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初中苏科版核能同步练习题
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这是一份初中苏科版核能同步练习题，文件包含182核能考点解读原卷版docx、182核能考点解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
1、核能
（1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。
（2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。
2、核能优点
①只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能；
②核电站可以大大减少燃料的运输量；
③核能能够解决能源不平衡分布的问题。
3、核能缺点
①核能属于一次能源，它是不可再生能源．
②核能存在核污染，一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染，会对地球生物造成伤害；
③核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。
4、核裂变和链式反应
（1）核裂变：用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做核裂变。
（2）链式反应：原子核裂变时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式反应。如图所示；
5、核电站
核电站中能量转化过程是：通过核反应堆把核能转化为内能，得到高温的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能。
能量转化顺序为：核能→内能→机械能→电能。
※核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。
【典例1-1】（2023•根河市校级模拟）和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
B．核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量
C．核能是可再生能源
D．核能是二次能源
【答案】B
【分析】①核反应堆产生的能量是来自于重核的裂变；
②核能是人类在近百年里发现和利用的新能源，属不可再生能源；
③核能直接取自于地壳中的核物质，是一次能源。
【解答】解：
AB、核反应堆中，核能是通过核裂变释放的能量，故A错误、B正确；
C、核能是利用放射性核燃料来释放能量的，而这些物质在地球上的储量是一定的，因此，属不可再生能源，故C错误；
D、核能直接取自于地壳中的核物质，由这些核物质提炼而来，是一次能源，故D错误。
故选：B。
【典例1-2】（2023•邓州市一模）近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（ ）
A．“国和一号”核电机组发电，利用的是核裂变释放的能量，是可再生能源
B．“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
C．“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其导电性好
D．“高分十三号02星”进入预定轨道后，与地面通过电磁波联系
【答案】D
【分析】（1）核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的；可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源；不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源；
（2）物体含有物质的多少叫做质量，质量是物体的一种属性，它不随物体的状态、位置、形状、温度的改变而改变；
（3）钛合金的密度小，强度高；
（4）电磁波也可以传递信息，电磁波能在真空中传播。
【解答】解：A、“国和一号”核电机组发电，利用的是核裂变释放能量，核能是不可能在短期内从自然界得到补充的能源，是不可再生能源，故A错误；
B、“嫦娥五号”采集的月球样品密封封装后，只是位置发生了变化，带回地球后样品的质量不变，故B错误；
C、“奋斗者号”载人潜水器的外壳用钛合金制作，是因为钛合金的密度小、强度高，故C错误；
D、卫星进入预定轨道后，卫星与地面之间通过电磁波传递信息；故D正确。
故选：D。
【典例1-3】（2023•日照）（多选）2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s，对加快实现核聚变发电具有重要意义。下面关于核能利用的说法，正确的是（ ）
A．我国具有完全自主知识产权的核电技术电站“华龙一号”利用的是可控核裂变
B．氢弹利用不加控制的核裂变放出巨大能量
C．原子弹利用核聚变放出巨大能量
D．太阳利用内部氢原子核发生聚变放出巨大能量
【答案】AD
【分析】原子弹、核电站，是利用核裂变产生的能量；氢弹、太阳，是利用核聚变产生的能量。
【解答】解：A、核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的，故A正确；
B、氢弹利用不加控制的核聚变放出巨大能量，故B错误；
C、原子弹利用核裂变放出巨大能量，故C错误；
D、太阳利用内部氢原子核发生聚变放出巨大能量，故D正确；
故选：AD。
【典例1-4】（2023•江都区模拟）如图是小明总结的思维图的一部分，请你帮助小明补全空缺。
（1） 核裂变 ；（2） 核电站发电 ；（3） 不可再生 。
【答案】（1）核裂变；（2）核电站发电；（3）不可再生。
【分析】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；核电站利用的是核反应堆内的铀核发生裂变时所释放的核能来发电的；
（2）可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源；不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。
【解答】解：（1）利用核能的方式之一：核裂变；
（2）核裂变的应用：核电站利用的是核反应堆内的铀核发生裂变时所释放的核能来发电的；
（3）核能是不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。
故答案为：（1）核裂变；（2）核电站发电；（3）不可再生。
【典例1-5】核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。
（1）核能是 不可 （可/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 （可以/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变暖的趋势。
（2）核潜艇在水中水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水上层密度大，下层密度小）时，潜艇会突然下沉，将给潜艇带来安全隐患，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力 小于 （大于/小于）它的浮力，由于 惯性 ，潜艇还会下沉一段距离才会上浮。
（3）核潜艇水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图所示，潜艇在第75s时受到的海水压强为 5.15×105 Pa（潜艇高度不计，海水密度取1.03×103kg/m3，g取10N/kg），上浮过程中潜艇的速度大小为 4 m/s。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）可以从自然界；源源不断获得的能源是可再生能源，核电站与核潜艇中的核反应是可控的；
（2）根据悬浮的条件判断悬浮在水中的潜艇受到的浮力和重力的关系，用压缩空气将水舱里的水排出一部分后重力减小，根据浮力和重力的关系判断物体的运动情况；
（3）由图示图象求出深度，然后应用液体压强公式求出压强，根据图示图象应用速度公式可以求出速度。
【解答】解：
（1）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；
（2）核潜艇在水中水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水上层密度大，下层密度小）时，潜艇受到的浮力变小，潜艇会突然下沉，将给潜艇带来安全隐患，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力小于它的浮力，由于惯性，潜艇还会下沉一段距离才会上浮；
（3）由图2图可知，潜水艇在0～50s的深度不变，所以75s时潜艇的深度：
h＝100m﹣×（75s﹣50s）＝50m，
压强：p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×50m＝5.15×105Pa，
因为艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，所以潜艇的速度：
v＝＝＝＝4m/s。
故答案为：（1）不可；可以；（2）小于；惯性；（3）5.15×105；4。
【变式1-1】（2023•朝阳区校级二模）如图是我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是（ ）
A．核能是可再生能源
B．核能不会对人类造成危害
C．核电站是利用裂变的链式反应发电的
D．核电站发电时，把核能直接转化为电能
【答案】C
【分析】（1）不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源，例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（2）核裂变的材料有很强的放射性，使用不当会对人类造成危害。
