人教版九年级全一册22.2核能 同步练习（有解析）

人教版九年级全一册 22.2 核能
一、单选题
1．下列有关材料、信息和能源的说法正确的是（　　）
A．条形码扫描器中的光敏二极管是用超导材料制成的
B．倒车雷达是利用次声波来传递信息的
C．水是可再生能源，可循环利用，因此不需要节约用水
D．核电站是利用核裂变释放的核能发电的
2．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
3．下列说法正确的是（　　）
A．石油是可再生能源
B．光是一种电磁波，不能在真空中传播
C．核电站是利用核裂变来发电的
D．验钞机是利用红外线来工作的
4．关于原子核和核能，下列说法正确的是（　　）
A．核反应堆发生的是可控链式反应 B．核能是可再生能源也是二次能源
C．原子核占据了原子的大部分空间 D．原子核是由电子组成的
5．2021年5月19日，中俄两国核能合作项目在两国领导入见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是（　　）
A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应
B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的
C．核废料可直接排放，无需任何处理试验
D．原子核是由质子、中子和电子组成
6．能源是人们生活和社会发展的基石，信息和材料是社会发展的保障。下列有关能源、信息和材料的说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核聚变来发电的
B．我国自主建立的北斗卫星定位系统，主要是用超声波来传递信息的
C．光纤通信是光在光导纤维中多次发生折射来传递信息的
D．煤、石油和天然气是一次能源，也是不可再生能源
7．2021年1月30日，全球第一台“华龙一号"核电机组——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行。下列说法正确的是（　　）
A．核燃料发电后产生的废弃物可以按照一般垃圾处理
B．核电站中的能量转化是将核能最终转化为电能
C．核电站是利用核聚变释放能量来发电
D．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化的效率达100%
8．关于能源和信息的说法正确的是（　　）
A．北斗星导航是利用超声波导航信息的
B．光纤通信是光在光导纤维中多次反射传递信息
C．煤、石油、天然气都是可再生能源
D．目前，人类已建立核电站，是利用核聚变发电的
9．下列关于能源信息说法中正确的是（　　）
A．目前人类已建立的核电站，都是利用核聚变发电的
B．光缆通信是通过光在光导纤维内壁上多次反射传递信息的
C．打电话时，出现“占线”现象，一定是对方的话机在使用
D．日常生活中可以看到各式各样的天线，它们只是用来发射电磁波的
10．下列关于材料、技术及能源的说法中正确的是（　　）
A．数码相机的图象传感器与处理芯片是由半导体材料制成的
B．超导体可应用于电饭锅和电动机
C．我国海域深处蕴藏大量的“可燃冰”属于可再生能源
D．核电站是利用核聚变释放出的能量来发电的
二、填空题
11．目前人们正致力于开发太阳能、核能、凤能、海洋能、氢能……其中核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核______（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，电能属于______（选填 “一次能源” 或“二次能源”）。
12．据日本共同社报道，当地时间4月13日，日本政府召开相关阁僚会议，正式决定将福岛第一核电站核废水排入大海。这个决定迅速引发了周边国家的不满。核电站是通过核______（选填“裂变”或“聚变”）获得巨大能量，核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。如图标志中，表示有核辐射的是______。
13．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。
14．我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。
（1）核能属于______次能源。核电站利用核反应堆中铀核______（填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过______（填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。
（2）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______。 已知水的比热容为4.2×103J/（kg. °C），则1 kg水温度升高1°C吸收的热量为_______J。 核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为______填（“百”“千”或“万”）分之一。
15．2021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。
三、综合题
16．我国某核潜艇（如图甲所示），进行战略巡航．
（1）核潜艇的燃料是铀，利用______（选填“核裂变”或“核聚变”）反应提供动力，核能属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源．
（2）潜艇在某高密度的深海区域内沿水平方向匀速潜航，潜艇总质量为3.15×103t，体积为3×103m3，求高密度海水的密度为多少kg/m3________？
（3）当仪表显示海水压强为3.6×106Pa时，潜艇表面面积为500cm2的观察窗受到海水压力为多大____？
（4）潜艇在水下以每小时30节（kn）的速度做水平匀速直线运动，到距离2700km外的某海域执行任务，需要多长时间_______？运动中所受阻力与速度的关系如图所示，它的动力功率是多少______？[一节（kn）＝0.5m/s]
17．核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。
