6.3 核能的开发与放射性防护 同步练习(含解析)

6.3核能的开发与放射性防护
一、单选题
1.利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。下面有关核电站的说法正确的是( ???)

A.?核反应堆是利用核聚变原理工作的
B.?汽轮机将机械能转化为内能
C.?发电机将机械能转化为电能
D.?核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应，都是不加控制的
2.2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置，在成都建成并实现首次放电，这意味着我国在可控核聚变技术领域走向了世界前列。下列说法不正确的是（?? ）
A.?? 新一代“人造太阳”的原理与氢弹的原理相同
B.?目前核电站是利用核裂变反应发电的
C.?任何原子内部都有原子核，所以利用任何物质都能获得核能
D.?超高温是核聚变反应需要满足的条件之一
3.2020年12月，我国自主研制的核聚变关键装置“中国环流器二号M装置”实现首次放电，标志着我国核聚变发展取得重大突破。下列关于核聚变的说法，正确的是（??? ）
A.?? 原子核必须在超高温下才能发生聚变
B.?任何两个原子核都可以发生聚变
C.?原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D.?目前核电站是利用核聚变释放的核能发电的
4.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
5.为缓解电力紧张的状况，正在不断开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站，关于核电站，下列说法正确的是（?? ）
A.?核电站使用的核燃料是石油或天然气
B.?核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
C.?核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
D.?核电站中使用大量的水是分解出其中的氢元素从而利用核聚变产生能量
6.2020年9月2日，经国家批准，正式同意建设温州苍南核电站。核电站就是利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。在核电站的发电过程中，能量转化顺序正确的是（??? ）
A.?? 核能→内能→机械能→电能
B.?化学能→内能→机械能→电能
C.?核能→内能→电能→机械能
D.?核能→化学能→机械能→电能
7.如图表示用中子轰击铀-235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.?该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C.?该反应不会产生放射性物质?????????????????????????D.?不能用该反应获得能量的方式来发电
8.电影《厉害了，我的国》自今年3月2日在全国上映来燃爆各大影院，特别是作为大国工程和“一带一路”国家名片的“华龙一号”核电机组（如图），代表创新成果的人造太阳，在影片中亮相，再次彰显了大国实力，很是抢镜！以下关于核电站说法正确的是（ ???）

A.?利用核聚变原理??????????????????????????????????????????????????B.?利用核裂变原理
C.?核能直接转化为电能???????????????????????????????????????????D.?核能是原子内部的化学反应释放出来的能量
9.大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。下表是核电站工作流程图，关于流程图中各装置的能量转化，正确的是(??? )

A.?核反应堆：核能转化为机械能?????????????????????????????B.?蒸汽轮机：机械能转化为内能
C.?发电机：机械能转化为电能????????????????????????????????D.?应用：电能转化为机械能
10.电影《流浪地球》开启了中国科幻电影元年，影片中涉及到许多我们学过的科学知识，以下观点正确（ ??）
A.?在太阳内部，发生核裂变产生光和热
B.?地球发动机喷射的燃气推动地球前进，说明物体间力的作用是相互的
C.?关闭地球发动机后地球仍能向前运动，这是由于受到惯性的作用
D.?开启地球发动机使地球加速前进的过程中机械能守恒
二、填空题
11.核电站发电过程的能量转化为，核能→内能→________→电能，核电站的核能释放途径是________。
12.用你学过的关键词填空。
（1）核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的________（选填“核聚变”或“核裂变”）。
（2）单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是________冲程。
（3）火箭的燃料是液氢，这是由于氢气燃烧时的________较大。
（4）植物光合作用将太阳能转化成化学能，这些化学能无法重新变成太阳能，这说明能量的转化和转移是有________的。
13.现在各国科研人员都在致力于一些新型材料的研究。
（1）英国科研人员研制出自动灭火陶瓷砖，砖里压入一定量的氦气和二氧化碳，这种砖砌成的房屋发生火灾时，在高温烘烧下，砖会裂开并喷出氦气和二氧化碳，从而抑制和扑灭火焰。喷出的氦气和二氧化碳能达到灭火目标的原理是________。

（2）中国科研人员首次在自然界发现铀，金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用，此反应堆获得核能的途径是________。(选填“核裂变”或“核聚变”)。
14.? 2020年4月2日，中科院的“人造太阳”EAST实现1亿度运行近10秒，为目前世界最长，其原理如下图。