（3）核电站是利用裂变的链式反应发电的。
（4）核电站发电过程中的能量转化为核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。
【解答】解：A、核能消耗后不可能在短期内从自然界得到补充的能源，其属于不可再生能源，故A错误；
B、核裂变的材料有很强的放射性，使用不当会对人类造成危害，故B错误；
C、核电站是利用裂变的链式反应发电的，故C正确；
D、核电站发电过程中的能量转化为核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能，故D错误。
故选：C。
【变式1-2】（2023•海城市校级三模）如图是中国援建“巴铁”兄弟的卡拉奇核电站，下列说法中正确的是（ ）
A．核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应方式相同
B．电能是一次能源
C．核能是可再生能源同时也是清洁能源
D．各类型的发电站不论采用何种方式发电，能量总和始终保持不变
【答案】D
【分析】（1）太阳内部进行的是聚变反应，核电站是利用核裂变来释放能量的；
（2）可以从自然界直接获取的能源叫一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；
（3）清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和“可再生能源”；
（4）根据能量守恒定律分析。
【解答】解：A、太阳内部进行的是聚变反应，核电站是利用核裂变来释放能量的，所以核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应方式不相同，故A错误；
B、电能是由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，属于二次能源，故B错误；
C、核能是不可再生能源，属于清洁能源，故C错误；
D、根据能量守恒定律可知，各类型的发电站不论采用何种方式发电，能量总和始终保持不变，故D正确。
故选：D。
【变式1-3】（2023•宝安区校级三模）核电站是将核能转变成电能的设施，原理如图所示。在反应堆内发生反应产生大量的热，冷却剂将反应堆中的热量带入蒸汽发生器，并将热量传给其工作介质——水，然后主循环泵把冷却剂输送回反应堆循环使用。蒸汽发生器的水受热蒸发形成水蒸气，水蒸气进入汽轮机内膨胀做功，随后冷凝成凝结水，重新返回蒸汽发生器。下列说法正确的是（ ）
A．反应堆中发生核裂变的放热反应又称为热核反应
B．水蒸气在汽轮机内通过做功的方式减小内能
C．图中装置5的工作原理是电流的磁效应
D．核能是一种典型的二次能源
【答案】B
【分析】（1）核电站和原子弹都是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的，其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的，而原子弹的裂变过程是不加控制的；
（2）改变物体内能的两种方法：做功、热传递；
（3）发电机的工作原理：通电导体在磁场中受力运动；
（4）由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源，例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等。
【解答】解：A、在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变，这种反应称为链式反应，不属于热核反应，故A错误；
B、水蒸气在汽轮机内通过做功的方式减小内能，故B正确；
C、图中装置5是发电机，工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C错误；
D、核能是一次能源，核电站是利用可控的核裂变来工作的，故D错误。
故选：B。
【变式1-4】（2023•河南模拟）（多选）我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程全面建成，对推动绿色低碳发展具有重要作用。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，先使水成为高温高压的水后进入蒸汽发生器，再将水加热为高温高压的水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆是利用核裂变产生核能的
B．原子、原子核、分子是按尺度由小到大排列的
C．汽轮机工作时将机械能转化为内能
D．发电机的工作原理是电磁感应
【答案】AD
【分析】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；
（2）根据原子的结构进行分析即可；
（3）汽轮机工作时将内能转化为机械能；
（4）发电机的工作原理：电磁感应现象。
【解答】解：A、核反应堆是利用核裂变产生核能的，故A正确；
B、分子由原子组成，原子分为原子核和核外电子，按尺度由小到大排列顺序是原子核、原子、分子，故B错误；
C、汽轮机工作时将内能转化为机械能，故C错误；
D、发电机的工作原理是电磁感应，故D正确。
故选：AD。
【变式1-5】（2023春•思明区校级期中）太阳能是在太阳内部氢原子核发生 聚变 （选填“裂变”或“聚变”），释放出的核能，太阳能是一种 可再生 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
【答案】聚变；可再生。
【分析】根据对太阳能实质的了解来回答第一个问题；
煤、石油、天然气是短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；水能和风能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源。
【解答】解：太阳能是在太阳内部，氢原子核发生聚变，释放出的核能，这一过程每时每刻都在太阳内部进行着，因此其能量是非常巨大的。
太阳能是能够源源不断地从自然界得到的能源，因此是可再生能源。
故答案为：聚变；可再生。
【变式1-6】（2023•潮阳区校级三模）2022年1月1日，“华龙一号”核电6号机组首次并网成功，该核电站通过可控 核裂变 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放核能，核能是一种 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。手机是利用电磁波传输信号实现通讯的，相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍，在相同介质中，5G信号的传播速度 等于 （大于/等于/小于）4G信号的传播速度。
【答案】核裂变；不可再生；等于。
【分析】（1）核能的利用包括核裂变和聚变，核电站利用核裂变发电；
（2）可再生能源的概念：像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到，把它们称为可再生能源。不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源；
（3）电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s。
【解答】解：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核裂变反应释放核能的设备；
核能不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
手机是利用电磁波传输信号实现通讯的，相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍，在相同介质中，5G信号的传播速度等于4G信号的传播速度。
故答案为：核裂变；不可再生；等于。
【变式1-7】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1所示。
（1）强烈地震全面瘫痪了日本震区的地面交通，利用卫星遥感技术可及时了解震区的受灾情况。如图1所示拍摄到的照片通过 电磁波 传回地面；
（2）海啸时产生的“水墙”速度很大，具有很大的 动 能，破坏力很强；
（3）核电站是利用核能来发电的，目前核电站利用的核反应是 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）；
（4）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 比热容 大的特性；
（5）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2中是核辐射标志的是 C 。
（6）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。6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是 1.8×1017 J（煤炭的热值为3×107J/kg）。
（7）“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 D 。
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。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）卫星通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响；只要设置地球站电路即可开通；同时可在多处接收。能经济地实现广播、多址通信；电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间；
（2）物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。
