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2.4 核能 巩固练习
一、选择题
1．中国工业能力世界领先。前段时间，江南造船厂发布了全球首型、世界最大的核动力集装箱船船型设计，该船采用钍-232熔盐反应堆作为动力来源。其获得核能的途径是(　　)
A．轻核裂变 B．轻核聚变 C．重核聚变 D．重核裂变
2． 2025年，中国“人造太阳”(EAST)首次实现1亿摄氏度1066秒的运行，创造了新的世界纪录。EAST核反应的微观模型如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．核反应前后，原子核没有改变
B．核反应前后，原子的种类发生了改变
C． “人造太阳”发生的核反应属于核裂变
D． “人造太阳”释放的核能可直接转化成电能
3．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
4．核电站在发电时，能量转化的过程是 （　　）
A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→机械能→核能→电能 D．电能→机械能→内能→核能
5．2025年5月，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆实现连续安全稳定运行1000天，持续稳定输送清洁电能超370亿度。下列有关核电站的描述错误的是（）
A．能将核能转化为电能
B．核反应堆通过核聚变释放核能
C．产生的核废料具有放射性
D．消耗燃料少，可以大大减少燃料的运输量
6．如图是“风能——太阳能”路灯示意图，路灯规格为“24 V 50 W”，下列说法正确的是(　　)
A．太阳能来自太阳内部的核裂变
B．给蓄电池充电时化学能转化为电能
C．路灯正常工作1小时，消耗电能为50kW·h
D．夜晚蓄电池给路灯供电时，将化学能转化为电能
7．下列有关核能说法正确的是 （　　）
A．核废料不会产生环境污染，可任意处置
B．核泄漏具有极大的危害性，应关闭所有核电站
C．利用核能的途径是使原子核分裂或聚合释放能量
D．人类已经完全掌握和平利用核能的技术，因此根本不必担心能源危机
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．关于能源和材料，下列说法中正确的是
A．提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
B．核电站是利用核裂变释放能量进行发电的，是不可控制的
C．电饭锅、电熨斗中的电热丝可选择超导材料
D．能量守恒定律表明自然界中可利用的能量不会减少
10．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
二、填空题
11．2025年1月，中国“人造太阳”成功实现1亿摄氏度1066秒的运行时间，
创造了世界纪录。
如图所示是模拟“人造太阳”装置中氘、氚原子核
在超高温下发生的　 　(选填“核裂变”或“核聚变”)核反应；
（2）“人造太阳”的核反应中，核能主要转化为　 　能。
12．物质的变化往往伴随着能量的变化，请回答下列问题：
（1）水循环过程发生的物质变化是水的三态变化，能量来源为地球重力的作用和　 　。
（2）面粉厂里，都标注禁止明火，这是因为当温度超过面粉的　 　时，弥散的面粉被点燃，从而发生剧烈的燃烧，短时间内释放出大量的热，在相对密闭的空间中会引发爆炸。
（3）原子核内蕴含着大量的核能，获得核能的方式有轻核聚变和重核裂变，目前核电站反应堆是应用　 　方式。
13．核电站是通过核　 　（选填“裂变、聚变”）方式发电，把　 　能转化为电能。核反应堆工作时，会释放能量，也会产生放射线，如果大量放射线泄漏到反应堆外面，　 　（选填“会”或“不会”）对人和其他生物造成伤害。
14．2024年12月26 日，美国航天局报告，美国帕克太阳探测器以创纪录的最近距离飞掠太阳，并向地球传回信号，表明其状况良好，运行正常。
（1）在距离太阳最近时，探测器穿越的温度高达980摄氏度，这是因为在太阳内那氢原子核在超高温下发生　 　(选填“裂变”或“聚变”)，释放出巨大的核能。
（2）“帕克”最终将飞至距太阳表面不到10个太阳半径的日冕层内，在日冕层以内还有能够发生耀斑的色球层和　 　较活跃的光球层。
15．核电站的发电原理是利用核反应堆反应释放能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机发电。如图所示是两种核反应示意图。
（1）核电站核反应堆利用的是 　 　所示的核反应(填“A”或“B”)。
（2）根据核电站的发电原理，发电过程中的能量转化情况是：核能→　 　→　 　→电能。
三、实验与探究题
16．用高能粒子轰击原子是研究微观粒子内部结构的一种方法。
资料1：1909年，英国科学家卢瑟福用带正电荷的高速α粒子流轰击一片很薄的金箔(如图甲)，并根据实验现象和人类已有的科学知识，在1911年提出了原子的有核模型。
资料2：1938年末，德国科学家哈恩用慢中子来轰击铀核，反应迅速并释放大量能量，铀分裂成一些原子核更小的元素，模型如图乙。
（1）要解释卢瑟福实验中少量α粒子方向偏转的原因，不需要用到的知识是 。
A．同种电荷相互排斥 B．电荷的定向移动形成电流
C．力是改变物体运动状态的原因
（2）哈恩的实验中核分裂的过程不属于化学反应，请结合图乙说明理由。　 　。
（3）哈恩发现的现象，后来被应用在核电站发电。民众对核电站的建设存在很多争议，下列观点中属于支持核能发电的是　 　。(可多选)
① 核能发电无二氧化碳排放，不会加重温室效应
②核废料具极强放射性，且残留时间长、毒性剧烈
