苏科版物理九年级下册18.2 核能18.3 太阳能（专题训练）（五大题型）（学生版）

\o"18.1能源利用与社会发展"18.2核能\o"18.1能源利用与社会发展"18.3太阳能（专题训练）【五大题型】一．核能及其原理（共8小题）二．裂变及其应用（共9小题）三．聚变及其应用（共6小题）四．太阳能的来源（共5小题）五．太阳能的利用（共12小题）TOC\o"1-3"\h\u一．核能及其原理（共8小题）1．关于原子核和核能，下列说法正确的是（

）A．原子核是由质子和电子组成B．原子核占据了原子大部分空间，所以原子的大部分质量集中在原子核上C．核能取之不尽、用之不竭，对环境没有污染D．太阳燃烧和氢弹爆炸都是利用核聚变释放能量2．下列说法中正确的是（）A．核能是一种可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展方向B．地球、篮球、新冠病毒、原子、电子是按空间尺度由大到小排列的C．光纤通信是利用激光在光纤中的反射传输信息的，激光不属于电磁波D．破镜难以重圆，是因为分子间存在较大的斥力3．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4．核电站工作的原理可用下列方框图简述，关于核电站的说法错误的是（）A．核能属于不可再生能源B．核电站是利用可控的核裂变发电C．核电站将核能全部转化为电能D．核电站是先将核能转换为内能，再转化为电能5．能源问题成为国际关注的焦点，为缓和能源危机，我国大力开发新能源，如核能发电，在核反应堆中发生的是核（选填“聚变”或“裂变”），核能属于（选填“一次”或“二次”）能源，核能来源于原子内部的原子核，原子核是由和中子组成的。6．如图为核电站发电流程图，核电站发电过程中的能量转化是在核反应堆能转化为蒸汽的内能，汽轮机工作，内能转化为能，发电机将其转化为电能输出，核能为（“一次”或“二次”）能源。7．人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能，它通常通过机由其他形式的能转化而来。下列图片中，利用可再生能源发电的是。D图中核电站是通过核（选填“聚变”或“裂变”）获得能量进而转化为电能的。A．风力发电B．水力发电C．太阳能发电D．核能发电8．2011年3月11日14点46分，日本本州岛海域发生里氏9.0级地震，并引发海啸，瞬间扑向几乎日本全部沿海地区，继而造成日本福岛核电站核泄露，如图所示：(1)海啸时产生的“水墙”速度很大，具有很大的能，破坏力很强；(2)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，这是利用了水的大的特性；(3)福岛核事故达到了七级，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中。图中是核辐射标志的是；(4)如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭，则6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是J（煤炭的热值为3×107J/kg）；(5)“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起，下列说法中需要改正的是。A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱二．裂变及其应用（共9小题）9．2024年4月9日，我国西部第二台华龙一号核电机组——中广核广西防城港核电站4号机组首次并网成功。下列说法正确的是（）A．核电站是通过核裂变反应释放的能量发电的B．用水冷却核反应堆利用了水的比热容小的特性C．原子核由带正电的质子和带负电的中子构成D．核能属于可再生能源10．下列有关新能源与新材料的说法中正确的是（）A．手机芯片是用超导材料制成的B．太阳能、风能、水能、天然气都属于可再生能源C．核电站是利用核裂变来发电D．光纤通信是利用光的直线传播11．全球首座第四代核电站华能石岛湾核电站投产，标志着我国核电技术已达世界领先水平。如图是核电站发电和供电的流程图：以核反应堆来代替火力发电站的锅炉，以核燃料（铀）在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量来加热水，使之变成蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮机带着发电机旋转，从而产生电，并通过电网送到四面八方。下列说法不正确的是（）A．电能既是属于二次能源，也是不可再生能源B．核能是不可再生能源C．核电站是利用裂变中的链式反应释放的能量来发电D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能12．近年来，我国在科技领域取得了许多辉煌的成就。下列说法错误的是（

