，故B錯(cuò)誤符合題意；

C.利用放射線時(shí)，必須注意有效防護(hù)和防止環(huán)境污染，故C正確不合題意；

D.放射線有很高的能量，故D正確不合題意。

3.（2020九上·諸暨期末）利用核能發(fā)電是人們和平利用核能的一個(gè)重要方向。下面有關(guān)核電站的說(shuō)法正確的是(

)A.核反應(yīng)堆是利用核聚變?cè)砉ぷ鞯?/p>

B.汽輪機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

D.核電站發(fā)電和原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，都是不加控制的【答案】C【解析】A.核反應(yīng)堆是利用核裂變?cè)砉ぷ鞯?，故A錯(cuò)誤；

B.汽輪機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；

C.發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確；

D.核電站發(fā)電是可控核裂變，原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是不加控制的，故D錯(cuò)誤。

4.（2020九上·余杭期末）2020年12月4日，新一代“人造太陽(yáng)”裝置—中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置，在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電，這意味著我國(guó)在可控核聚變技術(shù)領(lǐng)域走向了世界前列。下列說(shuō)法不正確的是（

）A.新一代“人造太陽(yáng)”的原理與氫彈的原理相同

B.目前核電站是利用核裂變反應(yīng)發(fā)電的

C.任何原子內(nèi)部都有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能獲得核能

D.超高溫是核聚變反應(yīng)需要滿(mǎn)足的條件之一【答案】C【解析】A.新一代“人造太陽(yáng)”的原理與氫彈的原理相同，都是核聚變，故A正確不合題意；

B.目前核電站是利用可控核裂變反應(yīng)發(fā)電的，故B正確不合題意；

C.任何原子內(nèi)部都有原子核，但是在當(dāng)前的技術(shù)條件下，并不是任何原子能都能被釋放出來(lái)利用，故C錯(cuò)誤符合題意；

D.超高溫是核聚變反應(yīng)需要滿(mǎn)足的條件之一，故D正確不合題意。

5.下列關(guān)于核能說(shuō)法正確的是(

)A.核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控制的B.核電站產(chǎn)生的核廢料仍具有放射性，一般深埋在人煙稀少的地方C.核反應(yīng)堆可將核能直接轉(zhuǎn)化成電能D.我國(guó)已建成可控核聚變反應(yīng)堆【答案】B【解析】A.核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控制的，故A錯(cuò)誤；

B.核電站產(chǎn)生的核廢料仍具有放射性，一般深埋在人煙稀少的地方，故B正確；

C.核反應(yīng)堆可將核能轉(zhuǎn)化內(nèi)能，然后通過(guò)汽輪機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤；

D.我國(guó)目前還沒(méi)有已建成可控核聚變反應(yīng)堆，故D錯(cuò)誤。

6.（2020九上·西湖月考）關(guān)于核能的應(yīng)用，下列說(shuō)法中不正確的是（

）A.人類(lèi)利用核能的途徑是核裂變和核聚變

B.太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱和氫彈爆炸都是輕核聚變釋放能量造成的

C.原子彈是在可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)下進(jìn)行的核裂變

D.a、B、γ三種放射線中，γ射線可以治療癌癥【答案】C【解析】A.人類(lèi)利用核能的途徑是核裂變和核聚變，故A正確不合題意；

B.太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱和氫彈爆炸都是輕核聚變釋放能量造成，故B正確不合題意；

C.原子彈是在不可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)下進(jìn)行的核裂變，故C錯(cuò)誤符合題意；

D.a、B、γ三種放射線中，γ射線可以治療癌癥，故D正確不合題意。

7.（2021·長(zhǎng)興模擬）隨著“一帶一路”進(jìn)入世界各國(guó)，核電和高鐵已經(jīng)成為中國(guó)響亮的名片。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.核電站利用核裂變將核能轉(zhuǎn)化為電能

B.核廢料具有放射性，必須要合理處理

C.鐵軌鋪在枕木上，通過(guò)減小壓力來(lái)減小壓強(qiáng)

