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北师大版（2024）九年级全册16.3 核能的开发与利用
【题型1】核安全
【典型例题】2021年1月30日，全球第一台“华龙一号”核电机组——福清核电5号机组投入商业运行，标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列。下列关于核能的说法正确的是（　　）
A.利用核能发电是直接将核能转化成电能
B.核能是一种化石能源，属于一次能源
C.核电站的核心设备是反应堆，核反应堆中发生的是链式反应
D.核能是一种可再生能源，可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
【举一反三1】关于原子核和核能，下列说法正确的是
A.原子核是由电子、质子和中子组成
B.核能的使用不会对人类产生危害
C.现有核电站利用核裂变释放的能量来发电
D.氢弹爆炸时的链式反应是可控的
【举一反三2】下列有关核能的利用，叙述正确的是
A.原子弹是利用核聚变原理制成的一种核武器
B.氢弹是利用核裂变原理制成的一种核武器
C.核电站中的能量转化顺序是：核能化学能内能机械能电能
D.氢弹和原子弹爆炸时能量的转化和转移是有方向性的
【举一反三3】今年3月，在韩国首尔举行了第二届核安全峰会，核安全峰会是旨在倡导核安全和打击防范核恐怖主义的全球性峰会．下列关于核能的说法正确的是
A.核能是一种可再生能源
B.核反应堆将核能转化为化学能
C.核电站是利用核裂变释放的核能
D.开发核能即使有核泄漏也是安全的
【举一反三4】 “华龙一号”是我国具有完全自主知识产权的三代压水堆核电创新成果，核电站是利用 （选填“核裂变"或“核聚变”）时释放出大量的核能来发电的，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【举一反三5】秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生 或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW·h，假设把1×105kW·h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW·h的家庭使用 年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例： 。
【举一反三6】核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一.核能是 （填“可”或“不可”）再生能源，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是 （填“可以”或“不可以”）控制的.目前人类大力发展核能、太阳能等能源，可有效缓解全球气候 （填“变暖”或“变冷”）的趋势.
【题型2】核能的利用
【典型例题】最近，日本国会通过决议“计划将福岛核电站的核废料通过稀释后排入大海进行处理”，此决议遭到了国际社会的强烈谴责，是对人类权益的极大危害，下列说法正确的（　　）
A.核能是一次能源，且可再生
B.福岛核电站主要是以核聚变的方式来进行发电
C.核电站的能量转化情况是：核能→内能→机械能→电能
D.核电站的发电原理与太阳的热核反应相同
【举一反三1】核能发电过程如图，某一段时间，反应堆释放能量为E1，发电机输出电能为E2，则（　　）

A.E2一定小于E1
B.利用核能发电没有任何缺点
C.核反应堆里，铀发生聚变反应
D.汽轮机是热机的一种，它工作时，将机械能转化为内能
【举一反三2】关于核能和太阳能，下列说法正确的是（　　）
A.现有核电站是利用聚变来发电的
B.核能是一次能源，也是可再生能源
C.太阳能来源于太阳内部氢核的裂变反应
D.太阳能是未来理想能源的一个重要发展方向
【举一反三3】核能发电过程如图，某一段时间，反应堆释放能量为E1，发电机输出电能为E2，则（　　）

A.E2一定小于E1
B.利用核能发电没有任何缺点
C.核反应堆里，铀发生聚变反应
D.汽轮机是热机的一种，它工作时，将机械能转化为内能
【举一反三4】近代物理揭示了原子由原子核和 组成，原子核由质子和中子组成：核电站是利用核能发电的，使原子核之间发生 （选填“核聚变”或“核裂变”）释放巨大能量，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
【举一反三5】裂变：用中子 较重的原子核，使其 为较轻原子核的一种核反应。核反应堆中的链式反应是 ，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 反应。
