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1 对于核裂变的链式反应，利用我们现在的条件无法进行实验，但可以用如图所示的火柴点燃过程进行模拟，这种研究物理问题的方法叫
火柴的“链式反应”
类比
法。链式反应释放的能量如果让其缓慢释放
，就可以被人类利用，如果不加控制
，就可以用来制造原子弹。火柴的“链式反应”
答案
1 类比 缓慢释放 不加控制
【解析】 本题的考点是链式反应。
【解析】 本题的考点是链式反应。
解析
【分析】
要解决这道题，首先需要明确研究物理问题的方法：用熟悉的火柴链式反应类比陌生的核裂变链式反应，这种方法是类比法；其次回忆核裂变链式反应的应用：人类利用核能时，若控制链式反应速度让能量缓慢释放，可用于和平发电；若不控制链式反应，能量瞬间释放则用于制造原子弹。
【解析】
1. 研究方法：将两个具有相似过程的物理现象（火柴链式反应、核裂变链式反应）进行对比，用直观的熟悉现象研究抽象的陌生物理问题，这种方法是类比法。
2. 链式反应的能量利用：若对链式反应的速度加以控制，让能量缓慢释放，可被人类和平利用（如核电站）；若不控制链式反应，能量会瞬间剧烈释放，可用来制造原子弹。
【答案】
类比；缓慢释放；不加控制
【知识点】
类比法、核裂变链式反应
【点评】
本题通过类比法将抽象的核反应转化为直观的火柴燃烧过程，帮助理解核能的利用方式，属于基础概念题，需掌握类比法的定义和链式反应的两种应用场景。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，首先需要明确研究物理问题的方法：用熟悉的火柴链式反应类比陌生的核裂变链式反应，这种方法是类比法；其次回忆核裂变链式反应的应用：人类利用核能时，若控制链式反应速度让能量缓慢释放，可用于和平发电；若不控制链式反应，能量瞬间释放则用于制造原子弹。
【解析】
1. 研究方法：将两个具有相似过程的物理现象（火柴链式反应、核裂变链式反应）进行对比，用直观的熟悉现象研究抽象的陌生物理问题，这种方法是类比法。
2. 链式反应的能量利用：若对链式反应的速度加以控制，让能量缓慢释放，可被人类和平利用（如核电站）；若不控制链式反应，能量会瞬间剧烈释放，可用来制造原子弹。
【答案】
类比；缓慢释放；不加控制
【知识点】
类比法、核裂变链式反应
【点评】
本题通过类比法将抽象的核反应转化为直观的火柴燃烧过程，帮助理解核能的利用方式，属于基础概念题，需掌握类比法的定义和链式反应的两种应用场景。
【难度系数】
0.3
2 核电站是利用核反应堆发生
核裂变
时提供的能量发电的；太阳内部发生剧烈的核聚变
反应，从而辐射出巨大的光和热；原子弹利用核裂变
放出巨大能量；氢弹利用不加控制的核聚变
放出巨大能量。（均填“核裂变”或“核聚变”）答案
2 核裂变 核聚变 核裂变 核聚变
解析
【分析】本题需明确核能的两种反应方式（核裂变、核聚变）在不同场景的应用：核裂变是重核分裂为轻核，可控核裂变用于核电站发电，不可控核裂变用于原子弹；核聚变是轻核结合为重核，太阳内部持续发生核聚变，不可控核聚变用于氢弹。解题时需逐个对应题目场景，匹配正确的核反应类型。
【解析】核电站利用可控的核裂变反应释放能量发电；太阳内部是轻核聚合成重核的核聚变反应，从而辐射光和热；原子弹利用不加控制的核裂变放出巨大能量；氢弹利用不加控制的核聚变放出巨大能量。
【答案】核裂变 核聚变 核裂变 核聚变
【知识点】核能的利用 核裂变 核聚变
【点评】本题考查核能两种反应类型的实际应用，属于基础概念识记题，需准确区分不同核反应在各场景的应用，难度较低但易混淆。
【难度系数】0.2
【解析】核电站利用可控的核裂变反应释放能量发电；太阳内部是轻核聚合成重核的核聚变反应，从而辐射光和热；原子弹利用不加控制的核裂变放出巨大能量；氢弹利用不加控制的核聚变放出巨大能量。
【答案】核裂变 核聚变 核裂变 核聚变
【知识点】核能的利用 核裂变 核聚变
【点评】本题考查核能两种反应类型的实际应用，属于基础概念识记题，需准确区分不同核反应在各场景的应用，难度较低但易混淆。
【难度系数】0.2
3 [2025武汉中考]2025年5月14日,我国自主三代核电"华龙一号"全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1 000天,持续向社会稳定输送清洁电能超370亿千瓦时,如图所示是"华龙一号"全球首堆外景。下列有关说法错 误 的是 (