D.在安全線外候車(chē)，是因?yàn)闅怏w的流速大，壓強(qiáng)小【答案】C【解析】A.核電站利用核裂變將核能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確不合題意；

B.核廢料具有放射性，必須要合理處理，故B正確不合題意；

C.鐵軌鋪在枕木上，通過(guò)增大受力面積的方式來(lái)減小壓強(qiáng)，故C錯(cuò)誤符合題意；

D.在安全線外候車(chē)，是因?yàn)闅怏w的流速大，壓強(qiáng)小，人可能在大氣壓強(qiáng)的作用下被壓入鐵軌發(fā)生危險(xiǎn)，故D正確不合題意。

8.（2021·龍港模擬）2020年12月4日，新一代“人造太陽(yáng)”裝置——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝(HL-2M)在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電，標(biāo)志著中國(guó)自主掌握了大型先進(jìn)托卡馬克裝置的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行技術(shù)，為我國(guó)新型核反應(yīng)堆的自主，設(shè)計(jì)與建造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該反應(yīng)堆發(fā)生的核反應(yīng)屬于(

)A.核聚變B.核裂變

C.有的是核聚變，有的是核裂變

D.既不是核裂變，也不是核聚變【答案】A【解析】核反應(yīng)堆應(yīng)用的是可控的核裂變，故A正確，而B(niǎo)、C、D錯(cuò)誤。

9.（2020九上·新昌期末）發(fā)展核能是解決能源危機(jī)的主要出路之一。下圖是核電站工作流程圖，關(guān)于流程中各裝置的能量轉(zhuǎn)化，正確的是（

）A.核反應(yīng)堆：核能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B.蒸汽輪機(jī)：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.發(fā)電機(jī)：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D.應(yīng)用：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】D【解析】A.核反應(yīng)堆：核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；

B.蒸汽輪機(jī)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；

C.發(fā)電機(jī)：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤；

D.應(yīng)用：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故D正確。

題組B能力提升練1.（2020九上·西湖期末）下列有關(guān)課本中各圖內(nèi)容的分析正確的是（

）A.甲圖：通過(guò)做功，使物體的熱量增加，溫度升高，達(dá)到木頭的著火點(diǎn)，木頭燃燒

B.乙圖：當(dāng)塞子跳出時(shí)，觀察到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白霧”，說(shuō)明物體對(duì)外做功內(nèi)能增加

C.丙圖：核電站反應(yīng)堆里進(jìn)行的是核裂變，現(xiàn)在人類(lèi)可以和平利用核裂變的能量

D.丁圖：經(jīng)過(guò)科學(xué)家的努力，該圖所示的永動(dòng)機(jī)可能會(huì)實(shí)現(xiàn)【答案】C【解析】A.甲圖：通過(guò)摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體的內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到木頭的著火點(diǎn)，木頭燃燒，故A錯(cuò)誤；

B.乙圖：當(dāng)塞子跳出時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)塞子做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能。觀察到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白霧”，是瓶?jī)?nèi)的水蒸氣溫度降低后液化而成的小水珠，這都說(shuō)明物體對(duì)外做功內(nèi)能減少，故B錯(cuò)誤；

C.丙圖：核電站反應(yīng)堆里進(jìn)行的是核裂變，現(xiàn)在人類(lèi)可以和平利用核裂變的能量，故C正確；

D.丁圖：科學(xué)家無(wú)論怎么努力，都不能將機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能量損耗減小到零，因此機(jī)器要運(yùn)轉(zhuǎn)，就要有能量不斷的被消耗，永動(dòng)機(jī)永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，故D錯(cuò)誤。

2.（2019九上·蕭山期末）能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是自然界的普遍現(xiàn)象，如圖所示為核電站示意圖、家庭電路部分示意圖及電熱水壺圖，下列相關(guān)敘述正確的是（