【举一反三6】我国已掌握第四代先进核电技术，其首个示范工程——全球首座球床模块式高温气冷堆核电站已经并网发电，其核反应堆中进行的是可控 （选填“核裂变”或“核聚变”），核能属于 能源。（选填“可再生”或“不可再生”）
【题型3】核能
【典型例题】我国的核电技术已进入世界先进行列，下列关于核电站反应堆内的核反应说法正确的是（　　）
A.核能都是可再生能源
B.核能可以直接从自然界获得，属于一次能源
C.发电后产生的核废料仍然具有放射性
D.核电站反应堆内的核反应是不可控的裂变
【举一反三1】近年来，我国在材料、能源、通讯等领域取得了辉煌的成就，下列说法不正确的是（ ）
A.量子计算机中的芯片器件是由半导体材料制成的
B.太阳能、风能和地热能都是可再生能源
C.核电站使用过的核废料必须谨慎处理，不能随意排放
D.弯曲的光导纤维也能传输信息，利用激光纤维中多次折射
【举一反三2】我国的核电技术已进入世界先进行列，下列关于核电站反应堆内的核反应说法正确的是（　　）
A.核能都是可再生能源
B.核能可以直接从自然界获得，属于一次能源
C.发电后产生的核废料仍然具有放射性
D.核电站反应堆内的核反应是不可控的裂变
【举一反三3】近年来，我国在材料、能源、通讯等领域取得了辉煌的成就，下列说法不正确的是（ ）
A.量子计算机中的芯片器件是由半导体材料制成的
B.太阳能、风能和地热能都是可再生能源
C.核电站使用过的核废料必须谨慎处理，不能随意排放
D.弯曲的光导纤维也能传输信息，利用激光纤维中多次折射
【举一反三4】大亚湾核电厂是中国大陆第一座大型商用核电厂。大亚湾核电站基地六台机组年发电能力近450亿千瓦时，80%销往香港，20%销往广东。从能量转化的角度看利用核能转化为汽轮机的 （选填“电能”或“机械能”），然后再转化为电能。
【举一反三5】核电站利用反应堆产生的内能，通过汽轮机做功，带动发电机发电，以下是核电站工作过程中能量转化情况方框图，其中①是 能，②是 能，③是 能。
【举一反三6】在新农村建设中，太阳能路灯进入了农村的大街小巷，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为 能，并向灯杆下方的蓄电池充电，充电时将电能转化为 能。太阳能是在太阳内部氢原子核发生 （选填“裂变”或“聚变”）时释放 。
【举一反三7】核能作为一种新型能源正在逐步被人们开发和利用，它属于 （选填“不可再生”或“可再生”）能源。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆利用的是核材料发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供能量，如图是核电站的工作流程，其能量转换过程：核能→内能→ →电能。

北师大版（2024）九年级全册16.3 核能的开发与利用（参考答案）
【题型1】核安全
【典型例题】2021年1月30日，全球第一台“华龙一号”核电机组——福清核电5号机组投入商业运行，标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列。下列关于核能的说法正确的是（　　）
A.利用核能发电是直接将核能转化成电能
B.核能是一种化石能源，属于一次能源
C.核电站的核心设备是反应堆，核反应堆中发生的是链式反应
D.核能是一种可再生能源，可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
【答案】C
【解析】核能发电先将核能转化为内能，再将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能，可知A错误；核能是一次能源，但不是化石能源，可知B错误；核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，可知C正确；核燃料是矿产资源，属于不可再生资源，所以核能是不可再生能源，可知D错误。
【举一反三1】关于原子核和核能，下列说法正确的是
A.原子核是由电子、质子和中子组成
B.核能的使用不会对人类产生危害
C.现有核电站利用核裂变释放的能量来发电
D.氢弹爆炸时的链式反应是可控的
【答案】C
【解析】原子核由质子和中子构成；核能的使用也有一定风险，比如核泄漏；核电站目前都是采用核裂变技术释放的核能来发电的；氢弹是利用核聚变，其链式反应是不可控的．
【举一反三2】下列有关核能的利用，叙述正确的是
A.原子弹是利用核聚变原理制成的一种核武器
B.氢弹是利用核裂变原理制成的一种核武器
C.核电站中的能量转化顺序是：核能化学能内能机械能电能
D.氢弹和原子弹爆炸时能量的转化和转移是有方向性的
