人教版九年级全一册22.2核能 同步练习（含解析）

人教版九年级全一册 22.2 核能
一、单选题
1．福清核电5号机组是利用核反应堆发生核反应发电，下列说法正确的是（　　）
A．核反应堆是利用核裂变产生核能
B．核能属于可再生能源
C．用水给堆芯降温，是水的比热容小
D．发电机把电能转化为机械能
2．关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（　　）
A．目前所建成的核电站，都是利用核聚变释放的能量发电的
B．光不能在弯曲的光纤中传播
C．核能、风能和太阳能均属于可再生能源
D．通过手机微信的“扫一扫”，就可以参与抢红包，这一过程是靠电磁波传递信息的
3．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　）
A．核能是可再生能源 B．录音磁带和VCD光碟都应用了磁性材料
C．发光二极管是用半导体材料制成的 D．目前核电站利用核聚变发电的
4．关于信息传递和能源，下列说法正确的是（　　）
A．5G通讯技术是利用超声波传递信息
B．在真空中，5G信号比4G信号的传播速度快
C．核能、太阳能都是不可再生能源
D．核电站是利用核裂变所释放的能量发电
5．关于原子、能源和能量，下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电的实质是原子核发生了转移
B．“可燃冰”属于可再生能源
C．原子弹和氢弹都利用了核聚变释放能量
D．目前核电厂的核能是通过核裂变释放的
6．月球表面为真空，白天最高温度可达160，夜间最低温度可达﹣180，环境极端严酷，然而月球含有丰富的可用于核聚变反应的氦3资源。2019年1月3日10点26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆。拍摄的世界第一张近距离月背影像图如图所示，通过“鹊桥”中继星传回地球，揭开了古老月背的神秘面纱。下列说法中正确的是（　　）
A．人在月球表面可以通过说话进行交流
B．月球背面的照片是通过中继星利用电磁波传回地球的
C．目前核电站使用的是核聚变反应释放的能量
D．在月夜可利用超导材料发热为月球车提供热量
7．下列说法中正确的是（　　）
A．核电站发电时将利用核聚变将核能转化为电能
B．通电铜导线中的电流方向与该导线中自由电子定向移动的方向一致
C．电动车电池在充电时是将电能变成化学能
D．风能、水能、太阳能和核能都是一次能源且均为可再生能源
8．下列叙述错误的是（　　）
A．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
B．拦河大坝上窄下宽，是因为液体压强随着深度的增加而增大
C．某些物质在温度很高时，电阻就变成了0，这种现象称为超导现象
D．在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就可以实现除南北极点外的全球通信
9．能量是物理学中极其重要的一个基本概念，通过学习知道：能在转化或转移过程中是有方向性的，且能的总量保持不变，下列物理现象分析正确的是（　　）
A．图甲是陶罐电镀，在此过程中电能转化为内能
B．图乙是四冲程汽油机的做功冲程，机械能转化为内能
C．图丙是直流电动机，工作时电能转化为机械能
D．图丁是核电站工作流程，核能→内能→机械能→电能
10．2020年11月27日0时41分，“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功。这标志着中国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列。下列有关核能的说法正确的是（　　）
A．核能是可再生能源 B．核反应堆中发生的是核裂变
C．核能不会对环境造成污染 D．核反应堆内发生的链式反应是不可控的
二、填空题
11．如图所示是由中国上海江南造船厂建造的003型航母预测图。该航母将在2021年下水，有专家预计它将采用核动力和电磁弹射技术。核动力就是利用______（填“核聚变”或“核裂变”）产生的能量为航母提供动力。电磁弹射技术就是利用磁场对电流的作用，将电能转化为______能，使舰载机短时获得极大速度。再利用流体流速大的位置压强______，使舰载机获得足够的升力，顺利完成起飞。
12．“华龙一号”是我国具有完全自主知识产权的三代压水堆核电创新成果，核电站是利用______（选填“核裂变"或“核聚变”）时释放出大量的核能来发电的，核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
13．请阅读《“华龙一号”核电技术》并回答问题。
“华龙一号”核电技术