）A．复兴号动车组控制系统中的芯片由超导体制成B．华龙一号核电机组利用的是核裂变释放的能量C．新能源纯电汽车是利用的二次能源驱动汽车行驶的D．中国空间站利用的太阳能属于可再生能源13．核污染水排海的影响是一个严重且复杂的问题，它对环境、人类健康以及海洋生态系统都造成严重危害。下列说法错误的是（）A．核电站用水来降温是因为水的比热容大B．核能属于不可再生能源C．核电站发电时，是将核能直接转化为电能，不需要中间过程D．核反应堆工作时发生的是核裂变14．中国援建了巴基斯坦的核电站，核电站的核反应堆利用原子核的（选填“裂变”或“聚变”）释放核能。5G网络是第五代移动通信网络，其5G芯片是由（选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。15．江苏田湾核电站通过核反应堆中的核（选填“聚变”或“裂变”）来发电，其中核能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源，某机组年均发电量可达1.08×1018J，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，煤的热值为3.0×107J/kg，则需要用煤kg。16．中国自主三代核电“华龙一号”成功运行，标志着以核电为代表的中国核动力技术已跻身世界前列。“华龙一号”核电站是利用反应堆发生（选填“核裂变”或“核聚变”）获得能量；反应堆用水作为“冷却系统”是利用水的大的特性。17．煤炭是（选填“可再生”或“不可再生”）能源，煤炭的大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核（选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站。18．2020年11月，具有完全自主产权的“华龙一号”核电机组并网发电。如图是核电机组示意图，通过三个回路的设计有效提高了安全性。（1）核电站是利用核反应堆发生核（选题“裂变”或“聚变”）时提供的能量发电的。（2）①一回路：反应堆中核燃料反应产生大量的热，从而将水加热到约320℃，气压达到150多个标准大气压，此时水不会沸腾的原因是。②二回路：蒸汽发生器中的水被加热后（填物态变化名称）成水蒸气，这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。③三回路：核电站通常建在海边用海水作冷凝剂，原因是海水量多且。三．聚变及其应用（共6小题）19．如图所示为我国建造的世界上最高的塔式太阳能电站。它利用大量平面镜将太阳光反射到塔顶，使塔顶储存的盐受热形成高温熔盐，再通过熔盐给水加热，从而产生水蒸气推动汽轮机带动发电机组发电。下列有关说法正确的是（）A．太阳能来源于太阳内部的核裂变反应B．太阳能属于二次能源，它也是一种可再生能源C．盐受热形成高温熔盐的过程中，它的内能增大D．塔式太阳能电站发电没有用到电磁感应的原理20．东方超环（EAST），俗称“人造小太阳”，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s，对加快实现可控核聚变具有重要意义。下面应用中核能的开发方法与东方超环一样的是A．氢弹B．原子弹C．核动力潜艇D．核电站21．2023年4月12日21时，中国“人造太阳”——磁约束核聚变实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，实现403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世器纪录。下列说法正确的是（

）A．核能属于二次能源 B．核能属于可再生能源C．太阳能属于不可再生能源 D．“人造太阳”获取核能的方式如图甲所示22．2023年4月12日21时，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。核能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源。如图所示，超导线圈中的强大电流产生强磁场，被强磁场约束在真空室内的氘核和氚核发生核（选填“裂变”或“聚变”）反应，释放巨大能量，产生上亿度高温。23．