核能一、單選題1．現(xiàn)代的大型艦艇及航空母艦常以核反應堆作動力，其目的是()A．利用核裂變的巨大威力B．利用核裂變提供的巨大能量C．核反應堆在使用上比使用化石燃料更安全D．利用它發(fā)射核武器2．原子彈在制造時需用到下列哪種物質(zhì)()A．氘 B．氚 C．氫 D．鈾3．核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應堆。下列說法錯誤的是（）A．目前核電站是通過聚變來利用核能的B．核反應堆中發(fā)生的鏈式反應是可以控制的C．氫彈是核聚變釋放核能的D．太陽內(nèi)部是核聚變釋放核能的4．近日我國自主三代核電“華龍一號”5號機組首次達到臨界狀態(tài)，標志著機組正式進入帶功率運行狀態(tài)，向建成投產(chǎn)邁出了重要一步。下列關(guān)于核電站說法正確的是()A．核電站發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：化學能→內(nèi)能→機械能→電能B．核反應堆是核電站的“心臟”，里面發(fā)生的是核聚變C．核電站反應堆中發(fā)生的鏈式反應是可以控制的D．核電站反應堆產(chǎn)生的核廢料對環(huán)境沒有污染5．2011年3月22日媒體報道：日本福島第一核電站各機組表面溫度都低于100℃，意味著各機組乏燃料池中有水存在，這就不會發(fā)生大的事故．如圖所示，為核電站發(fā)電流程圖．下列說法不正確的是（）A．核燃料是不可再生能源，核反應堆是控制鏈式反應的裝置，核電站發(fā)生的是原子核裂變B．乏燃料池中的水汽化吸熱可以降低機組的溫度，蒸汽帶動輪機工作C．蒸汽輪機將核能最終轉(zhuǎn)化為機械能D．發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，蒸汽輪機的效率總是小于1二、填空題6．閱讀以下材料，回答問題．人類生存最重要的能源--太陽能能源是人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)之一．20世紀以來，全球的人口增長和經(jīng)濟發(fā)展，大大增加了對能源的需求．在各種能源中，化石燃料中的石油、天然氣是當今世界的主要一次能源．據(jù)世界能源委員會統(tǒng)計，已探明的石油、天然氣可采儲量，按1992年各國的產(chǎn)量計算，分別只能開采44年和60年；雖然可采儲量還可能會有新的發(fā)現(xiàn)，但社會需求也在增長，特別是考慮到第三世界國家的經(jīng)濟發(fā)展，油氣燃料可供開采的時間不會很長．在化石燃料中，盡管煤的蘊藏量最豐富，但燃煤造成的嚴重污染使其不大可能成為世界范圍的主要能源．雖然核聚變反應可提供清潔的能源，在海洋中蘊藏著的42萬億噸核聚變的主要物質(zhì)氘，但核聚變堆研究的難度很大，估計要到本世紀后期核聚變電站才有可能實現(xiàn)商品化．因此，在展望21世紀能源問題的前景時，可能不得不面對油氣資源面臨枯竭、核聚變發(fā)電又未能商品化的一段時間．為保證這一時期內(nèi)人類有充足的清潔能源供應，利用太陽能來發(fā)電是一種必然的選擇．太陽能是最重要的可再生能源，地球上的各種能源無不與之密切相關(guān)．事實上，太陽在地球的演化、生物的繁衍和人類的發(fā)展中，起了無比重大的作用，也為人類提供了取之不盡的能源．太陽內(nèi)部不斷進行的高溫核聚變反應釋放著功率為3.8×1026兆瓦的巨大輻射能量，其中只有二十億分之一到達地球大氣高層；經(jīng)過大氣層時，約30%被反射，23%被吸收，僅有不到一半的能量功率8×1016兆瓦到達地球表面．盡管如此，只要能夠利用其萬分之幾，便可滿足今日人類的全部需要．（1）太陽能是能源．（選填“可再生”或“不可再生”）（2）物質(zhì)氘是發(fā)生核的重要材料．（選填“聚變”或“裂變”）（3）到達地球大氣層的太陽能，大概有的能量功率到達地球表面．（填百分比）（4）今日人類對能量全部需要能量功率8×1012兆瓦（選填“超過”或“不超過”）7．由中、美、日等7國科學家共同參與建造的“人造太陽”裝置預計于2025年建成運行。其發(fā)光發(fā)熱原理與太陽相似，利用輕核釋放出巨大的能量。未來依托該裝置可建立核電站，把核能最終轉(zhuǎn)化為能。8．核電站是利用核反應堆提供能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發(fā)電機發(fā)電的。甲是核電站的原理示意圖，乙是兩種核反應示意圖。（1）核電站核反應堆利用的是所示的核反應（填“A”或“B”）：（2）根據(jù)核電站原理圖，請在方框內(nèi)完成核電站發(fā)電過程中能量轉(zhuǎn)化流程圖：（3）核電站在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱，常用水作冷卻劑，這是利用了水的性質(zhì)，所以核電站一般建在海邊。