专题22.2 核能--九年级物理人教版.doc

核能 1．核能：质量较大的原子核发生______或者质量较小的原子核相互______时释放出的能量。 2．原子的核式结构：原子由______和电子构成，原子核由______和______组成。 获得核能的两个途径 1．裂变：______较大的原子核______成多个新的原子核，并释放出核能。 （1）核电站：利用______来发电的电站。它的核心设备是______。它发电时的能量转化过程为：核能→水蒸汽（______能）→汽轮机（______能）→发电机（______能） （2）原子弹：是利用______制造的核武器。 2．聚变：多个______较小的原子核______成新的原子核，并释放出核能。 氢弹：利用氢核______释放的能量制造的核武器。 裂变 聚变 原子核 质子 中子 质量 分裂 核能 反应堆 内 机械 电 核裂变 质量 结合 聚变 裂变、聚变的区别 裂变 聚变 定义 较大的原子核分裂为较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程 条件 用中子轰击较大原子核 超高温 释放核能大小 巨大 更加巨大 是否可控 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能人为地控制 应用 原子弹、核电站 氢弹 【例题】关于核能，下列说法正确的是 A．物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能 B．到目前为止，人类获得核能有两种途径即重核裂变和轻核聚变 C．原子弹和氢弹都是利用核裂变和聚变的原理制成的 D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变 参考答案：B 1．我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案通过专家评审。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是 A．目前核电站都是通过聚变反应来释放核能 B．核电站产生的核废料对环境没有污染 C．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 D．核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素 2．关于核能的利用，下列哪一种说法是错误的 A．核电站是利用铀核的链式反应释放出大量的核能 B．现时核电站已经实现了用可控制的热核反应来发电 C．原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的 D．现在处理核废料的方法是把它深埋在人烟稀少的地方 3．不属于目前人类对核能的和平利用有 A．放射性检查金属内部有无砂眼和裂痕 B．核能发电 C．放射性治疗恶性肿瘤 D．制造原子弹、氢弹 4．关于能源的说法正确的是 A．核能是可再生能源 B．能量是守恒的，但能量转化是有方向的，故需节约能源 C．目前，人们大规模使用的能源是电能 D．氢弹爆炸是核裂变 5．下列说法正确的是 A．原子弹爆炸属于原子核聚变 B．在太阳内部，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸 C．化石燃料、水能、地热能都属于新能源 D．做功冲程中，热机是将机械能转化为内能 6．核电站的能量转化情况是 A．核能→机械能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．核能→化学能→电能 D．化学能→内能→电能 7．下列有关核能的说法正确的是 A．核废料不会造成环境污染，可任意处置 B．核能是可再生能源 C．利用核能的途径是使原子核分裂或聚合释放能量[来源:学科网] 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．关于能源，下列说法正确的是 A．核废料会对环境造成严重的破坏，不能随意丢弃 B．核能是无污染的可再生资源 C．地球上的能源都是可再生能源 D．目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电 9．核电站的核心是 A．热交换机 B．核反应堆 C．蒸汽轮机 D．冷凝器 10．如图所示是我国目前的能源使用比例图，其中核能是我国正在大力开发和利用的一种有前途的能源，下列说法正确的是 A．核能是可再生能源 B．核电站利用核能发电，将核能转化为电能 C．现在的核电站是利用聚变反应来产生电能 D．核能是我国目前消耗的主要能源 11．如图为核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，能的转化顺序正确的是 A．核能→内能→机械能→电能 B．核能→电能→机械能→内能 C．核能→机械能→内能→电能 D．核能→内能→电能→化学能 12．如图是核电站原理的示意图，从核能到电能，在能量转化过程中，正确的是 A．核能→内能→电能 B．核能→机械能→内能→电能 C．核能→内能→机械能→电能 D．核能→机械能→电能 13．如图为核电站发电流程图。在核电站发电过程中，从核能到电能，图中所示的转化顺序正确的是 A．