3.7核能同步练习（含解析）

3.7核能
一、选择题
1．日本从2023年8月起陆续排放福岛核电站核污水，我国一直坚定地反对，并始终强调海洋是全人类共同的财富。福岛核电站获得核能的途径是（ ）
A．轻核裂变 B．轻核聚变 C．重核聚变 D．重核裂变
2．2024年5月25日，我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成。关于核能的利用，下列说法正确的是（　　）
A．核裂变是化学变化
B．“华龙一号”是利用聚变产生能量
C．核燃料中的铀原子核由大量质子和电子组成
D．核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
3．如图表示用中子轰击铀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．不能用该反应获得能量的方式来发电
C．该反应不会产生放射性物质
D．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
4．如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置中发生的能量转化，正确的是（　　）
A．核反应堆：核能转化为电能
B．蒸汽轮机：内能转化为机械能
C．发电机：电能转化为机械能
D．电驱动：机械能转化为电能
5．2024年3月27日，华能石岛湾高温气冷堆示范工程核能供暖项目正式并网运行，标志着四代核能供暖系统首次实现向城镇居民供暖，四代核能综合利用取得突破。下列有关核电站的说法正确的是（　　）
A．核能属于可再生能源
B．核反应堆中发生化学变化
C．核电站发生的能量转化为：核能→内能→机械能→电能
D．核反应堆内发生轻核聚变
6．台州已成为发电大市，有多种发电方式。图甲为三门核电站发电流程图，图乙为温岭江厦潮汐发电原理图。下列关于两种发电方式说法正确的是（　　）
A．核电站利用核聚变获得核能 B．发电机是将电能转化为机械能
C．潮汐发电主要是利用水的内能 D．涨潮和退潮时的能量转化形式相同
7．2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的（　　）
A．氢（H） B．氦（He）
C．铀（U） D．钚（Pu）
8．图甲和图乙是释放核能的两种方式，下列说法正确的是（　　）
A．图甲方式表示的是核裂变
B．目前核电站是利用图乙方式发电的
C．图甲方式目前还不能人为控制
D．两种释放核能的方式都不会产生放射性物质
9．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　）
A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染
D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能
10．有“人造太阳”之称的世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），由我国科学团队建成并成功运行，不仅创造了1.2亿度101秒、可重复高约束模403秒等10项托卡马克运行的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础，下列说法不正确的是（　　）
A．目前核电站是利用核裂变反应发电的
B．“人造太阳”的原理与原子弹的原理相同
C．超高温是核聚变反应需要满足的条件之一
D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
二、填空题
11．目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能等新能源，其中核能是 （填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核 （填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，电能属于 （填“一次能源”或“二次能源”）。
12．截至2019年6月，我国已建成核电站19座，投入使用18座，核电站主要分布在我国东南沿海地区。
（1）目前的核电站是通过 （选填“重核裂变”或“轻核聚变”）获得能量的。
（2）核电站需要防止核泄漏，避免对周边人群和生物造成核辐射。下列标志中属于核辐射标志的是 。
A． B． C． D．
13．如图为核聚变的示意图，①②③表示三种原子， “”“”分别表示质子和中子，则图中“”表示的是 。①和②都可以用符号H来表示，是因为它们原子核内的 相同。
14．我国自主三代核电技术“华龙一号”福清核电5、6号机组于2023年5月5日正式通过竣工验收。其核燃料是铀，铀元素在元素周期表中的相关信息如图甲所示，据此可知铀原子核外电子数为 ；该机组利用核能的途径可以用图乙中 （选填“①”或“②”）表示。
15．2023年11月3日，已完成由我国启动设计建造可控的“人造太阳”（如图）项目中的全球最大项目磁体支撑产品正式交付。
（1）“人造太阳”获取核能的方式是 。
（2）“人造太阳”加热功率超过，若利用“人造太阳”发电，发电效率为，则每小时发电量达 千瓦时。
16．2022年10月，中国新一代“人造太阳”装置（HL-2M）等离子体电流突破100万安培（1兆安），创造了中国可控核聚变装置运行新纪录。如图所示为科学家设计的核聚变发电原理图。
（1）装置①是核聚变发生的场所，核聚变时的能量转化是 。
（2）装置②内液态水变成高温水蒸气时，改变水内能的方式是 。
（3）此原理图中，循环利用的物质有 。
17．如图1所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST），实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。
(1)“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能；
(2)如图2为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，能量转化过程是：核能内能 电能；
(3)核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有 。
试卷第1页，共3页
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《3.7核能》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D D B C D A A B B
1．D
【详解】轻核聚变是指两个或多个质量较小的原子核在一定条件下聚合成质量较大的原子核，同时释放出巨大的能量；氢弹爆炸、太阳内部的核反应都是轻核聚变；重核裂变是指质量较大的原子核在一定条件下分裂成两个或多个质量较小的原子核，同时释放出巨大的能量；核电站是通过可控重核裂变获得核能的，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2．D