（3）核电站是利用核裂变反应所释放的能量产生电能的发电厂。目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电。
（4）水的比热容大可以用来取暖和降温。
（5）解答本题可根据图中所示标志的含义及题目的要求进行分析判断即可。
（6）利用热量的计算公式Q＝qm可计算煤炭燃烧放出的热量；
（7）主要考查了一些生活小常识，结合自己的认识可做出选择。
【解答】解：（1）卫星通信范围大而卫星通信就是利用电磁波进行传递信息；
（2）物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的一半。所以海啸产生的水墙具有很大的动能；
（3）核电站是利用核裂变反应所释放的能量产生电能的发电厂。
（4）利用水的比热容大的特性，消防员可以进行有效降温。
（5）图中表示核辐射标志的是C；
（6）6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量：Q＝qm＝3×107J/kg×6×106×103kg＝1.8×1017J；
（7）从保护环境、节约能源的角度来分析，“尽可能用太阳能热水器代替电热水器”，“养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯”，“用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站”等，都是很好的习惯和做法，值得提倡，唯独将废电池与生活垃圾装在一起丢入垃圾箱的做法不妥，因为电池含有汞等重金属，可污染土壤和水源，应单独存放与处理，故选项D符合题意。
故答案是：（1）电磁波；（2）动；（3）裂变；（4）比热容；（5）C；（6）1.8×1017；（7）D。
1．（2023•江岸区校级模拟）关于能源和信息的说法不正确的是（ ）
A．核电站是利用链式反应释放的核能直接来发电
B．太阳能来源于太阳内部的聚变热核反应，它是一次能源也是可再生能源
C．我国自主建立的北斗卫星定位系统是利用超声波传递信息的
D．光纤通讯是利用激光在光导纤维中不断反射传递信息
【答案】C
【分析】（1）核电站是利用核反应堆中发生的可控的链式反应释放的核能来发电的；
（2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；能在短时间内得到补充的能源属于可再生能源；可以从自然界直接获取的能源是一次能源，如煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能等；
（3）电磁波能够传递信息；
（4）光线通信是利用光的反射来工作的。
【解答】解：A、核电站是利用链式反应释放的核能直接来发电，故A正确；
B、太阳能来源于太阳内部的聚变热核反应，它是一次能源也是可再生能源，故B正确；
C、我国自主建立的北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信息的，故C不正确；
D、光纤通讯是利用激光在光导纤维中不断反射传递信息，故D正确。
故选：C。
2．（2023•南岗区模拟）下列说法正确的是（ ）
A．任何两个原子核都可以发生聚变
B．在核电站中，发生的是可控的链式反应
C．目前人类已建立的核电站，利用核聚变发电
D．氢弹利用的是核裂变
【答案】B
【分析】（1）核聚变，即氢原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）时放出巨大的能量；氢弹利用的是核聚变；
（2）核电站是利用可控核裂变的链式反应来获得能量的。
【解答】解：A、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素﹣﹣氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故A错误；
B、在核电站中，发生的是可控的核裂变的链式反应，故B正确；
C、目前人类已建立的核电站，利用核裂变发电，故C错误；
D、氢弹利用的是核聚变释放的巨大能量，故D错误。
故选：B。
3．（2023•茌平区校级一模）关于能源和信息的传递，下列说法中正确的是（ ）
A．北京冬奥会通信是利用超声波传递信息的
B．风能、水能、太阳能属于可再生能源
C．电能是广泛使用的一次能源
D．太阳是利用核裂变产生核能的
【答案】B
【分析】（1）声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的；
（2）不可能在短期内从自然界得到补充的能源，例如石油、天然气、天然铀矿等都属于不可再生能源；能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源；
（3）可以直接从自然界获得的能源属于一次能源；无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源属于二次能源；
（4）太阳能够释放的能量很多，主要取决于内部发生的核聚变，向外界不断的释放光和热。
【解答】解：A、超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播，故北京冬奥会通信是利用电磁波来传递信息的，故A错误；
B、风能、水能、太阳能可以源源不断地从自然界获得，属于可再生能源，故B正确。
C、电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源，故C错误；
D、太阳是利用核聚变产生核能的，故D错误。
故选：B。
4．（2023•二道区校级模拟）核电站是利用核能发电，核心设备是核反应堆。核反应堆加热水，产生高温蒸汽，蒸汽压力推动汽轮机的叶轮，带动发电机发电，该过程中能量的转化顺序为（ ）
A．内能→核能→机械能→电能
B．核能→机械能→内能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．机械能→内能→核能→电能
【答案】C
【分析】核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。
【解答】解：核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
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，故能量转化的顺序正确的是核能→内能→机械能→电能。
故选：C。
5．（2023•金台区模拟）关于分子、原子和核能，下列说法正确的是（ ）
A．核能属于可再生能源
B．原子是由原子核和核外质子组成的
C．原子的空间尺度比分子大
D．核电站是通过可控裂变反应释放的核能发电的
【答案】D
【分析】（1）短期内不能从自然界得到补充的能源是不可再生能源。
（2）原子是由原子核和核外电子组成的。
（3）原子的空间尺度比分子小。
（4）核电站是通过可控裂变反应释放的核能发电的。
【解答】解：A、核能属于不可再生能源，故A错误；
B、原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，故B错误；
C、物质是由分子或原子组成的，分子是由原子组成的，原子的空间尺度比分子小，故C错误；
D、核电站是通过可控裂变反应释放的核能发电的，故D正确。
故选：D。
6．（2023•临潼区三模）如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似。下列有关说法正确的是（ ）
A．利用“东方超环”反应原理可制作氢弹
B．核能是可再生能源
C．“东方超环”是利用核裂变产生核能的
D．太阳是通过做功的方式向地球辐射能量
【答案】A
【分析】（1）核能分为核裂变和核聚变两种，核裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；核聚变主要应用在氢弹上；
（2）从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源；
（3）改变物体内能的方法：做功和热传递。
【解答】解：AC、“东方超环”发生的是热核反应，属于核聚变，氢弹就是应用了核聚变，故A正确，C错误；
B、核能是不可再生能源，故B错误；
D、太阳是通过热传递的方式向地球辐射能量，故D错误。
故选：A。
7．（2023•广安）关于下列四幅图，说法错误的是（ ）
A．甲图中，人站在绝缘凳上，双手同时握住火线和零线会触电
B．乙图反映了电动机的工作原理
C．丙图中，“中国天眼”可接收来自太空的电磁波帮助人类探索宇宙起源和演化
D．丁图中，核电站是利用核裂变释放的能量来发电的
【答案】B
【分析】（1）根据电流形成原理即可明确是否会发生触电；
（2）发电机的工作原理是电磁感应现象；而电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；
（3）“中国天眼”曾接收到来自1351光年外一颗脉冲星发出的脉冲信号，对宇宙的深入探测，有助于人类对宇宙起源和演化的了解；
（4）核电站是利用可控核裂变释放的能量来发电的。
【解答】解：
A、图甲中人手分别握住火线和零线，则人体形成电路，身体内有电流，故会使人体触电，故A错误；
B、图乙中闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故B正确；
C、图丙中“中国天眼”曾接收到来自1351光年外一颗脉冲星发出的脉冲信号，对宇宙的深入探测，有助于人类对宇宙起源和演化的了解，故C错误；
D、图丁中核电站是利用可控核裂变释放的能量来发电的，故D错误。
故选：B。
8．（2023•薛城区模拟）目前，我国核电站只能利用原子核的 裂变 释放的核能来发电（填“聚变”或“裂变”）。核动力航母是我国目前需要攻克的技术难题，其动力原理是反应堆通过核反应，产生大量的热量，用来给水蒸气加热，高温水蒸气推动轮机转动，从而推动庞大的航母前进。核反应是将核能转化为 内 能，再利用高温水蒸气做功，转化为 机械 能。
【答案】裂变；内；机械。
