第三章第7節(jié)《核能》培優(yōu)訓練(原卷版+解析)

浙教版科學九年級上第三章第7節(jié)《核能》培優(yōu)訓練學習目標：1.識別原子的結構，判斷獲得核能的兩條途徑：裂變和聚變。2.說明核能和平利用的進展，說明核能的優(yōu)點和核能開發(fā)可能帶來的問題。同步訓練：1.核電站利用核能發(fā)電，它的核心設備是核反應堆。下列說法錯誤的是(▲)A.目前核電站都是通過聚變反應來利用核能B.核反應堆中發(fā)生的鏈式反應是可以控制的C.原子核分裂或聚合時釋放出核能D.核能是一種不可再生的能源2.核電站、原子彈、氫彈、太陽都是在原子核發(fā)生改變的過程中釋放出巨大的核能，關于它們釋放核能的途徑，下列說法中正確的是(▲)A.它們都是利用原子核的裂變釋放出巨大的核能B.它們都是利用原子核的聚變釋放出巨大的核能C.核電站、原子彈是通過原子核的裂變，氫彈、太陽是通過原子核的聚變D.核電站、原子彈是通過原子核的聚變，氫彈、太陽是通過原子核的裂變3.自日本福島核電站因地震引發(fā)核燃料泄漏事故之后，世界各國對核能利用和核電站建設變得更加謹慎。下列各種相關敘述，正確的是(▲)A.核電站是利用核聚變釋放的能量B.核電站中的核反應是不可控制的C.利用核能可節(jié)約煤、石油等燃料，有利于環(huán)境保護D.利用核能存在一定的風險，所以應停止核電站的建設4.下列說法中錯誤的是(▲)A.核電站發(fā)電的原理是讓裂變核能有控制地釋放出來，并最終轉化為電能B.氫彈是根據(jù)輕核聚變釋放能量的原理制成的C.核武器是利用核反應瞬間釋放巨大能量而起殺傷作用的武器D.目前，人們已能有效地控制核聚變，并在生產(chǎn)中廣泛應用5.日本曾經(jīng)發(fā)生了強烈地震并引發(fā)了海嘯，對福品核電站造成了很大的破壞，如圖甲所示。(1)核電站是利用▲能來發(fā)電的，其能量來源是原子核發(fā)生的核▲(填“裂變”或“聚變”)。(2)由于一系列的爆炸，大量的核燃料外泄，使得周圍的人們處在核污染當中。圖乙中是核輻射標志的是▲。(3)為了給處于高溫中的核反應堆外殼降溫，消防員通過噴水的方法來有效降溫，這是用▲的方法來改變內能的。6.關于核電站，小明總結了以下四種說法，其中正確的是(▲)A.核電站是利用氫核的聚變產(chǎn)生的能量來發(fā)電的B.核電站的核心是核反應堆，它是以鈾為燃料的C.核電站的反應堆中放出的核能可以直接轉化為電能D.核電站不適用于缺少煤、水能等能源的地區(qū)7.下列對熱核反應是一種理想能源的原因，描述不正確的是(▲)A.就單位質量來說，熱核反應比重核裂變時釋放的能量多B.對環(huán)境的放射性污染較裂變輕，且較容易處理C.熱核反應的核燃料在地球上儲量豐富D.熱核反應的實現(xiàn)與約束控制較容易8.中國是少數(shù)幾個能生產(chǎn)核潛艇的國家之一，中國的094型核潛艇排水量為9000t,搭載了16枚射程為11000km的“巨浪－2”型戰(zhàn)略彈道導彈，是中國二次核反擊的中堅力量，是應對核動力航空母艦的最有力武器。對此分析正確的是(g取10N/kg)(▲)A.核潛艇中的核反應堆是利用核聚變來產(chǎn)生能量的B.該型潛艇浸沒在水中后，受到的浮力為9×104NC.核潛艇的動力主要是將核能最終轉化的機械能D.核潛艇浸沒在水中后，加速下潛的過程中重力小于浮力9.氫彈和原子彈區(qū)別在于(▲)A.氫彈是核聚變反應，原子彈是核裂變反應B.氫彈釋放能量比原子彈少C.氫彈是可控反應，原子彈是不可控反應D.