核能作为人类寄予厚望的未来能源之一，其主要应用是核能发电。“华龙一号”是有着中国自主知识产权的第三代核电技术，其研发与创新的核心目标就是要打造全球最高核能安全级别的核电项目。2020年11月27日，“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功，标志着中国正式进入核电技术先进国家行列。
核电站包括哪些设备呢？
如图所示，核电站主要是由核反应堆、主泵、稳压器、蒸汽发生器、安全壳、汽轮发电机和危急冷却系统等重要的设备一起配合工作。核反应堆相当于是电站的心脏，原子核的链式裂变反应就在其中进行，小小的原子核所蕴含的能量却大得惊人，原子核在短时间内发生链式裂变反应，可以爆发巨大的原子核能量。
核电站是怎么把核能转化为电能的呢？
核电站的核反应堆，用放射性金属轴、钚制成的核燃料，在反应堆设备内发生链式裂变而产生大量的能量，再利用处于高压力下的水带出能量，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机旋转，从而产生电，并通过电网送到四面八方。
“华龙一号”是我国自主研发的具有先进设计理念的第三代核电技术，具有安全性高、经济性好、绿色环保等突出特点。“华龙一号”创新性地设计了非能动安全系统（所谓能动是依赖电源，非能动安全系统可不依赖外部电源），“华龙一号”的反应堆上方安装了巨大的冷却水箱，发生严重事故时，即使电厂全部电，在重力作用下水会迅速注入堆箱，冷却堆芯，熔毁，进一步防止爆炸和核原料的泄漏。据统计一台华龙机组年发电量能满足一个中型城市一年的用电需求，一年可节省煤消耗350万吨，减排二氧化碳700万吨，为践行绿色发展做出了巨大贡献。
(1)在核反应堆中，原子核在短时间内发生 ______ 反应，可以爆发巨大的原子核能量；
(2)“华龙一号”创新性地设计了 ______ 安全系统，体现其具有安全性高的特点；
(3)生活中有些发电站也不需要通过消耗煤炭来获取能量，请举出一个实例（除核电站外），并说明该发电站把什么形式的能转化为电能。 ( )
14．煤属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是______J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是______（选填“原子弹”或“氢弹”）。
15．最近日本排放核电站泄漏废水引发世界关注。核电站是利用原子核___________（填“裂变”或“聚变”）释放的能量，核能是___________能源（“可再生”或“不可再生”）。
三、综合题
16．（1）高速公路上常常会见到“限速”或“保持车距”的提示牌。对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有______不能及时停住而造成交通事故。炎热的夏日，驾车行驶在平直的高速公路上，常常会看到公路远处似乎有“积水”，“积水”中还有汽车、电线杆等物体的倒影，如图1所示，但行驶至该处时“积水”却消失了。这种现象称之为“公路盛景”，是由于光通过不均匀的空气时发生______形成的。
（2）2020年的冬天特别寒冷，早起锻炼的小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了如图2中图甲和图乙所示的取暖方式。从物理学的角度来看，小丽是通过______（选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的，小军是通过______（选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的。
（3）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。
17．阅读下面的短文，回答问题。
CAP1400核能发电机
CAP1400核能发电机是大型核电站核心设备。它采用水氢氢冷却方式（水氢氢冷却即定子线圈采用水内冷，转子线圈采用氢内冷，静子铁芯及其他构件采用氢气表面冷却）。CAP1400在计算方法、结构布置、结构材料、绝缘技术等方面有多项设计创新，采用自主开发的电磁计算程序、新型通风冷却技术、绝缘系统以及静态励磁系统、整体式定子结构等，发电机的效率达到99%。
（1）核能发电机是大型核电站核心设备，其能量转化是：先将反应堆的核能转化为蒸汽发生器的______能，再转化为汽轮机的______能，最后通过发电机转化为电能输出。
（2）核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。CAP1400核能发电机的定子线圈采用水内冷，即利用水进行冷却，是因为水的______大。
