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．在进行如图所示的实验或有关装置工作时，由机械能转化为内能的是（　　）
A． B．
C． D．
2．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
3．下列说法正确的是（　　）
A．光纤通信中使用的导线是金属导线
B．用三个同步卫星可以实现全球通信
C．核电站和原子弹都是利用核聚变
D．手机WiFi上网是利用超声波传递信息
4．信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（　　）
A．氢弹利用的是聚变在瞬间释放的能量
B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的
C．“北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航的
D．风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于二次能源
5．中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（　　）
A．核电站是利用核聚变释放的核能发电的
B．北斗卫星导航是通过电磁波传递信息
C．航天器外壳材料应具有的特性是密度大、熔点高
D．制作芯片的材料硅属于导体
6．我国核动力潜艇的相关技术已十分成熟，目前正在加紧研究将大功率核动力用于航空母舰的技术。关于核动力航母说法正确的是(　　)
A．航母核反应堆里发生的是化学反应
B．航母核反应堆里发生的是核聚变
C．航母核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．航母核反应堆产生的核废料对环境没有污染
7．2021年12月15日，秦山核电站迎来安全发电30年。核电站利用核反应堆内发生核反应产生大量的热将水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是（　　）
A．核能是可再生能源 B．核反应堆内发生核聚变
C．汽轮机将机械能转化为内能 D．发电机的工作原理是电磁感应
8．关于原子核和核能，下列说法正确的是（　　）
A．原子由原子核和中子组成
B．现有核电站利用的是重核裂变
C．氢弹爆炸时的链式反应是可控的
D．核能和太阳能、风能、水能一样，都是可再生能源
9．下面是小明同学物理课后自己整理的笔记，其中正确的是（　　）
A．原子核占据了原子的大部分空间
B．光导纤维是利用超声波来传递信息的
C．煤、石油、天然气都是太阳能的产物
D．核电站反应堆中发生的是可以控制的核聚变
10．关于原子、原子核和核能，下列说法正确的是（　　）
A．原子是由原子核和核外质子组成的
B．原子弹是利用核聚变制造的毁灭性武器
C．核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备
D．核反应堆有厚重的保护层是为了避免核燃料逸出
二、填空题
11．如图所示是我国进行海上阅兵时的核潜艇，核潜艇中的核反应堆发生的是核______（选填“裂变”或“聚变”），产生电能提供给设备使用，电能属于______次能源，若1kg铀原子核完全反应产生的能量相当于完全燃烧2400t煤产生的能量，则70g铀核完全反应可使______ kg的水温度升高80℃（煤的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），不考虑能量损失）。
12．目前核能已经被广泛利用，核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；其中核电站工作是利用______（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放出大量的核能，与太阳内部发生的核反应______（选填“相同”或“不同”）。
13．核电站是利用铀核______（裂少/聚变）释放的能量加热水、将核能转化为水蒸气的______能，再通过蒸光轮机带动发电机转动，转化为电能、核能是______（可再生/不可再生）能源。
14．较轻的原子核结合成为较重的原子核发生____（选填“核裂变”或“核聚变”）可以释放出巨大的核能，太阳的能量源自于这样的核反应。冬天的早晨大雾弥漫，太阳升起后浓雾渐渐散去，雾气消散是___现象（填物态变化名称）。
15．意大利物理学家______以系统的实验和观察推翻了纯属思辨的传统的自然观，开启了实验物理时代，誉为实验物理的先驱者。今年2.27日，对乌克兰的特别军事行动中俄罗斯总统普京下令将以核弹为代表的战略威慑力量转入特殊战备状态，用于战争的核弹主要指原子弹，爆炸时原子核发生______（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大核能，它的出现使人类自身处于随时可能被毁灭的境地。