科技强国，中国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新“中国高度”，祝融号火星车使用的“中国芯”是（选填“超导体”或“半导体”）材料制成的；图乙，中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是（选填“核裂变”或“核聚变”）。24．请根据上述材料，回答下列问题：人造太阳太阳内部每时每刻都在发生着核聚变，核聚变释放的能量比核裂变要大的多，而且不会像核裂变那样产生有害的核废料。海水中可以提取大量的核聚变材料氘和氚，如果能够有效利用，那人类的能源危机将被彻底解除。如何让核聚变产生的能量为人所用呢？从第一颗原子弹爆炸，到第一座核裂变电站建成只用了9年。但从第一颗氢弹爆炸到核聚变发电一下子就研究了近70年，至今还在实验室试验阶段。为什么会这样难呢？要想发生可控核聚变需要满足两个基本条件。一是要有高温高压的环境。地球上要想让两个轻核聚合在一起，最起码也要5000万摄氏度的温度。这样才能让两个带正电的轻核，具有足够的能量克服相互靠近时的静电斥力。二是要有一个“容器”将聚变材料“约束”起来。问题是，哪里去找这么个“容器”？要知道，金属中耐高温的扛把子—钨，其熔点也不过3410℃。5000万摄氏度足以让地球上所有物质变为气体后，成为等离子态。经过研究，科学家发现三种“约束”方式，分别是引力场约束、惯性约束和磁约束。太阳发生的核聚变就是靠自身巨大的质量产生的引力场约束聚变时的等离子体。这个控制原理显然不适合地球上的科学家们，下面我们重点说一说最靠谱、技术最成熟的磁约束核聚变。托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变复杂的环形容器。图甲中，环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室的外部排列着环向场线圈和极向场线圈。当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加热，再通过辅助加热手段，逐渐达到聚变需要的临界温度。同时，环形真空室中的高温等离子体形成的等离子电流与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域内形成闭合磁笼子，将高温等离子体紧紧约束在真空中，如图乙所示。理论上讲，想要实现可控核聚变必须使等离子温度达到一亿摄氏度以上，并能稳定运行1000s以上，才能用于商业运行。图丙是中国的托卡马克装置二号M环流器，它于2020年12月4日14时02分，实现了1亿摄氏度10s的目标。近日，对该装置的升级改造已经完成，正在准备向1亿摄氏度100s的新高峰迈进。（1）科学家发现三种“约束”聚变材料的方式，其中最靠谱、技术最成熟的是；（2）托卡马克装置中核聚变的原理和我国已经商业运行的核电站中核反应的原理是（选填“相同”或“不同”）的；（3）发生核聚变时，两个带正电的轻核需要具有很大的动能，以克服它们之间相互作用的静电（选填“吸引”或“排斥”）力，才能发生核融合；（4）给托卡马克真空室里的等离子体加热称为“点火”，三个线圈中，首先给等离子体“点火”的是线圈。四．太阳能的来源（共5小题）25．2023年4月12日，中国科学团队实现403秒稳态运行人造太阳，这是一个重大的突破。有关太阳能的说法正确的是（）A．不是清洁能源 B．是二次能源C．内部发生核聚变 D．是不可再生能源26．太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（）A．太阳能是氢聚变释放的核能B．我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能C．目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高D．太阳能电池是将太阳能转化为电能27．下列关于太阳能的说法正确的是（）A．太阳能属于二次能源B．太阳能属于不可再生能源C．太阳是一个巨大的“核能火炉”D．太阳能电池直接将太阳能转化为化学能28．我国在“人造太阳”的项目中取得重大突破，刷新磁约束核反应运行时间记录。“人造太阳”是利用氢核（填“裂变”或“聚变”）来获得巨大能量，核能属于（填“可再生”或“不可再生”）能源。已知1g氢核变能放出6.3×107的能量，相当于完全燃烧m3，天然气释放的能量。（天然气的热值为3.6×107J/m3）29．目前，我国已经具备了风、光、水、核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳能来源于太阳内部的核（选填“裂变”或“聚变”）。五．太阳能的利用（共12小题）30．图甲是道路两边的太阳能路灯，它主要由太阳能电池板、控制器、蓄电池组和12个LED灯组成。它的结构如图乙所示，每个LED灯的工作电压约为2V，蓄电池组的电压为24V。下列说法正确的是（）A．LED灯主要由超导体材料制成B．该太阳能路灯中的12个LED灯是并联的C．白天，开关S接b，太阳能电池板将光能全部转化为电能D．夜晚，开关S接c，蓄电池为电路中的电源31．如图所示是一款太阳能座椅，椅子顶部安装了硅光电池板，可储备能量供晚间使用。下列说法不正确的是（

