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专题训练六 核能、能量转化与守恒
答案与解析
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（　　）
答案：C。
解析：铁轨铺在枕木上是通过增大受力面积来减小压强，不是减小压力，C 错误；A、B、D 均正确。
2、大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。下图为核电站工作流程图，关于流程图中各装置的能量转化，正确的是（　　）
答案：C。
解析：核反应堆将核能转化为内能（A 错）；蒸汽轮机将内能转化为机械能（B 错）；发电机将机械能转化为电能（C 对）；电采暖应用将电能转化为内能（D 错）。
3、下列说法正确的是（　　）
答案：D。
解析：人类目前仅大规模应用核裂变发电，核聚变发电尚未实现（A 错）；满足能量守恒不一定能发生，能量转化还有方向性等条件（B 错）；β射线是高速运动的电子流，氦原子核流是α射线（C 错）；地球上绝大部分能量来自太阳的核聚变（D 对）。
4、物质世界充满了化学变化，人类需要的大部分能量也是由化学变化产生的。下列生产、生活实例不是利用化学变化产生能量的是（　　）
答案：D。
解析：三峡大坝发电是水的机械能（重力势能）转化为电能，不是化学变化产生能量；A、B、C 都是化学变化（燃烧、呼吸作用、炸药爆炸）释放能量。
5、根据能量守恒定律，判断下列说法正确的是（　　）
答案：C。
解析：发电机将机械能转化为电能，是能量转化装置而非“产生”能量（A 错）；电动机把电能转化为其他形式的能，能量没有消灭（B 错）；C 对；能量在转化和转移中总量保持不变（D 错）。
6、“玉兔”号月球车，依靠接受太阳光给蓄电池充电，然后利用电动机带动月球车在月面上运动。该过程中发生的能量转换是（　　）
答案：C。
解析：光能→化学能（蓄电池充电）→机械能（电动机带动月球车运动）。
7、湖州某学校科学兴趣班上，有人做了如图所示的一个实验，用铅笔尖顶着一个纸风车，置于一杯热水上，风车就会转动。下列说法正确的是（　　）
答案：B。
解析：风车还受到热空气的作用力（A 错）；移除热水后，风车因惯性不会立刻停转（B 对）；白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水珠（C 错）；该实验遵守能量转化与守恒定律（D 错）。
8、中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第 4 代核反应堆发电技术。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（　　）
答案：B。
解析：钍基熔盐堆利用核裂变放出的能量（B 对）；它产生的核废料很少但不是不产生（A 错）；热转换效率比传统反应堆高（C 错）；用氟化盐作冷却剂、无需大量水，可建在内陆（D 错）。
9、如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯。下列解释合理的是（　　）
答案：B。
解析：照明灯将电能转化为光能（A 错）；小风扇风力发电，将机械能转化为电能（B 对）；光电池板将光能转化为电能（C 错）；蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能（D 错）。
10、下列关于“华龙一号”核电中核能说法正确的是（　　）
答案：C。
解析：核能先转化为内能再转化为机械能、电能，不是直接转化（A 错）；“华龙一号”利用核裂变，与太阳的核聚变原理不同（B 错、C 对）；核能是原子核变化释放的能量，不是化学反应（D 错）。
11、能量可以从一种形式转化为另一种形式。双手迅速摩擦，双手会发热，还会发出声音，在这个过程中，　能转化为　能和　能。
答案：机械能转化为内能和声能。
解析：摩擦做功，机械能转化为内能（手发热）和声能（发出声音）。
12（核聚变发电）、科学家设计的核聚变发电原理图如图所示。
（1）答案：核能转化为内能。
解析：核聚变释放大量能量，先转化为内能（热能）。
（2）答案：热传递。
解析：液态水在热交换器中吸收热量变为高温水蒸气，通过热传递改变内能。
（3）答案：液态锂铅和水。
解析：冷却的液态锂铅回流至装置①循环使用，冷却后的液态水也回流循环使用。
12（饮水鸟）、中国古代玩具“饮水鸟”……“饮水鸟”可以看成　（填写一种机械装置的名称），“饮水鸟”获得的机械能是由　的　能转化而来的。“饮水鸟”被称为第二类永动机，所以在能量转化过程中　能量转化与守恒定律（填“符合”或“不符合”）。
答案：热机；水（或乙醚蒸汽）；内；符合。
解析：饮水鸟利用水的蒸发吸热造成上下球气压差，把环境内能转化为机械能，属于热机；它并没有凭空产生能量，符合能量转化与守恒定律，只是“第二类永动机”的构想不成立。
13、电影《流浪地球》吸引了大量观众。
（1）答案：漫反射。
解析：坐在各个位置的观众都能看到影像，是光在荧幕上发生漫反射，反射光射向各个方向。
（2）答案：A、B。
解析：发动机喷射火焰向后喷出燃气，燃气给发动机一个向前的反作用力，与喷气式飞机、火箭原理相同。
（3）答案：太阳发光发热（或氢弹爆炸）。
解析：太阳内部不断进行核聚变释放能量；氢弹爆炸也是核聚变。
14、阅读短文，回答问题。
（1）答案：一次能源。
（2）答案：磁场；电磁感应。
（3）答案：机械能转化为电能。
（4）答案：1.8×1017 J。
解析：m=6×106t=6×109kg，Q=mq=6×109×3×107=1.8×1017J。
15、如图所示为伽利略曾经做过的一个斜面实验。
（1）答案：摩擦力（阻力）。
解析：小球上升的最高点未达到原高度，是摩擦阻力消耗了部分机械能。
（2）答案：科学推理（理想实验）。
解析：伽利略在实验基础上，通过理想化推理得出运动规律，是实验与科学推理相结合。
（3）答案：C。
解析：研究“真空不能传声”采用实验与科学推理相结合的方法，与本题相同。
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专题训练六 核能、能量转化与守恒
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、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
3、下列说法正确的是（　 　）