【分析】核电站的工作原理：核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；根据核动力的原理“反应堆通过核反应，产生大量的热量，用来给水蒸气加热，高温水蒸气推动轮机转动”得出能量转化的过程。
【解答】解：目前人类能通过控制中子的数目及运动速度来控制核裂变的反应速度，而核聚变还无法控制；由题意可知，核反应是将核能转化为内能，再利用高温水蒸气做功，转化为机械能。
故答案为：裂变；内；机械。
9．（2023•兴化市模拟）“华龙一号”是由中国两大核电企业根据福岛核事故经验反馈以及中国和全球最新安全要求，研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术，是中国核电走向世界的“国家名片”。核能发电是利用原子核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）产生的能量；核电站发生重大事故时，为降低核电站周围的温度，用水对其冷却，是因为水的 比热容 较大。
【答案】裂变；比热容。
【分析】核电站利用了可控的核裂变来产生能量；根据物质的比热容越大，温度越难改变来判断用比热容大的物质来做冷却剂。水的比热容是自然界中最大的。
【解答】解：核电站利用了可控核裂变产生的能量，把核能转化为电能；因为水的比热容较大，相同质量的水，改变相同的温度吸收的热量较多，所以用水作为冷却剂效果更好。
故填：裂变；比热容。
10．（2023•淮阳区校级模拟）第23届太平洋地区核能大会在北京﹣成都两地同时开幕，主题为“核能创新•零碳未来”。目前世界正在使用的核电站是利用原子核发生 核裂变 （选填“核聚变”或“核裂变”）时释放的能量来发电的；核能 不是 （选填“是”或“不是”）可再生能源。
【答案】核裂变；不是。
【分析】（1）原子核能够发生核裂变或核聚变，都可以释放出大量的能量；
（2）能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源。
【解答】解：核电站是利用核裂变来发电的；
核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，则核能是不可再生能源，不是可再生能源。
故答案为：核裂变；不是。
11．（2023•殷都区一模）大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站。它获取核能是图中 乙图 （填“甲图”或“乙图”）所示途径，太阳核心每时每刻都在发生 甲图 （填“甲图”或“乙图”）所示的爆炸。核能属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）核能的释放包括核聚变和核裂变，核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应；核能发电是利用了可控的裂变；
（2）太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能；
（3）不可再生能源是指一旦消耗就很难再获得的能源，风能属于可再生能源。
【解答】解：
获得核能的途径一是重核裂变，二是轻核聚变；乙图中进行的是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，是核裂变，核电站利用可控的核裂变，甲图中是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，是核聚变；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。因而太阳具有巨大的能量。
核能不能从自然界源源不断地获得，一旦消耗便不可再生。
故答案为：乙图；甲图；不可再生。
12．（2023•潮阳区校级二模）据日本共同社报道，当地时间4月13日，日本政府召开相关阁僚会议，正式决定将福岛第一核电站核废水排入大海，这个决定迅速引发了周边国家的不满。核电站是通过核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）获得巨大能量，核能属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。如图标志中，表示有核辐射的是 丙 。
【答案】裂变；不可再生；丙。
【分析】（1）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，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；
（2）能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源；
（3）解答本题可根据图中所示标志的含义及题目的要求进行分析判断即可。
【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；
（2）核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，则核能是不可再生能源；
（3）甲图是噪声有害标志；乙图为高压危险标志；丙图为核辐射标志。
故答案为：裂变；不可再生；丙。
13．（2022秋•大埔县期末）如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图。阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机转动发电。
（1）这种发电站利用的能源是 太阳 能，这种发电站 不能 （填“能”或“不能”）将获得的能量完全转化为电能。
（2）当热空气上冲带动发电机转动发电时，热空气的内能 减小 （“增大”、“不变”或“减小”），这个过程和汽油机的 做功 冲程类似。
（3）这种发电方式与火力发电相比优点是 清洁无污染 ，不足是 受天气影响较大 （各写出一条即可）。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）该发电站利用太阳能加热空气，热空气对外做功带动发电机转动发电，所以既清洁又经济。但任何一种机械的能量利用效率都不会是百分之百的；
（2）物体对外界做功，物体的内能减小，温度降低；汽油机做功冲程中，内能转化为机械能；
（3）该发电站利用太阳能加热空气，热空气对外做功带动发电机转动发电，所以既清洁又经济。
【解答】解：（1）这种发电机利用太阳能将空气加热，产生的热空气上升带动电动机发电，所以这种发电站利用的能源是太阳能；在发电的过程中，还有相当一部分热空气会从烟囱中跑掉，不能将内能全部转化为机械能带动发电机发电，所以这种发电站也不能将获得的能量完全转化为电能；
（2）热蒸汽体积膨胀，对外做功，内能减小，这一过程中发生的能量转化与热机中的做功冲程相同，都是内能转化为机械能的过程；
（3）火力发电会产生大量的废气污染环境，与此相比这种发电方式最大的优点就是清洁无污染，不足之处，受天气影响较大。
故答案为：（1）太阳；不能；（2）减小；做功；（3）清洁无污染；受天气影响较大。
14．（2023•龙岗区校级三模）阅读下列短文，回答问题。
“华龙一号”核电技术
2021年1月，全球第一台“华龙一号”核电机组，在福清核电5号机组投入商业运行，标志着我国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列，其利用核能获得电能工作原理是如图所示：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，使之变成蒸气。蒸气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。据统计，一台华龙机组装机容量1200MW（1MW＝106W），一台华龙机组年发电量能满足一个中型城市一年的用电需求，为践行绿色发展做出了巨大贡献。
（1）核反应堆是通过可控 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备，核能属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）蒸气发生器中的水被加热后变成水蒸气，加热过程水的内能 增加 （选填“增加”、“减少”或“不变”），这是通过 热传递 （选填“做功”或“热传递”）方式改变物体的内能。这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电，此过程的能量转化与热机中的 做功 冲程相似。
（3）下列是发电机的原理图的是 丙 。
（4）根据材料提供的数据，请计算一台华龙机组10天发电 2.4×108 度（一天工作20h），若这些电能用热电转换效率为30%的火力发电厂发电，需要完全燃烧 96000 吨煤。（q煤＝3.0×107J/kg）
【答案】（1）裂变；不可再生；（2）增加；热传递；做功；（3）丙；（4）2.4×108；96000。
【分析】（1）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；
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；
（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；
（3）发电机的原理是电磁感应；
（4）已知功率和时间，根据公式W＝Pt可求核电站共发电的度数；根据η＝，可得燃烧煤放出的热量，根据公式Q放＝q煤m可求燃烧的煤的质量。
【解答】解：（1）核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；核能用完后不能再生，属于不可再生能源；
（2）蒸气发生器中的水被加热后变成水蒸气，加热过程水的内能增加，这是通过热传递的方式改变物体的内能。这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，此过程的能量转化与热机中的做功冲程相似；
（3）是发电机的原理图的是丙；
（4）发电的多少：W＝Pt＝1200×103kW×20h×10＝2.4×108kW•h＝2.4×108度；
W＝2.4×108kW•h＝8.64×1014J；
由η＝，可得，燃烧煤放出的热量：
＝2.88×1015J；
