3.7 核能 同步练习（含解析）

3.7 核能同步练习
一 、选择题
1.日、地、月是人类最熟悉的三个星球，下列有关它们的说法正确的是( )
A. 太阳能量的释放是由于核裂变 B. 地球上的四季更替是由于地球自转形成的
C. 火山和地震都是地幔运动的表现形式 D. 日、地、月在同一条直线上， 月相是新月或满月
2.如图所示是三门核电站的建筑图，下列关于核电站的说法正确的是( )
A．核电站发电的能量转化形式是核能→ 内能→机械能→ 电能
B．核电站的发电原理与太阳的热核反应相同
C．核反应产生的辐射都是有害的
D．核反应都是可以控制的
3.如图表示用中子轰击铀—235 原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是( )
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．该反应释放能量过于庞大人类目前无法控制
4.关于核能的下列说法中不正确的是( )
A．如果对核裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内会释放出巨大能量， 发生猛烈的爆炸，这就是
原子弹的原理
B．核电站是利用原子核裂变的可控的链式反应产生的能量来发电
C．氢弹是利用原子核聚变制成的核武器
D．太阳内部不停地进行着核裂变
5.关于放射性，下列说法正确的是( ) 。
A．放射性物质在外界的影响下发出穿透能力很强的射线
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B. α 射线是电中性的高速运动的氦原子核流
C. β 射线是带负电的高速运动的电子流
D．放射性物质产生的辐射对人体组织都有破坏作用
6.2020 年 9 月 2 日， 经国家批准， 正式同意建设温州苍南核电站。核电站就是利用核反应堆提供的能 量，使水变成蒸汽， 再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。在核电站的发电过程中，能量转
化顺序正确的是( )
A． 核能→ 内能→机械能→ 电能 B．化学能→ 内能→机械能→ 电能
C．核能→ 内能→ 电能→机械能 D．核能→化学能→机械能→ 电能
7.太阳能是地球能量的主要来源， 太阳能的实质是( )
A．原子核聚变产生的核能 B．原子核裂变产生的核能
C．原子核链式反应产生的核能 D．化学反应产生的化学能
8.利用核能发电（如图）是人们和平利用核能的一个重要方向，下列有关核电站的叙述正确的是( )
A．核反应堆利用核聚变原理来工作的
B．发电机工作时电能转化为化学能
C．能量转化顺序是：核能→ 内能→机械能→ 电能
D．核反应过程属于化学变化
9.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展， 根据目前核能的利用水平，你认为下列关于原子弹和
核电站的说法中正确的是
A．核电站控制裂变的链式反应速度
B．原子弹利用核聚变， 核电站利用核裂变
C．原子弹对聚变的链式反应不加控制
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D．原子弹利用核裂变， 核电站利用核聚变
10.下列图示中关于能量转化的分析，不符合事实的是( )
A．钻木取火， 机械能转化为内能
B．人造卫星从近地点向远地点运动， 部分动能转化为势能
C．核能发电， 可将核能直接转化为电能
D．米勒模拟原始大气产生有机物实验，有电能转化为化学能
二 、填空题
11.核能是指原子核发生 或聚变时所释放的能量。
12.不久前，甘肃武威钍基熔盐堆进行了试运行。钍基熔盐堆成功摆脱了之前铀和钚元素为燃料的核能
发电模式， 改用以放射性极低的钍元素为核燃料， 在核能发电领域具有划时代意义。
（1）核电站的核心是核反应堆， 它将核能转化为 能， 再通过其他机械转化为机械能最后转
化为电能。
（2）目前核电站主要是用铀、钚等作为核燃料来发电， 核反应类型是相同的。右侧两幅核变化示意图
中，能形象描述这种核能获得方式的是图 。
13.核电站的核心是核反应堆,它以铀为核燃料,核反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能,再通过
蒸汽轮机和发电机把高温蒸汽的内能转化为电能。如图 7 所示是核电站的原理示意图,第一回路中水被 第 3 页（共 9 页）
泵压入核反应堆,在那里被加热,然后进入热交换器,把热量传给第二回路中的水,又被泵压回到反应堆 里。在热交换器内,第二回路中的水被加热成高温高压蒸汽,然后被送入汽轮机以驱动汽轮机,做功后温
度和压强都降低,进入冷凝器,最后又由泵把它压回热交换器,高速旋转的汽轮机带动发电机发电。
图 7
(1)从核反应堆到发电机,能量的转化过程是 :核燃料的 能 →水的 能 →汽轮机的
能→ 能。
(2)在第一回路的核反应堆的外围,有一层厚厚的水泥防护层,其主要作用是 。
(3)冷凝器中发生的物态变化是 ,该过程要 热。
(4)在第二回路中,用水做循环液体,原因是水的 较大。
三 、实验题
14.中科院的“人造太阳”(EAST)物理实验中首次实现持续时间达 102秒的超高温长脉冲等离子体放电，
