3.7核能 同步练习（含解析）

核能
一、单选题
1.学习了第三章知识后，小科整理了一些笔记，下列说法正确的是（ ）
A. 原子弹爆炸属于裂变中的链式反应，氢弹爆炸属于聚变与核电站类似
B. 当物体的温度不变时，内能也不会变
C. 垂直地面向上抛物体，最高点时物体的速度为0，所以动能也为0
D. 当手拿物体抬起或放下时，手臂属于省力杠杆
2.随着“一带一路”进入世界各国，核电和高铁已经成为中国响亮的名片。下列相关说法错误的是( )
A. 核电站利用核裂变将核能转化为电能 B. 核废料具有放射性，必须要合理处理
C. 铁轨铺在枕木上，通过减小压力来减小压强 D. 在安全线外候车，是因为气体的流速大，压强小
3.能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能
B. 发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
C. 汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同
D. 手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功
4.下列对2019年最新热播影片《流浪地球》中出现的情景解释错误的是（ ）
A. 核聚变反应——元素种类不变 B. 核聚变反应——释放大量能量
C. 地球表面的水变成冰——凝固 D. 地球上短波通讯受影响——太阳活动增强
5.电影《流浪地球》开启了中国科幻电影元年，影片中涉及到许多我们学过的科学知识，以下观点正确（ ）
A. 在太阳内部，发生核裂变产生光和热
B. 地球发动机喷射的燃气推动地球前进，说明物体间力的作用是相互的
C. 关闭地球发动机后地球仍能向前运动，这是由于受到惯性的作用
D. 开启地球发动机使地球加速前进的过程中机械能守恒
6.下列说法正确的是（ ）
A. 目前人类已经大规模应用核聚变的方式发电 B. 能量既不会消灭，也不会创生，但可以转化或转移
C. a射线是带负电的高速运动的氦原子核流 D. 地球上90%能量来自太阳内部氢原子核的裂变
7.2011年3月22日媒体报道：日本福岛第一核电站各机组表面温度都低于100℃，意味着各机组乏燃料池中有水存在，这就不会发生大的事故．如图所示，为核电站发电流程图．下列说法不正确的是（　　）
A. 核燃料是不可再生能源，核反应堆是控制链式反应的装置，核电站发生的是原子核裂变
B. 乏燃料池中的水汽化吸热可以降低机组的温度，蒸汽带动轮机工作
C. 蒸汽轮机将核能最终转化为机械能
D. 发电机将机械能转化为电能，蒸汽轮机的效率总是小于1
8.如图所示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
9.关于能源和信息，下列说法中正确的是（ ）
A. 化石能、水能、风能均是可再生能源
B. 光纤通信是利用激光通过光导纤维来传递信息的
C. 目前的核电站都是利用核聚变释放的能量来发电的
D. 卫星通信是通过通信卫星利用微波或超声波传递信息的
10.中科院的全超导的“人造太阳”一一托克马克核聚变试验装置的调试运行成功，使我国在该领域的研究处于世界前列。氘和氚是核聚变的原料(氘、氚原子核内都只有l个质子，但含不同数目的中子)，聚变发生后，氘、氚原子核转变为氦原子核。根据以上叙述，下列说法正确的是( )
A. 核聚变是化学变化 B. 氘原子和氚原子属于不同元素
C. 氘原子和氚原子是氢的两种同位素 D. 氘原子和氚原子的相对原子质量相同
11.能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（ ）。
A. 核反应堆进行可控的核聚变释放核能，转化为家庭电路所需的电能
B. 发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
C. 汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同
D. 手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质都是电流做功
12.下列说法中，错误的是（　　）
A. 目前，核电站是通过核裂变来实现的
B. 光纤通信是利用激光传输信息的
C. 安全用电的原则是：不接触低压带电体，不靠近高压带电体
D. 制造电动机依据的主要原理是：通电螺线管周围存在磁场
二、填空题
13.如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核模型，该模型表示的是 （选填“核聚变”或“核裂变”）
14.现在各国科研人员都在致力于一些新型材料的研究。
（1）英国科研人员研制出自动灭火陶瓷砖，砖里压入一定量的氦气和二氧化碳，这种砖砌成的房屋发生火灾时，在高温烘烧下，砖会裂开并喷出氦气和二氧化碳，从而抑制和扑灭火焰。喷出的氦气和二氧化碳能达到灭火目标的原理是________。
（2）中国科研人员首次在自然界发现铀，金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用，此反应堆获得核能的途径是________。(选填“核裂变”或“核聚变”)。
三、解答题