A.核能属于不可再生能源
B.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能
C.核反应堆将核能直接转化为电能
D.核废料具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方
C
)A.核能属于不可再生能源
B.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能
C.核反应堆将核能直接转化为电能
D.核废料具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方
答案
3 C 核电站利用核反应堆将核能转化为内能,通过汽轮机做功,带动发电机发电,不是直接将核能转化为电能。
解析
【分析】
本题考查核能相关的基础知识，需逐一分析每个选项的正误：先明确核能的分类、核电站的能量转化过程、核废料的处理方式，再判断各选项描述是否正确，最终选出错误选项。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：核能的原料是铀矿等矿物，这类资源短期内无法从自然界得到补充，因此核能属于不可再生能源，该选项说法正确。
选项B：核电站是利用核反应堆中可控的核裂变释放的核能来发电的，核聚变目前还无法实现可控的大规模发电，该选项说法正确。
选项C：核电站的能量转化过程为：核反应堆将核能转化为内能，内能推动汽轮机转动转化为机械能，最后机械能经发电机转化为电能，并非直接将核能转化为电能，该选项说法错误。
选项D：核废料具有放射性，会对环境和生物造成严重危害，因此需将其深埋在人烟稀少的地方，该选项说法正确。
题目要求选择错误的说法，故答案为C。
【答案】
C
【知识点】
核能、能源分类、能量转化
【点评】
本题围绕核电站的相关知识展开，属于基础题型，主要考查学生对核能分类、核电站工作原理、核废料处理等知识点的理解，难度适中，需要学生准确掌握能源相关的基础概念。
【难度系数】
0.5
本题考查核能相关的基础知识，需逐一分析每个选项的正误：先明确核能的分类、核电站的能量转化过程、核废料的处理方式，再判断各选项描述是否正确，最终选出错误选项。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：核能的原料是铀矿等矿物，这类资源短期内无法从自然界得到补充，因此核能属于不可再生能源，该选项说法正确。
选项B：核电站是利用核反应堆中可控的核裂变释放的核能来发电的，核聚变目前还无法实现可控的大规模发电，该选项说法正确。
选项C：核电站的能量转化过程为：核反应堆将核能转化为内能，内能推动汽轮机转动转化为机械能，最后机械能经发电机转化为电能，并非直接将核能转化为电能，该选项说法错误。
选项D：核废料具有放射性，会对环境和生物造成严重危害，因此需将其深埋在人烟稀少的地方，该选项说法正确。
题目要求选择错误的说法，故答案为C。
【答案】
C
【知识点】
核能、能源分类、能量转化
【点评】
本题围绕核电站的相关知识展开，属于基础题型，主要考查学生对核能分类、核电站工作原理、核废料处理等知识点的理解，难度适中，需要学生准确掌握能源相关的基础概念。
【难度系数】
0.5
4 如图所示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1 g 薄膜太阳能电池1 h 可提供$6× 10^{-3}\ \mathrm{kW·h}$的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户。下列说法正确的是（
A.太阳能不是清洁能源
B.太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失
C.薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能
D.1 g 薄膜太阳能电池1 h 可提供$2.16× 10^4\ \mathrm{J}$的电能
D
）A.太阳能不是清洁能源
B.太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失
C.薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能
D.1 g 薄膜太阳能电池1 h 可提供$2.16× 10^4\ \mathrm{J}$的电能