（1）“人造太阳”获得核能的方式是________；
（2）“人造太阳”实验从上世纪50年代开始到现在已经进行了半个多世纪。下列观点中，属于支持继续进行这项研究的是：________（可多选）。

三、解答题
15.阅读以下这段有关太阳的文字，回答问题：
太阳是太阳系中唯一的恒星和会发光的天体，是太阳系的中心天体，太阳系质量的99.86%都集中在太阳。太阳系中的行星、小行星、流星、彗星以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行(公转)，而太阳则围绕着银河系的中心运行。
太阳的直径大约是1392000公里，相当于地球直径的109倍，体积大约是地球的130万倍，其质量大约是2×1030kg(约为地球的33万倍)。从化学组成来看，现在太阳质量的四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，碳、氖、铁和其他的重元素质量总和少于2%。
目前太阳处于主序星阶段，通过对恒星演化及宇宙年代学模型的计算机模拟，已经历了大约45.7亿年。太阳在其主序星阶段已经到了中年期，它通过核心内部发生的氢核聚变来释放能量。在太阳的核心，每秒能将超过400万吨物质转化为能量，生成中微子和太阳辐射。以这个速度，太阳至今已经将大约100个地球质量的物质转化成了能量。太阳作为主序星的时间大约可以持续100亿年左右。
（1）根据材料可知，目前太阳主要的能量来源是________。
（2）太阳现在正处于主序星阶段，未来的太阳将继续演化：主序星→________→________→黑矮星。
（3）美国NASA计划2018年夏天发射“帕克太阳探测器”，人类将首次近距离对太阳和太阳风进行全面观测，你认为“帕克太阳探测器计划”需要解决哪些技术问题？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【分析】根据核反应堆的工作原理和过程分析判断。
【解答】A.核反应堆是利用核裂变原理工作的，故A错误；?
B.汽轮机将内能转化为机械能，故B错误；?
C.发电机将机械能转化为电能，故C正确；?
D.核电站发电是可控核裂变，原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控制的，故D错误。
故选C。
2.【答案】 C
【解析】【分析】（1）根据氢弹的爆炸原理判断；
（2）根据核电站的工作原理判断；
（3）原子核的能量释放出来需要一定的条件；
（4）根据核聚变反应的条件判断。
【解答】A. ?新一代“人造太阳”的原理与氢弹的原理相同，都是核聚变，故A正确不合题意；?
B.目前核电站是利用可控核裂变反应发电的，故B正确不合题意；
C.任何原子内部都有原子核，但是在当前的技术条件下，并不是任何原子能都能被释放出来利用，故C错误符合题意；
D.超高温是核聚变反应需要满足的条件之一，故D正确不合题意。
故选C。
3.【答案】 A
【解析】【分析】根据核聚变的定义和用途等知识分析判断。
【解答】A.原子核必须在超高温下才能发生聚变，故A正确；?
B.核聚变是由质量小的原子，在一定条件下发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，因此并不是任何两个原子都能发生聚变，故B错误；
C. 原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核裂变，故C错误；?
D. 目前核电站是利用可控核裂变释放的核能发电的，故D错误。
故选A。
4.【答案】 C
【解析】【分析】根据核能的知识分析判断。
【解答】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。
5.【答案】 C
【解析】【分析】根据核电站的工作原理和能量转化分析判断。
【解答】A.核电站使用的核燃料是铀，故A错误；
B.核反应堆中发生的是可控制的核裂变，故B错误；?
C.核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能，故C正确；?
D.核电站使用大量的水来隔离核废料,一方面水可以吸收其中大部分的热量，还有一个原因是因为水可以隔离核辐射，让整个核电站可以安全的运行，故D错误。
故选C。
6.【答案】 A
【解析】【分析】根据核电站的整个工作过程分析能量转化即可。
【解答】核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，将核能转化为热能；再用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机转动产生电能，将机械能转化为电能，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7.【答案】 B
【解析】【分析】（1）核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。
（2）根据核聚变的过程分析；