散失到空氣中的熱無法再被核電站利用，說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有。9．核電站將能最終轉(zhuǎn)化為電能．它常建在海邊，其原因之一是需要大量的水作為汽輪機的冷卻劑，這利用了水的較大．三、解答題10．閱讀短文，回答問題：在常規(guī)化石能源非常緊缺的今天，核能受到越來越高度的重視，如今美國電力的21%是來自核電．核電站的大體組成如圖所示，核材料在原子反應堆中發(fā)生核反應產(chǎn)生大量的熱能，冷卻劑將這些熱能帶到熱交換器將水變成水蒸汽，水蒸氣推動蒸汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，最終實現(xiàn)了核能到電能的轉(zhuǎn)換．請在下面的空格中填上適當?shù)膬?nèi)容：（1）從能源的分類來看，核能是屬于．（填“一次能源”或“二次能源”）（2）發(fā)電機發(fā)電時是讓線圈在中旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象在物理學中稱之為現(xiàn)象．（3）核電站所需的核能是利用原子核（填“裂變”或“聚變”）所產(chǎn)生的．該變化是．（填“可控”或“不可控”）（4）如果核電站每年需要50t的核燃料，而同等規(guī)?；痣娬久磕晷枰?×106t的煤炭．則6×106t的煤炭完全燃燒放出的熱量是J（煤炭的熱值為3×107J/kg）．（5）核電站的核廢料具有性，對環(huán)境會造成相當大的危害，因此要將核廢料深埋到人跡稀少的沙漠地帶，同時如何在開發(fā)新能源，又注意環(huán)境的保護，是人類面臨的一大課題．11．如圖所示是核電站原理示意圖，對目前建成運轉(zhuǎn)的核電站來說：（1）核電站的核心是，它是以為核燃料的，是利用了原子核裂變的反應產(chǎn)生的能量來發(fā)電的．（2）核電站使用過的核燃料稱為，它具有性，會對人和其他生物造成傷害，處理方法：．（3）秦山核電站的功率為3.0×105kW，如果1g鈾235完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.2×1010J，并且假設(shè)所產(chǎn)生的能量都變成了電能，那么每年（按365天計算）要消耗鈾235的質(zhì)量為kg．（結(jié)果保留一位小數(shù)）12．2020年12月，“嫦娥五號”探測器在月球上采集了1731克月壤（其中約900克取自月表）。月壤中含有的“氦-3”（He-3）被科學家們稱為“完美能源”，據(jù)科學家估算10噸“氦-3”就能滿足我國一年所需的能源需求。（1）使用“氦-3”作為能源，需通過（選填“輕核聚變”或“重核裂變”）釋放其內(nèi)部的核能；（2）采集器把這900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？（已知物體在月球表面受到的重力是地球上的16（3）在返回過程中，“嫦娥五號”上升器發(fā)動機以向上3000牛的力工作6分鐘，成功將攜帶樣品的上升器送入到離月球表面高度約為15千米的預定環(huán)月軌道。則“嫦娥五號”上升器發(fā)動機的功率至少多大？13．核能具有很大的優(yōu)越性。它的能量密度非常高，是等量優(yōu)質(zhì)煤的250萬倍。由于核裂變無需空氣，核電站排出的廢氣也很少，是一種非常清潔的能源。當然，核泄漏事故也是很可怕的。前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站由于核泄漏導致28人死亡，500萬人受到不同程度的核輻射。2011年3月11日，9.0級的強烈地震引發(fā)的日本福島第一核電站發(fā)生核物質(zhì)泄漏，引起國際社會對核能利用的擔憂。不過，專家指出，只要我們采取行之有效的措施，是可以做到防患于未然，核能有廣闊的發(fā)展前景的。結(jié)合材料，運用矛盾的觀點，談談對核能的認識。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【分析】核能利用的核心設(shè)備是核反應堆，核反應堆是通過可控核裂變（鏈式反應）釋放出巨大能量的?！窘獯稹楷F(xiàn)代的大型艦艇及航空母艦常以核反應堆做動力源，其主要是因為核裂變能夠提供巨大的能量，可以滿足艦艇的需要。故答案為：B2．【答案】D【解析】【分析】核裂變是質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放能量的過程?！窘獯稹坑弥凶愚Z擊鈾-235原子核，可以使鈾核裂變?yōu)殡春撕弯^核，同時向外釋放能量，并產(chǎn)生23個新中子。如果產(chǎn)生的中子繼續(xù)轟擊其他鈾核，引起鈾核裂變，就會導致越來越多的鈾核不斷地發(fā)生裂變，放出越來越多的能量，這種連鎖式的鈾核裂變反應稱為鏈式反應。原子彈就是利用這個原理制造的。