核能→内能→机械能→电能 B．核能→化学能→机械能→电能 C．核能→机械能→内能→电能 D．核能→内能→化学能→电能 14．关于原子、原子核和核能，下列说法正确的是 A．原子是由原子核和中子组成的 B．原子核是由中子和电子组成的 C．太阳的能量来自大量氢核裂变 D．核电站发生的是可控链式反应 15．关于核电站，下列说法中不正确的是 A．核电站的核反应堆中，能量是靠核裂变而产生的 B．核电站是使核能转化为内能，通过汽轮机带动发电机来发电的 C．核电站不排放烟尘、CO2、SO2等有害气体，对环境污染少 D．核电站产生的废料可以用来铺设马路，进行二次利用 16．日本东北地区发生了里氏9.0级特大地震，产生巨大海啸，由于海啸具有强大的________能，造成大量人员伤亡和财产损失。此次地震还造成日本福岛第一核电站由于冷却系统出现故障，使反应堆里发生________产生的热量无法带出，导致严重的核泄漏。 17．如图是我国东北地区第一个核电站——红沿河核电站，核电站的核反应堆中发生的是原子核的_____（选填“聚变”或“裂变”）反应；核电站将核能最终转化为________能，该能属________次能源（填“一”或“二”）。 18．秦山核电站是我国最早建立的一座核电站，核电站将核能转化为________，核能是由原子核裂变提供，原子核包含________和中子。核电站首要安全问题是防止核泄漏，核泄漏会造成核辐射，核辐射中包含γ射线，γ射线是一种波长很短、频率很高的电磁波，它在真空中的传播速度为________m/s。 19．人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为下列关于原子弹和核电站的说法正确的是 A．原子弹和核电站都是利用核聚变 B．原子弹和核电站都是利用核裂变 C．原子弹控制链式反应速度 D．核电站不控制链式反应速度 20．关于原子核、核能，下列说法正确的是 A．中子是不可再分的最小微粒 B．原子核由中子和电子组成 C．核电站利用核裂变获得核能 D．核能是可再生能源 21．下列说法正确的是 A．裂变和聚变都是获取核能的途径 B．核能的优点是安全、清洁、无废料 C．人类已经完全掌握了人工控制核聚变技术 D．原子弹只具有巨大的破坏性，无其他危害 22．关于核能的获得，下列说法中正确的是 A．核反应堆是原子核裂变时，在短时间内释放出大量核能的装置 B．当原子核内部发生变化时，会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式 C．核电站是使核能直接转化为电能的装置 D．在核电站的反应堆中，发生的是可控制的核聚变 23．关于核反应，下列说法正确的是 A．原子核的裂变现在已经彻底控制 B．原子核的裂变现在还没有彻底控制 C．原子核的聚变现在已经彻底控制 D．原子核的聚变现在还没有彻底控制 24．日本发生的里氏9级大地震引发了海啸及核泄漏，这是日本二战后遭遇的最严重震灾。日本福岛核电站是目前世界上最大的核电站，如图所示为核电站发电流程示意图。下列说法正确的是 A．地震和海啸的发生常常都伴有次声波的产生 B．核电站主要是利用原子核的聚变进行发电的 C．核能与煤、石油、天然气都属于不可再生能源 D．核能发电中的发电机是根据电磁感应原理制成的 25．如图所示是释放核能的两种方式。回答下列问题： （1）图甲是________反应，属于核________变，此过程若不加人为控制，是制造________弹的原理。 （2）图乙是核______变的示意图，是制造________弹的原理。 26．近几十年来，能源消耗增长速度明显加长，作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，人类打开了以核能为代表的新能源利用。在湖南益阳建有桃江核电站，但核电站也有安全隐患。2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏。 （1）核电站其能量是原子核发生了核________（选填“裂变”或“聚变”）。 （2）由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中，图中是核辐射标志的是_____。 （3）“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起，下列说法中需要改正的是_______。 A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器 B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯 C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站 D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱 （4）如果核电站每年需要50 t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106 t的煤炭。6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量为多少？（煤炭的热值为3×107 J/kg）。 27．