3.7 核能 同步练习（含解析）

3.7 核能 同步练习
、选择题
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
随着“一带一路”进入世界各国，核电和高铁已经成为中国响亮的名片。下列相关说法正确的是（　　）
A．核电站利用核裂变将核能转化为电能
B．核废料不具有放射性，不需要处理
C．铁轨铺在枕木上，通过减小压力来减小压强
D．乘坐高铁，乘客要在安全线外候车，因为气流流速大的地方压强大，易发生安全事故
能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（　　）。
A．核反应堆进行可控的核聚变释放核能，转化为家庭电路所需的电能
B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同
D．手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质都是电流做功
在风景秀美的太姥山下，宁德核电站正在筹建中，关于核电站，下列说法正确的是(　　)
A．核电站所使用的核燃料是煤和石油
B．核电站核反应堆发生的是可以控制的核裂变
C．核电站发电的能量转化过程中：核能→内能→电能→机械能
D．核电站产生的核废弃料可以当作生活垃圾来处理
众所周知，全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。关于核能的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．原子弹是根据核聚变的原理制成的
B．现有核电站核变原理与氢弹核变原理相同
C．核能有核辐射危险，我们应该完全杜绝核能发电
D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
多年前，南京某公司在探伤作业中意外丢失黄豆大小的放射源铱－192，三天后被追回。铱－192发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板，这一性质可用于金属内部探伤。结合图示可推知，铱－192发出的用于金属内部探伤最有可能的是(　　)
A． 可见光 B．α射线 C．β射线 D．γ射线
核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（　　）
A．目前核电站是通过聚变来利用核能的
B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．氢弹是核聚变释放核能的
D．太阳内部是核聚变释放核能的
任何事物都具有两面性，我们要学会辨证地看问题。下列有关核能的说法中正确的是(　　)
A．无污染的太阳能是核聚变释放的能量，所以核聚变不会有污染
B．用核裂变释放的能量来发电的核电站很安全，所以使用核能无任何风险
C．核燃料裂变后的核废料是一种污染物
D．核电站一般选址在沿海，是因为可以将核反应后的废弃物排入海里
关于核能的应用，下列说法中不正确的是（　　）
A．人类利用核能的途径是核裂变和核聚变
B．太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的
C．原子弹是在可控的链式反应下进行的核裂变
D．a、B、γ三种放射线中，γ射线可以治疗癌症
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．核反应堆是利用核聚变原理工作
B．发电机工作时电能转化为机械能
C．核电站工作可将核能转化为电能
D．核泄漏释放的放射性物质对人体是无害的
、填空题
核能是　 　在转变过程中所释放出来的能量。　 　和　 　是获得核能的两种途径。
核电站利用核能发电，目前核电站主要是利用重核 　 　（选填“裂变”或“聚变”）反应释放的核能。
如图所示，为了形象地描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图，其中　 　图表示的是核裂变。
、实验探究题
中科院的“人造太阳”(EAST)物理实验中首次实现氚D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。
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。
、解答题
一座装机容量为1.0×105kW的火电站每年消耗煤400×104t，而相同功率的核电站每年仅需要铀燃料40t，则每千克铀燃料反应时释放的核能是多少 (煤的热值为3.4×107J／kg)
3.7 核能 同步练习答案解析
、选择题
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
A
【解析】（1）（2）根据对核电站的认识判断；
（3）减小压强的方法：①减小压力；②增大接触面积；
（4）根据流体压强和流速的关系判断。
A．核电站利用核裂变将核能转化为电能，故A正确；
B.核废料仍然具有放射性，需要科学处理，故B错误；
C．铁轨铺在枕木上，通过增大受力面积来减小压强，故C错误；
D.乘坐高铁，乘客要在安全线外候车，因为气流流速大的地方压强小，易发生安全事故，故D错误。
故选A．
D
【解析】（1）核电站利用原子的核裂变释放核能，然后转化为电能；
（2）发电机的工作原理是电磁感应现象；
（3）水蒸气对外界做功，内能减小；外界对水蒸气做功，内能增加；
（4）用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。
A．核反应堆进行可控的核裂变释放核能，转化为家庭电路所需的电能；
B.发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水；
C.汽轮机工作是水蒸气做功将内能转化为机械能的过程，而壶内水升温是利用热传递的方式改变内能，因此二者不同，故C错误；