15.如图所示是核电站原理的示意图，结合这张图，简要叙述核电站是如何工作的．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【分析】（1）根据核裂变和核聚变的知识分析；
（2）根据内能与温度的关系判断；
（3）动能与物体的质量和速度有关；
（4）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】A.原子弹爆炸和核电站都属于裂变中的链式反应，氢弹爆炸属于聚变，故A错误；
B.当物体的温度不变时，内能可能改变，例如晶体熔化时不断吸热，则内能增大，但是温度不变，故B错误；
C.垂直地面向上抛物体，最高点时物体的速度为0，所以动能也为0，故C正确；
D.当手拿物体抬起或放下时，肘关节相当于支点，阻力作用在手上，而肱二头肌施加动力，此时动力臂小于阻力，则手臂为费力杠杆，故D错误。
故选C。
2.【答案】 C
【解析】【分析】（1）根据有关核电站的知识分析；
（2）根据有关核材料的知识分析；
（3）减小压强的方法：①减小压力；②增大受力面积；
（4）根据流体压强和流速的关系分析。
【解答】A.核电站利用核裂变将核能转化为电能，故A正确不合题意；
B.核废料具有放射性，必须要合理处理，故B正确不合题意；
C.铁轨铺在枕木上，通过增大受力面积来减小压强，故C错误符合题意；
D.在安全线外候车，是因为铁轨附近气体的流速大，压强小，而周围的空气流速小压强大，会产生向铁轨内部的压强差，故D正确不合题意。
故选C。
3.【答案】 D
【解析】【分析】根据核能发电的相关知识分析判断。
【解答】A.核反应堆进行的核裂变释放核能，核能再对水加热，转化为水蒸气的内能，然后水蒸气再推动汽轮机旋转，并带动发电机旋转发出电能，即将内能转化为机械能，再将机械能转化为电能，，故A错误；
B.发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水，故B错误；
C.汽轮机工作是利用做功的方式改变水的内能，而电热壶内水温升高是利用热传递改变内能，故C错误；
D.手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功，故D正确。
故选D。
4.【答案】 A
【解析】【分析】（1）核聚变是2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。
（2）物质从固态变成液态的过程叫做熔化，从液态变成固态的过程叫做凝固。
（3）太阳活动对地球的影响很大。例如，耀斑增强时地球上的短波通信会受到明显影响。太阳黑子、耀斑活动增强时，人们需要用各种防晒措施来避免太阳光中过强的紫外线对皮肤的损伤。
【解答】A核聚变是原子核的重新组合，在变化中原子核发生了变化，故元素的种类也发生了变化，故说法错误，符合题意。
B核聚变过程中会释放出巨大的能量，故说法正确，不符合题意。
C水是液态的，并是固态的，所以水结冰的过程称之为凝固，故说法正确，不符合题意。
D耀斑增强时地球上的短波通信会受到明显影响，故说法正确，不符合题意。
故答案为：A
5.【答案】 B
【解析】【分析】本题根据力学的相关知识解题即可。
【解答】A、在太阳内部发生的是核聚变产生光和热，而核裂变式子弹的原理，故A错误；
B、地球发动机喷射的燃气推动地球前进，这说明物体间的力的作用是相互的，所以B正确；
C、关闭地球发动机后地球仍能向前移运动，这是由于地球具有惯性，而不能说受到惯性的作用，惯性是物质的一种特性，而不是力的作用，所以不能说受到惯性的作用，C错误；
D、地球发动机是地球加速前进，地球的速度不断增加，而质量减少较少可忽略不计，所以说机械能在不断的增加，D错。
故答案为：B
6.【答案】 B
【解析】【分析】（1）核电站是利用核裂变来发电；
（2）根据能量守恒定律的内容判断；
（3）α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时，两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来；
（4）太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变。
【解答】A.目前人类已建立的核电站，利用核裂变发电而不是核裂变，故A错误；
B.根据能量守恒定律可知，能量既不会消灭，也不会创生，但可以从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，故B正确；
C.α射线是带正电的高速运动的氦原子流，故C错误；
D.地球上90%能量来自太阳内部氢原子核的聚变而不是裂变，故D错误。
故选B。
7.【答案】 C
【解析】【分析】①核电站是利用核裂变来释放核能的，核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应，从而实现核能向内能转换的装置．
②水的汽化可以吸收大量的热，给机组降温．
③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．
④任何机器工作时的效率都会小于1．解决此类问题只需要了解核能发电的过程及能量转化过程即可，难度不大．
