18.2核能同步练习（含答案）苏科版物理九年级下册

18.2核能
一、单选题
1．关于能源、信息与材料，下列说法正确的是（　　）
A．核电站利用核聚变释放的能量发电
B．核能、化石能源、风能都属于不可再生能源
C．白炽灯的灯丝可以用超导材料来制作
D．光在光导纤维中传播时，通过多次反射，把携带的信息传到远方
2．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
3．关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（　　）
A．太阳内部不断进行着剧烈的核裂变
B．LED灯（发光二极管）是由半导体材料制成的
C．北斗卫星是通过超声波传递信息，从而提供导航和通信服务的
D．光导纤维是良好的导体
4．如图所示是核电站工作情况，下列关于核能以及核电站的说法错误的是（　　）
A．核能是一种不可再生的清洁能源
B．核反应堆是由中子轰击铀核发生的链式反应
C．核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
D．核电站发电的能量转换：核能→机械能→内能→电能
5．现代各国科技之间竞争激烈，对于各种材料的研发也你追我赶，下列对于各种材料的相应性质表述错误的是
A．载人航天器返回舱外表涂有隔热性能非常好的材料
B．高端的超导体指的是导热性能非常好的导体
C．二极管利用了半导体的优良性能
D．各国科学家正在积极探索利用海水中的氘核来发电，是因为氘核聚变能产生非常大的核能
6．关于核能的利用，下列哪一种说法是错误的
A．核电站是利用铀核的链式反应释放出大量的核能
B．现时核电站已经实现了用可控制的热核反应来发电
C．原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的
D．现在处理核废料的方法是把它深埋在人烟稀少的地方
7．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们下列说法中正确的是（　　）
A．手机是利用超声波来传递信息的
B．超导体材料可以用来制作电饭锅中的电热丝
C．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
D．大亚湾核电站利用的是核裂变释放的能量
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．下列关于新材料、新技术应用的说法正确的是（　　）
A．利用两颗同步卫星就可以实现全球通信
B．核电站中的核反应堆都是利用核聚变来获取核能的
C．发光二极管的核心部件是半导体材料
D．利用超导体可以制成发热效率极高的发热管
10．和平与发展是当今世界的主流，但是也存在某些不安定因素，加强国防建设有必要，下列有关说法正确的是（　　）
A．第二次世界大战末的1945年8月日美国在日本广岛投掷原子弹，原子弹是利用聚变的原理制成的
B．1976年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功，氢弹的威力比原子弹更大，氢弹是利用聚变的原理制成的
C．我国的第一座核电站是浙江嘉兴的秦山核电站，核电站是利用聚变获得的能量来发电的
D．核电非常清洁，没有污染
二、填空题
11．“北斗”卫星导航系统利用 （填“电磁波”、“超声波”或“红外线”）向地球传递信息。太阳内部时刻发生着氢核的 （填“裂变”或“聚变”）反应，不断向外释放能量，太阳能是 能源。（填“可再生”或“不可再生”）
12．城市公园的建成大大减弱了周围地区的“热岛效应”，这是利用了水的 大的特性．核电站利用核能发电，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源．
13．核电站是利用核 (选填“聚变”或“裂变”)来发电；下列能源：①太阳能②核能③石油④煤⑤风能。其中属于可再生能源的是 (选填序号)。
14．辽宁红沿河核电站核能供暖示范项目于2022年11月1日正式投运供热。发电前，原子核裂变释放的核能主要转化为水的 能；发电后，部分温度较高的水蒸气通过 (选填“做功”或“热传递”）将热量送到千家万户，从而实现为民供暖的目的。
15．2011年3月11日13时46分，日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强震
并引发海啸，地震、海啸、台风、火山喷发等都会产生 (填“超声波”或“次声波”)．地震造成福岛第一核电站反应堆冷却系统破坏，日本当局采取不断向反应堆空中、地面注水的方法进行冷却，以免造成更大的核事故，这种冷却方法主要是利用了水的 大的特性，核能是 能源(填“可再生”或“不可再生”)．
16．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，它主要是让含有质子和 的氢原子核在超高温下发生 （选填“裂变”或“聚变”），从而获得核能的研究装置，这与核电站获得核能的方式 （选填“相同”或“不同”）。
17．1938年，科学家首次用 （选填“电子”“中子”或“质子”）轰击比较大的原子核，使其发生裂变反应，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向，目前世界上已经利用 （填“核裂变”或“核聚变”）原理建成了许多核电站。
18．“嫦娥三号”月球车的多项探测任务中，其中有一项是探测月壤中“氦-3”的含量，“氦-3”原子由核内带正电的 、不带电的中子和核外带负电的电子组成。“氦-3”的原子核在一定条件下与氘核结合成新的原子核，该过程叫做核 （选填“聚变”或“裂变”），同时释放的巨大能量可作为人类未来的能源。对人体来说，安全电压为 V。
19．能源危机日益加剧，开发和利用新能源成为当务之急．目前的核电站是利用原子 （填“核聚变”或“核裂变”）释放的能量工作的．用煤气灶把2 kg初温为30 ℃的水烧到80 ℃，消耗了20 g煤气，已知水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107 J/kg．“煤气的热值为4.2×107 J/kg”表示 ，煤气灶烧水的效率为 %．
20．核电站是利用可控制的核 （填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的；电能是 次（填“一”或“二”）能源；核电站在输送电能时若能采用 （填“半导体”或“超导”）材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