【答案】D
【解析】原子弹是利用核裂变原理制成的一种核武器，可知A项与题意不相符；氢弹是利用核聚变原理制造的核武器，氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多，可知B项与题意不相符；核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动气轮机转动，把内能又转化为机械能；气轮机再带动发电机发电，得到电能；可知能量转化的顺序正确的是核能→内能→机械能→电能，可知C项与题意不相符；能量散发出去后不能重新收集加以利用，即为能量的耗散现象，说明自然界中能量转化是有方向性的，可知氢弹和原子弹爆炸时散发的能量的转移和转化也是有方向性的，可知【难度】基础题
【举一反三3】今年3月，在韩国首尔举行了第二届核安全峰会，核安全峰会是旨在倡导核安全和打击防范核恐怖主义的全球性峰会．下列关于核能的说法正确的是
A.核能是一种可再生能源
B.核反应堆将核能转化为化学能
C.核电站是利用核裂变释放的核能
D.开发核能即使有核泄漏也是安全的
【答案】C
【解析】核能和化石能源一样，短时间得不到补充，因此是不可再生能源，可知该选项说法不正确；核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水的内能→机械能→电能，可知该选项说法不正确；核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的，可知该选项说法正确；核反应堆工作时会放出能量，也会产生射线，会对人和其他生物造成伤害，核能发生核泄漏是非常危险的，可知该选项说法不正确．
可知选C．
【举一反三4】 “华龙一号”是我国具有完全自主知识产权的三代压水堆核电创新成果，核电站是利用 （选填“核裂变"或“核聚变”）时释放出大量的核能来发电的，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】 核裂变 不可再生
【解析】[1][2]核电站是利用原子核发生可控制的裂变释放出的核能来发电的；核电站需要的核原料无法从自然界源源不断获得，所以核能属于不可再生能源。
【举一反三5】秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生 或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW·h，假设把1×105kW·h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW·h的家庭使用 年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例： 。
【答案】 裂变 100 太阳能集热器
【解析】[1]质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时释放出的惊人的能量叫做核能，获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。
[2]可供年用电量为1000kW·h的家庭使用
[3]太阳能转化为其他形式能量的方式：光热转换，例如用太阳能集热器把水加热；光电转换，把太阳能转化为电能，例如太阳能电池。
【举一反三6】核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一.核能是 （填“可”或“不可”）再生能源，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是 （填“可以”或“不可以”）控制的.目前人类大力发展核能、太阳能等能源，可有效缓解全球气候 （填“变暖”或“变冷”）的趋势.
【答案】 不可 可以 变暖
【解析】[1][2][3] 核能不能从自然界源源不断获得，是不可再生能源，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是可以控制的，目前人类大力发展核能、太阳能等能源，可有效缓解全球气候变暖的趋势．
【题型2】核能的利用
【典型例题】最近，日本国会通过决议“计划将福岛核电站的核废料通过稀释后排入大海进行处理”，此决议遭到了国际社会的强烈谴责，是对人类权益的极大危害，下列说法正确的（　　）
A.核能是一次能源，且可再生
B.福岛核电站主要是以核聚变的方式来进行发电
C.核电站的能量转化情况是：核能→内能→机械能→电能
D.核电站的发电原理与太阳的热核反应相同
【答案】C