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．“嫦娥一号”的发射成功，引起人们对月球的科学兴趣．随着对月球了解的深入，一些科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地．按照科学家的设想，一种方案是利用月球阳光充足、地域广阔的特点，在月球上建设大型的太阳能发电厂，克服了在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点．另一种方案是利用月球上丰富的核燃料物质，在月球上建设大型的核电站，克服了在地球原料不足、容易造成核污染等缺点．在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，地面接收站通过天线把微波能还原成电能，如图1所示，这样就解决了电能的输送问题．
（1）能源可以分为可再生能源和不可再生能源两类，能循环利用的为可再生能源，不可重复利用的为不可再生能源．目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水能、核燃料、太阳能等，其中属于可再生能源的是____；与不可再生能源相比，可再生能源的主要优点是（写1条）____：
（2）获取核能有两条途径：重核裂变和轻核聚变．如图2所示，图中属于核裂变的是____，目前能和平利用的核能方式是____（以上两空填字母序号）
（3）如图3所示是表示光电池工作原理的示意图：当太阳光照射到组成光电池的叠在一起的两片不同的半导体的表面时，将会产生光电效应，从而使电路中产生电流，分析光电池工作时的能量转化情况____．
（4）请例举生活中能说明微波具有能量的一个实例____．
（5）若在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板，其光电转化率为17%，如果太阳光照射到该电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，则它的发电功率是____．
18．核能利用前景广阔，核电站为缓解我国用电紧张做出了巨大贡献。核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成内能来加热水产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。核电站的工作原理和火电厂相似，都是利用水蒸气推动发电机组发电的。
(1)核能是_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，其发电过程是先将核能转化为内能，再转化为________能，最后转化为电能。
(2)某核电站中的一台发电机组发电功率为100万千瓦，则该发电机组30天发电多少（一天工作）_______？
(3)若30天内产生的电能，用热电转换效率为30%的火力发电厂发电，需要完全燃烧多少吨煤______？若煤产生粉尘，燃烧这些煤会产生多少粉尘______？（）
19．阅读《是嫦娥cháng é也是change》完成下面小题
是嫦娥cháng é也是change
同学们，你听过嫦娥奔月的神话故事吗？它讲述了嫦娥被逢蒙所逼，无奈之下，吃下了西王母赐给丈夫后羿的两粒不死之药后，飞到了月宫的事情．“嫦娥奔月”的神话源自古人对星辰的崇拜，据现存文字记载最早出现于战国时期．而我们生活的国家和时代还有一个更为恢弘壮丽、激荡人心的“嫦娥奔月”．
中国航天科技工作者早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究，1996年完成了探月卫星的技术方案研究，1998年完成了卫星关键技术研究，以后又开展了深化论证工作．月球可以提供许多能量“接力”的物质，比如太阳能（因为月球本身的空气十分稀薄，因此太阳能可以直接利用）；比如氦3这种可长期使用的、清洁而安全的可控核聚变燃料（氦3在月球上的储量在100万吨到500万吨之间，而几十吨氦3即可维持地球一年的能量需求）．
2007年至2012年我国先后发射了嫦娥一号、二号、三号卫星，完成了玉兔号月球车的月面勘测任务．2018年5月21日成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号”．该中继星工作在距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点使命轨道，为落在月球背面的嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控和数据传输服务如图所示．中国嫦娥四号月球探测器于2018年12月在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射．此次任务的最大亮点是，中国将实现世界首次月球背面软着陆和巡视探测，这被认为是工程技术和空间科学的双重跨越和创新．
中国人的探月工程，是在为人类和平使用月球迈出了新的一步．嫦娥四号预计于2019年1月初左右抵达月球．这是中国航天与月球的信息交换，也是人类探索宇宙历史的巨大改变．