③核能发电厂热效率较低，会排放更多废热到环境里
④核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，经济效应明显
⑤核燃料能量密度比化石燃料高几百万倍，燃料体积小，便于运输
17．核电站的核反应堆是通过重核裂变释放核能的装置，如图是核电站的原理图。核反应堆中发生重核裂变，释放出核能传递给水，产生高温、高压水蒸气，推动蒸汽轮机带动发电机发电。请回答下列问题。
（1）核反应堆是通过可控　 　反应释放核能的设备。
（2）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　 　。
（3）根据上图，请在方框内完成核电站发电过程中能量转化的流程图：
（4）仔细观察核电站的原理图。在发电过程中，水发生的物态变化有汽化和　 　。
核电站在运行过程中要产生巨大热量，常用水来冷却，这是因为水具有　 　 ，所以核电站一般建在海边。
18．近日“流浪地球”正在各大影院热映，吸引了大量观众。
（1）在我们在看电影时，坐在影院中各个不同位置的观众都能清晰地看到荧幕上的影像，这属于光的　 　反射现象。
（2）为了推动地球，影片中地球人建造了万台超级聚变发动机，这些发动机喷射火焰产生推力，从而推动地球逃离太阳系，下列选项中的事物原理相同的是
A．喷气式飞机 B．火箭 C．汽车 D．轮船
（3）影片中提到地球发动机的能量来自“重元素聚变”。核聚变这个概念我们并不陌生，请例举你所知道的一项核聚变的具体实例　 　.
四、综合题
19． 短短300年间，人们的出行方式经历了多次质的飞跃：
（1）1814年乔治·斯蒂芬森发明了第一台以煤为燃料的蒸汽机车。蒸汽机车是利用蒸汽机，把燃料的　 　转化为内能，再转化为　 　，从而使机车运行；
（2）1885年卡尔·本茨发明了第一辆汽油驱动的汽车，该汽油机的效率可达到。若该内燃机完全燃烧0.5千克的汽油能获得机械能　 　焦（汽油热值）；19世纪，乙醇汽油【将乙醇和汽油按体积比进行混合】的使用大大减少了对空气的污染。从物质的分类上看，乙醇汽油属于　 　；
（3）我国目前已是世界上最大的新能源汽车出口国，某品牌电车某次充电的平均功率为，充电30分钟，其电耗为，理论上本次充电可行驶　 　千米；
（4）若研发核动力汽车，其动力来源为小型核反应堆，反应堆内可通过铀等核燃料的　 　（“核裂变”或“核聚变”）释放能量。
20．2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了一些月壤。月壤中含有的“氦-3”被科学家称为“完美能源”。
（1）使用“氦-3”作为能源，需通过　 　（选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）如图是“嫦娥五号”着陆器停留在月球表面的情景，已知着陆器总质量为2400千克，“脚掌”与月球的总接触面积约为1米2，则着落器对月面的压强为多大？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的 ）
（3）在返回过程中，探测器发动机以3000牛的推力将探测器成功送入离月球表面约15千米的预定轨道，用时6分钟。则探测器发动机的功率至少为多大？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】核裂变与核聚变；核能及其应用
2．【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变；核能及其应用
3．【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
4．【答案】B
【知识点】核电站及其工作原理
5．【答案】B
【知识点】核能及其应用
6．【答案】D
【知识点】能的多种形式；能量的相互转化和转移；核裂变与核聚变；电功计算公式的应用
7．【答案】C
【知识点】核电站及其工作原理；核能及其应用
8．【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变
9．【答案】B
【知识点】核能及其应用
10．【答案】B
【知识点】核电站及其工作原理
11．【答案】（1）核聚变
（2）内能、光能
【知识点】能量的相互转化和转移；核裂变与核聚变
12．【答案】（1）太阳辐射
（2）着火点
（3）重核裂变
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理；水循环；燃烧与灭火
13．【答案】裂变；核；会
【知识点】核电站及其工作原理
14．【答案】（1）聚变
（2）太阳黑子
【知识点】核裂变与核聚变；太阳的结构与概况
15．【答案】（1）A
（2）内能；机械能
【知识点】核电站及其工作原理
16．【答案】（1）B
（2）核分裂过程中原子核发生改变，而在化学变化中原子不会发生改变
（3）①④⑤
【知识点】力的作用效果；电荷间的相互作用规律；核电站及其工作原理；原子结构的探索过程；核能及其应用
17．【答案】（1）核裂变
（2）放射性
（3）内能
（4）液化；较大的比热容
【知识点】核电站及其工作原理
18．【答案】（1）漫
（2）A；B
（3）氢弹
【知识点】光的反射；核裂变与核聚变
19．【答案】（1）化学能；机械能
（2）；混合物
（3）500
（4）核裂变
【知识点】能量的相互转化和转移；燃料的热值；核电站及其工作原理
20．【答案】（1）轻核聚变
（2）解：
（3）解：
【知识点】压强的大小及其计算；功率计算公式的应用；核裂变与核聚变
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