）A.核反應(yīng)堆進(jìn)行的核裂變釋放核能，直接轉(zhuǎn)化為家庭電路所需的電能

B.發(fā)電機(jī)利用了電流磁效應(yīng)發(fā)電，電熱水壺利用了電流熱效應(yīng)燒水

C.汽輪機(jī)工作、壺內(nèi)水升溫兩過(guò)程中，改變水的內(nèi)能方式相同

D.手機(jī)充電和電熱壺?zé)畷r(shí)，兩者本質(zhì)都是電流做功【答案】D【解析】A.核反應(yīng)堆進(jìn)行的核裂變釋放核能，核能再對(duì)水加熱，轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能，然后水蒸氣再推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)出電能，即將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，，故A錯(cuò)誤；

B.發(fā)電機(jī)利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)電，電熱水壺利用了電流熱效應(yīng)燒水，故B錯(cuò)誤；

C.汽輪機(jī)工作是利用做功的方式改變水的內(nèi)能，而電熱壺內(nèi)水溫升高是利用熱傳遞改變內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；

D.手機(jī)充電和電熱壺?zé)畷r(shí)，兩者本質(zhì)都是電流做功，故D正確。

3.（2021·寧波模擬）如圖表示用中子轟擊鈾-235原子核產(chǎn)生氪核和鋇核模型，該模型表示的是

（選填“核聚變”或“核裂變”）【答案】核裂變【解析】核裂變，又稱(chēng)核分裂，是指由重的原子核(主要是指鈾核或钚核)分裂成兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量較小的原子的一種核反應(yīng)形式，則該模型表示的是核裂變。

4.核電站的核心是核反應(yīng)堆，它以鈾為核燃料，反應(yīng)堆中釋放出來(lái)的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，通過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，如圖所示是核電站的原理示意圖。第一回路中的水或其他液體用泵壓入反應(yīng)堆，在那里被加熱，然后進(jìn)入熱交換器，把熱量傳給第二回路中的水之后又被泵壓回到反應(yīng)堆里。在熱交換器內(nèi)，第二回路中的水經(jīng)加熱生成高溫高壓蒸汽，送入汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功后，溫度和壓強(qiáng)都降低，進(jìn)入冷凝器，最后又由水泵把它壓回?zé)峤粨Q器，高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。回答下列問(wèn)題：（1）從核反應(yīng)堆到發(fā)電機(jī)，能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程是：核燃料的________能轉(zhuǎn)化為水的________能，再轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的________能，最后轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的________能。（2）猜想：在第一回路中的核反應(yīng)堆的外圍，有一層厚厚的水泥防護(hù)層，其作用是________。（3）冷凝器中發(fā)生的物態(tài)變化是________，這時(shí)水蒸氣要________。（4）在第二回路中，用水作循環(huán)劑原因是水的________較大?！敬鸢浮浚?）核；內(nèi)；機(jī)械；電

（2）防止輻射，厚水泥層可以阻擋核反應(yīng)放出的各種射線

（3）液化；放熱

（4）比熱容【解析】（1）根據(jù)能量存在的不同形式分析解答；

（2）核反應(yīng)堆會(huì)產(chǎn)生大量的輻射，而水泥層可以阻擋射線，減小對(duì)人類(lèi)的傷害；

（3）物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài)叫汽化，由氣態(tài)變成液態(tài)叫液化；

（4）比熱容是反映物質(zhì)吸放熱本領(lǐng)的物理量。物質(zhì)的比熱容越大，升高相同的溫度時(shí)吸收的熱量越多，據(jù)此分析判斷?！窘獯稹浚?）從核反應(yīng)堆到發(fā)電機(jī)，能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程是：核燃料的核能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的電能。

