3.7核能 同步练习（含解析）

核能
一、单选题
1.2020年12月，温州首个核电站三澳核电站获国家批准建设。该核电站的发电原理及电能输送如图所示，则以下叙述不正确的是( )
A. 核反应堆里的是核裂变反应 B. 汽轮机将机械能转化为内能
C. 发电机的主要原理是电磁感应 D. 电网在输送电能时会消耗电能
2.下列关于核能的说法中不正确的是( )
A. 核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
B. 如果对裂变的链式反应不加控制，会在极短时间内释放巨大的能量，发生猛烈爆炸
C. 氢弹是利用轻核聚变制成的核武器
D. 原子弹是利用轻核聚变或重核裂变制成的核武器
3.利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。下面有关核电站的说法正确的是( )
A. 核反应堆是利用核聚变原理工作的
B. 汽轮机将机械能转化为内能
C. 发电机将机械能转化为电能
D. 核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应，都是不加控制的
4.2020年12月，我国自主研制的核聚变关键装置“中国环流器二号M装置”实现首次放电，标志着我国核聚变发展取得重大突破。下列关于核聚变的说法，正确的是（ ）
A. 原子核必须在超高温下才能发生聚变
B. 任何两个原子核都可以发生聚变
C. 原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D. 目前核电站是利用核聚变释放的核能发电的
5.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为下列说法正确的是（ ）
A. 原子弹是利用核裂变，核电站是利用核聚变 B. 氢弹是利用核聚变，太阳内部发生的是热核反应
C. 原子弹对聚变的链式反应速度不加控制 D. 核能是一种可再生资源，但它的污染较严重
6.如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A. 该模型表示的是核聚变 B. 该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C. 该反应不会产生放射性物质 D. 不能用该反应获得能量的方式来发电
7.电影《厉害了，我的国》自今年3月2日在全国上映来燃爆各大影院，特别是作为大国工程和“一带一路”国家名片的“华龙一号”核电机组（如图），代表创新成果的人造太阳，在影片中亮相，再次彰显了大国实力，很是抢镜！以下关于核电站说法正确的是（ ）
A. 利用核聚变原理 B. 利用核裂变原理
C. 核能直接转化为电能 D. 核能是原子内部的化学反应释放出来的能量
8.2019年的“国际惯性聚变科学与应用”(ICF)会议上，我国理论物理学家、宁波籍中国科学院院士贺贤土荣获了世界核聚变能源领域最高奖——爱德华·泰勒奖。下列关于核聚变说法正确的是( )
A. 核电站利用核聚变反应提供能量 B. 核聚变放出的能量巨大
C. 核聚变都是可控制的 D. 核聚变的原料来自普通水
9.“华龙一号”作为“一带一路”建设的新名片，是中国核电“走出去”战略的主要典范之一。以下关于核电站的说法正确的是( )
A. 核反应堆中发生的是核聚变
B. 核能的使用不需要任何防护，不会产生任何污染
C. 放射性元素放出的射线有a射线、β射线和γ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
10.如图为核电站发电流程图。在发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是（ ）
A. 核能→化学能→机械能→电能 B. 核能→内能→机械能→电能
C. 核能→机械能→内能→电能 D. 核能→内能→化学能→电能
11.任何事物都具有两面性，我们要学会辨证地看问题。下列有关核能的说法中正确的是( )
A. 无污染的太阳能是核聚变释放的能量，所以核聚变不会有污染
B. 用核裂变释放的能量来发电的核电站很安全，所以使用核能无任何风险
C. 核燃料裂变后的核废料是一种污染物
D. 核电站一般选址在沿海，是因为可以将核反应后的废弃物排入海里
12.为缓解电力紧张的状况，我省正在加大核电站的建设．下列说法正确的是（ ）
A. 核电站将核能最终转化为电能 B. 核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
C. 核能发电使用的燃料是天然气 D. 核电站利用的核能属于可再生能源
二、填空题
13.目前的核电站是利用 时产生的大量热量，这些热量使水变成 ， 高温高压的 推动汽轮机运转，再带动 发电。
14.核能是 在转变过程中所释放出来的能量。 和 是获得核能的两种途径。
三、解答题
15.如图所示是核电站原理示意图，对目前建成运转的核电站来说：
（1）核电站的核心是________，它是以________为核燃料的，是利用了原子核裂变的________反应产生的能量来发电的．
（2）核电站使用过的核燃料称为________，它具有________性，会对人和其他生物造成伤害，处理方法：________．
（3）秦山核电站的功率为3.0×105kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.2×1010J，并且假设所产生的能量都变成了电能，那么每年（按365天计算）要消耗铀235的质量为________ kg．（结果保留一位小数）
四、实验探究题
16.核电站的核反应堆是通过重核裂变释放核能的装置，如图是核电站的原理图。核反应堆中发生重核裂变，释放出核能传递给水，产生高温、高压水蒸气，推动蒸汽轮机带动发电机发电。请回答下列问题。
（1）.核反应堆是通过可控 反应释放核能的设备。
（2）.核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有 。