（3）单机容量为1550MW（1MW＝106W）的CAP1400核能发电机，在1h内最多可提供______J的能量。若要提取这么多能量，需要消耗0.38kg铀燃料。如果CAP1400发电机的效率达到99%，则8h消耗了______kg的铀燃料。（保留小数点后两位）
18．请你阅读下面短文，回答问题
从发射到登月，从采集月壤到飞离月球，从样品交接到最后返回器降落地球，嫦娥五号的每一步走得都是惊心动魄。现在，大家悬了23天的心终于可以放下了，嫦娥五号的返回器成功在内蒙古的四子王旗预定着落区降落！嫦娥五号任务已经宣告圆满成功，整个过程非常完美。
宝贵的月壤终于被带回地球，这是人类近半个世纪以来的首次。这些月壤能让我们了解到月球十几亿年前的空白史，也能让我们知道月壤中的成分，尤其是地球上十分稀缺的氦-3，它们能被用于未来的可控核聚变，仅100吨就能满足全人类一年所需的能量。
（1）嫦娥五号利用______（选填“电磁波”、“超声波”或“次声波”）将信息传回地面控制中心。
（2）在太阳内部，发生______（选填“核裂变”或“核聚变”）产生光和热。氦-3可用于未来的可控核聚变，产生的核能属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
19．据报道：4月19日，中国正在筹划首个海上浮动核电站（如图1）的总装工作．海上浮动核电站，这种小型的、可移动式的核电站将安装在船舶上，预计排水量为2.15万吨，能提供70兆瓦的电力以及300兆瓦的热力供应，还能变成海水淡化处理厂，每天生产24万立方米的淡水．
（1）核电站将核能转化为___能，核能是____（填“可”或“不可”）再生能源，其中的核反应堆通过核____发生的链式反应工作的，这个反应是____（填“可以”或“不可以”）控制的．核电站____（选填“会”或“不会”）产生大量的温室气体．目前人类大力发展核能、太阳能等能源，可有效缓解全球气候变暖的趋势．
（2）如果其最大吃水深度为10.5m，其底部受到海水的压强为____Pa．当质量为20t的设备安装后，其排开海水的体积增加____m3．（取g＝10N/kg，ρ＝1.0×103千克/米3）
（3）核电站生活区的路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备（如图2），通过后排接口可以同时连接多台电脑，各接口之间的连接方式是____联，海水浮动核电站的工作人员通过____与陆地指挥中心相联系．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．核聚变和核裂变都能释放出巨大的能量，由于目前核聚变不可控，则核反应堆是利用核裂变产生的核能发电，故A正确；
B．核燃料来源与地球上的矿产资源，具有不可逆转性，所以核能不是可再生能源，故B错误；
C．用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较大，同等条件下吸热更多，降温效果好，故C错误；
D．核裂变释放的巨大能量给水加热后温度升高，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，蒸汽轮机带动发电机转动，发电机将机械能转化为电能，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A．目前所建成的核电站都是利用核裂变来释放能量的，故A错误；
B．光纤通信是利用激光通过光导纤维来传递信息的，所以，光能在弯曲的光纤中传播，故B错误；
C．风能和太阳能均属于可再生能源，而核能属于不可再生能源，故C错误；
D．通过手机微信的“扫一扫”，就可以参与抢红包，这一过程是靠电磁波传递信息的，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．核能不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误，不符合题意；
B．录音带、录像带都是利用磁性材料来工作的，干电池和VCD光盘不是，故B错误，不符合题意；
C．发光二极管具有单向导电性，是用半导体材料制成的，故C正确，符合题意；
D．目前核电站利用核裂变发电，，故D错误，不符合题意。
故选C。
4．D
【详解】
A．广播、电视、移动通讯、卫星通讯等是利用电磁波来传递信息的，故A错误；
B．5G信号、4G信号都是利用电磁波来传递信息，电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空传播的速度是，故在真空中，5G信号、4G信号的传播速度一样快，故B错误；
C．核能是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故C错误；