A.目前人类已经大规模应用核聚变和核裂变的方式发电
B.能满足能量守恒定律的事件就一定能发生
C.β射线是带负电的高速运动的氦原子核流
D.地球上绝大部分能量来自太阳的核聚变
4、物质世界充满了化学变化，人类需要的大部分能量也是由化学变化产生的。下列生产、生活实例不是利用化学变化产生能量的是（　 　）
A.电厂以煤为燃料，进行火力发电 B.人维持体温和生命活动所需要的能量
C.利用炸药开山炸石和拆除危旧建筑 D.三峡大坝建成发电
5、根据能量守恒定律,判断下列说法正确的是（　 　）
A.发电机可以产生电能
B.电动机工作时消灭了电能
C.发电机和电动机都是转化能量的机器
D.自然界中各种能量在不断地相互转化,人类在不断地消耗各种能量,所以总能量在不断减少
6、“玉兔”号月球车，依靠接受太阳光给蓄电池充电，然后利用电动机带动月球车在月面上运动。该过程中发生的能量转换是（　 　）
A.光能→机械能→内能 B.光能→机械能→化学能
C.光能→化学能→机械能 D.光能→内能→机械能
7、湖州某学校科学兴趣班上，有人做了如图所示的一个实验，用铅笔尖顶着一个纸风车，置于一杯热水上，风车就会转动。下列说法正确的是（　 　）
A.风车转动时，风车只受到重力和支持力的作用
B.移除热水，风车由于惯性不会立刻停转
C.热水杯上方的白雾是热水汽化形成的
D.热水变冷，风车最终也会停下来，所以这个实验不遵守能量转化与守恒定律
8、中国成功研发出了先进核裂变能 —— 钍基熔盐堆的第 4 代核反应堆发电技术。钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（　 　）
A. 钍基熔盐堆不产生核废料
B. 钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量
C. 钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低
D. 钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆
9、如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　 　）
A. 照明灯是将内能转化为电能
B. 小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
C. 光电池板是将光能转化为化学能
D. 蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
10、2018年3月2日，电影《厉害了，我的国》在全国各大影院火爆上映：特别是作为大国工程“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。下列关于“华龙一号”核电中核能说法正确的是（　 　）
A.核能直接转化为电能
B.该原理与太阳释放能量的原理相同
C.利用核裂变原理
D.核能是原子内部的化学反应释放出来的能量
11、能量可以从一种形式转化为另一种形式。双手迅速摩擦，双手会发热，还会发出声音，在这个过程中， 能转化为 能和 能。
12、2022 年 10 月，中国新一代 “人造太阳” 装置（HL-2M）等离子体电流突破 100 万安培（1 兆安），创造了中国可控核聚变装置运行新纪录。如图所示为科学家设计的核聚变发电原理图。
（1）装置①是核聚变发生的场所，核聚变时的能量转化是 。
（2）装置②内液态水变成高温水蒸气时，改变水内能的方式是 。
（3）此原理图中，循环利用的物质有 。
13、中国古代玩具“饮水鸟”曾经让大科学家爱因斯坦也惊叹不已。饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。根据以上分析，“饮水鸟”可以看成 （填写一种机械装置的名称），“饮水鸟”获得的机械能是由 的 能转化而来的。“饮水鸟”被称为第二类永动机，所以在能量转化过程中 能量转化与守恒定律（填“符合”或“不符合”）

14、电影“流浪地球”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 。
15、阅读短文，回答问题：
在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力的21%是来自核电。核电站的大体组成如图所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸汽，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换。
请在下面的空格中填上适当的内容：
（1）从能源的分类来看，核能是属于 。（填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）发电机发电时是让线圈在 中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为 现象。
（3）从能量的转化与转移来看，发电机直接将 能转化成了 能。
（4）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭，则6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是 J （煤炭的热值为3×107J/kg）。
16、如图所示为伽利略曾经做过的一个斜面实验，他用两个相连接的倾斜轨道，使一个小球从一个倾斜轨道的某一高度处滚下，小球在经过轨道最低点后沿轨道上升。
（1）小球从左侧轨道上某高度处静止开始运动至右侧轨道最高点的过程中，比较a、b、c三图实验，最高点越来越高但并未达到原初始高度，从力学角度分析，原因是小球与轨道存在 。
（2）伽利略认为若忽略摩擦力，如图（d）小球上升的高度与释放的高度会相等。若减小右侧斜面的倾斜角度如图（e），小球依然会达到释放时的高度，如果右侧轨道是一个水平光滑轨道如图（f），那么小球为达到“永远也不能达到的初始高度”而在水平面上一直作匀速直线运动。在以上研究中，伽利略采用了实验和 相结合的研究方法。
（3）下列哪一实验所采用的研究方法与以上相同 （选填）。
A.探究“凸透镜成像规律” B.研究“液体压强与哪些因素有关”
C.研究“真空下不能传播声音” D.探究“杠杆平衡条件”
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