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．关于能源和信息，下列说法正确的是（　　）
A．光纤通信利用超声波传递信息
B．核电站利用的是核裂变时产生的能量
C．声波属于电磁波
D．随着科技的发展，多年以后永动机会实现
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．能源、信息技术和材料被称为当代文明的三大支柱，下列说法中错误的是（　　）
A．能量在转化或转移的过程中是守恒的，所以不必考虑节约能源
B．煤、石油、天然气等化石能源是不可再生能源
C．电能是二次能源
D．核能、太阳能是具有广阔开发前景的新能源
4．下列说法正确的是（　　）
A．原子由原子核和质子构成 B．石油是可再生能源
C．核电站利用核聚变发电 D．手机利用电磁波交流信息
5．下列关于信息的传播和能量的利用 说法正确的是（ ）
A．发电机是将电能转化为机械能的装置
B．核电站是利用原子核裂变所释放的能量来发电的
C．煤、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源
D．卫星导航系统主要靠超声波来传递信息
6．关于如图所示的核动力航空母舰和直升机，四位同学各提出了一条与物理知识有关的说法，其中错误的是：（　　）
A．小明：直升机悬停在空中时，不需要消耗能量
B．小丽：航空母舰利用的核能是核裂变释放的能量
C．小强：甲板上的飞机都升空执行任务后，航空母舰在大海中的吃水深度将减小
D．小亮：航空母舰上的雷达是利用了电磁波来发现敌方军事目标的
7．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。下列说法正确的是（　　）
A．华为手机的芯片中含有半导体材料
B．煤、石油和天然气都是化石能源，它们是清洁能源
C．太阳能、风能和核能都是可再生能源
D．秦山核电站是利用原子核聚变释放的核能来发电的
8．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．太阳能路灯顶部的太阳能电池板在工作时将太阳能转化为电能
B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的
C．倒车雷达利用电磁波进行回声定位
D．核能是通过核裂变或核聚变获得的，属于二次能源
9．关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（　　）
A．我国海域深处蕴藏大量主要成分为甲烷的“可燃冰”，属于可再生能源
B．“华龙一号”第三代核电站是利用核聚变释放出的能量来发电的
C．节能光源LED灯的核心元件是发光二极管，发光二极管的主要材料是半导体
D．通过手机微信的“摇一摇”，就可以参与抢红包，这一过程是靠声波传递信息的
10．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
二、填空题
11．近几年，我国核电事业迅速发展，建成多个核电站，核能也成为我们重要能源之一，核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是利用原子核的__________(选填“裂变”或“聚变”)来产生能量的；太阳也是一个巨大的核反应堆，其内部进行着原子核__________(选填“裂变”或“聚变”)反应。
12．如图所示，中国“人造太阳”--大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”就是利用强大______所产生的强大磁场把等离子体约束住的。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过______（填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为______，从而获得上亿度的高温。
13．核能发电所用的核燃料是______（填“可再生”或“不可再生”）的，核反应堆中的核燃料在______（填“裂变”或“聚变”）中发生可以控制的链式反应，释放出大量核能。
14．2021年4月13日，日本正式决定将福岛第一核电站的核废水进行“海排”，举世哗然。核电站是利用______（选填“核裂变”或“核聚变”）将核能变成电能服务人类的，通常采用水冷却，是因为水的______较大。但核废水具有核辐射，需要安全处理，保护环境，国国有责。
15．如图所示是我国最新服役的“”战略核潜艇，当它下潜至水下300米处时，排开水的质量为，它所受到的浮力为______，受到海水的压强为______。作为提供动力的核能属于______（填“可再生”或“不可再生”）能源。（取，取）
三、综合题
16．在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力需求的21%是来自核电．核电站的大体组成如图所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换．
请在下面的空格中填上适当的内容：
（1）从能量的转化与转移来看，发电机直接将________ 能转化成了电能．
（2）发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为________ 现象．
（3）核电站的能量来自于原子核的________ 变反应．是_________（填“可再生”或“不可再生”）能源．
（4）核电站的核废料具有________ 性，对环境会造成相当大的危害．能源非常紧缺的今天，“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务，我们要从生活中的点滴做起，为保护人类共同的家园﹣﹣地球，做出一份努力．请就如何做到“节能”或“减排”，简要谈谈你的一个建议：________ ．
17．阅读短文，回答问题
人造太阳
目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。
目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。 “人造太阳”非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。
（1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是______；