据报道：4月19日，中国正在筹划首个海上浮动核电站（如图1）的总装工作。海上浮动核电站，这种小型的、可移动式的核电站将安装在船舶上，预计排水量为2.15万吨，能提供70兆瓦的电力以及300兆瓦的热力供应，还能变成海水淡化处理厂，每天生产24万立方米的淡水。 （1）核电站将核能转化为_______能，核能是_______（填“可”或“不可”）再生能源，其中的核反应堆通过核_______发生的链式反应工作的，这个反应是_______（填“可以”或“不可以”）控制的。核电站_______（选填“会”或“不会”）产生大量的温室气体。目前人类大力发展核能、太阳能等能源，可有效缓解全球气候变暖的趋势。 （2）如果其最大吃水深度为10.5 m，其底部受到海水的压强为______________Pa。当质量为20 t的设备安装后，其排开海水的体积增加_______m3。（1.0×103千克/米3） （3）核电站生活区的路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备（如图2），通过后排接口可以同时连接多台电脑，各接口之间的连接方式是_______联，海水浮动核电站的工作人员通过_______与陆地指挥中心相联系。 28．（2018·成都）关于原子、原子核、核能和能源，下列说法正确的是 A．原子由原子核和质于组成[来源:Zxxk.Com] B．原子核由质子和中子组成 C．太阳的惊人能量来自内部的核裂变 D．石油、风能、可燃冰属于可再生能源 29．（2018·益阳）下列关于核能说法正确的是 A．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的 B．核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 C．核反应堆可将核能直接转化成电能 D．我国已建成可控核聚变反应堆 30．（2018·宜昌）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 31．（2017·绵阳）目前世界上很多国家把核能发电当做解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识，正确的是 A．核能是可再生能源 B．核能发电是利用原子核裂变释放的核能 C．核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能 D．核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程相同 32．（2017·成都）关于原子核、核能，下列说法正确的是 A．原子核由质子和电子组成 B．原子核是由中子和电子组成 C．核电站利用核裂变获得核能 D．核能是可再生能源 33．（2018·孝感）核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核______选填“裂变”或“聚变”的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用。我国家庭照明电路的电压是______V。 34．（2018·聊城）在原子、原子核、电子、中子、质子中，带负电的有_____。核反应堆是通过可控_____（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放核能的设备。 35．（2018·南充）中国在核电事业上，已取得辉煌成就，其援建巴基斯坦的核电站，即将于2019年投入使用，核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是利用原子核的________（选填”裂变”或“聚变”）来发电的；手机是我们现在越来越普遍的通信工具，手机是利用_______传递信息的。 1．C【解析】A、核能发电是利用原子核裂变时放出的核能来发电的，故A错误；B、核废料是对环境污染很严重的，故B错误；C、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，故C正确；D、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能的，不是氢的同位素，故D错误；故答案为C。 3．D【解析】核能在生产生活中有很多应用，比如利用放射性检查金属内部有无砂眼和裂痕、利用核能发电、利用放射性治疗恶性肿瘤等，而原子弹、氢弹用在战争中，不属于和平利用。故D符合题意为答案。 4．B【解析】A、核能不能在短期内得到补充，是不可再生能源，故A错误；B、能量在使用中发生转化和转移，总量是不会变化的，但能源不是取之不尽用之不竭，也会发生危机，所以B选项是正确的；C、电能是由其他能源转化来的，目前，人们大规模使用的能源是化石能源，故C错误；D、原子弹是核裂变，氢弹是核聚变，故D错误。 5．B【解析】A选项，原子弹爆炸属于原子核裂变，故A错误。B选项，氢弹爆炸属于核聚变，故在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变与发生氢弹爆炸原理相同，会释放巨大的核能，因而太阳具有巨大的能量，故B正确。C选项，化石燃料、水能是常规能源，地热能是新能源，故C错误。