D.手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质都是电流做功，故D正确。
故选D。
B
【解析】核能发电时利用核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。
A．核电站是以铀为燃料，不符合题意；
B、核电站在核反应堆里发生的是核裂变，符合题意；
C、核能发电的能量转化过程是：核能→水的内能→机械能→电能，不符合题意；
D、核电站产生的核废弃料有辐射，不能当作生活垃圾来处理，不符合题意。
故答案为：B
D
【解析】根据对核电站的工作原理、过程和能量转化的知识判断。
A．原子弹是根据核裂变的原理制成的，故A错误；
B．氢弹的工作原理为核聚变，则核电站核变原理与氢弹核变原理不同，故B错误；
C.核能有核辐射危险，因此我们在利用核能的同时要注意防护安全，故C错误；
D.核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能，故D正确。
故选D。
D
【解析】分析题中图片，确认不同射线的穿透能力，哪种射线穿透能力最强，它就适合用于金属内部探伤。
可见光和α射线不能穿透厚纸板，因此它们穿透能量最弱；β射线可以穿透薄钢板，γ射线可以穿透混凝土，可见β射线穿透能力较强，而γ射线穿透能力最强。因此于金属内部探伤最有可能的是γ射线。
故选D。
A
【解析】A．核电站利用核能的原理是核裂变；B、核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备；C、氢弹的原理是核聚变反应；D、太阳内部发生的反应是核聚变。
A．核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的，故A错误；
B、核反应堆的链式反应可以进行控制，故B正确；
C、氢弹是通过核聚变反应制造而成的，故C正确；
D、太阳内部核能是由核聚变反应是放出来的，故D正确。
故选：A
C
【解析】根据对核能的认识分析判断。
A．核聚变时会产生大量的核辐射，对周围环境会产生很大的伤害，故A错误；
B.用核裂变释放的能量来发电的核电站要做好保护措施，一旦发射核泄漏，那么会对周围的动物、植物和环境产生永久性的损害，故B错误；
C.核燃料裂变后的核废料仍然存在核辐射，对于环境来说仍然是污染物，故C正确；
D.核电站一般选址在沿海，是因为核燃料有巨大的热能产生需要用水作为载体来进行散热和冷却， 核电站需要大量的水进行冷却，建在海边用水方便，也可降低成本，故D错误。
故选C.
C
【解析】根据核能的知识分析判断。
A．人类利用核能的途径是核裂变和核聚变，故A正确不合题意；
B.太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成，故B正确不合题意；
C.原子弹是在不可控的链式反应下进行的核裂变 ，故C错误符合题意；
D.a、B、γ三种放射线中，γ射线可以治疗癌症，故D正确不合题意。
故选C。
C
【解析】（1）核变化包括核的裂变和核的聚变，两者都能释放出巨大的能量，目前人类能利用的核能是裂变释放的能量。（2）发电机主要利用蒸气推动发电机转动，是机械能转化为电能。（3）核变化释放的放射性物质对生物有害。
A．核反应堆是利用核聚变原理工作 ，利用的是核裂变的能量，A错误；
B、发电机工作时电能转化为机械能，是机械能转化为电能，B错误；
C、核电站工作可将核能转化为电能 ，叙述正确，C正确；
D、核泄漏释放的放射性物质对人体是无害的，放射性物质对人体有害，D错误。
故选C
、填空题
原子核；裂变；聚变
【解析】根据核能的定义和获取方式解答。
核能是原子核在转变过程中所释放出来的能量。裂变和聚变是获得核能的两种途径。
裂变
【解析】此题考查核裂变这一知识点，要求学生明确核电站的工作原理，是一道基础题。
核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
故答案为：裂变
甲
【解析】根据核裂变和核聚变的定义解答。
两个质量较小的原子核，在超高温条件下可聚合成1个新原子核，同时释放出能量，这一过程称为聚变；质量较大的原子核，在中子轰击下分裂成两个新原子核的同时释放出大量能量，这一过程称为裂变。根据图片可知，图甲表示的是核裂变。
、实验探究题
（1）核聚变
（2）A；B
【解析】 核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。 只有一些质量非常大的原子核像铀 (yóu)、钍 (tǔ)等才能发生核裂变。 这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。 原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。 1克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。 核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
（1）“人造太阳”获得核能的方式是核聚变；
（2） 下列四位同学的观点支持科学家继续进行这项研究的是 AB；C是反对意见；D的表述错误，喝的聚变是不可控的，不是随开随关的；
故答案为：（1） 核聚变 （2） A B
、解答题
煤炭完全燃烧放出的热量为Q=m煤q煤=3×107J/kg×4×109kg=1.2×1017J再根据q铀=Q/m铀=1.2×1017J40000kg=3.4x1012J/kg
【解析】此题考查根据热值和质量计算热量，已知煤炭的热值和质量，利用公式Q=qm得到放出的热量。
煤炭完全燃烧放出的热量为Q=m煤q煤=3×107J/kg×4×109kg=1.2×1017J
再根据q铀=Q/m铀=1.2×1017J40000kg=3.4x1012J/kg
答案为：3.4x1012J
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