因为Q放＝q煤m，所以燃烧煤的质量m＝＝9.6×107kg＝96000t；
故答案为：（1）裂变；不可再生；（2）增加；热传递；做功；（3）丙；（4）2.4×108；96000。
1、核能
（1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。
（2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。
2、核能优点
①只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能；
②核电站可以大大减少燃料的运输量；
③核能能够解决能源不平衡分布的问题。
3、核能缺点
①核能属于一次能源，它是不可再生能源．
②核能存在核污染，一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染，会对地球生物造成伤害；
③核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。
4、核裂变和链式反应
（1）核裂变：用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做核裂变。
（2）链式反应：原子核裂变时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式反应。如图所示；
5、核电站
核电站中能量转化过程是：通过核反应堆把核能转化为内能，得到高温的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能。
能量转化顺序为：核能→内能→机械能→电能。
※核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。
【典例1-1】（2023•根河市校级模拟）和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
B．核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量
C．核能是可再生能源
D．核能是二次能源
【答案】B
【分析】①核反应堆产生的能量是来自于重核的裂变；
②核能是人类在近百年里发现和利用的新能源，属不可再生能源；
③核能直接取自于地壳中的核物质，是一次能源。
【解答】解：
AB、核反应堆中，核能是通过核裂变释放的能量，故A错误、B正确；
C、核能是利用放射性核燃料来释放能量的，而这些物质在地球上的储量是一定的，因此，属不可再生能源，故C错误；
D、核能直接取自于地壳中的核物质，由这些核物质提炼而来，是一次能源，故D错误。
故选：B。
【典例1-2】（2023•邓州市一模）近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（ ）
A．“国和一号”核电机组发电，利用的是核裂变释放的能量，是可再生能源
B．“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
C．“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其导电性好
D．“高分十三号02星”进入预定轨道后，与地面通过电磁波联系
【答案】D
【分析】（1）核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的；可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源；不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源；
（2）物体含有物质的多少叫做质量，质量是物体的一种属性，它不随物体的状态、位置、形状、温度的改变而改变；
（3）钛合金的密度小，强度高；
（4）电磁波也可以传递信息，电磁波能在真空中传播。
【解答】解：A、“国和一号”核电机组发电，利用的是核裂变释放能量，核能是不可能在短期内从自然界得到补充的能源，是不可再生能源，故A错误；
B、“嫦娥五号”采集的月球样品密封封装后，只是位置发生了变化，带回地球后样品的质量不变，故B错误；
C、“奋斗者号”载人潜水器的外壳用钛合金制作，是因为钛合金的密度小、强度高，故C错误；
D、卫星进入预定轨道后，卫星与地面之间通过电磁波传递信息；故D正确。
故选：D。
【典例1-3】（2023•日照）（多选）2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s，对加快实现核聚变发电具有重要意义。下面关于核能利用的说法，正确的是（ ）
A．我国具有完全自主知识产权的核电技术电站“华龙一号”利用的是可控核裂变
B．氢弹利用不加控制的核裂变放出巨大能量
C．原子弹利用核聚变放出巨大能量
D．太阳利用内部氢原子核发生聚变放出巨大能量
【答案】AD
【分析】原子弹、核电站，是利用核裂变产生的能量；氢弹、太阳，是利用核聚变产生的能量。
【解答】解：A、核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的，故A正确；
B、氢弹利用不加控制的核聚变放出巨大能量，故B错误；
C、原子弹利用核裂变放出巨大能量，故C错误；
D、太阳利用内部氢原子核发生聚变放出巨大能量，故D正确；
故选：AD。
【典例1-4】（2023•江都区模拟）如图是小明总结的思维图的一部分，请你帮助小明补全空缺。
（1） 核裂变 ；（2） 核电站发电 ；（3） 不可再生 。
【答案】（1）核裂变；（2）核电站发电；（3）不可再生。
【分析】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；核电站利用的是核反应堆内的铀核发生裂变时所释放的核能来发电的；
（2）可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源；不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。
【解答】解：（1）利用核能的方式之一：核裂变；
（2）核裂变的应用：核电站利用的是核反应堆内的铀核发生裂变时所释放的核能来发电的；
（3）核能是不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。
故答案为：（1）核裂变；（2）核电站发电；（3）不可再生。
【典例1-5】核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。
（1）核能是 不可 （可/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 （可以/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变暖的趋势。
（2）核潜艇在水中水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水上层密度大，下层密度小）时，潜艇会突然下沉，将给潜艇带来安全隐患，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力 小于 （大于/小于）它的浮力，由于 惯性 ，潜艇还会下沉一段距离才会上浮。
（3）核潜艇水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图所示，潜艇在第75s时受到的海水压强为 5.15×105 Pa（潜艇高度不计，海水密度取1.03×103kg/m3，g取10N/kg），上浮过程中潜艇的速度大小为 4 m/s。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）可以从自然界；源源不断获得的能源是可再生能源，核电站与核潜艇中的核反应是可控的；
（2）根据悬浮的条件判断悬浮在水中的潜艇受到的浮力和重力的关系，用压缩空气将水舱里的水排出一部分后重力减小，根据浮力和重力的关系判断物体的运动情况；
（3）由图示图象求出深度，然后应用液体压强公式求出压强，根据图示图象应用速度公式可以求出速度。
【解答】解：
（1）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；
（2）核潜艇在水中水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水上层密度大，下层密度小）时，潜艇受到的浮力变小，潜艇会突然下沉，将给潜艇带来安全隐患，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力小于它的浮力，由于惯性，潜艇还会下沉一段距离才会上浮；
（3）由图2图可知，潜水艇在0～50s的深度不变，所以75s时潜艇的深度：
h＝100m﹣×（75s﹣50s）＝50m，
压强：p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×50m＝5.15×105Pa，
因为艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，所以潜艇的速度：
v＝＝＝＝4m/s。
故答案为：（1）不可；可以；（2）小于；惯性；（3）5.15×105；4。
【变式1-1】（2023•朝阳区校级二模）如图是我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是（ ）
A．核能是可再生能源
B．核能不会对人类造成危害
C．核电站是利用裂变的链式反应发电的
D．核电站发电时，把核能直接转化为电能
【答案】C
【分析】（1）不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源，例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（2）核裂变的材料有很强的放射性，使用不当会对人类造成危害。
（3）核电站是利用裂变的链式反应发电的。
（4）核电站发电过程中的能量转化为核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。
