九年级物理全册22.2核能习题2新版新人教版.docx

22.2核能一、单选题1.关于原子、原子核和核能，下列说法正确的是( )A. 原子是由原子核和核外质子组成的B. 原子弹是利用核聚变制造的毁灭性武器C. 核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备D. 核反应堆有厚重的保护层是为了避免核燃料逸出2.通过核聚变获得核能量的是( )A. 氢弹B. 原子弹C. 核电站D. 核潜艇3.为缓解电力紧张的状况，我国陆续建造了一些核电站。关于核电站，下列说法正确的是( )A. 核反应堆中发生的是核聚变B. 核电站使用的核燃料是石油或天然气C. 放射性元素放出的射线有射线、射线和射线D. 核电站发电的能量转化过程是：核能-机械能-内能-电能4.在核电站中，( )A. 发生的是可以控制的链式反应B. 厚重的保护层，是为了避免核燃料从内部逸出C. 要获得同样的电能，消耗燃料的质量与火力发电厂的相当D. 需要把核燃料加热到极高的温度5.下列有关核能的开发与利用，叙述正确的是( )A. 目前已建成的核电站获取核能的途径是核聚变B. 开发核能可能会发生核泄漏，因此人类应该停止开发核能C. 核电站利用的核能是可再生能源D. 核能发电的能量传递和转化过程是：核能水和蒸汽的内能发电机转子的机械能电能6.我国铅基快中子反应堆研发工作取得重大突破，铅基反应核心技术实现了自主化，并跻身世界领先水平。沿用此项技术，未来，我国将率先推出只有集装箱大小的迷你型核电源置“核电宝”、以下相关说法中正确的是( )A. “核电宝”装置将电能转化为核能B. 核能是可再生能源C. 核反应堆中进行的是核裂变D. 核能不会对人类造成危害7.继高铁之后，“华龙一号”核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发电项目。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是( )A. 核反应堆：核能转化为内能B. 蒸汽轮机：化学能转化为动能C. 发电机：电能转化为机械能D. 电取暖器：电能转化为机械能二、填空题8.“中国环流器二号M”被称为“人造太阳”，它主要是让含有质子和_的氢原子核在超高温下发生_(选填“裂变”或“聚变”)，从而获得巨大核能的研究装置。这与_(选填“原子弹”或“氢弹”)获得能量方式相同。9.能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。核能是一种_(填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站是利用核_(填“裂变”或“聚变”)获得的核能来发电的。10.用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量的核能。这就是裂变中的_。11.核电站利用核能发电，核能属于_(选填“可再生”或“不可再生”)能源，核电站发生重大事故时，为降低核安全壳周围的温度，用水对其冷却，因为水的_较大。12.核能是目前被广泛应用的新能源，我国已建成十余座核电站。人类利用核能发电的主要方式是_(选填“核裂变”或“核聚变”)；核能属于_能源(选填“可再生”或“不可再生”)；利用核能发电过程中，发电机的能量转化是_。13.在“煤、电能、核能、太阳能”中，其中属于二次能源的有_；原子弹是根据_(选填“核裂变”或“核聚变”)原理制成的。三、综合题14.请阅读核电技术并回答问题核电技术核电与水电、火电一起构成世界能源的三大支柱，在世界能源结构中占有重要地位，核能发电不会造成空气污染，不会产生加重地球温室效应的二氧化碳：核能发电能量密集，功率高，为其它能源所不及；核电比火电“经济”，核能发电成本要比火电厂低15%50%，诚然，核能电厂会产生废料，具有放射性，如果在事故中发生泄漏，会对生态及民众造成伤害。我国核电事业学始于20世纪50年代，历经近70年的发展己经跻身核电强国之列，自主研发了拥有完全自主知识产权和出口权的三代核电技术“华龙一号”和“国和一号”，核电运营管理水平位居世界前列至2019年6月底，我国大陆在运核电机组47台，装机容量4873万千瓦，位居全球第三，在建核电机组11台，位居全球第一。