（3）.根据上图，请在方框内完成核电站发电过程中能量转化的流程图：
（4）.仔细观察核电站的原理图。在发电过程中，水发生的物态变化有汽化和 。
核电站在运行过程中要产生巨大热量，常用水来冷却，这是因为水具有 ，所以核电站一般建在海边。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【分析】根据核电站的工作过程、能量转化等知识分析判断。
【解答】A.核反应堆里的是可控核裂变反应，故A正确不合题意；
B.汽轮机将水蒸气的内能转化为机械能，故B错误符合题意；
C.发电机的主要原理是电磁感应，故C正确不合题意；
D.电网在输送电能时，会发热，会消耗电能转化为内能，故D正确不合题意。
故选B。
2.【答案】 D
【解析】【分析】核能分为裂变和聚变两种，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；聚变主要应用在氢弹上。核电站是利用原子核裂变的链式反应释放出大量的核能，是可控链式反应。
【解答】A、核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的，A不符合题意；
B、如果对裂变的链式反应不加控制，会在极短时间内释放巨大的能量，发生猛烈爆炸，B不符合题意；
C、氢弹是利用轻核聚变制成的核武器，C不符合题意；
D、原子弹是利用重核裂变（链式反应）而制成的核武器，D符合题意。
故答案为：D
3.【答案】 C
【解析】【分析】根据核反应堆的工作原理和过程分析判断。
【解答】A.核反应堆是利用核裂变原理工作的，故A错误；
B.汽轮机将内能转化为机械能，故B错误；
C.发电机将机械能转化为电能，故C正确；
D.核电站发电是可控核裂变，原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控制的，故D错误。
故选C。
4.【答案】 A
【解析】【分析】根据核聚变的定义和用途等知识分析判断。
【解答】A.原子核必须在超高温下才能发生聚变，故A正确；
B.核聚变是由质量小的原子，在一定条件下发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，因此并不是任何两个原子都能发生聚变，故B错误；
C. 原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核裂变，故C错误；
D. 目前核电站是利用可控核裂变释放的核能发电的，故D错误。
故选A。
5.【答案】 B
【解析】【分析】根据核电站的工作原理和能量转化过程分析即可。
【解答】A. 原子弹是和核电站都是利用核裂变，故A错误；
B. 氢弹是利用核聚变，太阳内部发生的是热核反应，故B正确；
C. 原子弹对核裂变的链式反应速度不加控制，故C错误；
D.核能是不可再生资源，它的污染较严重，故D错误。
故选B。
6.【答案】 B
【解析】【分析】（1）核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。
（2）根据核聚变的过程分析；
（3）根据核聚变的产物分析；
（4）根据核聚变的能量利用形式分析。
【解答】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
故选B。
7.【答案】 B
【解析】【分析】根据核电站的知识分析判断。
【解答】核电站利用的可控核裂变原理，故A错误，B正确；
在核电站中，先通过核反应堆，将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能，故C错误；
核能是有原子的变化（裂变或聚变）时释放出来的能量，由于变化在原子层面，没有新分子生成，所以不属于化学变化，故D错误。
故选B。
8.【答案】 B
【解析】【分析】（1）根据核电站的工作原理分析；
（2）核聚变，即轻原子核结合成较重原子核，同时放出巨大能量；
（3）核聚变本身很容易达到，但最难做到的是控制反应速度和温度；
（4）核聚变的原材料是氘。
【解答】A. 核电站利用核裂变反应提供能量，故A错误；
B.核聚变放出的能量巨大，故B正确；
C.核聚变是不可控制的，故C错误；
D.核聚变的原料来自海水，故D错误。
故选B。
9.【答案】 C
【解析】【分析】根据有关核电站的工作原理、过程和能量转化的知识分析判断。
【解答】A.核反应堆中发生的是核裂变，故A错误；
B.在使用核能时，由于原料为放射性元素，因此会造成核污染，那么必须使用合理且有效的防护措施，故B错误；
C.放射性元素放出的射线有a射线、β射线和γ射线，故C正确；
D.核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能，故D错误。
故选C。
10.【答案】 B
【解析】【分析】根据核电站的工作过程确定它的能量转化即可。
【解答】根据图片可知，原子反应堆将核能转化为内能，通过热交换器将内能传递给水；水吸热产生大量的高温高压的水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机工作，将内能转化为机械能；最后通过蒸汽轮机带动发电机旋转，将机械能转化为电能。
因此核电站的能量转化过程为：核能→内能→机械能→电能。
故选B。
11.【答案】 C
【解析】【分析】根据对核能的认识分析判断。
【解答】A.核聚变时会产生大量的核辐射，对周围环境会产生很大的伤害，故A错误；
B.用核裂变释放的能量来发电的核电站要做好保护措施，一旦发射核泄漏，那么会对周围的动物、植物和环境产生永久性的损害，故B错误；
C.核燃料裂变后的核废料仍然存在核辐射，对于环境来说仍然是污染物，故C正确；
D.核电站一般选址在沿海，是因为核燃料有巨大的热能产生需要用水作为载体来进行散热和冷却， 核电站需要大量的水进行冷却，建在海边用水方便，也可降低成本，故D错误。
故选C.