其原理如图所示。
（1）“人造太阳 ”获得核能的方式是 。
（2）“人造太阳 ”能够解决人类能源问题，科学家已经进行了半个多世纪的研究，但距真正投入商用、 变成每家每户可以用的电，可能还需要较长时间研究。下列四位同学的观点支持科学家继续进行这项
研究的是 (可多选)。
A． ”人造太阳 ”产生的核辐射小，核废料少， 基本不污染环境。
B． ”人造太阳 ”发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
C．“人造太阳 ”需要利用多种高能量方式驱动，条件苛刻，投入巨大。
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D．“人造太阳 ”能把毁灭性武器改造成随开随关的“炉灶”，服务人类。
四 、解答题
15.（目前世界上最先进的核潜艇是美国“海狼”级核潜艇，其中有一艘“吉米 卡特”号核潜艇如图
甲所示，其部分性能参数如表所示：
舰号 吉米 卡特（SSN23） 水下最大航速 38 节
水下排水量 9124t 水下巡航速度 20 节
水面排水量 8060t 最大潜深 610m
艇长 107.6m 核反应堆 1 座 S6W 型压水堆
艇宽 12.9m 发动机最大功率 33.57 兆瓦
（1）核潜艇的动力来源于一座功率很大的核反应堆，核反应堆的能量来源于 （填“重核裂变”
或“轻核聚变”）。
（2）根据该潜艇的性能参数，计算潜艇浮出水面时露出水面的体积（海水的密度按 1 克/厘米 3 计算）。 （3）该核潜艇在水下匀速航行时，所受阻力与速度的关系如图乙所示， 当它在水下巡航时， 其动力功
率约多少？ （1 节≈0.5m/s）
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3.7 核能同步练习答案解析
一 、选择题
1.D
A 太阳能量的释放是由于氢核的聚变，A 不符合题意；
B 地球上的四季更替是由于地球公转转形成的，自转引起昼夜更替，B 不符合题意； C 火山和地震都是地幔运动的表现形式， C 不符合题意；
D 日、地、月在同一条直线上， 当月球在中间时的月相是新月，当地球在中间时的月相是满月， D 符 合题意。
故答案为：D
2.A
解：
A、核电站发电的过程是先将核能转化为内能，而后再将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能 的， 故 A 正确；
B、核电站利用的是裂变，而太阳的热核反应是聚变，故 B 错误；
C、放射性可用于医疗等方面，放射性元素还可以作为示踪原子，故 C 错误；
D、核裂变是可控的，核聚变不可控， 故 D 错误。
故选： A。
3.B
【解析】根据对核裂变的认识判断。 A.该模型中， 一个大核受到撞击后变成两个小核， 则表示的是核
裂变， 故 A 错误；
B.该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应， 故 B 正确；
C.过程中产生的氪原子具有放射性， 故 C 错误；
D.可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，故 D 错误。
故选 B。
4.【解答】解：A、若核燃料能达到足够多时，如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内会释
放出巨大的能量，发生猛烈爆炸，这就是原子弹的原理， 故 A 正确；
B、核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的， 故 B 正确；
C、氢弹是利用轻核的聚变制成的核武器， 故 C 正确；
D、太阳内部不停地进行着核聚变，故 D 错误。
故选： D。
5.C
【解析】根据有关放射性的认识分析判断。
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A.放射性物质会自发的发出穿透能力很强的射线， 不需要外界条件，故 A 错误；
B.α 射线是带正电的高速运动的氦原子核流， 故 B 错误；
C.β 射线是带负电的高速运动的电子流， 故 C 正确；
D.放射性物质产生的辐射对人体组织都有破坏作用与它的强度有关，如果剂量合适，那么不会对人体
造成伤害， 故 D 错误。
故选 C。
6.A
【解析】根据核电站的整个工作过程分析能量转化即可。
核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，将核能转化为热能； 再用产生的高温、高压蒸 汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动， 将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机转动产生电能，将机械
能转化为电能， 故 A 正确，而 B、C、D 错误。
故选 A。
7.A
【解析】人类有核聚变核裂变两种获取核能的方式，而太阳能是通过核聚变的方式产生能量
太阳的巨大能量主要是由于太阳内部氢原子发生核聚变产生的。
故答案为： A
8.