【解答】解：A、核能消耗后不可能在短期内从自然界得到补充的能源，其属于不可再生能源，故A错误；
B、核裂变的材料有很强的放射性，使用不当会对人类造成危害，故B错误；
C、核电站是利用裂变的链式反应发电的，故C正确；
D、核电站发电过程中的能量转化为核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能，故D错误。
故选：C。
【变式1-2】（2023•海城市校级三模）如图是中国援建“巴铁”兄弟的卡拉奇核电站，下列说法中正确的是（ ）
A．核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应方式相同
B．电能是一次能源
C．核能是可再生能源同时也是清洁能源
D．各类型的发电站不论采用何种方式发电，能量总和始终保持不变
【答案】D
【分析】（1）太阳内部进行的是聚变反应，核电站是利用核裂变来释放能量的；
（2）可以从自然界直接获取的能源叫一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；
（3）清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和“可再生能源”；
（4）根据能量守恒定律分析。
【解答】解：A、太阳内部进行的是聚变反应，核电站是利用核裂变来释放能量的，所以核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应方式不相同，故A错误；
B、电能是由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，属于二次能源，故B错误；
C、核能是不可再生能源，属于清洁能源，故C错误；
D、根据能量守恒定律可知，各类型的发电站不论采用何种方式发电，能量总和始终保持不变，故D正确。
故选：D。
【变式1-3】（2023•宝安区校级三模）核电站是将核能转变成电能的设施，原理如图所示。在反应堆内发生反应产生大量的热，冷却剂将反应堆中的热量带入蒸汽发生器，并将热量传给其工作介质——水，然后主循环泵把冷却剂输送回反应堆循环使用。蒸汽发生器的水受热蒸发形成水蒸气，水蒸气进入汽轮机内膨胀做功，随后冷凝成凝结水，重新返回蒸汽发生器。下列说法正确的是（ ）
A．反应堆中发生核裂变的放热反应又称为热核反应
B．水蒸气在汽轮机内通过做功的方式减小内能
C．图中装置5的工作原理是电流的磁效应
D．核能是一种典型的二次能源
【答案】B
【分析】（1）核电站和原子弹都是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的，其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的，而原子弹的裂变过程是不加控制的；
（2）改变物体内能的两种方法：做功、热传递；
（3）发电机的工作原理：通电导体在磁场中受力运动；
（4）由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源，例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等。
【解答】解：A、在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变，这种反应称为链式反应，不属于热核反应，故A错误；
B、水蒸气在汽轮机内通过做功的方式减小内能，故B正确；
C、图中装置5是发电机，工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C错误；
D、核能是一次能源，核电站是利用可控的核裂变来工作的，故D错误。
故选：B。
【变式1-4】（2023•河南模拟）（多选）我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程全面建成，对推动绿色低碳发展具有重要作用。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，先使水成为高温高压的水后进入蒸汽发生器，再将水加热为高温高压的水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆是利用核裂变产生核能的
B．原子、原子核、分子是按尺度由小到大排列的
C．汽轮机工作时将机械能转化为内能
D．发电机的工作原理是电磁感应
【答案】AD
【分析】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；
（2）根据原子的结构进行分析即可；
（3）汽轮机工作时将内能转化为机械能；
（4）发电机的工作原理：电磁感应现象。
【解答】解：A、核反应堆是利用核裂变产生核能的，故A正确；
B、分子由原子组成，原子分为原子核和核外电子，按尺度由小到大排列顺序是原子核、原子、分子，故B错误；
C、汽轮机工作时将内能转化为机械能，故C错误；
D、发电机的工作原理是电磁感应，故D正确。
故选：AD。
【变式1-5】（2023春•思明区校级期中）太阳能是在太阳内部氢原子核发生 聚变 （选填“裂变”或“聚变”），释放出的核能，太阳能是一种 可再生 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
【答案】聚变；可再生。
【分析】根据对太阳能实质的了解来回答第一个问题；
煤、石油、天然气是短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；水能和风能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源。
【解答】解：太阳能是在太阳内部，氢原子核发生聚变，释放出的核能，这一过程每时每刻都在太阳内部进行着，因此其能量是非常巨大的。
太阳能是能够源源不断地从自然界得到的能源，因此是可再生能源。
故答案为：聚变；可再生。
【变式1-6】（2023•潮阳区校级三模）2022年1月1日，“华龙一号”核电6号机组首次并网成功，该核电站通过可控 核裂变 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放核能，核能是一种 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。手机是利用电磁波传输信号实现通讯的，相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍，在相同介质中，5G信号的传播速度 等于 （大于/等于/小于）4G信号的传播速度。
【答案】核裂变；不可再生；等于。
【分析】（1）核能的利用包括核裂变和聚变，核电站利用核裂变发电；
（2）可再生能源的概念：像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到，把它们称为可再生能源。不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源；
（3）电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s。
【解答】解：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核裂变反应释放核能的设备；
核能不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
手机是利用电磁波传输信号实现通讯的，相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍，在相同介质中，5G信号的传播速度等于4G信号的传播速度。
故答案为：核裂变；不可再生；等于。
【变式1-7】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1所示。
（1）强烈地震全面瘫痪了日本震区的地面交通，利用卫星遥感技术可及时了解震区的受灾情况。如图1所示拍摄到的照片通过 电磁波 传回地面；
（2）海啸时产生的“水墙”速度很大，具有很大的 动 能，破坏力很强；
（3）核电站是利用核能来发电的，目前核电站利用的核反应是 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）；
（4）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 比热容 大的特性；
（5）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2中是核辐射标志的是 C 。
（6）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。6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是 1.8×1017 J（煤炭的热值为3×107J/kg）。
（7）“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 D 。
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。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）卫星通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响；只要设置地球站电路即可开通；同时可在多处接收。能经济地实现广播、多址通信；电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间；
（2）物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。
（3）核电站是利用核裂变反应所释放的能量产生电能的发电厂。目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电。
（4）水的比热容大可以用来取暖和降温。