氫彈爆炸所需的溫度比原子彈低10.在癌癥的治療過程中，常用“放射線療法”輔助治療。放射線療法是使用高能▲射線或▲射線集中照射患病部位，殺死癌細胞。11.如圖所示，為了形象地描述核能的獲得，兩位同學分別畫了一張利用核能途徑的原理圖。圖甲表示的是▲：圖乙表示的是▲。其中圖▲(填“甲”或“乙”)展示的是制造氫彈的原理。12.“中華牌”月球車將登陸月球并實施無人探測計劃。當月球上為白天時，月球車上的太陽儀可以自由旋轉尋找太陽的位置。然后將▲(填“可再生”或“不可再生”)的▲能轉化為電能。當月球上為黑夜時，月球車必須用核能來保溫。核能是▲次能源，未來人們可利用月球土壤中豐富的氦－3與氘核結合成新的原子核，通過核▲(填“聚變”或“裂變”)釋放的巨大能量作為人類未來的能源。13.核電站將▲能最終轉化為電能，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▲較大的特性。福清核電站一臺發(fā)電功率為106kW的核電機組已于2013年開始發(fā)電，它每天能發(fā)電▲J,這相當于每天至少可減少火電用煤▲t,這樣會減少大量的二氧化碳等氣體和灰渣的排放，減輕“北煤南運”的壓力。(煤的熱值q=3.4×107J/kg)14.閱讀下面短文，并回答問題：日本福島第一核電站引發(fā)核危機北京時間2011年3月11日13時46分，日本本州島仙臺港附近發(fā)生了9.0級地震，地震引發(fā)的海嘯造成福島第一核電站冷卻系統(tǒng)失靈，第1、2、3、4號反應堆相繼發(fā)生爆炸，導致放射性物質泄漏，從而引發(fā)核危機。核電站的核心設備是核反應堆，核反應堆是通過重核裂變釋放核能的裝置，下圖是核電站的原理圖。核反應堆重核裂變，釋放出核能傳遞給水，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。回答問題：(1)核反應堆是通過可控▲反應釋放核能的設備。(2)核電清潔、經(jīng)濟，但一旦發(fā)生核泄漏，會對環(huán)境造成巨大的污染。核污染主要是因為核燃料或核廢料具有▲。(3)根據(jù)上圖，請在方框內完成核電站發(fā)電過程中能量的轉化流程圖：(4)仔細觀察核電站的原理圖。在發(fā)電過程中，水發(fā)生的物態(tài)變化有汽化和▲。核電站在運行過程中要產(chǎn)生巨大熱量，常用水來冷卻，這是因為水具有▲，核電站一般建在海邊。15.下列關于核能說法正確的是(▲)A.核反應堆中發(fā)生的鏈式反應是不可控制的B.核電站產(chǎn)生的核廢料仍具有放射性，一般深埋在人煙稀少的地方C.核反應堆可將核能直接轉化成電能D.我國已建成可控核聚變反應堆16.“低碳環(huán)?！笔钱斀袷澜绲闹黝}，在煤、石油、太陽能中，有可能成為今后理想能源的是▲；目前核電站一般利用的是▲(填“核聚變”或“核裂變”)時產(chǎn)生的能量。浙教版科學九年級上第三章第7節(jié)《核能》培優(yōu)訓練學習目標：1.識別原子的結構，判斷獲得核能的兩條途徑：裂變和聚變。2.說明核能和平利用的進展，說明核能的優(yōu)點和核能開發(fā)可能帶來的問題。同步訓練：1.核電站利用核能發(fā)電，它的核心設備是核反應堆。下列說法錯誤的是(▲)A.目前核電站都是通過聚變反應來利用核能B.核反應堆中發(fā)生的鏈式反應是可以控制的C.原子核分裂或聚合時釋放出核能D.核能是一種不可再生的能源【答案】A【解析】(1)核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發(fā)電的。