D．原子核在裂变过程中会释放大量的能量，故核电站是利用核裂变所释放的能量发电的，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．摩擦起电的实质是电子的转移，故A错误；
B．石油、可燃冰属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B错误；
C．氢弹是利用轻核的聚变制成的；原子弹是利用重核裂变的链式反应中能在极短时间内释放出巨大能量的原理制成的，相比起来，氢弹是一种比原子弹威力更强大的核武器，故C错误；
D．目前核电厂的核能是利用核裂变获得能量的，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
AB．月球上没有空气，真空不能传声，而电磁波可以在真空中传播，所以中继星是利用电磁波传递信息，月球背面的照片是通过电磁波传回地球的，故A错误，B正确；
C．核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的，故C错误；
D．超导体没有电阻，通电后不会发热，因此无法利用超导材料发热为月球车提供热量，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
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．自由电子带负电，铜导线中的电流方向与该导线中自由电子定向移动的方向相反，故B错误；
C．电池在充电时，消耗的是电能，得到了化学能储存在电池中，故C正确；
D．风能、水能、太阳能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源，核能属一次能源，为不可再生能源，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．太阳内部氢原子核在超高温下作用，每时每刻不断的发生核聚变，释放出光和热，故A正确，A不符合题意；
B．根据液体压强公式可知，在液体密度相同时，液体的深度越大，压强越大，因此拦河大坝上窄下宽，故B正确，B不符合题意；
C．某些物质在温度很低时，电阻就变成了0，这种现象称为超导现象，故C错误，C符合题意；
D．地球同步卫星分布在赤道上，三颗卫星就可以覆盖全球，但是南北极由于地表弧度，仅凭三颗同步卫星无法正常通信，故C正确，C不符合题意。
故选C。
9．D
【详解】
A．电镀是化学反应的过程，电镀过程中消耗电能，获得化学能，是将电能转化为化学能，故A错误；
B．图乙中进气门和排气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能能，故B错误；
C．图丙中没有电源，当开关闭合、导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是发电机的原理，将机械能转化为电能，故C错误；
D．图丁中核反应堆将核能转化为内能，内能通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．不能在短期内从自然界得到补充的能源称为不可再生能源，如化石能源、核能，故A错误；
B．核反应堆中发生的是核裂变，故B正确；
C．核电站发生泄漏时产生的核辐射会对人和生物造成伤害，故C错误；
D．核反应堆内发生的链式反应是可控的，故D错误。
故选B。
11． 核裂变 机械能 小
【详解】
[1]用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做裂变，核动力就是利用核裂变产生的能量为航母提供动力。
[2]电磁弹射技术就是利用磁场对电流的作用，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能，使舰载机短时获得极大速度。
[3]舰载机的机翼能获得向上的升力，是应用了流体流速越大的地方、压强越小的原理。
12． 核裂变 不可再生
【详解】
[1][2]核电站是利用原子核发生可控制的裂变释放出的核能来发电的；核电站需要的核原料无法从自然界源源不断获得，所以核能属于不可再生能源。
13． 链式裂变 非能动 见解析
【详解】
(1)[1]由材料可知，小小的原子核所蕴含的能量却大得惊人，原子核在短时间内发生链式裂变反应，会爆发巨大的原子核能量。
(2)[2]由材料可知，“华龙一号”创新性地设计了非能动安全系统（所谓能动是依赖电源，非能动安全系统可不依赖外部电源），反应堆上方安装了巨大的冷却水箱，发生严重事故时，即使电厂全部电，在重力作用下水会迅速注入堆箱，冷却堆芯，熔毁，进一步防止爆炸和核原料的泄漏。
(3)[3]水力发电站，将水的机械能转化为电能。
14． 不可再生 6×1010 原子弹