（1）核能是_____（可/不可）再生能源，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是_____（可以/不可以）控制的，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）核潜艇在水中水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水上层密度大，下层密度小）时，潜艇会突然下沉，将给潜艇带来安全隐患，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力_____（大于/小于）它的浮力，由于_____，潜艇还会下沉一段距离才会上浮；
（3）核潜艇水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图所示，潜艇在第75s时受到的海水压强为_____Pa（潜艇高度不计，海水密度取1.03×103kg/m3，g取10N/kg），上浮过程中潜艇的速度大小为_____m/s。
18．从大年初一到现在，电影《流浪地球》爆红网络，这部改编自刘慈欣的中篇小说的电影宣告了“中国硬核电影科幻元年”的到来。小说内容摘要：近未来，科学家们发现太阳急速衰老膨胀，短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机，推动地球离开太阳系，用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。
(1)地球逃亡第一步，用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向。地球自转方向自西向东，为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向_____（选填“东”或“西”）方，这是利用了物体间力的作用是__________；
(2)小说节选：三个多世纪前，天体物理学家们就发现这太阳内部氢转化为氦的速度突然加快，.....氦元素的聚变将在很短的时间内传遍整个太阳内部，由此产生一次叫氦闪的剧烈爆炸，之后，太阳将变为一颗巨大但暗淡的红巨星，它膨胀到如此之大，地球将在太阳内部运行！在太阳内部，发生_______（选填“核裂变”或“核聚变”）产生光和热；太阳在膨胀过程中，它的密度会_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
(3)小说节选：我们身后，遥远的太阳用它微弱的光芒给自由女神像镀上了一层金辉，对面，是已无人居住的曼哈顿的摩天大楼群，微弱的阳光把它们的影子长长地投在纽约港寂静的冰面上。大楼的影子是光的________________形成的现象；楼的影子很长，说明太阳位置较_______（选填“高”或“低”）；
(4)小说节选：太阳最后一次把它的光和热洒向地球。地面上的冰结的二氧化碳干冰首先融化，腾起了一阵白色的蒸汽。请简述上文中“白色的蒸汽”是如何形成的_____？
(5)小说节选：二十年前，地球航出了冥王星轨道，航出了太阳系，在寒冷广漠的外太空继续着它孤独的航程。........银河系的星河纹丝不动地横过天穹，也像被冻结了，但星光很亮，看久了还刺眼呢。根中文中的现象，请你设想假如此刻你正在月球上，抬头能看到星空的星星“眨眼”吗____？为什么____？
19．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。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．条形码扫描器中的光敏二极管由半导材料制成的，故A错误；
B．倒车雷达是利用超声波来工作的，故B错误；
C．水是可再生能源，可循环利用，地球上可以利用的淡水资源是有限的，因此需要节约用水，故C错误；
D．核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的，故D正确。
故选D。
2．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。
3．C
【详解】
A．石油在地球上的储量是有限的，消耗后短期内不能得到补充，属不可再生能源，故A错误；
B．光是一种电磁波，电磁波的传播不需要介质，所以光可以在真空中传播，故B错误；
C．核反应有核裂变和核聚变两种，核电站是利用核裂变释放能量来发电的，故C正确；
D．紫外线可以使荧光物质发光，所以可以用来检验钞票中的荧光物质，从而辨别真假，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
A．核反应堆，是核的裂变，是可控的链式反应，故A正确；
B．核能是不可再生能源也是一次能源，故B错误；
C．原子核居于原子的中内，占原子很小的空间，故C错误；
D．原子核是由质子和中子组成的，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．太阳能是来自太阳内部物质的核聚变反应，故A错误；
B．核电站的反应堆发生的链式反应是可控制的，故B正确；
C．核废料具有放射性，不能直接排放，故C错误；
D．原子核是由质子和中子组成，原子由原子核和电子组成，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．核电站是利用铀核裂变发生链式反应释放出大量的核能来发电的，是可控链式反应，故A错误；
B．北斗卫星定位系统是利用电磁波来传递信息的，故B错误；
C．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故C错误；
D．煤炭、石油、天然气可以直接从自然界获得，属于一次能源，且消耗后不能在短期内从从自然界得到补充，是不可再生能源，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．核燃料发电后产生的废弃物具有放射性，不可以按照一般垃圾处理，故A错误；
B．核电站中的能量转化是将核能释放出来，最终转化为电能，故B正确；
C．核电站是利用核裂变释放能量来发电，故C错误；
D．通过改进科学技术，可以提高能量的利用效率，但效率不可能达100%，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航，故A错误；
B．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故B正确；
C．煤、石油、天然气不能在短期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源，故C错误；