我们已经知道，原子是由原子核和核外电子构成的，而原子核又是由质子和中子组成的，有的原子核的质子和中子个数比较少，像氮(读dan)原子核，其结构面示意图如图所示，它有两个质子和两个中子，像这样的原子核我们称之为轻核；而有的原子核是由比较多的质子和中子组成，像某种钍(读tu)核它有90个质子和144个中子，我们把这样的原子核叫作重核，重核在其它粒子的轰击下分裂成中等质量原子核的核反应，叫作重核变，科学家用中子轰击铀核(铀核是重核)，发生了重核裂变，裂变不但可以释放出能量，同时还发射出几个中子，这些中子又会去轰击其它的核，继续发生裂变，从而产生巨大的能量，可以测算1kg铀全部变时放出的能量就相当于2800吨标准煤完全燃烧时放出的能量，为了拉制反应堆中重变的速度，人们用容易吸收中子的某种材料做成足够长的控制棒插入反应中心，控制入深一些，吸收的中子就多一些，而去轰击核的中子就会少一些，发生核变的铀核就会减少，产生的能量就会减少，裂变产生的核能转变为内能加热水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮转动，从而带动发电机发电，最终转变为电能在高铁成为“中国创造”代表的同时，中国核电依靠其领先国际的技术和安全水准，也成为与高铁并驾齐驱的一张“中国创造”的新名片。请根据上述材料，回答下列问题(1)核能发电的优点_(写出一条即可)(2)从核能到我们用到的电能，其中经历的能量转化过程是：_(3)若想使反应堆中裂变产生的能量增加，可以进行的操作是_(4)如图所示是重核裂变过程的截面示意图(中子用表示，质子用O表示)其中合理的是_(选填选项前的字母)答案和解析1.【答案】C【解析】解：A、原子是由原子核和电子组成的，故A错误；B、原子弹是利用核裂变原理制成的一种核武器，故B错误；C、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，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正确；D、核辐射是对环境污染很严重的，厚重的保护层，是为了避免核辐射，故D错误。故选：C。(1)原子是由位于中心的原子核及核外绕核转动的电子组成，原子核由质子和中子组成；(2)原子弹是利用了核裂变的链式反应产生的巨大能量；(3)核反应堆主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；(4)核废料是对环境污染很严重的。本题考查了原子的组成和核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握。2.【答案】A【解析】解决此题要知道核能的利用和核能的利用方式。核能是指利用原子核的裂变或聚变过程中释放出能量的现象；质量较大的原子核变成两个相差不大的原子核的现象叫做核裂变；较轻的原子核结合成较重的核的现象叫核聚变，利用核裂变制成了原子弹，利用核聚变制成了氢弹；核裂变可控，而核聚变不可控。【解答】A.氢弹是通过核聚变来获得核能量的，故A符合题意；B.原子弹是通过核裂变来获得核能量的，故B不符合题意；C.核电站是通过核裂变来获得核能量的，故C不符合题意；D.核潜艇是通过核裂变来获得核能量的，故D不符合题意。故选A。3.【答案】C【解析】本题考查对核能的应用的考查，要求学生明确核辐射的本质及核辐射对人类的影响。(1)核在裂变和聚变时都能释放能量，但是由于核聚变不容易控制，故核能发电厂内的核反应堆里发生的是可控的核裂变；(2)核电站使用的就是核燃料，而不是石油或天然气；(3)核辐射主要是指放射性元素放出的射线、射线和射线对人体造成的危害；射线是带正电的氦原子核，射线是高速运动的电子流，射线是穿透力很强的电磁波；(4)核电站中将核能先转化为介质的内能，再推动发电机的转子转动，转化为机械能，并在发电机中最终转化为电能。【解答】A.核在裂变和聚变时都能释放能量，但是由于核聚变不容易控制，故核反应堆中发生的是可控的核裂变，故A错误；B.核电站使用的就是核燃料，而不是石油或天然气，故B错误；C.放射性元素主要是放出射线、射线和射线三种射线，故C正确；D.核电站中将核能先转化为介质的内能，再推动发电机的转子转动，转化为机械能，并在发电机中最终转化为电能，故D错误。故选C。4.【答案】A【解析】本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握。