3.7《核能》练习（答案与试题未分开）

3.7 核能
总分 100 分，共 3 大题 16 题
基础乐园(总分 38 分，共 7 题)
1. (4分) 下列关于原子核组成的说法，正确的是………………………………………（ ? ?）
A. 原子核是由带正电的质子和带负电的电子组成的
B. 原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的
C. 原子核内没有带电粒子
D. 原子核内发生某种变化时会产生电子
【答案】B
2. (4分) 下列关于核能的说法正确的是…………………………………………………（ ? ?）
A. 任何物质中都有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B. 人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C. 只有在人为的条件下才能发生聚变
D. 热核反应就是利用裂变获得原子能的
【答案】B
3. (4分) 单位质量的下列反应中，释放能量最大的是…………………………………（ ? ?）
A. 裂变
B. 聚变
C. 液氢燃烧
D. 差不多
【答案】B
4. (4分) 用来进行核聚变的原子核有……………………………………………………（ ? ?）
A. 氘核和氚核
B. 铀核
C. 钴核
D. 钚核
【答案】A
5. (8分)核裂变是指用____轰击______获取核能的途径。核聚变是指质量很__的原子核，在超高温下结合成新的______来获取核能的途径。
【答案】中子; 原子核; 小; 原子核
6. (6分)核电站中所发生的核反应是______ ，我国目前已经建成多座核电站，例如，浙江的____ 核电站和广东大亚湾核电站。在核电站的反应堆外面，要建造很厚的水泥防护层，这是为了防止______ 。
【答案】核裂变; 秦山; 核辐射
7. (8分)原子核在发生裂变和聚变时，从原子核中放出的射线有__ 、__ 和__ 三种射线，利用其中的__ 射线可以对机械设备进行探伤。
【答案】α; β; γ; γ
应用拓展(总分 40 分，共 7 题)
8. (6分) 关于核能，下列说法正确的是…………………………………………………（ ? ?）
A. 人类利用核能的主要目的是为了制造核武器
B. 核能是一种干净、便宜、安全、可靠的能源
C. 由于核电站易造成核泄漏，所以应该控制核电站的规模
D. 核电站与火电站相比，前者对大气污染和对人体的危害性都要大些
【答案】B
9. (6分) 核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是…………………………………………………………………………………………（ ? ?）
A. 核能→化学能→内能→电能
B. 核能→化学能→机械能→电能
C. 核能→内能→机械能→电能
D. 核能→机械能→内能→电能
【答案】C
10. (6分) 以下关于放射线的说法，不正确的是 （ ? ）
A. 利用射线可以清洗机械设备
B. 利用射线可以使种子发生变异
C. 利用射线可以治疗肿瘤
D. 利用射线可以对机械设备进行探伤
【答案】A
11. (6分) 核电站发电，其核心设备是核反应堆。下列说法错误的是………………（ ? ?）
A. 目前核电站都是通过聚变反应来利用核能
B. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C. 原子核分裂或聚合时释放出核能
D. 核能是一种不可再生的能源
【答案】A
12. (6分) 下列两幅示意图中，表示裂变反应的是__，表示聚变反应的是__。

【答案】乙; 甲
13. (4分)从下列五方面：①所用燃料，②燃料释放能量的方式，③产生蒸汽的锅炉形式，④使用的汽轮机，⑤使用的发电机，比较核电站与火电站的工作原理，两者的主要差别是：____ （填序号）。
【答案】①②
14. (6分) 不顾国际的反对，朝鲜在2013年2月12日进行第三次核试验，并引起了震级4.9级的人工地震，约合1万吨TNT当量（即4200千兆焦耳热量），其能量是原子核发生了核____ （填“裂变”或“聚变”）；为了给处于高温中的反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用______ 的方法来改变内能的；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。如图所示是核辐射标志的是__ 。

【答案】裂变; 热传递; C
思维挑战(总分 22 分，共 2 题)
15. (14分) 利用铀的可控链式反应建造核反应堆发电，存在潜在的泄漏风险，迫使人类寻找更安全可靠的能源。国际热核聚变实验反应堆（简称ITER）项目，这是人类开发新能源的一个重大尝试，也是中国以完全平等地位参加的最大的国际科技合作项目。相关资料如下：
①人工热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的核聚变。反应后的生成物是无放射性污染的氦。由于反应堆温度高，释放出来的核能多，俗称“人造太阳”。实验反应堆预期于2018年建成，目标是在500秒内产生2.5×1012焦的热量。
②1升海水提取的氘0.03克，在完全聚变反应中释放的能量，相当于300升汽油完全燃烧所释放的热量。消耗同等质量的核物质时，它产生的能量是核裂变的7倍。（汽油的密度为0.71×103千克/米3，汽油的热值为4.6×107焦/千克）
③地球上氘和氢原子数量储量比为1:15000，地球上仅海水中就有4.5×1013吨氘，且提炼氘比提炼铀容易得多。如果把自然界中的氘用于聚变反应，释放的能量足够人类使用100亿年。请根据以上资料回答：
(1) 用可控核聚变发电跟裂变相比有哪些突出优点？（写出两点）
【答案】 突出的优点有：①可控核聚变反应的生成物，无放射性污染；②反应物质的总量巨大，足够人类使用很长时间
(2) 要产生2.5×1012焦的热量，需要从多少升海水中提取氘进行聚变？
【答案】 300L汽油的质量m=ρv=0.71×103kg/m3×300L=0.71×103kg/m3×0.3m3=213kg；
300L汽油完全燃烧所放出的热量：Q=mq=213kg×4.6×107J/kg=9.8×109J．需要海水体积V=2.5×1012J/9.8× 109J/L=255 L．
(3) 若这些热量转化成的电能可供一台功率为100千瓦的大型机床工作4000小时，求能量转化的效率是多少？
【答案】 获得的电能：W=Pt=100KW×4000h=4×105KW/h=1.44×1012J；
能量转化效率：η=W/Q×100%=1.44×1012J/2.5×1012J×100%=57.6%．
16. (8分) 如图所示是核电站原理的示意图，下列说法中，不正确的是……………（ ? ?）
A. 蒸汽轮机工作时将内能转化为机械能
B. 核反应会产生一些放射性物质，所以反应堆都有一系列的防护措施
C. 冷凝器中用来冷却的液体是水，因为水的比热容大
D. 目前核电站发电时，所发生的核反应是聚变反应
【答案】D