核電站的核心設備是核反應堆，核反應堆是通過可控裂變(鏈式反應)釋放能量的。(2)原子核結構發(fā)生變化時會釋放出大量能量，這種能量稱核能；核能的主要途徑為核裂變和核聚變。(3)可再生能源指可以在自然界里源源不斷地得到的能源，如水能、風、太陽能等；不可再生能源只會越用越少，不可能在短期內從自然界得到補充的能源，如煤、石油、天然氣等?！痉治觥勘绢}通過核電站考查了核能應用的相關知識，為近幾年考查的熱點應熟練掌握?！驹斀狻緼、核電站主要利用核裂變的可控鏈式反應來發(fā)電的。錯誤，符合題意。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備。正確，不合題意。C、核能是指重核裂變或輕核發(fā)生聚變時釋放出的能量。正確，不合題意。D、核能會越用越少，不可能在短期內從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源；正確，不合題意。故選A。2.核電站、原子彈、氫彈、太陽都是在原子核發(fā)生改變的過程中釋放出巨大的核能，關于它們釋放核能的途徑，下列說法中正確的是(▲)A.它們都是利用原子核的裂變釋放出巨大的核能B.它們都是利用原子核的聚變釋放出巨大的核能C.核電站、原子彈是通過原子核的裂變，氫彈、太陽是通過原子核的聚變D.核電站、原子彈是通過原子核的聚變，氫彈、太陽是通過原子核的裂變【答案】C【解析】核能分為裂變和聚變兩種，裂變分為兩種：可控鏈式反應和不可控鏈式反應，前者主要應用在核反應堆中，后者應用在原子彈中；聚變主要應用在氫彈上。【分析】核能是人們在近幾十年里發(fā)現(xiàn)和利用的新能源。雖然各種物質的原子里都有原子核，但在通常情況下并不能釋放能量只有當原子核發(fā)生改變－－裂變和聚變時才伴隨巨大的能量變化。【詳解】核能分為裂變和聚變兩種。核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發(fā)電的。原子彈是利用裂變的鏈式反應中能在極短時間內釋放出巨大能量的原理制成的；而氫彈則是利用輕核的聚變制成的。自然界除了人為的聚變反應外，太陽和許多恒星內部都進行著大規(guī)模的聚變反應，并以光和熱的形式將核能輻射出來。故選C。3.自日本福島核電站因地震引發(fā)核燃料泄漏事故之后，世界各國對核能利用和核電站建設變得更加謹慎。下列各種相關敘述，正確的是(▲)A.核電站是利用核聚變釋放的能量B.核電站中的核反應是不可控制的C.利用核能可節(jié)約煤、石油等燃料，有利于環(huán)境保護D.利用核能存在一定的風險，所以應停止核電站的建設【答案】C【解析】(1)根據(jù)核電站的工作原理分析；(2)核裂變是可控的；(3)(4)人類開發(fā)核能的意義是：開發(fā)核能可節(jié)約化石燃料，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟；核燃料釋放的能量大；平衡能源的使用緊缺，優(yōu)化能源的使用率等?！痉治觥看祟}考查的知識點屬于識記性的層次，記住相關的基礎知識對于解決此類題目非常方便?！驹斀狻緼、目前核電站是利用核裂變釋放的核能來發(fā)電的，故A錯誤；B、核電站發(fā)電的原理是核裂變，是可控的，故B錯誤；C、開發(fā)核能可節(jié)約化石燃料，減少空氣污染，有利于環(huán)境保護，故C正確；D、利用核能雖然存在一定的風險，但處理措施得當，會對環(huán)境的保護更有利，故D錯誤。