D选项，热机的压缩冲程中，活塞的机械能转化成燃气的内能；在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，内能减少、转化成活塞的机械能，故D错误。 6．B【解析】在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，最终输送到电网上，因此，选项B的描述符合题意。 利用核能技术能源危机依旧存在，故D错误。故选C。 8．A【解析】A、核废料具有放射线会对环境造成严重的破坏，不能随意丢弃；所以A正确；B、对于核能的利用，一旦发生核泄漏，造成的核辐射会使周边环境受到严重污染，核能是不可再生能源；所以B错误；C、核能和化石能源是不可再生能源，水能、风能、生物质能、太阳能是可再生能源；所以C错误；D、目前的核电站都是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的；所以D错误。故选A。 9．B【解析】从设计、技术、施工等各方面来看，核电站的核心都是核反应堆；而热交换机、蒸汽轮机、冷凝器不是核心设施。故选B。 10．B【解析】核能一旦使用时短时间不能获得，故核能不是可再生能源，A说法错误；核电站利用核能转化为内能，将内能转化为发电机的电能，故核电站将核能转化为电能，B说法正确；目前人类能控制的核反应是核裂变，C说法错误；图中显示煤炭是我国目前消耗的主要能源，D说法错误；答案选B。 11．A【解析】根据核能发电的过程图可知，核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽为动力，推动蒸汽涡轮转动，从而带动发电机发电。能量传递和转化过程是：先将核能转化为水的内能，水蒸汽的内能再转变化为蒸汽轮机的机械能，轮机的机械能在通过发电机转化为电能。 12．C【解析】根据核能发电的过程图可知，核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽为动力，推动蒸汽涡轮转动，从而带动发电机发电。能量传递和转化过程是：先将核能转化为水的内能，水蒸汽的内能再转变化为蒸汽轮机的机械能，轮机的机械能在通过发电机转化为电能。 13．A【解析】根据核能发电的过程图可知，核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽为动力，推动蒸汽涡轮转动，从而带动发电机发电。能量传递和转化过程是：先将核能转化为水的内能，水蒸汽的内能再转变化为蒸汽轮机的机械能，轮机的机械能再通过发电机转化为电能。 14．D【解析】原子是由位于原子中心的原子核和核外绕原子核做圆周运动的电子组成的，故A错误；原子核由质子和中子组成，故B错误；太阳的能量来自大量的氢核的聚变，故C错误；核电站利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的，在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变，即D正确，故选D。 15．D【解析】A．核电站的核反应堆中，能量是靠核裂变而产生的，故A正确。B．核电站是使核能转化为内能，通过汽轮机带动发电机来发电的，故B正确。C．核电站不排放烟尘、CO2、SO2等有害气体，对环境污染少，故C正确。D．核电站产生的废料会产生放射性污染，因此核电站必须采用多种可靠的防护措施，来防止放射性物质的泄漏，核废料不能用来铺设马路，进行二次利用，故D错误，符合题意为答案。 16．机械 核裂变 【解析】发生海啸时，海水发生剧烈的运动，有很大的速度，所以海水具有很大的动能。海水还有很高的高度，具有很大的重力势能，所以海水具有很大的机械能；核电站的核反应堆内发生核裂变，产生的热量不能及时放出，会出现核爆炸现象，导致核泄漏。 17．裂变 电 二 【解析】核电站的能量是通过可控的核裂变获得的；在核电站中核能最终转化为电能、电能由核能转化而来，属于二次能源。 18．电能 质子 3.0×108 【解析】核电站是利用核能来发电的，因此其最终将核能转化为电能；由原子核的结构可知，原子核由质子和中子组成；电磁波在真空中的传播速度为3×m/s。 20．C【解析】A、中子是还可以再分的微粒，故A错误；B、原子核是由质子和中子组成的，故B错误；C、核电站是利用原子核发生裂变所产生的能量发电，故C正确；D、核能不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故D错误。[来源:学科网ZXXK] 21．A【解析】A、核裂变和核聚变是获得核能的途径，此选项正确；B、核能是由放射性物质释放的，核辐射对环境的破坏性是不可逆转的，而且核电反应会产生废料。此选项错误；C、目前科学技术还没有完全掌握人工控制核聚变反应过程。此选项错误；D、原子弹是利用核裂变反应制成的一种核武器，具有巨大的杀伤力，同时还具有放射性。此选项错误。故选A。 22．B【解析】A、核电站中的核反应堆是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的．