答案
4 D 太阳能清洁、环保、无污染,A 错误；太阳能从太阳传递到薄膜电池上要经过大气,大气会吸收一部分能量,所以有能量损失,B 错误;薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能,C 错误;$6 × 10^{-3}\ \mathrm{kW·h} =6 × 10^{-3} × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J}= 2.16 × 10^4\ \mathrm{J}$,D 正确。
解析
【分析】
本题考查太阳能相关的物理知识，需逐一分析每个选项，结合清洁能源定义、能量传递特点、太阳能电池的能量转化、电能单位换算等知识点判断对错。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：太阳能是清洁、环保、无污染的能源，属于清洁能源，因此A错误；
2. 选项B：太阳能从太阳传递到薄膜电池时，会经过大气层，大气层会吸收、反射部分太阳能，所以存在能量损失，B错误；
3. 选项C：薄膜太阳能电池的功能是将光能直接转化为电能，并非电能转化为光能，C错误；
4. 选项D：电能单位换算关系为$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$，则$6×10^{-3}\ \mathrm{kW·h}=6×10^{-3}×3.6×10^6\ \mathrm{J}=2.16×10^4\ \mathrm{J}$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
清洁能源、能量转化、电能单位换算
【点评】
本题围绕太阳能的相关性质展开，涉及能源分类、能量传递、能量转化及单位换算，属于基础概念类题目，需要准确掌握各知识点的定义和换算关系。
【难度系数】
0.7
本题考查太阳能相关的物理知识，需逐一分析每个选项，结合清洁能源定义、能量传递特点、太阳能电池的能量转化、电能单位换算等知识点判断对错。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：太阳能是清洁、环保、无污染的能源，属于清洁能源，因此A错误；
2. 选项B：太阳能从太阳传递到薄膜电池时，会经过大气层，大气层会吸收、反射部分太阳能，所以存在能量损失，B错误；
3. 选项C：薄膜太阳能电池的功能是将光能直接转化为电能，并非电能转化为光能，C错误；
4. 选项D：电能单位换算关系为$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$，则$6×10^{-3}\ \mathrm{kW·h}=6×10^{-3}×3.6×10^6\ \mathrm{J}=2.16×10^4\ \mathrm{J}$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
清洁能源、能量转化、电能单位换算
【点评】
本题围绕太阳能的相关性质展开，涉及能源分类、能量传递、能量转化及单位换算，属于基础概念类题目，需要准确掌握各知识点的定义和换算关系。
【难度系数】
0.7
5［2026北京房山区期末］请阅读《可控核聚变与中国的“人造太阳”》并回答问题。
可控核聚变与中国的“人造太阳”
在能源需求日益增长的今天，可控核聚变因其清洁、安全、燃料储量极其丰富，被视为能源问题的终极解决方案。
中国在这一前沿领域的突破性进展，让“人造太阳”的梦想照进现实。与当前核电站采用的核裂变技术不同，核聚变模拟太阳内部的反应过程，将氢同位素（如氘、氚）原子核融合成氦，释放巨大能量，具有产能效率高、燃料来源广、对环境友好等显著优势。然而，实现可控核聚变极为困难，其核心挑战在于将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束。任何实体容器都无法承受如此高温。科学家利用强磁场构建无形“牢笼”，将高温等离子体约束其中，避免接触容器壁。这种装置称为托卡马克。为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此必须采用超导材料。目前超导需在极低温下实现，故托卡马克成为“冰火两重天”的装置——核心是上亿摄氏度的等离子体，外围是超低温超导线圈。