故選C。4.下列說法中錯誤的是(▲)A.核電站發(fā)電的原理是讓裂變核能有控制地釋放出來，并最終轉化為電能B.氫彈是根據(jù)輕核聚變釋放能量的原理制成的C.核武器是利用核反應瞬間釋放巨大能量而起殺傷作用的武器D.目前，人們已能有效地控制核聚變，并在生產(chǎn)中廣泛應用【答案】D【解析】【分析】【詳解】核電站主要利用核裂變的可控鏈式反應來發(fā)電的；核能分為裂變和聚變兩種，裂變分為兩種：可控鏈式反應和不可控鏈式反應，前者主要應用在核反應堆中，后者應用在原子彈中；聚變主要應用在氫彈上。A.核電站是利用原子核裂變的鏈式反應釋放出大量的核能，最終轉化為電能，故A正確；B.氫彈則是利用輕核的聚變制成的，故B正確；C.核武器是利用核反應瞬間釋放巨大能量起殺傷性武器，故C正確；D.目前，人們已經(jīng)能有效地控制核裂變，并在生產(chǎn)中廣泛使用，故D錯誤。故選D。5.日本曾經(jīng)發(fā)生了強烈地震并引發(fā)了海嘯，對福品核電站造成了很大的破壞，如圖甲所示。(1)核電站是利用▲能來發(fā)電的，其能量來源是原子核發(fā)生的核▲(填“裂變”或“聚變”)。(2)由于一系列的爆炸，大量的核燃料外泄，使得周圍的人們處在核污染當中。圖乙中是核輻射標志的是▲。(3)為了給處于高溫中的核反應堆外殼降溫，消防員通過噴水的方法來有效降溫，這是用▲的方法來改變內能的?！敬鸢浮?1)核；裂變；(2)C；(3)熱傳遞【解析】(1)核電站是利用核能來發(fā)電的，核裂變和核聚變都能釋放能量，但是又有區(qū)別，對于核裂變是可控的，如核電站的核反應堆就是通過核裂變提供能量的，對于核聚變過程不可控，如氫彈爆炸就是利用核聚變釋放能量；(2)解答本題可根據(jù)圖中所示標志的含義及題目的要求進行分析判斷即可；(3)改變內能的方式有兩種，即做功和熱傳遞。【分析】本題考查了同學們對于核能的利用情況的了解，以及內能改變的方式，這些知識點都屬于基礎知識，要熟練掌握?！驹斀狻?1)核電站是利用核能來發(fā)電的，把核能轉化為電能；由于核裂變是可控的，核電站是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發(fā)電的。(2)圖中表示核輻射標志的是C；(3)為了給處于高溫中的核反應堆外殼降溫，消防員通過噴水的方法來有效降溫，故讓冷水從反應堆上吸取熱量，所以是通過熱傳遞改變內能的。故答案為：(1)核；裂變；(2)C；(3)熱傳遞。6.關于核電站，小明總結了以下四種說法，其中正確的是(▲)A.核電站是利用氫核的聚變產(chǎn)生的能量來發(fā)電的B.核電站的核心是核反應堆，它是以鈾為燃料的C.核電站的反應堆中放出的核能可以直接轉化為電能D.核電站不適用于缺少煤、水能等能源的地區(qū)【答案】B【解析】結合四個選項分析判斷關于核電站的說法，選擇符合題意的。【分析】關于核電站，要結合相關的知識去分析?！驹斀狻緼、核電站是利用原子核裂變產(chǎn)生的能量來發(fā)電的，不符合題意；B、核電站的核心是核反應堆，它是以鈾為燃料的，符合題意；C、核電站的反應堆中放出的核能不可以直接轉化為電能，不符合題意；D、核電站適用于缺少煤、石油、水能等能源的地區(qū)，不符合題意；故選B。7.下列對熱核反應是一種理想能源的原因，描述不正確的是(▲)A.就單位質量來說，熱核反應比重核裂變時釋放的能量多B.對環(huán)境的放射性污染較裂變輕，且較容易處理C.熱核反應的核燃料在地球上儲量豐富D.