故選：D3．【答案】A【解析】【分析】A、核電站利用核能的原理是核裂變；B、核電站的核反應堆是利用可控的核裂變反應釋放核能的設(shè)備；C、氫彈的原理是核聚變反應；D、太陽內(nèi)部發(fā)生的反應是核聚變。

【解答】A、核電站主要利用核裂變的可控鏈式反應來發(fā)電的，故A錯誤；

B、核反應堆的鏈式反應可以進行控制，故B正確；

C、氫彈是通過核聚變反應制造而成的，故C正確；

D、太陽內(nèi)部核能是由核聚變反應是放出來的，故D正確。

故選：A4．【答案】C【解析】【分析】根據(jù)對核電站的認識分析判斷。

【解答】A.核電站發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：核能→內(nèi)能→機械能→電能，故A錯誤；

B.核反應堆是核電站的“心臟”，里面發(fā)生的是可控核裂變，故B錯誤；

C.核電站反應堆中發(fā)生的鏈式反應是可以控制的，故C正確；

D.核電站反應堆產(chǎn)生的核廢料對環(huán)境仍然具有核輻射，故D錯誤。

故選C。5．【答案】C【解析】【分析】①核電站是利用核裂變來釋放核能的，核反應堆是一個能維持和控制核裂變鏈式反應，從而實現(xiàn)核能向內(nèi)能轉(zhuǎn)換的裝置．②水的汽化可以吸收大量的熱，給機組降溫．③核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來加熱水，用產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽作為動力，推動蒸汽渦輪機轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電的．④任何機器工作時的效率都會小于1．解決此類問題只需要了解核能發(fā)電的過程及能量轉(zhuǎn)化過程即可，難度不大．【解答】解：A、核燃料是不可再生能源，核反應堆是控制鏈式反應的裝置，核電站發(fā)生的是原子核裂變，說法正確；B、乏燃料池中的水汽化吸熱可以降低機組的溫度，蒸汽帶動輪機工作，說法正確；C、蒸汽輪機將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，而不是將核能轉(zhuǎn)化為機械能，故C錯誤；D、發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，蒸汽輪機的效率總是小于1，說法正確．故選C．6．【答案】（1）可再生（2）聚變（3）47%（4）不超過【解析】【解答】（1）據(jù)上面的分析可知，太陽能是在短期內(nèi)可以再生的，所以是可再生能源；（2）據(jù)課本知識可知，物質(zhì)氘是發(fā)生核聚變的重要材料；（3）據(jù)材料中的“經(jīng)過大氣層時，約30%被反射，23%被吸收”可知，到達地球到達地球大氣層的太陽能，大概有1-30%-23%=47%的能量功率到達地球表面；（4）據(jù)“僅有不到一半的能量功率8×1016兆瓦到達地球表面．盡管如此，只要能夠利用其萬分之幾”可知，今日人類對能量全部需要不超過能量功率8×1016×=8×1012兆瓦；故答案為：（1）可再生；（2）聚變；（3）47%；（4）不超過．【分析】（1）從能源是否可再利用的角度可分為可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源；而風能、水能、太陽能、生物質(zhì)能，可以在自然界里源源不斷的得到補充，所以它們屬于可再生能源．（2）物質(zhì)氘是發(fā)生核聚變的重要材料；（3）據(jù)材料中的內(nèi)容分析即可判斷；（4）據(jù)材料中的內(nèi)容分析即可判斷；7．【答案】聚變；電【解析】【分析】（1）核聚變，即輕原子核(例如氘和氚)結(jié)合成較重原子核(例如氦)時放出巨大能量。

（2）根據(jù)核電站的能量轉(zhuǎn)化解答?！窘獯稹浚?）由中、美、日等7國科學家共同參與建造的“人造太陽”裝置預計于2025年建成運行。其發(fā)光發(fā)熱原理與太陽相似，利用輕核聚變釋放出巨大的能量。