其过程中可控的，因此不是极短时间内释放出大量的能量，说法错误；B、目前人类利用核能的两种方式是核裂变和核聚变，即是利用了原子核内部发生变化时释放出的巨大的能量，说法正确；C、核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能，说法错误；D、在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变，这种反应称为链式反应，说法错误。故选B。 23．AD【解析】AB、原子核的裂变现在已经彻底控制，可控的核裂变称为链式反应，主要应用在核电站中，故A正确，B错误；CD、原子核的聚变目前还没有彻底控制，不可控的核聚变主要应用在氢弹中，故C错误，D正确。故选AD。 25．（1）链式 裂 原子 （2）聚 氢 【解析】（1）图甲是铀核吸收一个中子以后，分裂成两个质量较小的原子核，同时放出两个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应；链式反应是核裂变的原理，不加以控制，是制造原子弹的原理。 （2）图乙是由质量小的氘原子和氚原子，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的氦原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。核聚变不能人为控制，应用于氢弹制造。 26．（1）裂变 （2）C （3）D （4）1.8×1017 J 【解析】（1）核电站是利用核能来发电的，其能量是原子核发生了可控的核裂变； （2）结合对各种标志的认识可知，A是噪声有害的标志，B是一般是当心触电，C是指电离辐射或核辐射。因此，C符合题意； （3）从保护环境、节约能源的角度来分析，“尽可能用太阳能热水器代替电热水器”，“养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯”，“用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站”等，都是很好的习惯和做法，值得提倡，唯独将废电池与生活垃圾装在一起丢入垃圾箱的做法不妥，因为电池含有汞等重金属，可污染土壤和水源，应单独存放与处理，故选项D符合题意。 （4）6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量：Q＝qm＝3×107 J/kg×6×106×103 kg＝1.8×1017 J。 27．（1）电 不可 裂变 可以 不会 （2）1.05×105 20 （3）并 电磁波 【解析】（1）①核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源； ②核反应堆通过核裂变发生的链式反应工作的，这个反应是可以控制的； ③核电站的能量来自于物质发生裂变时由于质量损失而转换成的大量能量，这个过程不会产生温室气体； （2）海上浮动核电站其底部受到海水的压强： p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10.5 m=1.05×105 Pa， 因海上浮动核电站处于漂浮状态， 所以，受到的浮力F浮=G=mg， 由F浮=ρgV排可得：ρgV排=mg， 则排开海水的体积： V排=m/ρ==20 m3； （3）①同一台路由器为多台电脑提供网络服务，一台电脑不工作，其它电脑不受影响，所以根据并联电路的特点可知，各接口之间是并联的； ②电磁波可以传递信息，海水浮动核电站的工作人员通过电磁波陆地指挥中心相联系。 28．B【解析】原子是由原子核和电子组成的，原子核又是由质子和中子组成的，质子带正电，中子不带电，故A错误，B正确；太阳的能量来自大量的氘核的聚变，而不是内部的核裂变，故C错误；石油、可燃冰属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；风能在自然界中可以不断再生、连续利用，属于可再生能源，故D错误，故选B。 29．B【解析】A．核反应堆中发生的链式反应是可控制的，故A错误。B．核电站产生的核废料仍具有放射性，为了防止核辐射，一般深埋在人烟稀少的地方，故B正确。C．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，故C错误；D．我国已建成可控核裂变反应堆，即核电站。不是可控核聚变反应堆，故D错误。故答案为B。 30．C【解析】航母核反应堆核潜艇是利用核裂变释放的核能来发电的，不是可再生能源，故AB错误；核在裂变和聚变时都能释放能量，但由于核聚变不容易控制，而航母核反应堆中发生的是可控的核裂变，故C正确；核废料是对环境污染很严重的，故D错误，故选C。 31．B【解析】核能一旦利用短时间不能再生，故核能是不可再生能源；目前人类利用的核能发电是利用原子的核裂变释放的核能；核能发电释放的核能是在可控的条件下缓慢进行的核裂变过程，而原子弹爆炸释放核能的过程是不可控的核裂变过程，故答案选B。 33．裂变 220 【解析】人类目前能够和平使用的核能利用方式为核裂变，所以核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核裂变的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用。我国家庭照明电路的电压是220 V。 34．电子 核裂变 【解析】原子不带电，原子核带正电，电子带负电