11.4核能
知识梳理
核能：
（1）定义：原子核 或 时释放的能量叫核能。
（2）核能的释放方式： 和 。
（3）原子弹和核电站都是利用 来工作的。
（4）氢弹是利用 来工作的。
基础知识
1．“华龙一号”是我国核电走向世界的“国家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商业运行，这对助力碳达峰、实现碳中和具有重要意义。“华龙一号”核电站反应堆内的核反应是（ ）
A．可控的裂变 B．不可控的裂变
C．可控的聚变 D．不可控的聚变
2．日本政府欲将福岛第一核电站的核废水排向太平洋的做法会给人类生存环境带来很大危害。关于现已建成的核电站和核能，下列说法正确的是（ ）
A．核能是可再生的二次能源
B．目前核电站是利用核裂变释放的核能工作的
C．核电站是将核能直接转化为电能
D．核废水对海洋环境没有污染
3．我国的核电技术已进入世界先进行列。2021年5月19日下午，国家主席习近平在北京通过视频连线，同俄罗斯总统普京共同见证两国核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站开工仪式。下列关于田湾核电站和徐大堡核电站的说法正确的是（ ）
A．可以利用各种原子核发电
B．利用核聚变发电
C．发电后产生的核废料仍然具有放射性
D．核能能够全部转化为电能而没有损失
4．2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片。黑洞是质量巨大的天体，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，天体在灭亡时，发生塌缩，就形成了黑洞。
5．我国核动力潜艇的相关技术已十分成熟，潜艇核反应堆里发生的是 （选填“核裂变”或“核聚变”），核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
重难点突破
6．2020年12月4日14时02分，新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”实现首次放电，标志着中国自主掌握了大型托卡马克装置的设计、建造、运行技术，中国离“人造太阳”的梦想又近了一步。下列关于核能的说法，正确的是（ ）
A．目前我国的核电站是利用核裂变链式反应发电的
B．“中国环流器二号M”与核电站都利用了核聚变
C．人类目前使用的核能属于可再生能源
D．核能是二次能源
7．核电站是利用原子核发生变化，释放出巨大的能量，其原子核变化（ ）
A．链式反应不加控制 B．是受控制的核裂变
C．生成物没有放射性 D．是受控制的核聚变
8．2021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．目前核电站都是通过核裂变反应来利用核能
B．原子核分裂时能释放出电能
C．核反应堆中发生的链式反应是不可控的
D．核能是一种可再生清洁能源
9．核电站利用核反应堆中核 （选填“聚变”或“裂变”）来加热水，将核能转化为水蒸气的 能。
10．核电站核反应堆靠可控制的核 最终产生电能，核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。大连红沿河核电站建在海边，其原因之一是需要大量的水作为汽轮机的冷却剂，这利用了水的 较大。
能力提升
11．2021年1月30日，全球第一台“华龙一号”核电机组——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行。下列说法正确的是（ ）
A．核燃料发电后产生的废弃物可以按照一般垃圾处理
B．核电站中的能量转化是将核能最终转化为电能
C．核电站是利用核聚变释放能量来发电
D．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化的效率达100%
12．中国是少数几个能生产核潜艇的国家，中国的094型核潜艇排水量为9000 t，搭载了16枚射程为11000 km的“巨浪﹣2’型战略弹道导弹”，是中国二次核反击的中坚力量，是应对核动力航空母舰的最有力武器。对此分析正确的是（g＝10 N/kg）（ ）
A．核潜艇中的核反应堆是利用核聚变来产生能量的
B．该型潜艇浸没在水中后，受到的浮力为 9×104 N
C．核潜艇的动力主要是将核能最终转化为的机械能
D．核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力小于浮力
13．关于如图所示的核动力航空母舰和直升机，小明、小聪、小英和小亮各提出了一条与物理知识有关的说法，其中错误的是（ ）
A．小明：直升机悬停在空中时，不需要消耗能量
B．小聪：航空母舰利用的核能是在核反应堆中重核裂变释放的能量
C．小英：当甲板上的飞机都升空执行任务后，航空母舰在大海中的吃水深度将减小
D．小亮：航空母舰上的雷达是利用了电磁波来发现敌方的军事目标的
14．南澳岛属于风力资源丰富的地区，岛上有许多风力发电机，风力发电机发电是将风能
（选填“转移”或“转化”）成电能的过程，风能安全清洁，是理想的 （选填“可再生”或“不可再生”）能源之一。除了风力发电，我国还大力发展核电站，截止2020年，中国已建成的核电站发电规模位列世界第二，其核反应堆利用了原子核的
（选填“裂变”或“聚变”）释放核能。
15．目前，人类正在研究如何和平地利用核能，释放核能有 和 两种不同的核反应方式。现在，已建成运转的核电站就是利用 产生的能量来发电的。
参考答案与解析
知识梳理
（1） 分裂 聚合 （2） 裂变 聚变 （3） 核裂变 （4） 核聚变
基础知识
1．【解答】解：核裂变的链式反应加以控制就可以使核能平稳释放，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆，核电站就是利用核反应堆提供能量的。