）A．硅光电池板可以将太阳能转化为电能 B．硅光电池板产生的电能属于一次能源C．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变 D．太阳能属于可再生能源32．如图所示是在高速路有安全隐患的路段安装的爆闪警示灯。下列说法正确的是（

）A．太阳能是一种不可再生能源B．太阳能电池板可以将光能转化为电能C．LED红蓝灯是用超导材料制作的D．LED红蓝灯发出的红光和蓝光是由于光的色散形成的33．今年6月4日，神舟十五号载人飞船（模型图如图）的返回舱经过大气层时，经受住了一千多度的高温考验，最终成功返回地面。下列说法错误的是（）A．太阳翼可将太阳能转化为电能B．飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量C．返回舱表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点D．天线材料采用了钛镍合金，它属于有机合成材料34．合理利用太阳能可节能环保，太阳能热水器工作时将太阳能转化为水的能。某太阳能热水器水箱中水的质量为100kg，上午某时刻温度传感器显示水温为20℃，中午某时刻温度传感器显示水温为60℃，则水吸收的热量为J；如果水吸收的这些热量由煤气来提供，至少需要燃烧m3的煤气。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q煤气=4×107J/m3，不计能量损失]35．武汉市在汉口江滩等地安装了“风能太阳能互补节能灯”，如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。其中太阳能电池板是将太阳能转化为能，白天蓄电池将电能转化成能储存起来，夜晚蓄电池放电给电灯供电。36．传统的玻璃真空管热水器已有完善的结构形式。但这种产品也存在着一些缺点，如一支玻璃管破损，水箱内全部水就会流光，导致热水器无法使用。而新型的热管式真空管太阳能热水器（如图甲）则避免了这些缺点。(1)如图乙所示热管式真空管在工作时，真空管吸收太阳的热量，传输给热管底部，使管内底部的液体受热（填物态变化）成气体，高速地传输到冷凝段，气体（填物态变化），热量，通过与水箱内的水进行热交换后回流至底部，如此循环可以将真空管获得的太阳辐射能传递到水箱。(2)水箱中的水温上升，这是通过的方式提高水的内能。(3)热水器的温度传感器内有一热敏电阻，在室内可以通过电表观察热水器内的水温，如图丙所示，这一电表应该是表，图中两个电阻是联的。(4)若该太阳能热水器水箱内装有200kg的水，在太阳照射下，水的温度从20℃升高到45℃，水吸收J的热量；若这些热量全部由天然气提供，假设天然气燃烧释放的热量全部被水吸收，相当于节约的天然气。（天然气的热值是，水的比热容）37．临夏州四季分明，年日照时数介于2275.0~2519.4小时，根据《太阳能资源评估方法》可知其太阳能资源丰富等级为丰富区。太阳能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能电池板在光照条件下能够将太阳能转化为化学能储存起来，夜晚化学能又可以转化为能供路灯照明。38．开发和利用新能源是当今各个国家的共同课题。如图为全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，巡航速度最高可达到200km/h。机身总重2.3t，机翼上装有270m2的太阳能电池板，可将20%的太阳能转化为电能。这些电能除了可以为飞机白天飞行提供能源外，还可以在白天给锂电池充电，以满足夜间飞行的能源需求。（g取10N/kg）（1）若飞机空载停在机场时与地面总接触面积为400cm2，则飞机对地面的压强是多少？（2）如果太阳辐射功率为3×106J/(h·m2)，白天有效接收太阳辐射时间为10h，可为飞机提供多少电能？（3）已知锂电池充满电时能量密度为0.25kW·h/kg。如果充满电后有50%的电能在飞行中用来克服阻力做功，且可以供飞机以最大巡航速度夜间水平匀速飞行4.5h，飞机受到的平均阻力是300N；那么飞机携带锂电池的质量至少是多少？39．如图是一款新能源房车，车内配备了齐全的基本生活设施，车顶