【解答】解：A、核燃料是不可再生能源，核反应堆是控制链式反应的装置，核电站发生的是原子核裂变，说法正确；
B、乏燃料池中的水汽化吸热可以降低机组的温度，蒸汽带动轮机工作，说法正确；
C、蒸汽轮机将内能转化为机械能，而不是将核能转化为机械能，故C错误；
D、发电机将机械能转化为电能，蒸汽轮机的效率总是小于1，说法正确．
故选C．
8.【答案】 B
【解析】【分析】结合流程图，搞清核反应堆、汽轮机、发电机中各自的能量转化情况，便可分析出整体的能量转化过程．明确核电站的工作流程，对我们理解其能量转化的整体过程非常有帮助．
【解答】解：在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，最终输送到电网上，因此，选项B的描述符合题意．
故选B．
9.【答案】 B
【解析】【解答】A、化石能属于不可再生能源．故A说法错误．B、光纤通信是利用激光通过光导纤维来传递信息的，此说法正确．C、核电站是利用核裂变来释放能量的．故C说法错误．D、卫星是通过长波来传递信息的．故D说法错误．故选B．
【分析】可再生能源是指可以重复利用的能源．光纤又称光导纤维，它通过激光来传递信息．核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的．卫星通信是利用长波来进行信息传递的。
10.【答案】 C
【解析】【分析】A、化学变化是生成新物质的变化；
B、质子数相同元素种类相同；
C、根据同位素的概念分析；
D、质子数与中子数相同，原子质量相同。
【解答】A、化学变化是生成新物质，不是生成新原子，故错误；
B、质子数相同元素种类相同，氘原子和氚原子质子数相同，属于同种元素，故错误；
C、氘、氚原子核内都只有1个质子，但含不同数目的中子，因此氘原子和氚原子是氢的两种同位素故正确；
D、质子数与中子数相同，原子质量相同，氘原子和氚原中子数不同，质量一定不同，故错误。
故答案为：C
11.【答案】 D
【解析】【分析】（1）核电站利用原子的核裂变释放核能，然后转化为电能；
（2）发电机的工作原理是电磁感应现象；
（3）水蒸气对外界做功，内能减小；外界对水蒸气做功，内能增加；
（4）用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。
【解答】A.核反应堆进行可控的核裂变释放核能，转化为家庭电路所需的电能；
B.发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水；
C.汽轮机工作是水蒸气做功将内能转化为机械能的过程，而壶内水升温是利用热传递的方式改变内能，因此二者不同，故C错误；
D.手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质都是电流做功，故D正确。
故选D。
12.【答案】 D
【解析】【分析】（1）核电站是利用核能来发电的，核能来自于放射性的物质铀；（2）光纤通信利用光导纤维传播信号，光在光导纤维中经多次反射向前传播，激光的频率高，传输的信息量大；（3）不接触低压带电体，不靠近高压带电体是安全用电的原则；（4）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动．本题考查了核能发电、光纤通信、安全用电、电动机的原理，是一道综合性题目．
【解答】解：
A、核电站是通过可控的核裂变产生的能量来发电，所以A正确；
B、光纤通信是利用激光传输信息的，激光的频率高，传输的信息量大，所以B正确；
C、安全用电的原则是：不接触低压带电体，不靠近高压带电体，所以C正确；
D、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，所以D错误．
故选D．
二、填空题
13.【答案】 核裂变
【解析】【分析】根据核裂变的定义分析解答。
【解答】核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式，则该模型表示的是核裂变。
14.【答案】 （1）隔绝助燃剂
（2）核裂变
【解析】【分析】1、灭火可通过降低温度到可燃物着火点以下，可通过隔绝助燃剂；
2、核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。核反应堆是通过可以控制的裂变反应释放核能的设备。
【解答】（1）氦气与二氧化碳都是不能燃烧也不支持燃烧，且二氧化碳密度比空气大，砖裂开时喷出的氦气和二氧化碳会隔绝空气，所以灭火的原理是隔绝助燃剂；
（2）核反应堆是通过可以控制的裂变反应释放核能的设备，题中反应堆获得核能的途径是核裂变。
故答案为：（1）隔绝助燃剂 （2）核裂变
三、解答题
15.【答案】 核反应堆产生的大量的核能使水汽化变成水蒸气，此过程把核能转化为水和水蒸气的内能； 水蒸气带动汽轮机工作，内能转化为机械能； 汽轮机推动发电机发电，是机械能转化为电能，最终实现了核能向电能的转化．
【解析】【解答】根据核电站的发电原理把发电过程简要的叙述出来即可。核反应堆产生的大量的核能使水汽化变成水蒸气，此过程把核能转化为水和水蒸气的内能； 水蒸气带动汽轮机工作，内能转化为机械能； 汽轮机推动发电机发电，是机械能转化为电能，最终实现了核能向电能的转化．
【分析】解决此题需要了解核电站的发电原理及其能量转化．