故选：A。
2．【解答】解：
A.核能源于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于不可再生资源，并且是一次能源，故A错误；
B.核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的，核反应堆中发生的是可控链式反应，故B正确；
C.核电站的能量转化是：将核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能最后转化为电能，故C错误；
D.核能发电的主要燃料是铀，具有极强的放射性，使用过的核废水对海洋环境有严重的污染，故D错误。
故选：B。
3．【解答】解：AB.核电站可利用铀原子核发生核裂变时产生的能量发电，故AB说法错误；
C.发电后产生的核废料具有放射性，故C说法正确；
D.核能在转化为电能的过程中，有一部份转化内能而损耗，不能全部转化为电能，故D说法错误。
故选：C。
4．【解答】解：黑洞是质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核聚变，并释放出巨大的核能，天体在灭亡时，发生塌缩，就形成了黑洞。
故答案为：聚变；释放。
5．【解答】解：核潜艇里发生的是核裂变，与核电站发生的核反应相同；核能是不能在短期内从自然界得到补充的能源，所以是不可再生资源。
重难点突破
6．【解答】解：A.目前我国的核电站是利用核裂变链式反应发电的，故A正确；
B.“中国环流器二号M”是新一代可控核聚变研究装置，核电站是利用核裂变链式反应发电的，故B错误；
C.人类目前使用的核能属于不可再生能源，故C错误；
D.核能是一次能源，故D错误。
故选：A。
7．【解答】解：核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的，核电站是在核反应堆中利用可控的核裂变来进行工作，最终将核能转化为电能的，核反应的生成物具有放射性，故ACD错误，B正确。
故选：B。
8．【解答】解：AB.核电站主要是利用核的裂变进行发电的，其过程是将核能转化为内能，内能对外做功转化为机械能，然后带动发电机发电，机械能再转化为电能，故A正确，B错误；
C.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，故C错误；
D.核能在地球上的储量是一定的，属于不可再生能源，故D错误。
故选：A。
9．【解答】解：核电站是通过可控的核裂变来获取能量的；核电站利用核反应堆加热水，将核能转化为水蒸气的内能，再通过蒸汽轮机转化为机械能，带动发电机转动，将机械能转化为电能。
故答案为：裂变；内。
10．【解答】解：（1）核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的；核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故属于不可再生能源；
（2）用水作为汽轮机的冷却剂，是利用了水的比热容较大，在相同情况下，可以吸收更多的热量，冷却效果更好。
故答案为：裂变；不可再生；比热容。
能力提升
11．【解答】解：
A.核燃料发电后产生的废弃物具有极强放射性，一旦处理不当，就很可能对环境生命产生致命的影响，因此不可以按照一般垃圾处理，故A错误；
B.核电站先将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，故B正确；
C.核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变，故C错误；
D.不论科学技术怎么发展，在利用能量做功的同时，由于机械摩擦、废气等因素影响，都要消耗能量，因此核电站的能源转化的效率不可能达到100%，故D错误。
故选：B。
12．【解答】解：
A.核潜艇是利用可控的核裂变来进行工作的，故A错误；
B.核潜艇在水下时，由阿基米德原理可知，核潜艇受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝9000×103 kg×10 N/kg＝9×107 N，故B错误；
C.核潜艇是利用核能获得动力的，由此可知，核潜艇主要是将核能转化为的机械能，故C正确；
D.物体在液体中的浮沉条件可知，核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力大于浮力，故D错误。
故选：C。
13．【解答】解：
A.直升机悬停在空中，螺旋桨依然在转动，需要发动机提供动力，需要消耗能量，故A错误；
B.航母利用的核能是可控制的核能，是重核裂变产生的能量，故B正确；
C.航母上在海面上处于漂浮状态，受到的浮力等于航母的自身重力，飞机都升空时，航母重力减小，浮力减小，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，海水密度一定时，浮力减小，排开海水的体积减小，航母就会浮起一些，吃水深度将减小，故C正确；
D.雷达是靠发射和接收电磁波来发现敌方军事目标的，故D正确。
故选：A。
14．【解答】解：（1）风力发电机发电是将风能转化成电能的过程；
风能安全清洁，能源可从自然界不断获得，且可重复利用，因此是可再生能源，是未来的理想能源之一；
（2）核电站是利用原子核发生裂变时释放能量来发电的，核能是不可再生的。
故答案为：转化；可再生；裂变。
15．【解答】解：新能源中最瞩目的是核能，因为它消耗少、污染小、长远成本低等等，重核裂变和轻核聚变是获得核能的主要途径。
故答案为：裂变；聚变；裂变。
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