(1)核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；(2)核废料是对环境污染很严重的；(3)核能发电消耗的燃料与火力发电相比非常少；(4)核能的开发和利用可以采用两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量，人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理，核聚变需要高温高压。【解答】A.核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，是可控链式反应，故A正确；B.核废料是对环境污染很严重的，厚重的保护层，是为了避免核辐射，故B错误；C.原子核发生裂变或聚变反应时产生的能量，它比化学能大几百万倍，所以要获得同样的电能，消耗燃料的质量比火力发电厂少很多，故C错误；D.核电站中进行的是核裂变，不需要把核燃料加热到极高的温度，故D错误。故选A。5.【答案】D【解析】核能在当代社会中的应用极为广泛，其优点是显而易见的，但其缺点也是致命的，所以对于任何问题我们都应辩证的看，方能得出正确的评价。(1)核聚变和裂变都能释放能量，但聚变不容易控制，所以核电站是利用核裂变来发电，核能是一种不可再生能源；(2)核反应堆工作时会放出能量，也会产生射线，会对人和其他生物造成伤害，故任何能源的利用都具有两面性，核能也不例外，其优点是非常明显的，清洁、安全、经济等特点都是其他能源与其无法相比的；(3)核能是不可再生能源；(4)核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和一回路系统)和利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统)。【解答】A.核聚变和裂变都能释放能量，但聚变不容易控制，所以核电站是利用核裂变来发电，故A不符合题意；B.任何能源的利用都具有两面性，核能也不例外，其优点是非常明显的，清洁、安全、经济等特点都是其他能源与其无法相比的；而其缺点也是存在的，如核辐射污染、核废料污染也都是极为严重的，故现在我们应严格、合理的开发和利用核能，故B不符合题意；C.核能在使用后短期内无法得到补充，故该能源是不可再生能源，故C不符合题意；D.核能发电的能量传递和转化过程是：核能水和蒸汽的内能发电机转子的机械能电能，故D符合题意。故选D。6.【答案】C【解析】本题考查知识点比较多，主要考查学生多所学知识的灵活应用能力，相对比较简单。(1)核电站是利用核能获得电能的装置；(2)可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源，一旦消耗就很难再生的能源则是不可再生能源；(3)核电站的核反应堆是进行核裂变；(4)核能泄漏会对人和其他生物造成极大伤害。【解答】A.核电站工作过程中，利用核裂变将核能转化为电能，故A错误；B.核能不能在短期内得到补充是不可再生能源，故B错误；C.核电站的核反应堆发生的核裂变，故C正确；D.核泄漏、核辐射给人们带来伤害，故D错误。故选C。7.【答案】A【解析】解决此类问题需要了解核能发电的过程及能量转化过程。核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度升高会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。【解答】A.核电站在发电过程中，核能先转化为水的内能，使水的温度升高，故A正确；B.水受热以后温度升高，会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；C.蒸汽轮机带动发电机转动，发电机将机械能转化为电能，故C错误；D.电取暖器工作时，是将电能转化为内能的过程，故D错误。故选A。8.【答案】中子  聚变  氢弹【解析】解：氢原子核由质子和中子构成。氢原子核在超高温下发生聚变，获得巨大核能，与氢弹获得能量方式相同。故答案为：中子；聚变；氢弹。(1)原子核由质子和中子构成。(2)原子核发生聚变和裂变时，释放巨大的核能。原子弹利用核的裂变原理，氢弹利用核的聚变原理，太阳每时每刻都发生着核聚变。知道原子核的构成，理解核聚变的应用，可解答此题。9.