（5）解答本题可根据图中所示标志的含义及题目的要求进行分析判断即可。
（6）利用热量的计算公式Q＝qm可计算煤炭燃烧放出的热量；
（7）主要考查了一些生活小常识，结合自己的认识可做出选择。
【解答】解：（1）卫星通信范围大而卫星通信就是利用电磁波进行传递信息；
（2）物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的一半。所以海啸产生的水墙具有很大的动能；
（3）核电站是利用核裂变反应所释放的能量产生电能的发电厂。
（4）利用水的比热容大的特性，消防员可以进行有效降温。
（5）图中表示核辐射标志的是C；
（6）6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量：Q＝qm＝3×107J/kg×6×106×103kg＝1.8×1017J；
（7）从保护环境、节约能源的角度来分析，“尽可能用太阳能热水器代替电热水器”，“养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯”，“用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站”等，都是很好的习惯和做法，值得提倡，唯独将废电池与生活垃圾装在一起丢入垃圾箱的做法不妥，因为电池含有汞等重金属，可污染土壤和水源，应单独存放与处理，故选项D符合题意。
故答案是：（1）电磁波；（2）动；（3）裂变；（4）比热容；（5）C；（6）1.8×1017；（7）D。
1．（2023•江岸区校级模拟）关于能源和信息的说法不正确的是（ ）
A．核电站是利用链式反应释放的核能直接来发电
B．太阳能来源于太阳内部的聚变热核反应，它是一次能源也是可再生能源
C．我国自主建立的北斗卫星定位系统是利用超声波传递信息的
D．光纤通讯是利用激光在光导纤维中不断反射传递信息
【答案】C
【分析】（1）核电站是利用核反应堆中发生的可控的链式反应释放的核能来发电的；
（2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；能在短时间内得到补充的能源属于可再生能源；可以从自然界直接获取的能源是一次能源，如煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能等；
（3）电磁波能够传递信息；
（4）光线通信是利用光的反射来工作的。
【解答】解：A、核电站是利用链式反应释放的核能直接来发电，故A正确；
B、太阳能来源于太阳内部的聚变热核反应，它是一次能源也是可再生能源，故B正确；
C、我国自主建立的北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信息的，故C不正确；
D、光纤通讯是利用激光在光导纤维中不断反射传递信息，故D正确。
故选：C。
2．（2023•南岗区模拟）下列说法正确的是（ ）
A．任何两个原子核都可以发生聚变
B．在核电站中，发生的是可控的链式反应
C．目前人类已建立的核电站，利用核聚变发电
D．氢弹利用的是核裂变
【答案】B
【分析】（1）核聚变，即氢原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）时放出巨大的能量；氢弹利用的是核聚变；
（2）核电站是利用可控核裂变的链式反应来获得能量的。
【解答】解：A、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素﹣﹣氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故A错误；
B、在核电站中，发生的是可控的核裂变的链式反应，故B正确；
C、目前人类已建立的核电站，利用核裂变发电，故C错误；
D、氢弹利用的是核聚变释放的巨大能量，故D错误。
故选：B。
3．（2023•茌平区校级一模）关于能源和信息的传递，下列说法中正确的是（ ）
A．北京冬奥会通信是利用超声波传递信息的
B．风能、水能、太阳能属于可再生能源
C．电能是广泛使用的一次能源
D．太阳是利用核裂变产生核能的
【答案】B
【分析】（1）声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的；
（2）不可能在短期内从自然界得到补充的能源，例如石油、天然气、天然铀矿等都属于不可再生能源；能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源；
（3）可以直接从自然界获得的能源属于一次能源；无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源属于二次能源；
（4）太阳能够释放的能量很多，主要取决于内部发生的核聚变，向外界不断的释放光和热。
【解答】解：A、超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播，故北京冬奥会通信是利用电磁波来传递信息的，故A错误；
B、风能、水能、太阳能可以源源不断地从自然界获得，属于可再生能源，故B正确。
C、电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源，故C错误；
D、太阳是利用核聚变产生核能的，故D错误。
故选：B。
4．（2023•二道区校级模拟）核电站是利用核能发电，核心设备是核反应堆。核反应堆加热水，产生高温蒸汽，蒸汽压力推动汽轮机的叶轮，带动发电机发电，该过程中能量的转化顺序为（ ）
A．内能→核能→机械能→电能
B．核能→机械能→内能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．机械能→内能→核能→电能
【答案】C
【分析】核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。
【解答】解：核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
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，故能量转化的顺序正确的是核能→内能→机械能→电能。
故选：C。
5．（2023•金台区模拟）关于分子、原子和核能，下列说法正确的是（ ）
A．核能属于可再生能源
B．原子是由原子核和核外质子组成的
C．原子的空间尺度比分子大
D．核电站是通过可控裂变反应释放的核能发电的
【答案】D
【分析】（1）短期内不能从自然界得到补充的能源是不可再生能源。
（2）原子是由原子核和核外电子组成的。
（3）原子的空间尺度比分子小。
（4）核电站是通过可控裂变反应释放的核能发电的。
【解答】解：A、核能属于不可再生能源，故A错误；
B、原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，故B错误；
C、物质是由分子或原子组成的，分子是由原子组成的，原子的空间尺度比分子小，故C错误；
D、核电站是通过可控裂变反应释放的核能发电的，故D正确。
故选：D。
6．（2023•临潼区三模）如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似。下列有关说法正确的是（ ）
A．利用“东方超环”反应原理可制作氢弹
B．核能是可再生能源
C．“东方超环”是利用核裂变产生核能的
D．太阳是通过做功的方式向地球辐射能量
【答案】A
【分析】（1）核能分为核裂变和核聚变两种，核裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；核聚变主要应用在氢弹上；
（2）从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源；
（3）改变物体内能的方法：做功和热传递。
【解答】解：AC、“东方超环”发生的是热核反应，属于核聚变，氢弹就是应用了核聚变，故A正确，C错误；
B、核能是不可再生能源，故B错误；
D、太阳是通过热传递的方式向地球辐射能量，故D错误。
故选：A。
7．（2023•广安）关于下列四幅图，说法错误的是（ ）
A．甲图中，人站在绝缘凳上，双手同时握住火线和零线会触电
B．乙图反映了电动机的工作原理
C．丙图中，“中国天眼”可接收来自太空的电磁波帮助人类探索宇宙起源和演化
D．丁图中，核电站是利用核裂变释放的能量来发电的
【答案】B
【分析】（1）根据电流形成原理即可明确是否会发生触电；
（2）发电机的工作原理是电磁感应现象；而电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；
（3）“中国天眼”曾接收到来自1351光年外一颗脉冲星发出的脉冲信号，对宇宙的深入探测，有助于人类对宇宙起源和演化的了解；
（4）核电站是利用可控核裂变释放的能量来发电的。
【解答】解：
A、图甲中人手分别握住火线和零线，则人体形成电路，身体内有电流，故会使人体触电，故A错误；
B、图乙中闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故B正确；
C、图丙中“中国天眼”曾接收到来自1351光年外一颗脉冲星发出的脉冲信号，对宇宙的深入探测，有助于人类对宇宙起源和演化的了解，故C错误；
D、图丁中核电站是利用可控核裂变释放的能量来发电的，故D错误。
故选：B。
8．（2023•薛城区模拟）目前，我国核电站只能利用原子核的 裂变 释放的核能来发电（填“聚变”或“裂变”）。核动力航母是我国目前需要攻克的技术难题，其动力原理是反应堆通过核反应，产生大量的热量，用来给水蒸气加热，高温水蒸气推动轮机转动，从而推动庞大的航母前进。核反应是将核能转化为 内 能，再利用高温水蒸气做功，转化为 机械 能。
【答案】裂变；内；机械。
【分析】核电站的工作原理：核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；根据核动力的原理“反应堆通过核反应，产生大量的热量，用来给水蒸气加热，高温水蒸气推动轮机转动”得出能量转化的过程。
【解答】解：目前人类能通过控制中子的数目及运动速度来控制核裂变的反应速度，而核聚变还无法控制；由题意可知，核反应是将核能转化为内能，再利用高温水蒸气做功，转化为机械能。
