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第二十二章 能源与可持续发展
第2 节 核能
一、单选题
1．（2021·湖南长沙市·九年级期末）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（
）
A．太阳能、石油、风能都属于可再生能源 B．我国已建成的核电站是利用核聚变来发电的
C．条形码扫描器中的光敏二极管使用的材料是超导材料 D．火电厂提供的电能是二次能源
【答案】D
【详解】
A．太阳能、风能属于可再生能源，而石油化石能源，不可再生能源，故A错误；
B．核电站是利用核裂变来发电的，故B错误；
C．光敏二极管使用的材料是半导体，而不是超导材料，故C错误；
D．电能是消耗一次能源得到的，是二次能源，故D正确。
故选D。
2．（2021·全国九年级课时练习）有关物质结构、信息、材料和能源的叙述，下列说法正确的是（ ）
A．跟电子的质量相等的质子和中子挤在处于原子中心，构成非常小的原子核，质子和中子是组成物质的
最小微粒
B．5G信号比3G、4G快三四十倍，在相同时间内传输的信息更多，最主要的原因是5G信号使用的电磁
波频率更高
C．生活中的电暖器，若用超导体替代电热丝效果会更好
D．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能
【答案】B
【详解】
A．质子和中子处于原子中心，构成非常小的原子核，质子和中子由夸克组成，故A错误；
B．所有的电磁波速度一样大，5G信号比3G、4G快三四十倍，在相同时间内传输的信息更多，最主要的
原因是5G信号使用的电磁波频率更高，故B正确；
C．生活中的电暖器，若用超导体替代电热丝，由焦耳定律可知，电热丝将不再发热，故C错误；
D．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能，故D错误。
试卷第1页，总8页故选B。
3．（2021·全国九年级课时练习）能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法正确的是
（ ）
A．核电站中的反应堆是利用核裂变发电的
B．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
C．电能是广泛使用的一次能源
D．因为能量转化服从能量守恒定律，所以能源是取之不尽、用之不竭的
【答案】A
【详解】
A．核电站中的反应堆是通过利用可控的核裂变来提供能量进行发电，故A正确；
B．天然气会随着使用逐渐枯竭，属于不可再生能源，故B错误；
C．电能是由其他能源转化而来，属于二次能源，故C错误；
D．能量虽然守恒，但是可利用的能源是有限的， 不是取之不尽、用之不竭，故D错误。
故选A。
4．（2021·全国九年级课时练习）关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（ ）
A．手机的芯片使用的主要材料是超导体
B．北斗卫星导航系统传递信息利用的是超声波
C．核电站利用铀核聚变释放出核能发电
D．5G网络需要通过收发电磁波来实现信息交互
【答案】D
【详解】
A．手机芯片主要由半导体材料制成的，不是由超导体制成的，故A错误；
B．因为电磁波可以在真空中传播，所以北斗卫星导航系统是利用电磁波传递信息的，故B错误；
C．核电站利用铀核裂变释放出核能发电，故C错误；
D．电磁波可以传递信息，5G网络需要通过收发电磁波来实现信息交互的。故D正确；
故选D。
5．（2020·辽宁沈阳市·九年级二模）如图所示，一轮落日与河面上的光带交相辉映，构成一幅美景。下列
有关说法正确的是（ ）
试卷第2页，总8页A．太阳光在空气中的传播速度比在水中的传播速度小
B．在阳光下晾晒被褥可以杀菌主要是利用了太阳光中的红外线
C．河面上的那条光带是太阳光在水面发生反射而形成的
D．太阳能是氢原子核发生裂变而释放出来的巨大的核能
【答案】C
【详解】
A．光在空气中的传播速度接近在真空中的传播速度，在水中和玻璃中的传播速度都小于该速度，故A错
误；
B．在阳光下晒晒被褥可以杀菌，这主要是利用了阳光中的紫外线，故B错误；
C．河面上的那条光带是太阳光在水面发生反射而形成的虚像，故C正确；
D．在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能，故D错误。
故选C。
6．（2020·汝阳县城关镇联合中学九年级一模）关于能源和信息，下列说法中正确的是（ ）
A．太阳能是太阳内部发生核裂变释放的能量
B．核能是可再生能源
C．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
D．手机在通话时涉及到的波既有电磁波又有声波
【答案】D
【详解】
A．太阳能是太阳内部发生核聚变释放的能量，故A错误；
B．核能在地球是的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源，故B错误；
C．电磁波与声波都能传递信息与能量，故C错误；
D．手机把信息的传递给对方的时候是利用电磁波，但是手机内部需要把声信号先转化为电信号，故D正
确。