【详解】
[1]常见的不可再生资源有：煤、石油、天然气等。这些资源在短期内不能从自然界中得到补充，所以是不可再生资源。
[2]根据可知，2t煤完全燃烧放出的热量是
[3]原子弹是利用核裂变原理制成的武器，氢弹是根据核聚变原理制成的武器。
15． 裂变 不可再生
【详解】
[1]核电站是利用原子核的裂变释放能量的。
[2]核能不能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源。
16． 惯性 折射 热传递 做功 可再生 裂变
【详解】
（1）[1]一切物体都具有惯性，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有惯性而继续前行产生危险。
[2]因为不同的空气层有不同的密度，而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率，而路面上热空气与空中冷空气之间的密度不同，所以光线在路面上会发生折射现象；远处物体的光经路面上空气传播，发生折射后进入人的眼睛，人由于错觉始终认为光沿直线传播，所以看到“公路远处似乎有水，水中还有汽车、电杆等物体的倒影，但当车行驶至该处时，水却消失了”。
（2）[3][4]从图2中可以看出，小丽是在哈气，小军在搓手，因此小丽是通过热传递的方式增加手的内能；小军是通过做功的方式来增加手的内能。
（3）[5][6]太阳能可以从自然界中源源不断地直接获得，属于可再生能源；核裂变和核聚变都能释放能量，由于核裂变可控，所以核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的。
17． 内 机械 不可再生 比热容 5.58×1012 3.04
【详解】
（1）[1][2]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。核能发电机发电过程中的能量转化是：先将反应堆的核能转化为蒸汽发生器的内能，再转化为汽轮机的机械能，最后通过发电机转化为电能输出。
（2）[3]核燃料一旦消耗，不能在短期内从自然界中得到补充，属于不可再生能源。
[4]核能发电机的定子线圈采用水内冷，即利用水进行冷却，是因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多。
（3）[5][6]核能发电机在1h内最多提供的能量
W＝Pt＝1550×106W×3600s＝5.58×1012J
由题意可知，提取5.58×1012J的能量，1小时内需要消耗0.38kg铀燃料，则8小时消耗的铀燃料为
m=0.38kg×8＝3.04kg
18． 电磁波 核聚变 不可再生
【详解】
(1)[1]真空不能传声，且光速远大于声速，则嫦娥五号是利用电磁波将信息传回地面控制中心的。
(2)[2]太阳的内部无时无刻都在发生着核聚变，产生光和热。
[3]核能属于不可再生能源。
19． 电 不可 裂变 可以 不会 1.05×105 20 并 电磁波
（1）①核能的利用分为核裂变与核聚变两种，现在的核电站是利用核裂变释放的能量来发电的，核能是一种不可再生能源；
②核电站是利用可控的链式反应工作的；
③核电站的能量来自于物质发生裂变时由于质量损失而转换成的大量能量，这个过程不会产生二氧化碳；
（2）知道海上浮动核电站的最大吃水深度，根据p=ρgh求出其底部受到海水的压强；海上浮动核电站处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，根据阿基米德原理求出排开海水的体积；
（3）用电器串联时，任何一只用电器开路，则其它用电器都不能正常工作；并联电路可以使几个用电器在工作时互不影响；电磁波可以传递信息．
【详解】
(1)①核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源；
②核反应堆通过核裂变发生的链式反应工作的，这个反应是可以控制的；
③核电站的能量来自于物质发生裂变时由于质量损失而转换成的大量能量，这个过程不会产生温室气体；
(2)海上浮动核电站其底部受到海水的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa，因海上浮动核电站处于漂浮状态，所以,受到的浮力F浮=G=mg，由F浮=ρgV排可得：ρgV排=mg，则排开海水的体积：V排== =20m3；
(3)①同一台路由器为多台电脑提供网络服务，一台电脑不工作，其它电脑不受影响，所以根据并联电路的特点可知，各接口之间是并联的；②电磁波可以传递信息，海水浮动核电站的工作人员通过电磁波与陆地指挥中心相联系．
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