D．目前已建成的核电站的能量来自于重核的裂变，而不是核聚变，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．目前人类还不能控制核聚变的反应速度，目前已建立的核电站，都是利用核裂变发电的，故A错误；
B．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端反射出来，然后在接收端的检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故B正确；
C．打电话时，出现“占线”可能是由于对方正在使用电话，也可能是对方电话没有放好，也可能是使用电话的人太多，故C错误；
D．天线既能发射电磁波，同时也能接收电磁波，故D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，数码相机的图象传感器与处理芯是用半导体材料制成的，故A正确；
B．超导体的电阻为0，电饭锅的电热丝需要将电能转化为内能，电阻为零无法将电能转化为内能，故B错误；
C．可燃冰不能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源，故C错误；
D．目前的核电站都是利用核裂变释放出的能量来发电的，故D错误。
故选A。
11． 不可再生 裂变 二次能源
【详解】
[1]核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故属于不可再生能源。
[2]核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的，核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。
[3]电能是由一次性能源转化而来的，故属于二类能源。
12． 裂变 不可再生 丙
【详解】
[1]核电站是通过重核裂变获得巨大能量。
[2]核能属于不可再生能源，因为核能的能量来源于核燃料所需要的铀矿，而铀矿等依然属于矿石资源，是不可再生的能源。
[3]为了预防放射性事故的发生, 全世界都通行三叶形的电离辐射标志，故选丙图。
13． 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。
14． 一 裂变 汽轮机 大 4.2×103J 万
【详解】
（1）[1]核能从自然界中没有加工转换的能量，是一次性能源。
[2]原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能通过汽轮机做功，带动发电机发电的。
（2）[3]水的比热容较大，相同质量的水升高相同的温度比液体吸收的热量多，故常用水作为冷却剂。
[4] 1 kg水温度升高1°C吸收的热量为
[5] 2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为
15． 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。
16． 核裂变 不可再生 .05×103kg/m3 1.8×105N 1.8×105s 9×106W
【详解】
第一空．核裂变是可控的，故核动力潜艇“长城号”利用核裂变反应提供动力的；
第二空．核能短期内不能从自然界得到补充，它属于不可再生能源；
第三空．潜艇在高密度海水区域内沿水平方向潜航，悬浮的物体，浮力等于重力；物体的平均密度与所浸入的液体密度相同．
潜艇的平均密度为，
所以高密度海水的密度为ρ海水＝ρ潜艇＝1.05×103kg/m3；
第四空．根据可得：
F＝pS＝3.6×106Pa×500×10﹣4m2＝1.8×105N；
第五空．核潜艇水下最大航速v＝30×0.5m/s＝15m/s，s＝2700km＝2.7×106m，
由得所用时间：
第六空．核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，它在水下航行速度为30节时，由图象可知：F＝f＝60×104N．
所以P＝Fv＝60×104N×15m/s＝9×106W．
17． 不可 可以 小于 惯性 5.15×105 4
【详解】
（1）[1]能源分为可再生能源与不可再生能源，核能在自然界是有限的，且短时间内不可能再形成，是不可再生能源。
[2]人们获取核能主要有裂变和聚变，其裂变是可控的，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是可以控制的。
（2）[3] [4]根据阿基米德原理，正常水平匀速巡航时，潜艇受到的浮力等于重力，潜艇的体积在水下是一定的，当海水的密度突然变小时，所受的浮力也会变小，当浮力小于重力时，潜艇就会突然下沉，将给潜艇带来安全隐患，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力小于它的浮力，由于惯性，潜艇还会下沉一段距离才会上浮。
（3）[5]由图示图像可知，75s时潜艇的深度为
潜艇在第75s时受到的海水压强为
[6]潜艇在50s后，又用50s的时间上升了100m，由于与水平面的夹角为30°，根据直角三角形的边角关系，潜艇行驶的路程即斜边为30°所对的直角边即深度的2倍，则行驶的路程为
潜艇行驶的速度为
18． 东 相互的 核聚变 变小 直线传播 低 见解析 不会 见解析
【详解】
(1)[1][2]地球自转方向为自西向东，那么为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向东方，这是利用了物体间的作用是相互的。
(2)[3]由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应。
[4]太阳在毁灭膨胀过程中，体积变大，质量不变，由公式ρ=可知，它的密度会小。
(3)[5][6]大楼的影子是光的直线传播形成的现象；太阳的位置越低，楼的影子越长，太阳的位置越高，大楼的影子越短。
(4)[7]干冰升华，吸收大量的热，使空气温度迅速降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴或凝华形成的小冰晶聚集在一起悬浮在空气中，形成“白色的蒸汽”。
(5)[8][9]星星“眨眼”是来自星星的光通过密度不均匀的大气层时传播方向发生改变而形成的现象；但月球表面没有空气，所以光就不会发生折射，则在月球上抬头看星空的星星不会“眨眼”。
19． 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。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页