故答案为：裂变；内；机械。
9．（2023•兴化市模拟）“华龙一号”是由中国两大核电企业根据福岛核事故经验反馈以及中国和全球最新安全要求，研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术，是中国核电走向世界的“国家名片”。核能发电是利用原子核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）产生的能量；核电站发生重大事故时，为降低核电站周围的温度，用水对其冷却，是因为水的 比热容 较大。
【答案】裂变；比热容。
【分析】核电站利用了可控的核裂变来产生能量；根据物质的比热容越大，温度越难改变来判断用比热容大的物质来做冷却剂。水的比热容是自然界中最大的。
【解答】解：核电站利用了可控核裂变产生的能量，把核能转化为电能；因为水的比热容较大，相同质量的水，改变相同的温度吸收的热量较多，所以用水作为冷却剂效果更好。
故填：裂变；比热容。
10．（2023•淮阳区校级模拟）第23届太平洋地区核能大会在北京﹣成都两地同时开幕，主题为“核能创新•零碳未来”。目前世界正在使用的核电站是利用原子核发生 核裂变 （选填“核聚变”或“核裂变”）时释放的能量来发电的；核能 不是 （选填“是”或“不是”）可再生能源。
【答案】核裂变；不是。
【分析】（1）原子核能够发生核裂变或核聚变，都可以释放出大量的能量；
（2）能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源。
【解答】解：核电站是利用核裂变来发电的；
核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，则核能是不可再生能源，不是可再生能源。
故答案为：核裂变；不是。
11．（2023•殷都区一模）大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站。它获取核能是图中 乙图 （填“甲图”或“乙图”）所示途径，太阳核心每时每刻都在发生 甲图 （填“甲图”或“乙图”）所示的爆炸。核能属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）核能的释放包括核聚变和核裂变，核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应；核能发电是利用了可控的裂变；
（2）太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能；
（3）不可再生能源是指一旦消耗就很难再获得的能源，风能属于可再生能源。
【解答】解：
获得核能的途径一是重核裂变，二是轻核聚变；乙图中进行的是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，是核裂变，核电站利用可控的核裂变，甲图中是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，是核聚变；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。因而太阳具有巨大的能量。
核能不能从自然界源源不断地获得，一旦消耗便不可再生。
故答案为：乙图；甲图；不可再生。
12．（2023•潮阳区校级二模）据日本共同社报道，当地时间4月13日，日本政府召开相关阁僚会议，正式决定将福岛第一核电站核废水排入大海，这个决定迅速引发了周边国家的不满。核电站是通过核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）获得巨大能量，核能属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。如图标志中，表示有核辐射的是 丙 。
【答案】裂变；不可再生；丙。
【分析】（1）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，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；
（2）能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源；
（3）解答本题可根据图中所示标志的含义及题目的要求进行分析判断即可。
【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；
（2）核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，则核能是不可再生能源；
（3）甲图是噪声有害标志；乙图为高压危险标志；丙图为核辐射标志。
故答案为：裂变；不可再生；丙。
13．（2022秋•大埔县期末）如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图。阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机转动发电。
（1）这种发电站利用的能源是 太阳 能，这种发电站 不能 （填“能”或“不能”）将获得的能量完全转化为电能。
（2）当热空气上冲带动发电机转动发电时，热空气的内能 减小 （“增大”、“不变”或“减小”），这个过程和汽油机的 做功 冲程类似。
（3）这种发电方式与火力发电相比优点是 清洁无污染 ，不足是 受天气影响较大 （各写出一条即可）。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）该发电站利用太阳能加热空气，热空气对外做功带动发电机转动发电，所以既清洁又经济。但任何一种机械的能量利用效率都不会是百分之百的；
（2）物体对外界做功，物体的内能减小，温度降低；汽油机做功冲程中，内能转化为机械能；
（3）该发电站利用太阳能加热空气，热空气对外做功带动发电机转动发电，所以既清洁又经济。
【解答】解：（1）这种发电机利用太阳能将空气加热，产生的热空气上升带动电动机发电，所以这种发电站利用的能源是太阳能；在发电的过程中，还有相当一部分热空气会从烟囱中跑掉，不能将内能全部转化为机械能带动发电机发电，所以这种发电站也不能将获得的能量完全转化为电能；
（2）热蒸汽体积膨胀，对外做功，内能减小，这一过程中发生的能量转化与热机中的做功冲程相同，都是内能转化为机械能的过程；
（3）火力发电会产生大量的废气污染环境，与此相比这种发电方式最大的优点就是清洁无污染，不足之处，受天气影响较大。
故答案为：（1）太阳；不能；（2）减小；做功；（3）清洁无污染；受天气影响较大。
14．（2023•龙岗区校级三模）阅读下列短文，回答问题。
“华龙一号”核电技术
2021年1月，全球第一台“华龙一号”核电机组，在福清核电5号机组投入商业运行，标志着我国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列，其利用核能获得电能工作原理是如图所示：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，使之变成蒸气。蒸气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。据统计，一台华龙机组装机容量1200MW（1MW＝106W），一台华龙机组年发电量能满足一个中型城市一年的用电需求，为践行绿色发展做出了巨大贡献。
（1）核反应堆是通过可控 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备，核能属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）蒸气发生器中的水被加热后变成水蒸气，加热过程水的内能 增加 （选填“增加”、“减少”或“不变”），这是通过 热传递 （选填“做功”或“热传递”）方式改变物体的内能。这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电，此过程的能量转化与热机中的 做功 冲程相似。
（3）下列是发电机的原理图的是 丙 。
（4）根据材料提供的数据，请计算一台华龙机组10天发电 2.4×108 度（一天工作20h），若这些电能用热电转换效率为30%的火力发电厂发电，需要完全燃烧 96000 吨煤。（q煤＝3.0×107J/kg）
【答案】（1）裂变；不可再生；（2）增加；热传递；做功；（3）丙；（4）2.4×108；96000。
【分析】（1）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；
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；
（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；
（3）发电机的原理是电磁感应；
（4）已知功率和时间，根据公式W＝Pt可求核电站共发电的度数；根据η＝，可得燃烧煤放出的热量，根据公式Q放＝q煤m可求燃烧的煤的质量。
【解答】解：（1）核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；核能用完后不能再生，属于不可再生能源；
（2）蒸气发生器中的水被加热后变成水蒸气，加热过程水的内能增加，这是通过热传递的方式改变物体的内能。这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，此过程的能量转化与热机中的做功冲程相似；
（3）是发电机的原理图的是丙；
（4）发电的多少：W＝Pt＝1200×103kW×20h×10＝2.4×108kW•h＝2.4×108度；
W＝2.4×108kW•h＝8.64×1014J；
由η＝，可得，燃烧煤放出的热量：
＝2.88×1015J；
因为Q放＝q煤m，所以燃烧煤的质量m＝＝9.6×107kg＝96000t；
故答案为：（1）裂变；不可再生；（2）增加；热传递；做功；（3）丙；（4）2.4×108；96000。
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