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第3章　能量的转化与守恒
第7节　核能
基础过关全练
1.(2020浙江湖州中考)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
2.【时事热点·科技成果】(2022浙江湖州期末)2021年12月3日,中国南方首个核能供热项目在浙江海盐正式投运。下列相关说法错误的是 (　　)
A.核电站利用核裂变释放的核能发电
B.核反应堆将核能转化为内能
C.核反应堆中链式反应是可以控制的
D.核电站产生的核废料对环境没有污染
3.(2022浙江杭州三区联考期末)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,核电站是利用重核裂变来释放核能的
B.能量转换:核能→机械能→内能→电能
C.原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站可以控制裂变的链式反应
D.核电站使用的核燃料是石油或天然气
4.【教材变式·P124T2改编】我国核动力潜艇的相关技术已十分成熟,目前正在加紧研究将大功率核动力用于航空母舰的技术。关于核动力航母说法正确的是 (　　)
A.航母使用的核能属于可再生能源
B.航母核反应堆里发生的是核聚变
C.航母核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D.航母核反应堆产生的核废料对环境没有污染
5.(2022四川绵阳中考)太阳每时每刻都在向外辐射光和热,每年辐射到地球上的能量比目前人类每年消耗的总能量大一万多倍。下列与太阳能有关的说法,正确的是 (　　)
A.人类可以直接利用太阳能
B.太阳能属于不可再生能源
C.地球上所有的能量均来自太阳
D.太阳能是太阳内部氢原子核裂变释放的核能
能力提升全练
6.(2023浙江绍兴柯桥期末,13,★☆☆)2021年12月20日,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:核能→内能→机械能→电能
7.(2021湖北随州中考,2,★☆☆)2021年4月,日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋的计划,消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图,媒体报道:福岛核电站的废水中含有大量具有放射性的核物质。结合上述材料判断以下说法错误的是(　　)
A.核电站是利用裂变的链式反应发电的
B.核能可以直接从自然界获得,属于一次能源
C.核能属于不可再生能源
D.核能是高风险能源,世界各国应彻底抛弃对核能的利用
8.【新特色· 航空航天】(2022浙江湖州中考,29节选,★★☆)2021年10月14日,“羲和号”探日卫星顺利升空,实现了我国太阳探测零的突破。
(2)太阳的巨大能量是内部　　　　(选填“核聚变”或“核裂变”)产生的。
(3)“羲和号”运行在距离地面大约517千米的太阳同步轨道上。如果你是“羲和号”的设计师,根据其工作环境,设计时需要考虑哪些方面 　　　　　　　　　　　。
9.(2021浙江嘉兴中考,22改编,★★☆)核能是一种高效清洁的能源。2020年11月,具有完全自主产权的“华龙一号”核电机组并网发电。如图是核电机组示意图,通过三个回路的设计有效提高了安全性。
(1)一回路:反应堆中核燃料反应产生大量的热,从而将水加热到约320 ℃,气压达到150多个标准大气压,此时水不会沸腾的原因是　　　　　　　　　　　　　　。
(2)二回路:蒸汽发生器中的水被加热后　　　　(填物态变化名称)成水蒸气,这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。
(3)三回路:核电站通常建在海边用海水作冷凝剂,原因是海水量多且　　　　。
(4)核电站中发生的核反应是　　　　(选填“核聚变”或“核裂变”)。
素养探究全练
10.【学科素养·科学思维】用高能粒子轰击原子核是研究微观粒子的一种方法。1934年,意大利科学家费米用中子轰击铀原子(质子数为92,元素符号为U),得到了一种质量增加的原子,他公开宣布发现了93号元素,被科学界认可,从而获得了诺贝尔物理学奖。1938年,德国科学家哈恩在重复费米的实验后,发现费米实验中得到的是56号钡元素,并用图示模型来定义这一变化。费米知道后,立即重复哈恩的实验,结果证实自己错了,费米坦率地检讨并纠正了错误。