【解析】核能发电站是通过核燃料发生核裂变的方式，将核能转化为电能．由于核燃料是有限的，所以核能属于不可再生能源，可知A错误；核能发电站是通过核燃料发生核裂变的方式发电，而目前还不能有效利用核聚变发电，可知B错误；核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，可知C正确；核电站利用的是裂变，而太阳的热核反应是聚变，可知D错误。
【举一反三1】核能发电过程如图，某一段时间，反应堆释放能量为E1，发电机输出电能为E2，则（　　）

A.E2一定小于E1
B.利用核能发电没有任何缺点
C.核反应堆里，铀发生聚变反应
D.汽轮机是热机的一种，它工作时，将机械能转化为内能
【答案】A
【解析】能量在转化过程中会有损耗，所以E2一定小于E1，可知A符合题意；核能的安全性也是人们研究的一个重要课题，核废料具有很强的放射性，对环境危害很大，应专门进行处置，可知B不符合题意；在核反应堆中，核燃料（如铀）发生核裂变释出大量的核能， C不符合题意；可知汽轮机工作时，将内能转化为机械能，可知D不符合题意。
【举一反三2】关于核能和太阳能，下列说法正确的是（　　）
A.现有核电站是利用聚变来发电的
B.核能是一次能源，也是可再生能源
C.太阳能来源于太阳内部氢核的裂变反应
D.太阳能是未来理想能源的一个重要发展方向
【答案】D
【解析】现有核电站是利用核裂变发电的，可知A错误；核能是一次能源，属于不可再生能源，可知B错误；太阳能来源于太阳内部氢核的聚变反应，可知C错误；太阳能属于可再生能源，且属于清洁能源，利用太阳能可以减少空气污染，所以太阳能是未来理想能源的一个重要发展方向，可知D正确。
【举一反三3】核能发电过程如图，某一段时间，反应堆释放能量为E1，发电机输出电能为E2，则（　　）

A.E2一定小于E1
B.利用核能发电没有任何缺点
C.核反应堆里，铀发生聚变反应
D.汽轮机是热机的一种，它工作时，将机械能转化为内能
【答案】A
【解析】能量在转化过程中会有损耗，所以E2一定小于E1，可知A符合题意；核能的安全性也是人们研究的一个重要课题，核废料具有很强的放射性，对环境危害很大，应专门进行处置，可知B不符合题意；在核反应堆中，核燃料（如铀）发生核裂变释出大量的核能， C不符合题意；可知汽轮机工作时，将内能转化为机械能，可知D不符合题意。
【举一反三4】近代物理揭示了原子由原子核和 组成，原子核由质子和中子组成：核电站是利用核能发电的，使原子核之间发生 （选填“核聚变”或“核裂变”）释放巨大能量，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】 电子 核裂变 一次
【解析】[1]原子是由原子核和核外电子组成的。
[2]核电站是利用核裂变释放的能量来发电的。
[3]核能是自然界中的天然能源，是不可再生能源，属于一次能源。
【举一反三5】裂变：用中子 较重的原子核，使其 为较轻原子核的一种核反应。核反应堆中的链式反应是 ，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 反应。
【答案】 轰击 分裂 可控的 核裂变的可控链式反应
【解析】[1][2]裂变是用中子轰击较大的原子核，使其分裂成较轻原子核，从而释放出能量。、
[3][4]由于核裂变是可控的，可知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；目前核电站是利用核裂变的可控链式反应时放出的核能来发电的。
【举一反三6】我国已掌握第四代先进核电技术，其首个示范工程——全球首座球床模块式高温气冷堆核电站已经并网发电，其核反应堆中进行的是可控 （选填“核裂变”或“核聚变”），核能属于 能源。（选填“可再生”或“不可再生”）
【答案】 核裂变 不可再生
【解析】[1][2]核反应堆中发生的是可控的核裂变，核能所利用的核燃料在地球上的储量是一定的，核能属不可再生能源。
【题型3】核能
【典型例题】我国的核电技术已进入世界先进行列，下列关于核电站反应堆内的核反应说法正确的是（　　）
A.核能都是可再生能源
B.核能可以直接从自然界获得，属于一次能源
C.发电后产生的核废料仍然具有放射性
D.核电站反应堆内的核反应是不可控的裂变
【答案】C
【解析】核燃料不能短时间从自然界得到补充的，因此核能是不可再生能源，可知A错误；核能需要通过核反应才能获得，不是直接从自然界获得的，可知B错误；核废料仍然具有放射性，需要妥善处理，可知C正确；核电站反应堆内的核反应是可控的裂变，可知D错误。
【举一反三1】近年来，我国在材料、能源、通讯等领域取得了辉煌的成就，下列说法不正确的是（ ）
A.量子计算机中的芯片器件是由半导体材料制成的
B.太阳能、风能和地热能都是可再生能源
C.核电站使用过的核废料必须谨慎处理，不能随意排放
D.弯曲的光导纤维也能传输信息，利用激光纤维中多次折射
