11.4核能
一、单选题
1.关于能源、电磁波、超声波等物理知识,下列说法中正确的是( )
A.石油属于可再生资源
B.科学家利用超声波来监测地震、海啸等自然灾害
C.核电站利用核聚变时产生的能量来发电
D.“北斗”导航系统利用电磁波传递信息
2.下列说法正确的是( )
A.宇航员在太空中处于失重情况下没有惯性
B.核电站是通过核裂变的方式释放能量的
C.现代居家装修时铺“水地暖”是利用水的比热容小,温度升高的快
D.汽车的倒车雷达是利用电磁波传递信息的
3.关于裂变和聚变,下列说法正确的是( )
A.裂变的链式反应速度可以人工控制,使核能和平使用
B.目前轻核聚变可以人工控制,使核能和平利用
C.原子反应堆既能控制裂变反应速度,也能控制聚变反应速度,使它们都能和平使用
D.裂变和聚变目前还不能做到人工控制,所以都不能和平使用
4.有关能源与可持续发展,下列正确的是( )
A.大量燃烧煤炭不会加剧地球的温室效应
B.石油属于可再生能源
C.目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电的
D.以风能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
5.下列对能量和能源的认识中,正确的是( )
A.能量在转化和转移过程中总量保持不变,故节约能源没有必要
B.太阳的能量给地球带来云、雨、风浪
C.自然界可以长期为人类提供煤炭、石油等可再生能源
D.剧烈的核反应会发生强烈的爆炸,人类无法利用核能
6.能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法正确的是( )
A.卫星导航不是依靠电磁波传递信息的
B.太阳能、风能和水能都是不可再生能源
C.超导材料主要是应用在电饭煲等电器上
D.大亚湾核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的
7.物理与社会生产和生活有着密切的联系,下列说法正确的是( )
A.龙芯3A5000是我国自主设计制造的高端芯片,其主要材料是超导体
B.家中的电热水器使用的是两孔插座
C.我国“人造太阳”实验项目是在为开发核聚变能源探路
D.电动汽车行驶时是将内能转化为机械能
8.关于信息、能源、材料的描述中,下列说法正确的是( )
A.核电站是利用核裂变发电的
B.电饭锅的发热元件是由超导材料制成的
C.太阳能、石油、风能都属于可再生能源
D.光纤通信是靠光在光导纤维中发生多次折射来传递信息
9.核能的开发和利用给人类解决能源危机带来了希望,但同时也可能带来严重环境污染,1986年切尔诺贝利核电站和2011年3月日本福岛 核电站都发生了严重的核泄漏,其中,福岛第一核电站核泄漏使我国31个省市受到不同程度的核辐射污染,则关于核辐射及核能的利用,以下说法正确的是
A.放射性元素放出的射线由α射线、β射线、γ射线
B.α射线是高速运动的电子流,β射线是带正电的氦原子核流,γ射线是穿透能力很强的电磁波
C.人体接受少量的放射性核辐射、强剂量或长时间的照射,对人体都是有害的
D.核反应堆是一种控制的链式反应装置,地震等自然灾害不会对它产生影响
10.近年来,我国科技创新能力日益凸显,各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。例如:2017年,我国海域“可燃冰”(天然气水合物)首次开采成功;2020年,深海潜水器“奋斗者”号实现海底水声定位;2021年,我国磁约束核聚变装置“东方超环”在7000万摄氏度下运行17.6分钟;2022年,冬奥园区无人驾驶车辆实现基于北斗提供的厘米级高精度定位服务……关于上述新科技成果,下列说法中正确的是( )
A.可燃冰属于可再生能源
B.“奋斗者”号水声定位主要是利用声音传递能量实现的
C.核聚变获得核能的方式与普通核电站一致
D.北斗卫星与汽车导航系统之间通过电磁波传播信号
二、填空题
11.2016年4月1日国家主席习近平在美国首都华盛顿举行的第四届核安全峰会上指出要强化核安全文化,原子弹就是利用 原理制造的一种对人类威胁极大的核武器,核能是一种 能源.(填“可再生”或“不可再生”)
12.我国具备完全自主知识产权“华龙一号”核电机组的投入运行,使中国跻身核电技术先进国家行列。核电站是利用核反应堆发生核 (填“裂变”或“聚变”)时提供的能量发电的。核能属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
13.能源问题已引起世界各国的高度重视,核能的开发利用是解决能源紧缺的重要途径之一.核能发电是将核能转化为内能,然后通过汽轮机将内能转化为 能,最终通过 再转化为电能的过程;目前正在运行的核电站,都是利用原子核 变时释放的能量.