（2）未來依托該裝置可建立核電站，把核能最終轉(zhuǎn)化為電能。8．【答案】（1）A（2）機械能（或動能）（3）比熱大；方向性【解析】【分析】（1）根據(jù)核電站的工作原理解答；

（2）根據(jù)核電站的能量轉(zhuǎn)化過程分析解答；

（3）根據(jù)Q=cm△可知，當質(zhì)量和升高的溫度相同時，水的比熱容最大，因此會攜帶更多的熱量，具有很好的散熱效果。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性解答?！窘獯稹浚?）根據(jù)圖片可知，A為核裂變，B為核聚變，而核電站的反應堆是利用的可控的核裂變，故選A。

（2）核反應堆釋放核能，然后利用核能對水加熱，從而轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的內(nèi)能。高溫高壓的水蒸氣推動汽輪機工作，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。汽輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，從而將機械能轉(zhuǎn)化為電能。

（3）核電站在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱，常用水作冷卻劑，這是利用了水比熱大的性質(zhì)，所以核電站一般建在海邊。散失到空氣中的熱無法再被核電站利用，說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。9．【答案】核；比熱容【解析】【分析】①核能是最重要的新型能源之一，是利用可控的核反應，將核能最終轉(zhuǎn)化為電能為人類所使用．②水的比熱容較大，在同等情況下可以吸收更多的熱量，所以常用來做冷卻劑．【解答】解：①核電站主要是依靠可控的核裂變，將核能最終轉(zhuǎn)化為電能的；②用水作為汽輪機的冷卻劑，是利用了水的比熱容較大，在相同情況下，可以吸收更多的熱量，冷卻效果更好．故答案為：核；比熱容．10．【答案】（1）一次能源（2）磁場；電磁感應（3）裂變；可控（4）1.8×1017（5）放射【解析】【分析】（1）可以從自然界直接獲取的能源叫一次能源，不能從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；（2）發(fā)電機都是通過閉合電路的線圈在磁場中做切割磁感線運動而發(fā)電的，即都是利用電磁感應現(xiàn)象發(fā)電的；（3）核裂變是較重的原子核裂變成較輕的原子核的一種可控核反應，核聚變是較輕的原子核結(jié)合成較重的原子核的一種不可控核反應；（4）根據(jù)Q=mq進行計算即可；（5）核廢料的放射性是其危害環(huán)境的主要原因．【解答】解：（1）核能能夠從自然界直接獲得，因此屬于一次能源；（2）發(fā)電機發(fā)電時是讓線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)而切割磁感線運動，從而產(chǎn)生感應電流，這就是電磁感應現(xiàn)象；（3）目前人類利用核能發(fā)電是利用可控的核裂變來工作的；（4）6×106t的煤炭完全燃燒放出的熱量：Q=mq=6×109kg×3×107J/kg=1.8×1017J；（5）核電站的核廢料具有放射性，會對環(huán)境造成相當大的危害．故答案為：（1）一次能源；（2）磁場；電磁感應；（3）裂變；可控；（4）1.8×1017；（5）放射．11．【答案】（1）核反應堆；鈾；鏈式（2）核廢料；放射；深埋在荒無人煙的地下（3）1153.7【解析】【分析】（1）核電站是利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應堆．核電站的核反應堆是利用可控的重金屬鈾核裂變反應釋放核能的設(shè)備．即通過鏈式反應加以控制．（2）雖然核能發(fā)電有很多優(yōu)點，但是核廢料因具有放射線，故必須慎重處理．（3）據(jù)發(fā)核電站的功率和時間可計算出發(fā)電量，結(jié)合1克鈾235完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.2×1010焦計算即可；【解答】解：（1）據(jù)課本知識可知，）核電站是利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應堆，它是以鈾為核燃料的，是利用了原子核裂變的鏈式反應產(chǎn)生的能量來發(fā)電的．（2）核電站使用過的核燃料稱為核廢料，核廢料具有放射性；會對人和其他生物造成傷害，處理方法：深埋在荒無人煙的地下；（3）一個年發(fā)電量是：W=Pt=3×109W×356×24×3600s=9.46×1016J；1克鈾235完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.2×1010焦；故9.46×1016J的電能相當于鈾裂變的質(zhì)量為：m=9.46×1016J故答案為：（1）核反應堆；鈾；鏈式；（2）核廢料；放射；深埋