(1)费米用中子轰击铀原子,不可能增加铀原子的　　　数,所以得不到93号元素。
(2)结合材料分析,以下观点正确的是　　　　　　　　　　　　　　。
A.面对前人的观点要敢于质疑
B.科学结论的得出要依据客观事实
C.对科学的认识是一个不断修正、完善的过程
答案全解全析
基础过关全练
1.B　该模型表示的是核裂变,A不正确;该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应,B正确;该反应中产生放射性物质,C不正确;核电站就是利用核裂变来发电的,D不正确。
2.D　核电站利用核裂变释放的核能发电,故A正确;核电站将核能转化为内能,故B正确;核反应堆中的链式反应是可控的,故C正确;核废料对环境的污染是很严重的,故D错误。故选D。
3.C　核能是不可再生能源,核电站是利用可控的核裂变来释放核能的,故A错误;核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的,能量转化过程是核能→内能→机械能→电能,故B错误;在核电站的核反应堆中,利用的是可控的核裂变,而原子弹同样是利用核裂变的链式反应,却是不加控制的,故C正确;核电站使用的是核燃料,而不是石油或天然气,故D错误。故选C。
4.C　航母核反应堆是利用核裂变释放的核能来发电的,核能不是可再生能源,故A、B错误;核裂变和核聚变都能释放能量,但是由于核聚变不容易控制,因此航母核反应堆中发生的是可控的核裂变,故C正确;核废料对环境的污染是很严重的,故D错误。故选C。
5.A　人类可以直接利用太阳能,例如太阳能热水器,故A正确;太阳能可以从自然界源源不断地获得,属于可再生能源,故B错误;地球上的核能、地热能和潮汐能等能量不是来自太阳能,故C错误;在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变释放出巨大的核能,而不是核裂变,故D错误。故选A。
能力提升全练
6.D　原子弹是利用核裂变的原理制成的,氢弹是利用核聚变的原理制成的,故A错误;核电站中的核反应堆是通过核裂变获得核能的一种装置,是可控的,与氢弹核变原理不相同,故B错误;核能虽然具有放射性,可能对环境造成污染,但只要科学处理还是可以控制的,所以我们可以合理开发和使用核能,故C错误;核电站发电的能量转化过程是将核能转化为内能,得到高温水蒸气,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,则整个过程中能量转化的正确顺序是核能→内能→机械能→电能,故D正确。
7.D　核电站是利用原子核裂变的链式反应释放出大量的核能,A不符合题意;核能可以从自然界中直接获得,是一次能源,B不符合题意;核能不能短时间从自然界得到补充,是不可再生能源,C不符合题意;核能虽然存在一定的风险,但可以合理开发利用,平衡能源的使用紧缺,D符合题意。
8.(2)核聚变　(3)耐高温、防辐射等(答案不唯一)
解析　(2)太阳能内部是由较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能。(3)“羲和号”运行在距离地面大约517千米的太阳同步轨道上,距离太阳很近,所以需要考虑的因素有耐高温、防辐射等。
9.(1) 气压增大,水的沸点升高　(2)汽化
(3)比热容大　(4) 核裂变
解析　(1)水的沸点受气压的影响,气压越高,水的沸点越高,在一回路中,气压达到150多个标准大气压,此时水的沸点也很高,温度没有达到水的沸点,所以水不会沸腾。(2)液态的水变成气态的水蒸气的过程叫汽化。(3)水的比热容大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同的温度时水能吸收更多的热量,所以核电站通常用海水作冷凝剂。(4)目前核电站中进行的都是核裂变。
素养探究全练
10.(1)质子　(2)ABC
解析　(1)93号元素的一个原子中含有93个质子,92号铀元素的一个铀原子中含有92个质子,而用中子轰击铀原子,不可能增加铀原子的质子数。(2)面对前人的观点要敢于质疑,才能够发现前人的不足,才能有所发展,A正确;科学知识是人类在无数的实验中形成的,所以科学结论的得出要依据客观事实,B正确;对科学的认识是人类不断出现错误,不断改正错误的过程,即对科学的认识是一个不断修正、完善的过程,C正确。

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