（2）在第一回路中的核反應(yīng)堆的外圍，有一層厚厚的水泥防護(hù)層，其作用是：防止輻射，厚水泥層可以阻擋核反應(yīng)放出的各種射線；

（3）冷凝器中的水蒸氣由氣態(tài)變成液態(tài)發(fā)生液化現(xiàn)象，這時(shí)水蒸氣要放熱；

（4）第二回路中，用水作循環(huán)劑原因是水的比熱容較大。

5.（2019九上·溫嶺月考）據(jù)報(bào)道，氫能源和核能是二十一世紀(jì)最有前途的綠色能源。（1）氫能源被稱(chēng)為綠色能源，是因?yàn)闅錃庠诳諝庵腥紵漠a(chǎn)物是________。（2）中國(guó)科研人員首次在自然界發(fā)現(xiàn)金屬鈾。金屬鈾和二氧化鈾按要求制成一定尺寸和形狀的燃料棒或燃料塊，就可以投入核反應(yīng)堆使用。此反應(yīng)堆獲得核能的途徑是________（選填“核裂變”或“核聚變”）。目前工業(yè)上的金屬鈾可用四氟化鈾（UF4）和鎂通過(guò)熱還原法來(lái)制備，化學(xué)方程式為UF4+2MgU+2MgF2，此反應(yīng)生成物屬于基本反應(yīng)類(lèi)型中的________反應(yīng)?！敬鸢浮浚?）水（2）核裂變；置換【解析】（1）氫氣燃燒，即氫氣與氧氣反應(yīng)生成水；

（2）對(duì)核能的利用分為核裂變和核聚變，而利用核能發(fā)電，就是利用的可控核裂變；

（3）單質(zhì)與化合物反應(yīng)，生成另外一種單質(zhì)和化合物的反應(yīng)叫置換反應(yīng)?！窘獯稹浚?）氫能源被稱(chēng)為綠色能源，是因?yàn)闅錃庠诳諝庵腥紵漠a(chǎn)物水；

（2）中國(guó)科研人員首次在自然界發(fā)現(xiàn)金屬鈾。金屬鈾和二氧化鈾按要求制成一定尺寸和形狀的燃料棒或燃料塊，就可以投入核反應(yīng)堆使用。此反應(yīng)堆獲得核能的途徑是核裂變；

（3）根據(jù)化學(xué)方程式UF4+2Mg

U+2MgF2可知，該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物同為單質(zhì)和化合物，因此屬于基本反應(yīng)類(lèi)型中的置換反應(yīng)。題組C培優(yōu)拔尖練1.中科院的“人造太陽(yáng)”(EAST)物理實(shí)驗(yàn)中首次實(shí)現(xiàn)持續(xù)時(shí)間達(dá)102秒的超高溫長(zhǎng)脈沖等離子體放電，其原理如圖所示。（1）.“人造太陽(yáng)”獲得核能的方式是

。（2）.“人造太陽(yáng)”能夠解決人類(lèi)能源問(wèn)題，科學(xué)家已經(jīng)進(jìn)行了半個(gè)多世紀(jì)的研究，但距真正投入商用、變成每家每戶(hù)可以用的電，可能還需要較長(zhǎng)時(shí)間研究。下列四位同學(xué)的觀點(diǎn)支持科學(xué)家繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)研究的是

(可多選)。A.”人造太陽(yáng)”產(chǎn)生的核輻射小，核廢料少，基本不污染環(huán)境。

B.”人造太陽(yáng)”發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。

C.“人造太陽(yáng)”需要利用多種高能量方式驅(qū)動(dòng)，條件苛刻，投入巨大。

D.“人造太陽(yáng)”能把毀滅性武器改造成隨開(kāi)隨關(guān)的“爐灶”，服務(wù)人類(lèi)。【答案】（1）核聚變（2）A,B,D【解析】（1）核聚變，即輕原子核(例如氘和氚)結(jié)合成較重原子核(例如氦)時(shí)放出巨大能量。

（2）分析哪個(gè)選項(xiàng)描述的是核聚變的優(yōu)點(diǎn)即可?！窘獯稹浚?）“人造太陽(yáng)”獲得核能的方式是核聚變。

（2）A.”人造太陽(yáng)”產(chǎn)生的核輻射小，核廢料少，基本不污染環(huán)境，故A符合題意；

B.”人造太陽(yáng)”發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳，故B符合題意；

C.“人造太陽(yáng)”需要利用多種高能量方式驅(qū)動(dòng)，條件苛刻，投入巨大，不利于推廣，故C不合題意；

D.“人造太陽(yáng)”能把毀滅性武器改造成隨開(kāi)隨關(guān)的“爐灶”，服務(wù)人類(lèi)，故D符合題意。

2.（2019·紹興模擬）近日“流浪地球”正在各大影院熱映，吸引了大量觀眾。（1）在我們?cè)诳措娪皶r(shí)，坐在影院中各個(gè)不同位置的觀眾都能清晰地看到熒幕上的影像，這屬于光的________反射現(xiàn)象。（2）為了推動(dòng)地球，影片中地球人建造了萬(wàn)臺(tái)超級(jí)聚變發(fā)動(dòng)機(jī)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)噴射火焰產(chǎn)生推力，從而推動(dòng)地球逃離太陽(yáng)系，下列選項(xiàng)中的事物原理相同的是