在这一领域，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），即“人造太阳”，已成为世界引领者。2025年1月，我国全超导托卡马克核聚变实验装置，首次完成1亿摄氏度1066 s“高质量等离子体运行”。这是中国科研团队向着聚变发电的未来迈出的一大步，也是人类向着清洁能源未来迈出的一大步。
（1）“人造太阳”是通过
（2）实现该反应过程极为困难，其核心挑战是
（3）提供磁场的线圈采用超导材料的原因是
（4）假设1 g氘在核聚变中完全反应，可释放约$3.6×10^{11}\ \mathrm{J}$能量。若某城市日用电量为$2×10^{7}$度，理论上1 kg氘聚变产生的能量可供该城市使用
可控核聚变与中国的“人造太阳”
在能源需求日益增长的今天，可控核聚变因其清洁、安全、燃料储量极其丰富，被视为能源问题的终极解决方案。
中国在这一前沿领域的突破性进展，让“人造太阳”的梦想照进现实。与当前核电站采用的核裂变技术不同，核聚变模拟太阳内部的反应过程，将氢同位素（如氘、氚）原子核融合成氦，释放巨大能量，具有产能效率高、燃料来源广、对环境友好等显著优势。然而，实现可控核聚变极为困难，其核心挑战在于将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束。任何实体容器都无法承受如此高温。科学家利用强磁场构建无形“牢笼”，将高温等离子体约束其中，避免接触容器壁。这种装置称为托卡马克。为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此必须采用超导材料。目前超导需在极低温下实现，故托卡马克成为“冰火两重天”的装置——核心是上亿摄氏度的等离子体，外围是超低温超导线圈。
在这一领域，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），即“人造太阳”，已成为世界引领者。2025年1月，我国全超导托卡马克核聚变实验装置，首次完成1亿摄氏度1066 s“高质量等离子体运行”。这是中国科研团队向着聚变发电的未来迈出的一大步，也是人类向着清洁能源未来迈出的一大步。
（1）“人造太阳”是通过
核聚变
（填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量。（2）实现该反应过程极为困难，其核心挑战是
将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束
。（3）提供磁场的线圈采用超导材料的原因是
为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此必须采用超导材料
。（4）假设1 g氘在核聚变中完全反应，可释放约$3.6×10^{11}\ \mathrm{J}$能量。若某城市日用电量为$2×10^{7}$度，理论上1 kg氘聚变产生的能量可供该城市使用
5
天。答案
5 【答案】 (1)核聚变 (2)将核燃料加热至上亿摄氏度,形成等离子体,并实现稳定约束 (3)为产生强大磁场,需使用大电流线圈,若线圈存在电阻,能耗极高,因此必须采用超导材料 (4)5
【解析】 (1)由材料可知,“人造太阳”是通过核聚变反应释放能量。
(2)由材料可知,实现该反应过程极为困难,其核心挑战是将核燃料加热至上亿摄氏度,形成等离子体,并实现稳定约束。
(3)由材料内容可知,提供磁场的线圈采用超导材料的原因是为产生强大磁场,需使用大电流线圈,若线圈存在电阻,能耗极高。
(4)1 度 =1 kW·h = 3.6 × 10^6 J,所以该城市日消耗能量 2 × 10^7 × 3.6 × 10^6 J =7.2 × 10^13 J,
已知1 g氘在核聚变中完全反应,可释放约3.6 × 10^11 J能量,那么1 kg(1 000 g)氘核聚变产生的能量为1 000 × 3.6 × 10^11 J = 3.6 × 10^14 J,则理论上1 kg氘聚变产生的能量可供该城市使用的天数为$\dfrac{3.6 × 10^{14}\ \mathrm{J}}{7.2 × 10^{13}\ \mathrm{J/天}}=5$天。
【解析】 (1)由材料可知,“人造太阳”是通过核聚变反应释放能量。
(2)由材料可知,实现该反应过程极为困难,其核心挑战是将核燃料加热至上亿摄氏度,形成等离子体,并实现稳定约束。
(3)由材料内容可知,提供磁场的线圈采用超导材料的原因是为产生强大磁场,需使用大电流线圈,若线圈存在电阻,能耗极高。
