2021学年第3章 能量的转化与守恒第7节 核能同步训练题

核能

一、单选题

1.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。下列相关说法错误的是(    )           

A. 核电站利用核裂变将核能转化为电能                  B. 核废料具有放射性，必须要合理处理
C. 铁轨铺在枕木上，通过减小压力来减小压强       D. 在安全线外候车，是因为气体的流速大，压强小

2.学习了第三章知识后，小科整理了一些笔记，下列说法正确的是（   ）           

A. 原子弹爆炸属于裂变中的链式反应，氢弹爆炸属于聚变与核电站类似
B. 当物体的温度不变时，内能也不会变
C. 垂直地面向上抛物体，最高点时物体的速度为0，所以动能也为0
D. 当手拿物体抬起或放下时，手臂属于省力杠杆

3.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

4.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

5.下列对2019年最新热播影片《流浪地球》中出现的情景解释错误的是（   ）           

A. 核聚变反应——元素种类不变                            B. 核聚变反应——释放大量能量
C. 地球表面的水变成冰——凝固                            D. 地球上短波通讯受影响——太阳活动增强

6.下列说法正确的是(   )           

A. 重核裂变时放出能量，而轻核聚变时吸收能量
B. 轻核聚变必须在很高的温度下才能进行
C. 氢弹是利用轻核聚变制成的，因此它的威力比原子弹小
D. 人类制成了原子弹，从而实现了用人工方法控制链式反应的速度，和平利用核能

7.下图是氢核聚变简图，请据图判断下列说法中正确的是（    ）

A. 图中b核和c核内的质子数不同                            B. 氢核聚变过程中元素种类不会改变        
C. 图中a和b分别代表不同种元素的原子核              D. 原子弹主要是利用了核聚变释放出来的能量

8.如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（   ） 

A. 核能是可再生能源                                              B. 核反应堆将核能转化为电能
C. 汽轮机将内能转化为机械能                                D. 发电机将电能转化为机械能

9.如图所示是三门核电站的建筑图，下列关于核电站的说法正确的是（   ）

A. 核电站发电的能量转化形式是核能→内能→机械能→电能
B. 核电站的发电原理与太阳的热核反应相同
C. 核反应产生的辐射都是有害的
D. 核反应都是可以控制的

10.核电站的核心设备是（　　）

A. 热交换器                           B. 汽轮发电机                           C. 核反应堆                           D. 冷凝器

11.核能发电是目前常用的发电方式之一，它是利用铀原子核裂变时放出的核能加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽轮机转动，从而带动发电机发电的．在核能发电的整个过程中，没有发生的能量转化情况（　　）

A. 核能转化为内能           B. 机械能转化为内能           C. 机械能转为电能           D. 内能转化为机械能

12.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. 目前核电站都是通过聚变反应来利用核能的        B. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C. 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

二、填空题

13.目前的核电站是利用      时产生的大量热量，这些热量使水变成        ， 高温高压的      推动汽轮机运转，再带动      发电。   

14.如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核模型，该模型表示的是      （选填“核聚变”或“核裂变”）

三、解答题

15.核能的开发和利用给人类带来的好处有目共睹，但是任何一种能量的开发和利用都会对自然环境的平衡有一定程度的破坏，核能也给人类带来了很多急需解决的问题，如：核能利用中的废料的处理、核泄漏的防止等，请同学们就自己的了解，从“优点”和“缺点”两方面谈一谈自己对核能的认识．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】 C  

【解析】【分析】（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增大受力面积；
（4）根据流体压强和流速的关系判断。
【解答】A.核电站利用核裂变将核能转化为电能，故A正确不合题意； 
B.核废料具有放射性，必须要合理处理，故B正确不合题意； 
C.铁轨铺在枕木上，通过增大受力面积的方式来减小压强，故C错误符合题意；
D.在安全线外候车，是因为气体的流速大，压强小，人可能在大气压强的作用下被压入铁轨发生危险，故D正确不合题意。
故选C。

2.【答案】     C

【解析】【分析】（1）根据核裂变和核聚变的知识分析；
（2）根据内能与温度的关系判断；
（3）动能与物体的质量和速度有关；
（4）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。

【解答】A.原子弹爆炸和核电站都属于裂变中的链式反应，氢弹爆炸属于聚变，故A错误；
B.当物体的温度不变时，内能可能改变，例如晶体熔化时不断吸热，则内能增大，但是温度不变，故B错误；
C.垂直地面向上抛物体，最高点时物体的速度为0，所以动能也为0，故C正确；
D.当手拿物体抬起或放下时，肘关节相当于支点，阻力作用在手上，而肱二头肌施加动力，此时动力臂小于阻力，则手臂为费力杠杆，故D错误。
故选C。

3.【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。

4.【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。

5.【答案】 A  

【解析】【分析】（1）核聚变是2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。
（2）物质从固态变成液态的过程叫做熔化，从液态变成固态的过程叫做凝固。
（3）太阳活动对地球的影响很大。例如，耀斑增强时地球上的短波通信会受到明显影响。太阳黑子、耀斑活动增强时，人们需要用各种防晒措施来避免太阳光中过强的紫外线对皮肤的损伤。
【解答】A核聚变是原子核的重新组合，在变化中原子核发生了变化，故元素的种类也发生了变化，故说法错误，符合题意。
B核聚变过程中会释放出巨大的能量，故说法正确，不符合题意。
C水是液态的，并是固态的，所以水结冰的过程称之为凝固，故说法正确，不符合题意。
D耀斑增强时地球上的短波通信会受到明显影响，故说法正确，不符合题意。
故答案为：A