（2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是( )；
A．无法消除核聚变产生核的污染
B．无法实现核聚变反应
C．无法控制核聚变反应的速度
（3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：______（请写出其中一种）；
（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有______特点；
（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是______；
（6）目前人类利用最多的核聚变能量来自______聚变方式。
18．在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力的21%是来自核电．核电站的大体组成如图所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸汽，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换．
请在下面的空格中填上适当的内容：
（1）核电站是利用核__________，从能源的分类来看，核能是属于_______．（填“一次能源”或“二次能源”）
（2）发电机发电时是让线圈在_________中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为____现象．
（3）核电站所需的核能是利用原子核_________（填“裂变”或“聚变”）所产生的．该变化是________．（填“可控”或“不可控”）
（4）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭．则6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是 _______J （煤炭的热值为3×107J/kg）．
（5）核电站的核废料具有_______性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带，同时如何在开发新能源，又注意环境的保护，是人类面临的一大课题．
19．太阳的一生
天文学家认为星际介质在某些条件下会形成恒星，然后进入称为主序星的稳定期．太阳目前正处于主序星演化阶段，它主要由正、负电子和质子、氦的原子核组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，其反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子并释放出大量的能量，这些释放出的核能最后转化为辐射能，并同时以每秒4.2×109kg向外抛出大量物质．在演化末期，太阳将离开主序星阶段膨胀而转化为红巨星的演化阶段，最终塌陷为密度很大的白矮星．
（1）地球只接受了太阳辐射能的二十二亿分之一，就使地面温暖、万物生长．地球接受的辐射能来自太阳中的核________ 反应．
（2）太阳内部进行的核反应是________ ，并释放出能量．
（3）请将太阳演化过程中经历的几个阶段补充完整．
_________→主序星→________ →_________ ．
（4）太阳从现在演化到最终，经历的几个阶段相比，其密度的变化情况大致是________ ．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．光纤通信利用的是光，即电磁波进行传递信息，故A错误；
B．核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，而对于核聚变过程不可控，目前核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，故B正确；
C．声波是由物体振动产生的一种机械波，而电磁波是由电流的变化激起的，所以声波不是电磁波，故C错误；
D．永动机违背了热力学第一和第二定律，故是不可能制造成功的，故D错误。
故选B。
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．A
【详解】
A．能量虽然守恒，但是有些自然资源是有限的，需要加以节约利用，故A错误，符合题意；
B．煤、石油、天然气等化石能源，在地球上的存储有限，消耗后短时间无法再生，是不可再生能源，故B正确，不符合题意；
C．电能是通过水的机械能、风能或燃料燃烧等转化的能源，属于二次能源，故C正确，不符合题意；
D．核能、太阳能是具有巨大的开发潜力，可能替代石油、天然气等传统能源，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．D
【详解】
A．原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质子和中子组成，故A错误；
B．石油是化石能源，使用后在短期内不能再从自然界重新获取，是不可再生能源，故B错误；
C．虽然聚变释放的能量远远大于聚变，但是目前还无法实现可控的核聚变，所以目前的核电站都是利用重核裂变，其通过稀释核素减少裂变中子来达到可控，故C错误；
D．电磁波可以传递信息，手机既是电磁波的接收台，也是电磁波的发射台，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A．发电机是根据电磁感应现象工作的，是将机械能转化为电能的装置，故A错误；
B．核电站是核裂变的应用，核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的，故B正确；
C．煤、石油、天然气是不可再生能源，太阳能属于可再生能源，故C错误；
D．卫星导航系统主要靠电磁波来传递信息，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
A．直升机悬停在空中，螺旋桨依然在转动，需要发动机提供动力，需要消耗能量，故A错误，符合题意；
B．航母利用的核能是可控制的核能，是重核裂变产生的能量，故B正确，不符合题意；
C．航母上在海面上处于漂浮状态，受到的浮力等于航母的自身重力，飞机都升空时，航母重力减小，浮力减小，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，海水密度一定时，浮力减小，排开海水的体积减小，航母就会浮起一些，吃水深度将减小，故C正确，不符合题意；