12.【答案】 A
【解析】【分析】所谓核能发电，就是利用“原子锅炉”燃烧核燃料来发电。1千克核燃料铀发出的电与大约2400吨煤发出的电相同，所以，核能是新能源世界里的“巨人”。与其他能源相比，核能又是一种安全可靠的能源。例如，美国在往火力发电站运煤过程中，每年约有100人死于交通事故，而井下采煤，每采100万吨煤难免死亡几人。比较起来，核电站的风险要小得多。关于核电的成本，早在20世纪70年代初，在一些工业发达的国家已与火力发电成本相当，后来由于石油价格的上涨和核电技术的提高，核电成本已低于火力发电成本．在法国，核电的成本比火电要低30％．随着核电技术的发展进步，核电的成本将会更加低于火力、水力发电。
【解答】A、核电站将核能最终转化为电能，A符合题意。
B、核反应堆中发生的是可控的核裂变， B不符合题意。
C、核能发电所需的核燃料较少，C不符合题意。
D、核能是不可再生能源，短期不能得到补充，D不符合题意。
故答案为：A
二、填空题
13.【答案】 原子核裂变；水蒸气；水蒸气；发电机
【解析】【分析】根据核电站的工作过程和能量转化解答。
【解答】目前的核电站是利用原子核裂变时产生的大量热量，这些热量使水变成水蒸气，高温高压的水蒸气推动汽轮机运转，再带动发电机发电。
14.【答案】 原子核；裂变；聚变
【解析】【分析】根据核能的定义和获取方式解答。
【解答】核能是原子核在转变过程中所释放出来的能量。裂变和聚变是获得核能的两种途径。
三、解答题
15.【答案】 （1）核反应堆；铀；链式
（2）核废料；放射；深埋在荒无人烟的地下
（3）1153.7
【解析】【分析】（1）核电站是利用核能发电，它的核心设备是核反应堆．核电站的核反应堆是利用可控的重金属铀核裂变反应释放核能的设备．即通过链式反应加以控制．（2）虽然核能发电有很多优点，但是核废料因具有放射线，故必须慎重处理．（3）据发核电站的功率和时间可计算出发电量，结合1克铀235完全裂变时产生的能量为8.2×1010焦计算即可；
【解答】解：（1）据课本知识可知，）核电站是利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，它是以铀为核燃料的，是利用了原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的．（2）核电站使用过的核燃料称为核废料，核废料具有放射性；会对人和其他生物造成伤害，处理方法：深埋在荒无人烟的地下；（3）一个年发电量是：W=Pt=3×109W×356×24×3600s=9.46×1016J；
1克铀235完全裂变时产生的能量为8.2×1010焦；故9.46×1016J的电能相当于铀裂变的质量为：
m= ≈1.1537×106g=1153.7kg；
故答案为：（1）核反应堆；铀；链式；（2）核废料；放射；深埋在荒无人烟的地下；（3）1153.7．
四、实验探究题
16.【答案】 （1）核裂变
（2）放射性
（3）内能
（4）液化；较大的比热容
【解析】【分析】（1）核裂变分为可控核裂变和不可靠核裂变，前者的应用就是核反应堆发电，而后者的应用就是原子弹；
（2）根据核燃料的放射性解答；
（3）根据核反应堆发电的过程确定能量转化；
（4）物质由液态变成气态叫汽化，由气态变成液态叫液化。根据Q=cm△t可知，质量相同的不同物质升高相同的温度时，比热容越大，吸收的热量越多，自然散热效果越好，据此分析解答。

【解答】（1）核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设备。
（2）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有放射性。
（3）核燃料发生核裂变，释放出核能；然后水加热，将核能转化为内能，生成高温高压的水蒸气；水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能，则方框内为内能。
（4）水吸热，由液态变成气态发生汽化现象；水蒸气推动汽轮机转动后，内能减小，温度降低，从气态变成液态发生液化现象。
核电站在运行过程中要产生巨大热量，常用水来冷却，这是因为水具有较大的比热容 ，所以核电站一般建在海边。