6.【答案】 B  

【解析】【分析】人类利用核能的两种方式：核裂变和核聚变，它们都向外释放巨大的能量；氢弹利用的是核聚变，需要原子弹引燃，因此它需要很高的温度；核聚变释放的能量比核裂变释放的能量多得多；原子弹利用的是不可控的核裂变，据此判断即可。
【解答】A.无论核裂变还是核聚变，都向外释放大量能量，故A错误；
B.轻核聚变必须在很高的温度下进行，故B正确；
C.氢弹的威力远远大于原子弹，故C错误；
D.原子弹利用的是不可控链式反应，故D错误。
故选B。

7.【答案】 A  

【解析】【分析】图示核聚变模型反映了，有一个质子和中子的氢原子a与有一个质子和两个中子的氢原子b，聚合在一起形成了一个有两个质子和两个中子的氦原子，有一个中子跑出。据此可确定选项。

【解答】A、图中b核和c核内的质子数不同，b有一个质子，c有两个质子，A说法正确；
B、氢核聚变过程中元素种类不会改变，氢核取变后出现了氦，元素种类发生了变化，B说法错误；
C、图中a和b分别代表不同种元素的原子核，a和b的质子数相同表示同一种元素，C说法错误；
D、原子弹主要是利用了核聚变释放出来的能量，原子弹利用的是裂变释放出来的能量，D说法错误。
故选A

8.【答案】 C  

【解析】【分析】核电站中能量转化过程是：通过核反应堆把核能转化为内能，得到高温的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能． 

【解答】解：核电站发电过程中能量转化顺序为：核能→内能→机械能→电能．

A．核能是不可再生能源，此项不符合题意；

B．核反应堆将核能转化为内能，此项不符合题意；

C．汽轮机将内能转化为机械能，此项符合题意；

D．发电机将机械能转化为电能，此项不符合题意；

故选C．

9.【答案】 A  

【解析】【分析】核反应有两种：核裂变、核聚变，核电站发电利用的是核裂变，核裂变是可控的，其能量的转化为核能→内能→机械能→电能。

【解答】解：A、核电站发电的能量转化形式是核能→内能→机械能→电能，A正确；

B、核电站的发电原理是核裂变，太阳的热核反应是核聚变，B错；

C、核反应产生的辐射的辐射量达到一定的程度才是有害的，C错；

D、核裂变是可控的，核聚变是不可控的，D错。

故选A。

10.【答案】 C  

【解析】【分析】将原子核裂变释放的核能转变为电能的系统和设备，通常称为核电站，核电站是一种高能量、少耗料的电站，核燃料裂变过程释放出来的能量，经过反应堆内循环的冷却剂，把能量带出并传输到锅炉产生蒸汽用以驱动涡轮机并带动发电机发电．要知道现在的核电站主要是利用的原子核的裂变产生的能量．

【解答】解：核电站是以铀为燃料，利用核反应堆把铀原子核裂变产生的能量转化为水和水蒸气的内能，又把内能转化为发电机子的机械能，最终机械能转化为电能；

故选C．

11.【答案】 B  

【解析】【分析】核电站的核心是核反应堆，它以铀为燃粒，在裂变过程中释放出核能，再通过热交换器变为高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽去驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机的旋转带动发电机发电．此题考查核电站的工作原理和核电站，是一道基础题．

【解答】解：根据核电站的发电过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能；因此，选项中ACD的能量转化情况在核能发电时均有出现．

故选B．

12.【答案】 A  

【解析】【分析】（1）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的．核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的．（2）原子核结构发生变化时会释放出大量能量，这种能量称核能；核能的主要途径为核裂变和核聚变．（3）可再生能源指可以在自然界里源源不断地得到的能源，如水能、风、太阳能等；不可再生能源只会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气等．本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握．

【解答】解：A、核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的．错误，符合题意．

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．正确，不符合题意．

C、核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量．正确，不符合题意．

D、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；正确，不符合题意．

故选A．

二、填空题

13.【答案】 原子核裂变；水蒸气；水蒸气；发电机  

【解析】【分析】根据核电站的工作过程和能量转化解答。
【解答】目前的核电站是利用原子核裂变时产生的大量热量，这些热量使水变成水蒸气，高温高压的水蒸气推动汽轮机运转，再带动发电机发电。

14.【答案】 核裂变  

【解析】【分析】根据核裂变的定义分析解答。
【解答】核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式，则该模型表示的是核裂变。

三、解答题

15.【答案】 核能是一种相对较为清洁的能源，而且用料省、运输方便．但核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，因此核能利用与核电安全是人类应同时关注和研究的课题．

【解析】【解答】任何能源的利用都具有两面性，核能也不例外，其优点是非常明显的，清洁、安全、经济等特点都是其他能源与它无法相比的；而其缺点也是存在的，如核辐射污染、核废料污染也都是极为严重的．

故答案为：核能是一种相对较为清洁的能源，而且用料省、运输方便．但核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，因此核能利用与核电安全是人类应同时关注和研究的课题．

【分析】核能在当代社会中的应用极为广泛，其优点是显而易见的，但其缺点也是致命的，所以对于任何问题我们都应辩证的看，方能得出正确的评价。