故选D。
7．（2020·湖北宜昌市·九年级其他模拟）下列关于能源和信息的说法正确的是（ ）
试卷第3页，总8页A．当前核电站利用核聚变发电
B．电能是一次能源
C． 光纤通信利用超声波传递信息
D．紫外线也是一种电磁波
【答案】D
【详解】
A．当前核电站利用的核裂变发电，故A选项错误；
B．电能是通过水、风、燃料燃烧转化而来，故是二次能源，B选项错误；
C．光纤通信是利用电磁波传递信息，而不是超声波，故C选项错误；
D．紫外线是看不见的光，是一种电磁波，故D选项正确。
故选择D。
8．（2021·全国九年级课时练习）有关能源与可持续发展，下列正确的是（ ）
A．大量燃烧煤炭不会加剧地球的温室效应
B．石油属于可再生能源
C．目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电的
D．以风能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
【答案】D
【详解】
温室效应加剧主要是由于现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气。
A．煤炭燃烧产生的二氧化碳仍然会在一定程度上加剧地球温室效应，故A错误；
B．石油是化石能源，短时间内不能再次产生的，属于不可再生能源，故B错误；
C．核电站是可利用核裂变产生的巨大能量来发电的，故C错误；
D．风能、太阳能等是可再生能源，足够清洁、无污染环境，可以保证不会严重影响环境，是未来理想能
源的一个重要发展方向，故D正确。
故选D。
二、填空题
9．（2021·全国九年级课时练习）福清核电站2020年并网发电的五号机组使用我国自主研发的第三代核能
发电机“华龙一号”，核电站是利用_____（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的能量。每台发电
机配有三个冷却水箱，共装有3×106kg的水，这些水温度每升高1℃需要吸收_____J的热量。[c ＝
水
]
试卷第4页，总8页【答案】核裂变 1.26×1010
【详解】
[1]核电站是利用铀原子核裂变时释放核能来发电的。
[2]需要吸收的热量，由热量公式得
10．（2021·全国九年级专题练习）核能是一种______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电站利
用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控______（选填“核裂变”或“核聚变”）反
应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于______（选填“发电机”“电动机”或“热机”）。
【答案】不可再生 核裂变 热机
【详解】
[1]能够短时间内从自然界得到补充的是可再生能源，短时间得不到补充的是不可再生能源。核能属于一旦
消耗就很难再生的能源，是不可再生能源。
[2]核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的；
核电站是利用可控的核裂变释放能量来发电的。
[3]热机的种类很多，内燃机、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是热机。核电站中的汽轮机是利用内能工作
的，属于热机。
11．（2020·辽宁抚顺市·九年级一模）如图所示为核动力火箭的模型，它的动力主要来自于核燃料发生
_____（填“裂变”或“聚变”）获得。核动力火箭头部涂有特殊的固态“烧蚀材料”，当其穿越大气层
时，该“烧蚀材料”可以通过先_____后再汽化，能够_____（填“吸收”或“放出”）热量，对火箭起到
保护作用。
【答案】裂变 熔化 吸收
【详解】
[1]由于核裂变是可控的，核动力火箭中的核反应是通过核裂变过程中释放核能为火箭提供能量的；
[2][3]火箭的头部涂有的特殊材料，在高温下熔化，是由固态变成液态，需要吸收热量；然后汽化，是由液
态变成了气态，也需要吸收热量。
12．（2020·江苏扬州市·九年级二模）2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜
试卷第5页，总8页提供了宝贵资料。
(1)质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核_________（选填“聚变”或“裂变”）反应，并
_________（选填“吸收”或“释放”）大量的能量；
(2)照片中的黑洞距离我们5500万_________（选填“年”或“光年”），它是根据接收到的高能射线经过
计算机处理而形成的，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_________（选填“属于”或“不属于”）光的三原色。
【答案】聚变 释放 光年 3×108 属于
【详解】
(1)[1][2]质量巨大的天体，像太阳一样，其内部进行着大规模的核聚变反应，并以光和热的形式将核能辐
射出来，即释放出大量的能量；天体在灭亡时，在自身重力的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。