【答案】不可再生  裂变【解析】解：(1)核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。(2)核电站是利用核裂变获得核能发电的。故答案为：不可再生；裂变。(1)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。(2)核裂变可用于制造原子弹和核电站。理解可再生能源和不可再生能源的概念，知道核裂变的应用，可解答此题。10.【答案】链式反应【解析】解：这些中子又会轰击其他铀核于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量的核能。这就是裂变中的链式反应。故答案为：链式反应。核能的利用包括：裂变和聚变。裂变是通过链式反应实现的。理解核能中的裂变是链式反应，可解答此题。11.【答案】不可再生  比热容【解析】解：(1)核能是不可再生能源，短期不能得到补充；(2)因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以当核电站发生重大事故时，为了降低核安全壳周围的温度，灌注海水降温。故答案为：不可再生；比热容。(1)像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。(2)水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少。此题主要考查了比热容和不可再生能源的了解，都属于基础知识，应掌握。12.【答案】核裂变  不可再生  机械能转化成电能【解析】解：人类利用核能发电的主要方式是核裂变；核能会越用越少，核能不能在短期内从自然界得到补充，所以核能属于不可再生能源；利用核能发电过程中，发电机的能量转化是机械能转化成电能。故答案为：核裂变；不可再生；机械能转化成电能。根据核能发电的原理、能源的分类以及能量的转化来分析解答。本题考查了的知识点较多，是一道学科综合题，但难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题。13.【答案】电能  核裂变【解析】解：(1)电能一般都是通过火力发电或水力发电等方式转化过来的，属于二次能源；煤、核能和太阳能属于一次能源；(2)开发和利用核能有两种途径，核裂变和核聚变，其中原子弹是根据核裂变原理制成的。故答案为：电能；核裂变。(1)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；(2)质量较大的原子核变成两个相差不大的原子核的现象叫做核裂变；较轻的原子核结合成较重的核的现象叫核聚变。利用核裂变制成了原子弹，利用核聚变制成了氢弹。本题主要是考查学生对二次能源、核裂变理解和掌握，属于基础题。14.【答案】能量巨大  核能内能机械能电能  让控制棒插入的浅一些  D【解析】解：(1)核能发电的优点之一是核电站只需消耗很少的核燃料，最后可以产生大量的电能。(2)核能发电时，在核反应堆中，核能转化为内能，在汽轮机中，内能再转化为机械能，在发电机中，机械能转化为电能。(3)由材料可知，控制入深一些，吸收的中子就多一些，而去轰击核的中子就会少一些，发生变的铀核就会减少，产生的能量就会减少，因此若想使反应堆中裂变产生的能量增加，可让控制棒插入的浅一些。(4)用中子轰击铀核(铀核是重核)，发生了重核裂变，裂变不但可以释放出能量，同时还发射出几个中子，这些中子又会去轰击其它的核，继续发生裂变，所以D图正确。故答案为：(1)能量巨大；(2)核能内能机械能电能；(3)让控制棒插入的浅一些；(4)D。(1)由材料中的“裂变不但可以释放出能量，同时还发射出几个中子，这些中子又会去轰击其它的核，继续发生裂变，从而产生巨大的能量”可得出答案；(2)根据核电站的组成部分，逐一分析各个工作阶段发生的能量转化，即可得出核能发电的整个能量转化过程；(3)由“人们用容易吸收中子的某种材料做成足够长的控制棒插入反应中心，控制入深一些，吸收的中子就多一些，而去轰击核的中子就会少一些，发生变的轴核就会减少，产生的能量就会减少“可得出答案；(4)根据题意，中子轰击铀核(铀核是重核)，发生了重核裂变，同时还发射出几个中子，这些中子又会去轰击其它的核，据此分析。本题是一道信息给予题，全面了解核能利用的原理、过程及特点，是解决此题用到的主要知识。同时，通过此题我们也应对核安全引起一定的重视。10