（1）随着世界石油价格的持续飞涨，越来越多的国家和组织开始把目光转向了月球．各国科学家正围绕月球上______的储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究．这种在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的_______（选填“核聚变”或“核裂变”）发电燃料，被科学家们称为“完美能源”．也许在未来的某一天，月球将会犹如一世纪中叶的波斯湾．
（2）由于月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同，所以月球总有一面背对着地球，这一面称之为月球背面．着陆在月球背面的探测器由于受到月球自身的遮挡，无法直接实现与地球的测控通信和数据传输．通过发射中继星架起了地球和_______（选填“太阳”或“月球”）之间的鹊桥，借助_______（选填“电磁波”或“声波”）实现信息交换．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．弯折铁丝，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故A符合题意；
B．由图可知，这是内燃机的做功冲程，在该冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，故B不符合题意；
C．电暖炉工作时，电能转化为内能，故C不符合题意；
D．原子弹爆炸，将核能转化为内能，故D不符合题意。
故选A。
2．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。
3．B
【详解】
A．光纤通信中使用的导线是光导纤维，不是金属导线，故A错误；
B．一颗同步卫星信号可以覆盖赤道120°的范围，故只需3颗即可实现对全球信号覆盖，故能实现全球通信，故B正确；
C．原子弹及核电站都是利用了核裂变，但原子弹是让核能瞬间释放，不加以控制，而核电站通过吸收中子而控制反应速度，从而使能量缓慢释放，而不是利用核聚变，故C错误；
D．手机WiFi上网是利用电磁波传递信息的， 故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．氢弹利用核聚变产生的能量，原子弹利用核裂变产生的能量，故A正确；
B．光纤通信利用光的反射来传递信息，故B错误；
C．导航系统利用的电磁波传递信息，故C错误；
D．风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．核电站是利用核裂变释放的核能发电的，太阳能释放出的能量是核聚变形成的，故A错误；
B．北斗卫星是地球的同步卫星，其导航作用是利用电磁波传递信息的，故B正确；
C．航天器外壳材料具有的特性是：密度小和熔点高，密度小的材料与其它材料相比，在体积相同时，质量更小，而航天器与大气层摩擦产生高温，所以需要熔点高的材料。故C错误；
D．制作芯片的材料硅属于半导体，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．在核反应的过程中，会产生不同于入射弹核和靶核的新的原子核。因此，核反应是生成各种不稳定原子核的根本途径。化学反应是原子的重新组合，在反应前后元素种类和原子个数是保持不变的。而核反应中的原子变成了其他的原子了，故不是化学反应，故A错误；
B．航母核反应堆核潜艇是利用核裂变释放的核能来发电的，故B错误；
C．核在裂变和聚变时都能释放能量，但是由于核聚变不容易控制，故航母核反应堆中发生的是可控的核裂变，故C正确；
D．核废料具有放射性，对环境污染很严重，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．核能是不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．核反应堆是用人工的方法控制核裂变链式反应速度获得核能的装置，故B错误；
C．汽轮机是热机，使用时将内能转化为机械能的装置，故C错误；
D．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．原子由原子核和电子组成，故A错误；
B．重核裂变的过程是可控的，现有核电站利用的是重核裂变进行发电，故B正确；
C．氢弹爆炸时发生的是核聚变，过程是不可控的，故C错误。
D．太阳能、风能、水能都是可再生能源，核能消耗后短期内无法得到补充，是不可再生能源，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．原子是由原子核和核外电子组成的，原子核在原子中占据很小的空间，故A错误；
B．光导纤维是利用激光来传递信息的，故B错误；
C．人类使用的主要能源煤、石油、天然气等都是由太阳能转化而来的，故C正确；
D．核电站是利用可控的链式反应工作的，这是利用核裂变，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．原子是由原子核和电子组成的，故A错误；
B．原子弹是利用核裂变原理制成的一种核武器，故B错误；
C．核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故C正确；
D．核辐射是对环境污染很严重的，厚重的保护层，是为了避免核辐射，故D错误。