D．雷达是靠发射和接收电磁波来发现敌方军事目标的，故D正确，不符合题意；
故选A。
7．A
【详解】
A．目前，我们使用的智能设备中都大量使用了半导体材料，所以华为手机的芯片中含有半导体材料，故A正确；
B．煤、石油和天然气都是化石能源，它们燃烧放出大量的有害气体，不是清洁能源，故B错误；
C．太阳能、风能是可再生能源，可从自然界不断获得且可重复利用；核能会越用越少属于不可再生能源，故C错误；
D．秦山核电站利用的是可控的核裂变释放的能量来发电，故D错误。
故选A。
8．A
【详解】
A．目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热；另一种使用太阳能电池把太阳能转化为电能，故A正确；
B．光纤通讯是依靠激光借助光的反射原理来传递信息的，故B错误；
C．回声定位是根据回声到来的时间和方位，确定目标的位置和距离，倒车雷达利用超声波进行回声定位的，故C错误；
D．核能属于不可再生的二次能源，核聚变目前不可控制,核能是通过核裂变获得的，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．可燃冰不能在短期内从自然界得到补充，所以它属于不可再生能源，故A错误；
B．核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的，故B错误；
C．制作二极管的材料是半导体材料，常用的有硅、锗等材料，故C正确；
D．手机既可以接收电磁波，也可以发射电磁波，是利用电磁波来传递信息的，因此手机抢红包过程中用电磁波来传递信息的，故D错误。
故选C。
10．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。
11． 裂变 聚变
【详解】
[1]核电站是利用可控制的原子核裂变产生的能量来发电的；
[2]太阳内部进行着大规模的核聚变反应。
12． 电流 聚变 内能
【详解】
[1]东方超环是利用电流的磁效应，通过强大电流所产生的强大磁场把等离子体约束。
[2]东方超环的反应原理与太阳类似，通过核聚变聚变释放巨大的核能。
[3]核聚变过程中能量由原子核能转化为内能，内能增大，温度升高。
13． 不可再生 裂变
【详解】
[1]核能在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源。
[2]核反应堆的核燃料是利用裂变获得能量的。
14． 核裂变 比热容
【详解】
[1]核能的利用方式有核聚变和核裂变，核电站是利用核裂变将核能变成电能服务人类的。
[2]采用水冷却，是因为水的比热容较大，可以吸收更多的热量。
15． 不可再生
【详解】
[1]由阿基米德原理可得潜艇受到的浮力为
[2]潜艇受到海水的压强为
[3]核能是清洁不可再生能源。
16． 机械 电磁感应 裂； 不可再生 放射 多使用清洁能源，如风能、水能、太阳能等
【详解】
（1）发电机是消耗机械能，产生电能的过程，故该过程是将机械能转化为电能的过程；
（2）发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而产生电流，故是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线运动，从而产生感应电流，这就是电磁感应现象；
（3）核电站的能量来自于原子核的裂变反应，是不可再生能源；
（4）核电站的核废料具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因而如何在开发新能源的同时，又注意环境的保护；多使用清洁能源，如风能、水能、太阳能等；太阳能是一种较理想的能源，人们可以直接利用太阳能．
17． 原子核 C 石油（或煤，或天然气） 耐高温 超导体 引力约束
【详解】
（1）[1]原子由原子核和核外电子组成，而原子的大部分质量集中在原子核上。
（2）[2]实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束，人类能制造氢弹说明可以实现核聚变反应，所以核聚变到目前为止不可控的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。
（3）[3]化石能源指的是石油（或煤，或天然气）。
（4）[4] “人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤，故需要耐高温。
（5）[5]实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是即电流比较大，磁场强，电压一定时，电阻最好为零，电流才能更大，故最好是超导体材料。
（6）[6]目前人类利用最多的核聚变能量来太阳，太阳就是典型的引力约束聚变。
18． 能 一次能源 磁场 电磁感应 裂变 可控 1.8×1017 放射；
【详解】
（1）核电站是利用核能为人类提供服务的，从能源的分类来看，核能是直接从自然界获取的，所以属于一次能源；
（2）发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线运动，从而产生感应电流，这就是电磁感应现象；
（3）核电站是利用原子核裂变发生可控链式反应时释放的大量能量来发电的；
（4）6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量：Q=mq=6×109 kg×3×107 J/kg=1.8×1017 J；
（5）核电站的核废料具有放射性，会对环境造成相当大的危害．
19． 聚变 四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子 恒星 红巨星 白矮星 先变小后变大
【详解】
本题考查核聚变和人类探究太阳系及宇宙的历程．
（1）地球接受的辐射能来自太阳中的核聚变反应．
（2）太阳内部进行的核反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子，并释放出能量．
（3）太阳的最终演化过程为：恒星主序星红巨星白矮星．
（4）太阳从现在演化到最终，经历的几个阶段相比，其密度的变化情况大致是先变小后变大．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页