【详解】AB．我国已建成可控核裂变反应堆，则“华龙一号”是利用裂变产生能量，核裂变原子发生变化，不是化学变化，故AB错误；
C．由于原子核内有质子和中子，所以核燃料中的铀原子核由大量质子和中子组成，故C错误；
D．核电站产生的核废料仍具有放射性，为了防止核辐射，一般深埋在人烟稀少的地方，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B．可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故B错误；
C．发生核反应时会产生反射性物质，该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D．该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】A．核反应堆是核能转化为水的内能，故A错误；
B．蒸汽轮机是利用高温高压的水蒸气推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B正确；
C．发电机是将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象，故C错误；
D．电驱动器工作时会消耗电能，将电能转化为机械能，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】A．核能所利用的核燃料在地球上的储量是有限的，消耗后短期内无法再生，属于不可再生能源，故A错误；
B．核反应堆中的反应是核裂变，核裂变不属于化学 变化，因为化学变化的最小微粒是原子，而核裂变是原子核发生了变化，故B错误；
C．核电站中首先核能转化为内能(通过核反应堆) ，内能使水汽化推动汽轮机转动转化为机械能，汽轮机带动发电机发电转化为电能，能量转化为核能 →内能→机械能→电能，故C正确；
D．核电站的核反应堆内发生的是核裂变，而不是轻核聚变，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】A．现阶段，核电站是利用核裂变释放核能，故A错误；
B．发电机是将机械能转化为电能，故B错误；
C．潮汐运动是机械能，潮汐发电是将海水的机械能转化为电能，故C错误；
D．涨潮和退潮时都是将海水的机械能转化为电能，能量转化形式相同，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】在现阶段，核聚变使用的材料为氢（H），利用氢核聚变。故A符合题意， BCD不符合题意。
故选A。
8．A
【详解】A．图甲表示核裂变，故A正确；
B．目前核电站是利用核裂变（图甲）发电的，而不是核聚变（图乙），故B错误；
C．核聚变（图乙）目前还不能人为很好地控制，而核裂变（图甲）是可以控制的，故C错误；
D．核裂变在反应过程中会产生放射性物质，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】A．现在投入使用的核电站，利用核裂变发电。故A错误；
B．反应堆中核裂变是可以控制的，才能根据需要平和地释放能量来发电。如果不可控，在短时间内释放出巨大的热量，是原子弹。故B正确；
C．核废料具有放射性，能够污染环境。故C错误；
D．核电站的能量转化为：核能——内能——机械能——电能。故D错误。
故选B。
10．B
【详解】A．目前人类还没有实现完全可控的核聚变，所以目前核电站是利用核裂变反应发电的，故A正确，不符合题意；
B．原子弹是利用核裂变的链式反应原理制成的，“人造太阳”是核聚变原理，所以“人造太阳”的原理与原子弹的原理不相同，故B错误，符合题意；
C．核聚变反应过程需通过高温克服原子核间的作用力，所以超高温是核聚变反应需要满足的条件之一，故C正确，不符合题意；
D．核电站发电的能量转化过程是原子核发生裂变释放出核能，核能转化为水的内能，水汽化成水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化为机械能，汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，所以是核能→内能→机械能→电能，故D正确，不符合题意；
故选B。
11． 不可再生 裂变 二次能源
【详解】[1]核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故属于不可再生能源。
[2]核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的，核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。
[3]电能是由一次性能源转化而来的，故属于二类能源。
12． 重核裂变 D
【详解】（1）[1]核电站的主要设备是核反应堆，目前的核反应堆是通过核裂变获得能量的。
（2）[2]A．属于当心爆炸标志，故A不符合题意；
B．注意安全标志，故B不符合题意；
C．当心中毒标志，故C不符合题意；
D．当心核辐射标志，故D符合题意。
故选D。
13． 中子 质子
【详解】[1][2]如图为核聚变的示意图，氘核和氚核发生聚变，生成氦核和一个中子；③原子中白球增加，图中“●”表示的是中子，“O”表示的是质子；①和②都可以用符号H来表示，是因为它们原子核内的质子数相同，即都是1个质子，这是原子分类的依据。
14． 92 ①
【详解】[1]原子呈电中性，相对原子数与电子数相同，因此铀原子核外电子数为92。
[2]核电站主要靠核裂变来释放能量，因此该机组利用核能的途径为①方式。
15． 核聚变
【详解】（1）[1]太阳内部不停的发生着核聚变反应，同时释放出巨大的能量，“人造太阳”获取核能的方式也是核聚变。
（2）[2]若利用“人造太阳”发电，发电效率为，发电的功率为
每小时发电量达
16． 核能转化为内能 热传递 液态锂铅、水
【详解】（1）[1]由图可知，冷却的液态锂铅经过装置①时变成高温的液态锂铅，温度升高，内能变大，是核能转化为内能。
（2）[2]改变物体内能的方式有两种，做功和热传递，装置②内液态水变成高温水蒸气时，改变水内能的方式是热传递。
（3）[3]由图可知，此装置中能够循环利用的是液态锂铅、水。
17．(1)核聚变
(2)机械能
(3)放射性
【详解】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。太阳内部发生的也是核聚变；由于“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过核聚变释放巨大的核能。
（2）在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，完成最终的转化。由图2知道，核电站发电流程图，即在核电站的发电过程中，能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能。
（3）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有放射性。
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