3.7核能 同步练习（含解析）

核能
一、单选题
1.2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装(HL-2M)在成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为我国新型核反应堆的自主，设计与建造打下坚实基础。该反应堆发生的核反应属于( )
A. 核聚变 B. 核裂变 C. 有的是核聚变，有的是核裂变 D. 既不是核裂变，也不是核聚变
2.2020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
3.核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是( )
A. 核能→化学能→内能→电能
B. 核能→化学能→机械能→电能
C. 核能→内能→机械能→电能
D. 核能→机械能→内能→电能
4.2019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
5.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
6.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是（ ）
A. 核电站是将化学能转化为内能 B. 核反应堆中的链式反应是可控的
C. 核反应堆就是原子弹爆炸 D. 太阳内部是核裂变释放核能的
7.下列说法正确的是（ ）
A. 目前人类已经大规模应用核聚变和核裂变的方式发电 B. 能满足能量守恒定律的事件就一定能发生
C. β射线是带负电的高速运动的氦原子核流 D. 地球上绝大部分能量来自太阳的核聚变
8.关于核电站，下列说法中不正确的是（ ）
A. 核电站的核心是核反应堆，它可以将核能转化为内能 B. 核电站是利用核聚变产生的能量来发电的
C. 反应堆中的反应是可控的，核电是清洁的、高效的 D. 核电站中用到的蒸汽轮机属于热机
9.如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A. 核反应堆将核能转化为电能 B. 蒸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. 各种用电器将其他形式的能转化为电能
10.我们认为原子弹和核电站的根本区别是( )
A. 原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B. 原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C. 原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
D. 原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
11.关于核能的获得，下列说法中正确的是( )
A. 核反应堆是利用原子核裂变时在极短的时间内放出大量核能的装置
B. 当原子核内部发生变化时，能释放巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两条途径
C. 核裂变时发生热核反应，核聚变时发生链式反应
D. 氢弹是利用原子核发生可控制的核裂变时能释放巨大核能的武器
12.利用核能发电(如图)是人们和平利用核能的一个重要方向。下列有关核电站的叙述正确的是（ ）

A. 核反应堆是利用核聚变原理工作 B. 发电机工作时电能转化为机械能
C. 核电站工作可将核能转化为电能 D. 核泄漏释放的放射性物质对人体是无害的
二、填空题
13.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。
14.太阳核心的温度高达1500万摄氏度，在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 (选填“裂变”或“聚变”)，释放出巨大的核能。
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】 A
【解析】【分析】根据核反应堆的工作原理判断。
【解答】核反应堆应用的是可控的核裂变，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2.【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。
3.【答案】 C
【解析】【分析】根据核电站的工作过程确定能量转化的过程。
【解答】核燃料通过核反应堆将核能转化为内能；然后给水加热，产生大量的高压的水蒸气，通过汽轮机将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机旋转发电，即将机械能转化为电能，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
4.【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。
5.【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。
6.【答案】 B
【解析】【分析】根据对核反应堆的认识分析判断。
【解答】A.核电站是将核能转化为内能，故A错误；
B.核反应堆中的链式反应是可控的，故B正确；
C.核反应堆发生可控核裂变，而原子弹爆炸发生不可控核裂变，故C错误；
D.太阳内部是核聚变释放核能的，故D错误。
故选B。
7.【答案】 D
【解析】【分析】能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持球上90%能量来自太阳内部氢原子核的裂变不变。
【解答】A. 目前人类已建立的核电站，利用核裂变发电，错误；
B. 能量的转移是有方向性的，所以 能满足能量守恒定律的事件不一定能发生 ，错误；
C. β射线是高速电子流，β粒子带一个单位负电，不是 氦原子核流 ，错误；
D. 地球上90%能量来自太阳内部氢原子核的聚变，正确。
故答案为：D
8.【答案】 B
【解析】【分析】在核电站中，核反应堆利用核裂变，将核能转化为内能，并且人们能够很好的控制核反应的速度。
【解答】A、核反应堆将核能转化为内能，故A正确，但不符合题意；
B、核电站是利用核裂变产生的能量发电，故B错误，但符合题意；
C、核反应是可以控制的，核电不产生灰尘、二氧化碳等废物，因此，核电是清洁的、高效的，故C正确，但不符合题意；
D、核电站先将核能转化为内能，然后利用蒸汽轮将内能转化为机械能，再发电，故D正确，但不符合题意；
故选B。
9.【答案】 C
【解析】【分析】知道核电站发电过程中能量的转化：核反应堆把核能转化为内能，汽轮机把内能又转化为机械能；发电机把机械能转化为电能；用电器工作时将电能转化为其他形式的能。
【解答】A、核反应堆将核能转化为内能，故A错误；
B、蒸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、各种用电器将电能转化为其他形式的能，故D错误。
故答案为：C。
10.【答案】 C
【解析】【分析】原子弹和核电站利用的都是核裂变，但原子弹的核裂变不可控，核电站利用的核裂变可控，据此选择即可。
【解答】原子弹和核电站利用的都是核裂变，故A、B错误；
原子弹的核裂变不可控，核电站利用的核裂变可控，故C正确、D错误。
故选C。
11.【答案】 B
【解析】【分析】核能利用的两种方式：核裂变和核聚变。核电站利用可控核裂变发电，原子弹利用不可控核裂变制造武器；核聚变叫热核反应，核裂变叫链式反应，据此回答。
【解答】A.核反应堆利用的是可控的核裂变进行发电，因此它的反应比较缓慢，故A错误；
B.当原子核内部发生变化时，能释放巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两条途径，故B正确；
C.核聚变叫热核反应，核裂变叫链式反应，故C错误；
D.氢弹是利用核聚变时释放巨大核能的武器，故D错误。
故选B。
12.【答案】 C
【解析】【分析】（1）核变化包括核的裂变和核的聚变，两者都能释放出巨大的能量，目前人类能利用的核能是裂变释放的能量。（2）发电机主要利用蒸气推动发电机转动，是机械能转化为电能。（3）核变化释放的放射性物质对生物有害。
【解答】A、核反应堆是利用核聚变原理工作 ，利用的是核裂变的能量，A错误；
B、发电机工作时电能转化为机械能，是机械能转化为电能，B错误；
C、核电站工作可将核能转化为电能 ，叙述正确，C正确；
D、核泄漏释放的放射性物质对人体是无害的，放射性物质对人体有害，D错误。
故选C
二、填空题
13.【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。
14.【答案】 聚变
【解析】【分析】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，据此分析解答。
【解答】太阳核心的温度高达1500万摄氏度，在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。
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。
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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