14.手机已经进入“5G”时代,所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。“5G”手机传递信息的载体是频率更高的 (选填“超声波”或“电磁波”);《流浪地球》影片开创了我国科幻片的新纪元,影片讲的是太阳的生命即将终结,人类带着地球流浪的故事。在太阳内部,发生 (选填“核裂变”或“核聚变”)产生光和热。
15.2023年4月12日21时,中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破,实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世器纪录。如图所示,“东方超环”的反应原理与太阳类似,通过 (选填“核裂变”或“核聚变”)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。
16.物质由分子和原子组成,原子是可分的,原子由原子核和 组成;原子核也是可分的,原子核由中子和 组成;原子核内蕴藏着巨大的能量,核能释放途径有两种--重核裂变和轻核聚变,目前人类和平利用核能的方式是利用 来发电的.
17.核能是目前被广泛应用的新能源,我国已建成十余座核电站。人类利用核能发电的主要方式是 (选填“核裂变”或“核聚变” );核能属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”);利用核能发电过程中,发电机的能量转化是 。
18.十九大报告提出:“绿水青山就是金山银山”。倡导保护环境,使用新能源势在必行。太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;现在人们用的“核电”源自于原子核 (选填“裂变”或“聚变”)释放的核能;手机充电时消耗的电能属于 (选填“一次”、或“二次”)能源。
19.石油和天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。为了降低对化石能源的依赖,我国正在大力开发核能发电,核反应堆中利用核 (选填“聚变”或“裂变”)释放能量,通过汽轮机将能量转化成 ,再通过发电机最终转化成电能,产生的电能属于 (选填“一次能源”或“二次能源”)。
20.经过科学家的不懈努力,找到了获取核能的两条途径: 和 .
三、综合题
21.如图所示是核电站原理示意图,对目前已建成运转的核电站来说:
(1)核电站的核心是 ,它是以 (铀/氢)为核燃料的,是利用原子核 放出的能量来发电的;
(2)在核电站里,能量的转化过程是:反应堆中消耗 能转化为高温蒸汽的 能,通过汽轮发电机转化为 能;
(3)核电站使用过的核废料,它具有 性,会对人和其他生物造成伤害,一般深埋在人烟稀少的地方;
(4)秦山核电站的功率为3×105kW,如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.2×1010J,并且假设所产生的能量都变成了电能,那么每年(按365天计算)要消耗铀235的质量为 kg。
22.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。
23.人类的发展与进步离不开想象力,所以有了今年票房大卖的科幻片《流浪地球》(图1所示);同样离不开科学家的智慧与坚持,终于在今年拍到了第一张黑洞的照片(图2所示);更离不开像凉山大火中牺牲烈士及还在一线救灾的消防战士大无畏的献身精神(图3所示)。
(1)《流浪地球》电影讲到:太阳急速老化,人类想到借助木星的“引力弹弓”,令地球零消耗改变方向、提升速度,最后到达比邻星。太阳急速老化主要是太阳内部发生核 (选填“裂变”或“聚变”);木星的“引力弹弓”能够令地球改变方向、提升速度,这说明力可以改变物体的 ;
(2)北京时间2019年4月10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。这张黑洞来自室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。照片是由事件视界望远镜项目组拍摄,事件视界望远镜(EventHorizonTelescope.EHT)是分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列,在这8座射电望远镜当中,要数阿塔卡马大型毫米波阵(ALMA)最为强大。ALMA造价达14亿美元,是目前最为昂贵的地基望远镜之一。由所学的知识,我们知道1毫米= 米;
(3)2019年3月30日至4月13日,凉山彝族自治州木里县雅砻江镇立尔村、越西县大花乡瑞元村、冕宁县腊窝乡接连发生多起森林火灾。着火点海拔近4000米,火势凶猛,是近年来四川省发生的最严重的森林火灾。ZC﹣3V无人机救灾中发挥巨大的作用,ZC﹣3V无人机在海拔4000米高地轻松起飞,通过搭载30倍变焦的三轴稳定双光光电吊舱,随时拉近查看地面细节以及火势的近景情况,实时通过 (选填“超声波”“次声波”或“电磁波”)传回清晰稳定的画面,为现场应急指挥部提供第一手火情资料。ZC﹣3V无人机在上升过程中重力势能不断 (选填“增大”或“减小”)。
参考答案:
1.D
2.B
3.A
4.D
5.B
6.D
7.C
8.A
9.A
10.D
11. 核裂变 不可再生
12. 裂变 不可再生
13. 机械 发电机 裂
14. 电磁波 核聚变
15. 核聚变 内能
16. 电子 质子 重核裂变
17. 核裂变 不可再生 机械能转化成电能
18. 可再生 裂变 二次
19. 不可再生 裂变 机械能 二次能源
20. 重核的裂变 轻核的聚变
21. 核反应堆 铀 裂变 核 内 电 放射 115.4
22. 不可 可以 小于 惯性 5.15×105 4
23. 聚变 运动状态 10-3 电磁波 增大