三、综合题
21．我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT-7U，成为国际最先进的磁约束聚变装置。托卡马克装置的主体包括两大部分，就是磁场系统和真空系统。磁场系统包括纵场线圈和加热场的变压器，纵场线圈用来产生强大的纵向磁场，变压器用来感应产生等离子体电流。真空室一般由薄壁不锈钢制成，既要考虑到足够的机械强度，又要有足够的电阻值，还必须留有绝缘缝隙，保证磁场的渗透。抽气系统一般采用大抽速的涡轮分子泵，将真空室抽成10-6Pa以上的超高真空，满足等离子体对纯净环境的要求。聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态，也即进入物质第四态。等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体。在等离子体中，由于高温，电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全裸露，为核子的碰撞准备了条件。当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行。等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到1022时，聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率，必须超过这一基本值，聚变反应才能自持进行。
问题1：什么是轻核聚变反应？ 需要什么条件？ 为什么要在如此苛刻的条件下进行？
问题2：用普通容器能否承装反应原料？ 用什么技术性措施能解决该问题？
问题3：如何产生如此强大的磁场？ 什么叫低温超导现象？ 该现象是否遵循欧姆定律？ 超导现象在什么条件下才能实现？
问题4：为什么在托卡马克中设置真空室？ 核聚变过程中能量是如何转化的？
问题5：核聚变反应需要什么条件才能自持进行？ 如果等离子体密度大约为1.02×10-6kg/m3，温度为1.16×108℃热能约束时间需达到多少时核聚变才能自持进行？
22．2011年3月11日14点46分，日本本州岛海域发生里氏9.0级地震，并引发海啸，瞬间扑向几乎日本全部沿海地区，继而造成日本福岛核电站核泄露，如图所示：
(1)海啸时产生的“水墙”速度很大，具有很大的 能，破坏力很强；
(2)为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是利用了水的 大的特性；
(3)福岛核事故达到了七级，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中。图中是核辐射标志的是 ；
(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)“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起，下列说法中需要改正的是 。
A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器
B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站
D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱
23．近几十年来，能源消耗增长速度明显加长，作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，人类打开了以核能为代表的新能源利用，在湖南益阳建有桃江核电站．但核电站也有安全隐患，2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏．
（1）核电站其能量是原子核发生了核 （选填“裂变”或“聚变”）．
（2）由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中，图中是核辐射标志的是 ．
（3）“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起，下列说法中需要改正的是 ．
A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器
B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
C． 用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站
D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱．
（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．6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量为多少 ？（煤炭的热值为3×107J/kg）．
参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．D
5．B
6．B
7．D
8．B
9．C
10．B
11． 电磁波 聚变 可再生
12． 比热容 不可再生
13． 裂变 ①⑤
14． 内 热传递
15． 次声波 比热容 不可再生
16． 中子 聚变 不同
17． 中子 核裂变
18． 质子 聚变 不高于36
19． 核裂变 1kg煤气完全燃烧放出的热量为4.2×107 J 50
20． 裂变 二 超导
21． 轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应称聚变反应，又称为热核反应 它需要极大的压强和极高的温度 原因是自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行 不能因为无法承受极高的压强而导致破裂 可以利用磁场来进行控制 通过电磁铁来实现 当温度足够低时，某些金属的电阻突然降为0，这种现象叫做低温超导 它不遵循欧姆定律 条件是温度足够低 目的是满足等离子体对纯净环境的要求 将核能转化为内能 见解析 8.64s
22． 动 比热容 C 1.8×1017 D
23． 裂变 C D 1.8×1017J