（3）根据核聚变的产物分析；
（4）根据核聚变的能量利用形式分析。
【解答】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.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B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
故选B。
8.【答案】 B
【解析】【分析】根据核电站的知识分析判断。
【解答】核电站利用的可控核裂变原理，故A错误，B正确；
在核电站中，先通过核反应堆，将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能，故C错误；
核能是有原子的变化（裂变或聚变）时释放出来的能量，由于变化在原子层面，没有新分子生成，所以不属于化学变化，故D错误。
故选B。
9.【答案】 C
【解析】【分析】根据核电站的相关知识分析判断。
【解答】A.核反应堆：核能转化为内能，故A错误；?
B.蒸汽轮机：内能转化为机械能，故B错误；?
C.发电机：机械能转化为电能 ，故C正确；
D.应用：电能转化为内能，故D错误。
故选C。
10.【答案】 B
【解析】【分析】本题根据力学的相关知识解题即可。
【解答】A、在太阳内部发生的是核聚变产生光和热，而核裂变式子弹的原理，故A错误；
B、地球发动机喷射的燃气推动地球前进，这说明物体间的力的作用是相互的，所以B正确；
C、关闭地球发动机后地球仍能向前移运动，这是由于地球具有惯性，而不能说受到惯性的作用，惯性是物质的一种特性，而不是力的作用，所以不能说受到惯性的作用，C错误；
D、地球发动机是地球加速前进，地球的速度不断增加，而质量减少较少可忽略不计，所以说机械能在不断的增加，D错。
故答案为：B
二、填空题
11.【答案】 机械能；核裂变
【解析】【分析】根据核电站的工作原理和能量转化过程分析解答。
【解答】核电站发电过程的能量转化为：核能→内能→机械能→电能，核电站的核能释放途径是核裂变。
12.【答案】 （1）核裂变
（2）做功
（3）热值
（4）方向性
【解析】【分析】（1）根据核电站的工作原理解答；
（2）内燃机的四个冲程中，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，其余两个冲程没有能量转化；
（3）根据Q=mq可知，质量相同的不同燃料，氢气的热值大，放出的热量就多。
（4）能量转移或转化后，就不能再次被利用，这就是能量转化和转移的方向性。
【解答】（1）核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核裂变。
（2）单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是做功冲程。
（3）火箭的燃料是液氢，这是由于氢气燃烧时的热值较大。
（4）植物光合作用将太阳能转化成化学能，这些化学能无法重新变成太阳能，这说明能量的转化和转移是有方向性的。
?
13.【答案】 （1）隔绝助燃剂
（2）核裂变
【解析】【分析】1、灭火可通过降低温度到可燃物着火点以下，可通过隔绝助燃剂；
2、核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。核反应堆是通过可以控制的裂变反应释放核能的设备。
【解答】（1）氦气与二氧化碳都是不能燃烧也不支持燃烧，且二氧化碳密度比空气大，砖裂开时喷出的氦气和二氧化碳会隔绝空气，所以灭火的原理是隔绝助燃剂；
（2）核反应堆是通过可以控制的裂变反应释放核能的设备，题中反应堆获得核能的途径是核裂变。
故答案为：（1）隔绝助燃剂? （2）核裂变
14.【答案】 （1）核聚变
（2）ABD
【解析】【分析】核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量。
【解答】（1）由图可知，氘原子和氚原子聚合形成氦原子并释放能量的过程，属于核聚变；
（2）A、人造太阳产生的辐射小，对环境基本无污染，属于支持该研究的观点；故A符合题意；
B、核能发电不排放二氧化碳，有助于缓解温室效应；故B符合题意；
C、核能利用投入大，条件苛刻，该观点属于不支持发展核能的观点；故C不符合题意；
D、核能能服务于人类，属于支持发展核能的观点；故D符合题意；
故答案为：（1）核聚变；（2）ABD。
三、解答题
15.【答案】 （1）氢核聚变释放的能量
（2）红巨星；白矮星
（3）发射时克服地球引力；耐高温；与地球保持通信等(合理即可)。
【解析】【分析】本题主要考查太阳的演化、太阳的能量。
【解答】（1）根据材料可知，目前太阳主要的能量来源是氢核聚变释放的能量。
（2）太阳现在正处于主序星阶段，未来的太阳将继续演化：主序星→红巨星→白矮星→黑矮星。
（3）“帕克太阳探测器计划”需要解决的技术问题有发射时克服地球引力；耐高温。
故答案为：（1）氢核聚变释放的能量（2）红巨星；白矮星（3）发射时克服地球引力；耐高温；与地球保持通信等(合理即可)。