故选C。
【点睛】
11． 裂变 二
【详解】
[1][2]核潜艇反应堆靠核裂变最终产生电能，电能靠消耗一次能源得到属于二次能源。
[3]若1kg铀原子核全部裂变所产生的能量相当于完全燃烧2400t煤
70g=0.07kg
铀核全部反应放出的热量相当于
0.07×2400t=168t
煤释放的能量
Q放=mq=168×1000kg×3×107J/kg=5.04×1012J
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×m×80℃
因为
Q吸=Q放
所以
4.2×103J/(kg·℃)×m×80℃=5.04×1012J
m=1.5×107kg
12． 不可再生 核裂变 不同
【详解】
[1]目前核能已经被广泛利用，核能使用之后在短时间内无法得到补充，是不可再生能源。
[2][3]核电站工作是利用核裂变反应释放出大量的核能，而太阳内部发生的核反应是核聚变，所以两者不同。
13． 裂变 内 不可再生
【详解】
[1]核电站利用了铀核裂变时会释放大量的能量。
[2]利用核裂变释放能量加热水时，水吸收热量，内能增大，该过程中将核能转化为内能。
[3]核能不是取之不尽用之不竭，所以核能是不可再生能源。
14． 核聚变 汽化
【详解】
[1]重的原子核分裂成较轻的原子核的一种核反应叫做核裂变，较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应叫做核聚变，太阳的能量源自于核聚变。
[2]冬天的早晨大雾弥漫，太阳升起后浓雾渐渐散去，雾气吸热消散，是汽化现象。
15． 伽利略 裂变
【详解】
[1]意大利物理学家伽利略开创了以实验的方式进行研究的先河，推翻了纯属思辨的传统的自然观，他通过实验发现了摆的等时性，研究了力和运动的关系，被称为近代物理学之父。
[2]核反应分为重核的裂变和轻核的聚变，原子弹爆炸时原子核发生的是核裂变。
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． 风能、水能、太阳能 取之不尽用之不竭，并且环保无污染 甲 甲 太阳能转化为电能 微波炉加热食品 5.1×103W
（1）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．（2）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应；目前人们和平利用核能的核电站是利用原子核的裂变来发电的；
（3）光电池是由于受到光的照射而产生了电能，故应是光能转化为电能的；
（4）电磁波自身是一种物质，具有一定能量；
（5）已知每平方米的辐射功率可求2m2的辐射功率，还知道光电转化率可求发电功率．
【详解】
(1)风能、水能、太阳能属于可再生能源；煤炭、石油、天然气、核燃料属于不可再生能源；与不可再生能源相比，可再生能源的主要优点是可以长期提供或可以再生的能源，这些能源对环境不会造成大污染；
(2)甲中进行的是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，是核裂变，乙图中是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，是核聚变；核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；
(3)由光电池工作原理可知，光电池是将太阳能转化为电能的装置；
(4)微波炉能利用电磁波加热食物，则说明电磁波具有能量；
(5)太阳能的发电功率：P电=P光×2×17%=1.5×104W/m2×2m2×17%=5.1×103W.
18． 不可再生 机械
本题考查能量的转换、能量的种类、热量公式的应用等综合内容。
【详解】
(1)[1]核能是不可再生能源
[2]核能发电的过程所涉及的能量转换是核能转化为蒸汽的内能，蒸汽推动汽轮机是内能转化为机械能，汽轮机被推动后，便可发电，此时是机械能转化为电能。
(2)[3]由题意知，发电机组发电功率
万千瓦
所用时间
天
发电机组30天内发电量
(3)[4]因为
所以燃烧煤放出的热量
又知道
所以所燃烧的煤的质量
[5]因为煤产生粉尘，所以，燃烧这些煤产生的粉尘
19． 氦3 核聚变 月球 电磁波
（1）仔细阅读材料，回答问题．
（2）了解电磁波的传播特点及地月位置关系，了解中继星的作用，解答问题．
【详解】
（1）阅读材料可知，各国科学家正围绕月球上氦3的储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究．这种在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的核聚变发电燃料，被科学家们称为“完美能源”．
（2）因为电磁波与光的直线传播相似，也是沿直线传播的，所以月球背面的探测器无法直接与地球进行测控通信和数据传输，原因是月球在探测器与地球中间挡住了直线传播的电磁波，中继星架起了地球和月球之间的鹊桥，使地球和月球借助电磁波实现信息交换．
答案第1页，共2页
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