A.噴氣式飛機(jī)B.火箭C.汽車(chē)D.輪船（3）影片中提到地球發(fā)動(dòng)機(jī)的能量來(lái)自“重元素聚變”。核聚變這個(gè)概念我們并不陌生，請(qǐng)例舉你所知道的一項(xiàng)核聚變的具體實(shí)例________.【答案】（1）漫（2）A,B（3）氫彈【解析】當(dāng)光在兩種物質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原來(lái)物質(zhì)中的現(xiàn)象，叫做光的反射。只要一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，受力物體反過(guò)來(lái)也肯定會(huì)給施力物體增加一個(gè)力。

（1）我們能夠觀察到物體，是因?yàn)槲矬w反射光線進(jìn)入到我們眼中，而在各個(gè)角落都能觀察到影像是因?yàn)榘l(fā)生了漫反射；故答案為：漫；

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)噴射火焰產(chǎn)生推力，推動(dòng)地球逃離太陽(yáng)系，利用的是力的作用是相互的原理；AB、噴氣式飛機(jī)、火箭是利用力的作用是相互的原理；CD、汽車(chē)、輪船是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)為機(jī)械能的原理工作；故答案為：AB；

（3）核聚變的應(yīng)用主要在軍事在氫彈；故答案為：氫彈；3.（2020九上·西湖月考）閱讀嫦娥五號(hào)部分探月任務(wù)，完成相應(yīng)問(wèn)題。嫦娥五號(hào)探測(cè)器，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成，后續(xù)在經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行后，著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離，軌道器攜帶返回器留軌運(yùn)行，著陸器承載上升器擇機(jī)實(shí)施月球正面預(yù)選區(qū)域軟著陸，按計(jì)劃開(kāi)展月面自動(dòng)采樣等后續(xù)工作.①2020年11月23日18時(shí)30分，長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭開(kāi)始加注液氧液氫低溫推進(jìn)劑。②2020年12月4日，旗開(kāi)月表，五星閃耀，該面國(guó)旗以國(guó)產(chǎn)高性能芳綸纖維材料為主，能夠抵御月表惡劣的環(huán)境，做到不褪色、不串色、不變形。③12月1日22時(shí)57分，嫦娥五號(hào)探測(cè)器像跳傘運(yùn)動(dòng)員一樣在深空完成一系列高難度動(dòng)作：主動(dòng)減速、快速調(diào)整、接近、懸停避障、緩速下降和自由下落階段。④2020年12月2日4時(shí)53分，探月工程嫦娥五號(hào)著陸器和上升器組合體完成了月球土壤鉆取采樣及封裝，月壤中富集了大量的氦－3，氦-3的最重大潛在價(jià)值是用作核能發(fā)電的燃料。試分析：（1）長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭利用液氫做燃料，是因?yàn)橐簹渚哂衉_______、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。（2）嫦娥五號(hào)探測(cè)器所攜帶國(guó)旗的材料主要是________（“有機(jī)合成材料”、“金屬材料”、“無(wú)機(jī)非金屬材料”）。（3）嫦娥五號(hào)探測(cè)器主動(dòng)減速下降時(shí)機(jī)械能__________。A.增大

B.減小

C.不變

D.先增大后減?。?）對(duì)于利用氦-3進(jìn)行核能發(fā)電，下列分析正確的是________。A.需要提供超高溫條件

B.需要提供適量的中子轟擊C.不會(huì)產(chǎn)生放射性射線

D.也稱(chēng)為熱核反應(yīng)（5）對(duì)于留置在月面的著陸器