解：核电站发电过程：通过核裂变使核能先转化为内能，内能对外做功，将内能转化为机械能，发电
机将机械能转化为电能； 核反应过程不是化学变化；故 C 正确，ABD 错误。
故选： C。
9.A
10.C
【解析】本题考查能量的转化方式， 属于识记内容。
A 选项是动能转化为内能，动能属于机械能， 故正确。
B 卫星从低处飞向高处， 克服重力做功， 动能转化为重力势能，故正确。
C 选项核能发电能量转化形式是 核能→ 内能→机械能→ 电能。故 C 错误，符合题意。
D 选项 在无机物合成有机物过程中， 电能来提供能量，所以是电能转化为化学能， 故 D 正确。
故答案为： C
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二 、填空题
11.裂变
【解析】核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量， 核裂变、核聚变时释放的巨大
能量。
核能是通过转化其质量从原子核释放的能量， 核裂变、核聚变时释放的巨大能量。
故答案为： 裂变
12.（1）内(热)
（2）甲
【解析】原子核在发生裂变和聚变时都能产生巨大的能量，核电站就是利用重核的裂变产生的能量来
发电的，核电站的核心是核反应堆， 它是以铀为燃料的。
(1)核电站的核心是核反应堆，它将核能转化为 内(热)能，再通过其他机械转化为机械能最后转化为
电能。
(2)目前核电站主要是用铀、钚等作为核燃料来发电，核反应类型是相同的。右侧两幅核变化示意图中，
能形象描述这种核能获得方式的是图 甲 。
13. (1)核 内 机械 电
(2)防止核辐射
(3)液化 放 (4)比热容
三 、实验题
14.（1）核聚变
（2）A；B；D
【解析】（1）核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。
（2）分析哪个选项描述的是核聚变的优点即可。
（1）“人造太阳 ”获得核能的方式是核聚变。
（2）A.”人造太阳 ”产生的核辐射小，核废料少， 基本不污染环境，故 A 符合题意；
B.”人造太阳 ”发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳， 故 B 符合题意；
C.“人造太阳 ”需要利用多种高能量方式驱动，条件苛刻，投入巨大， 不利于推广，故 C 不合题意；
D.“人造太阳 ”能把毁灭性武器改造成随开随关的“炉灶”，服务人类，故 D 符合题意。
故选 ABD。
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四 、解答题
15.
解：
（1）核潜艇的核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的；
（2）由表格可知潜艇在水下航行时 m 水下排 ＝9124t＝9.124×106kg，
则核潜艇浮出水下航行时的排水体积：V 潜艇 ＝V 水下排 ＝ ＝ ＝9.124×103m3；
在水面上航行时，m 水面排 ＝8060t＝8.06×106kg，
则核潜艇浮出水面航行时的排水体积：V 水面排＝ ＝ ＝8.06×103m3，
则核潜艇浮出水面时露出水面的体积：V 露 ＝V 潜艇﹣V 水面排 ＝9.124×103m3﹣8.06×103m3 ＝1.064×103m3； （3）根据二力平衡可知，动力 F 与阻力 f 相等，即它在水下航行速度为 20 节时，由图象可知：F＝f
=30×104N，
因此动力的功率为 P＝Fv＝30×104N×20×0.5m/s＝3×106W。
答：（1）重核裂变；
（2）潜艇浮出水面时露出水面的体积 1.064×103m3；
（3）当它在水下巡航时，其动力功率为 3×106W。
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