(2)[3]光年是天体间距离的单位，是光在一年内传播的距离，照片中的黑洞距离我们5500万光年。
[4]高能射线（电磁波）在真空中的传播速度为3×108m/s。
[5]光的三原色为红、绿、蓝，故红光属于光的三原色。
13．（2020·辽宁九年级一模）如图是我国第一艘退役核动力潜艇，核潜艇工作时，其小型核反应堆不停地
发生着___________（选填“核聚变”或“核裂变”）；核能是_________（选填“一次”或“二次”）能
源；该潜艇在水面下上浮过程中，在没有露出水面之前，它受到的浮力____________。
【答案】核裂变 一次 不变
【详解】
[1]到目前为止，可控核聚变还没有被利用，核潜艇工作时，其小型核反应堆不停地发生着核裂变。
[2]核能是自然界中存在的，能够被人们直接利用的能源，故核能是一次能源。
[3]潜艇在水面下上浮过程中，在没有露出水面之前，它排开水的体积不变，水的密度不变，根据阿基米德
试卷第6页，总8页原理可知，它受到的浮力不变。
三、综合题
14．（2021·北京丰台区·九年级期末）阅读《去月球“挖土”》回答问题。
去月球“挖土”
1969年7月20日，阿波罗11号飞船降落在月球。美国宇航员阿姆斯特朗在月球表面踩下了深深的印记。
不过，这次登月在科学领域最大的贡献并非他的脚印，而是带回了来自月球的岩石。研究月球样品的重要
成果之一，就是发现其中含有氦-3，这让科学家极为兴奋。氦-3是世界公认高效、清洁、安全的核聚变发
电燃料。据计算，100吨氦-3所能创造的能源，相当于全世界一年消耗的能源总量。氦-3在地球上的蕴藏
量极少，全球已知且容易取用的只有500公斤左右，而早期探测结果表明，月球浅层的氦-3含量多达上百
万吨，足够解决人类的能源之忧。实际上，随着人类对月球认识的加深，科学家发现月球氦-3的总储量很
可能更多。
时隔半个世纪的 2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发
射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道 。嫦娥五号要完成的任务是最复杂、技术难度
最大的，要实现月面自动采样返回，完成探月工程的重大跨越——带回2千克月球样品。所以，它不像嫦
娥一号、二号由1个空间飞行器组成，也不像嫦娥三号、四号和五号T1由2个空间飞行器组成，而是由上
升器、着陆器、轨道器和返回器这4个空间飞行器像“葫芦娃”一样“串”在一起。
12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，
并传回着陆影像图。成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置
工作，将正式开始持续约2天的月面工作，采集月球样品。12月2日22时，经过约19小时月面工作，探
月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样，并已按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存
装置中。如图1所示。
12月6日，嫦娥五号探测器成功通过交会对接微波雷达完成中国首次月球轨道无人交会对接，如图2所示。
微波雷达是成对产品，由雷达主机和应答机组成，分别安装在嫦娥五号探测器的轨道器和上升器上。当轨
道器、上升器相距约100公里时，微波雷达开始工作，不断提供两航天器之间的相对运动参数，并进行双
向空空通信，轨道器和上升器会根据雷达提供的信号调整飞行姿态，直至轨道器上的对接机构捕获、锁定
上升器。这个过程中，微波雷达就像轨道器和上升器上的“眼睛”，让它们能互相“看到”对方位置。
未来，月球或将成为人类在太空中的“哨所”：月球基地不仅能为人类提供资源，获取科学成果，也将成
为人类前往遥远深空的中转站。
试卷第7页，总8页(1)随着世界石油价格的持续飞涨，越来越多的国家和组织开始把目光转向了月球。各国科学家正围绕月球
上______的储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。这种在地球上很难得到的
特别清洁、安全和高效的_____（选填“核聚变”或“核裂变”）发电燃料，被科学家们称为“完美能
源”。也许在未来的某一天，月球将会犹如一世纪中叶的波斯湾。
(2)微波雷达架起了嫦娥五号轨道器和_____（选填“上升器”或“着陆器”）之间的鹊桥，借助_____（选
填“电磁波”或“声波”）实现信息交换。
【答案】氦-3 核聚变 上升器 电磁波
【详解】
(1)[1]由材料可知，月球上的氦-3含量多达上百万吨，足够解决人类的能源之忧，各国科学家正围绕月球上
的氦-3储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。
[2]氦-3在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的核聚变发电燃料。
(2)[3][4]由材料可知，微波雷达架起了轨道器和上升器之间的鹊桥，太空是真空的用电磁波来传播信息，
所以借助电磁波实现信息交换。
试卷第8页，总8页