【答案】D
【解析】由半导体的特性可知，半导体材料是制造集成电路中芯片的重要材料，可知A正确，A不符合题意；根据可再生能源的概念可知，可再生能源在自然界中可以不断再生，永续利用的资源，所以太阳能、风能以及地热能属于可再生能源，可知B正确，B不符合题意；核材料具有放射性，所以必须谨慎处理，不可以随意排放，可知C正确，C不符合题意；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放射出来，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，可知D错误，D符合题意。
【举一反三2】我国的核电技术已进入世界先进行列，下列关于核电站反应堆内的核反应说法正确的是（　　）
A.核能都是可再生能源
B.核能可以直接从自然界获得，属于一次能源
C.发电后产生的核废料仍然具有放射性
D.核电站反应堆内的核反应是不可控的裂变
【答案】C
【解析】核燃料不能短时间从自然界得到补充的，因此核能是不可再生能源，可知A错误；核能需要通过核反应才能获得，不是直接从自然界获得的，可知B错误；核废料仍然具有放射性，需要妥善处理，可知C正确；核电站反应堆内的核反应是可控的裂变，可知D错误。
【举一反三3】近年来，我国在材料、能源、通讯等领域取得了辉煌的成就，下列说法不正确的是（ ）
A.量子计算机中的芯片器件是由半导体材料制成的
B.太阳能、风能和地热能都是可再生能源
C.核电站使用过的核废料必须谨慎处理，不能随意排放
D.弯曲的光导纤维也能传输信息，利用激光纤维中多次折射
【答案】D
【解析】由半导体的特性可知，半导体材料是制造集成电路中芯片的重要材料，可知A正确，A不符合题意；根据可再生能源的概念可知，可再生能源在自然界中可以不断再生，永续利用的资源，所以太阳能、风能以及地热能属于可再生能源，可知B正确，B不符合题意；核材料具有放射性，所以必须谨慎处理，不可以随意排放，可知C正确，C不符合题意；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放射出来，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，可知D错误，D符合题意。
【举一反三4】大亚湾核电厂是中国大陆第一座大型商用核电厂。大亚湾核电站基地六台机组年发电能力近450亿千瓦时，80%销往香港，20%销往广东。从能量转化的角度看利用核能转化为汽轮机的 （选填“电能”或“机械能”），然后再转化为电能。
【答案】机械能
【解析】【小题1】在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，最终输送到电网上。
【举一反三5】核电站利用反应堆产生的内能，通过汽轮机做功，带动发电机发电，以下是核电站工作过程中能量转化情况方框图，其中①是 能，②是 能，③是 能。
【答案】 内 机械 电
【解析】[1][2][3]核电站利用核反应堆中铀核裂变时产生内能，再通过汽轮机做功将内能转化为机械能，带动发电机将机械能转化为电能。
【举一反三6】在新农村建设中，太阳能路灯进入了农村的大街小巷，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为 能，并向灯杆下方的蓄电池充电，充电时将电能转化为 能。太阳能是在太阳内部氢原子核发生 （选填“裂变”或“聚变”）时释放 。
【答案】 电 化学 聚变 核能
【解析】[1][2]太阳能电池板的主演材料是半导体材料硅，可以将太阳能转化为电能并给蓄电池充电，充电时电能转化为化学能储存在蓄电池中，此时的蓄电池相当于用电器。
[3][4]释放核能的方式有核裂变和核聚变，太阳能来自于其内部氢核聚变释放的核能，原理和氢弹相同。
【举一反三7】核能作为一种新型能源正在逐步被人们开发和利用，它属于 （选填“不可再生”或“可再生”）能源。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆利用的是核材料发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供能量，如图是核电站的工作流程，其能量转换过程：核能→内能→ →电能。

【答案】 不可再生 核裂变 机械能
【解析】[1]核能消耗后短期内不能从自然界得到补充，它属于不可再生能源。
[2]核反应堆利用不带电的中子轰击铀核，发生可控核裂变产生核能的。
[3]核电站发电过程中，先是将核裂变产生的核能转化为内能，内能对外做功，转化为机械能，然后机械能再通过发电机转化为电能。

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