(4)1 度 =1 kW·h = 3.6 × 10^6 J,所以该城市日消耗能量 2 × 10^7 × 3.6 × 10^6 J =7.2 × 10^13 J,
已知1 g氘在核聚变中完全反应,可释放约3.6 × 10^11 J能量,那么1 kg(1 000 g)氘核聚变产生的能量为1 000 × 3.6 × 10^11 J = 3.6 × 10^14 J,则理论上1 kg氘聚变产生的能量可供该城市使用的天数为$\dfrac{3.6 × 10^{14}\ \mathrm{J}}{7.2 × 10^{13}\ \mathrm{J/天}}=5$天。
解析
【分析】
本题为材料阅读类题目，需结合给定材料内容及相关物理知识解答：
1. 第(1)问：根据材料中“核聚变模拟太阳内部的反应过程”“与当前核电站采用的核裂变技术不同”的描述，可直接判断反应类型；
2. 第(2)问：从材料中关于可控核聚变核心挑战的表述中提取关键信息；
3. 第(3)问：查找材料中关于超导材料用于线圈的原因描述；
4. 第(4)问：先统一能量单位（将“度”换算为焦耳），再计算1kg氘释放的总能量，最后用总能量除以城市日用电量，得到使用天数，计算时注意单位换算（1kg=1000g）。
【解析】
(1) 由材料可知，“人造太阳”模拟太阳内部的反应，通过核聚变释放能量，故填核聚变；
(2) 材料明确指出，实现可控核聚变的核心挑战是将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束；
(3) 为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此提供磁场的线圈采用超导材料；
(4) 单位换算：1度=1kW·h=3.6×10⁶J，城市日用电量为2×10⁷度=2×10⁷×3.6×10⁶J=7.2×10¹³J；1kg氘（1000g）聚变释放的能量为1000×3.6×10¹¹J=3.6×10¹⁴J；则可供使用的天数为$\dfrac{3.6×10^{14}\ \mathrm{J}}{7.2×10^{13}\ \mathrm{J/天}}=5$天。
【答案】
(1)核聚变 (2)将核燃料加热至上亿摄氏度,形成等离子体,并实现稳定约束 (3)为产生强大磁场,需使用大电流线圈,若线圈存在电阻,能耗极高 (4)5
【知识点】
核聚变、能源利用、超导材料
【点评】
本题结合“人造太阳”的科技材料，考查信息提取能力与简单能量计算，题目难度较低，只要认真阅读材料、仔细计算即可完成解答，体现了物理知识在科技领域的应用。
【难度系数】
0.3
本题为材料阅读类题目，需结合给定材料内容及相关物理知识解答：
1. 第(1)问：根据材料中“核聚变模拟太阳内部的反应过程”“与当前核电站采用的核裂变技术不同”的描述，可直接判断反应类型；
2. 第(2)问：从材料中关于可控核聚变核心挑战的表述中提取关键信息；
3. 第(3)问：查找材料中关于超导材料用于线圈的原因描述；
4. 第(4)问：先统一能量单位（将“度”换算为焦耳），再计算1kg氘释放的总能量，最后用总能量除以城市日用电量，得到使用天数，计算时注意单位换算（1kg=1000g）。
【解析】
(1) 由材料可知，“人造太阳”模拟太阳内部的反应，通过核聚变释放能量，故填核聚变；
(2) 材料明确指出，实现可控核聚变的核心挑战是将核燃料加热至上亿摄氏度，形成等离子体，并实现稳定约束；
(3) 为产生强大磁场，需使用大电流线圈，若线圈存在电阻，能耗极高，因此提供磁场的线圈采用超导材料；
(4) 单位换算：1度=1kW·h=3.6×10⁶J，城市日用电量为2×10⁷度=2×10⁷×3.6×10⁶J=7.2×10¹³J；1kg氘（1000g）聚变释放的能量为1000×3.6×10¹¹J=3.6×10¹⁴J；则可供使用的天数为$\dfrac{3.6×10^{14}\ \mathrm{J}}{7.2×10^{13}\ \mathrm{J/天}}=5$天。
【答案】
(1)核聚变 (2)将核燃料加热至上亿摄氏度,形成等离子体,并实现稳定约束 (3)为产生强大磁场,需使用大电流线圈,若线圈存在电阻,能耗极高 (4)5
【知识点】
核聚变、能源利用、超导材料
【点评】
本题结合“人造太阳”的科技材料，考查信息提取能力与简单能量计算，题目难度较低，只要认真阅读材料、仔细计算即可完成解答，体现了物理知识在科技领域的应用。
【难度系数】
0.3