熱核反應的實現(xiàn)與約束控制較容易【答案】D【解析】熱核反應所需的溫度非常高，其反應的實現(xiàn)與約束控制較難?！痉治觥俊驹斀狻柯?.中國是少數(shù)幾個能生產(chǎn)核潛艇的國家之一，中國的094型核潛艇排水量為9000t,搭載了16枚射程為11000km的“巨浪－2”型戰(zhàn)略彈道導彈，是中國二次核反擊的中堅力量，是應對核動力航空母艦的最有力武器。對此分析正確的是(g取10N/kg)(▲)A.核潛艇中的核反應堆是利用核聚變來產(chǎn)生能量的B.該型潛艇浸沒在水中后，受到的浮力為9×104NC.核潛艇的動力主要是將核能最終轉化的機械能D.核潛艇浸沒在水中后，加速下潛的過程中重力小于浮力【答案】C【解析】(1)核能的釋放包括核聚變和核裂變，核潛艇是通過核裂變來獲得能量的；(2)知道核潛艇在水下時的排水量，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力；(3)核潛艇是利用核能獲得動力的，據(jù)此分析能量轉化；(4)物體在液體中的浮沉條件：上?。篎?。綠；懸浮：F浮=G；下沉：F浮＜G。【分析】此題通過核潛艇考查了核能的利用、浮力的計算、能量的轉化以及浮沉條件的應用等知識，是綜合性題目?！驹斀狻緼、核潛艇是利用可控的核裂變來進行工作的，故A錯誤；B、核潛艇在水下時，由阿基米德原理可知，核潛艇受到的浮力：F浮=G排＝m排g=9000×103kg×10N／kg=9×107N，故B錯誤；C、核潛艇是利用核能獲得動力的，由此可知，核潛艇主要是將核能轉化為的機械能，故C正確；D、物體在液體中的浮沉條件可知，核潛艇浸沒在水中后，加速下潛的過程中重力大于浮力，故D錯誤。故選：C。9.氫彈和原子彈區(qū)別在于(▲)A.氫彈是核聚變反應，原子彈是核裂變反應B.氫彈釋放能量比原子彈少C.氫彈是可控反應，原子彈是不可控反應D.氫彈爆炸所需的溫度比原子彈低【答案】A【解析】根據(jù)對氫彈與原子彈工作原理的掌握分析答題?！痉治觥繗鋸検峭ㄟ^核聚變釋放巨大的能量而爆炸的，原子彈是通過核裂變釋放的巨大能量而爆炸的，它們的原理不同?！驹斀狻繗鋸検抢煤司圩冡尫诺哪芰抗ぷ鞯模訌検抢煤肆炎冡尫诺哪芰抗ぷ鞯?，它們都是不可控的核反應，氫彈爆炸所需要的溫度比原子彈的溫度高；故A正確，BCD錯誤；故選A。10.在癌癥的治療過程中，常用“放射線療法”輔助治療。放射線療法是使用高能▲射線或▲射線集中照射患病部位，殺死癌細胞?！敬鸢浮喀?γ【解析】【分析】【詳解】略11.如圖所示，為了形象地描述核能的獲得，兩位同學分別畫了一張利用核能途徑的原理圖。圖甲表示的是▲：圖乙表示的是▲。其中圖▲(填“甲”或“乙”)展示的是制造氫彈的原理。【答案】核裂變；核聚變；乙【解析】核裂變是指由較重的原子核變成較輕的原子核的核反應，核聚變是指由較輕的原子核變成較重的原子核的核反應?！痉治觥勘绢}考查了核裂變和核聚變的概念，本題是一道基礎題。【詳解】甲圖中由一個較重的原子核變成較輕的原子核的核反應，是核裂變；乙圖是由較輕的原子核變成較重的原子核的核反應，是核聚變。其中乙圖展示的制造氫彈的原理。故答案為：核裂變；核聚變；乙。12.“中華牌”月球車將登陸月球并實施無人探測計劃。當月球上為白天時，月球車上的太陽儀可以自由旋轉尋找太陽的位置。然后將▲(填“可再生”或“不可再生”)的▲能轉化為電能。當月球上為黑夜時，月球車必須用核能來保溫。核能是▲次能源，未來人們可利用月球土壤中豐富的氦－3與氘核結合成新的原子核，通過核▲(填“聚變”或“裂變”)釋放的巨大能量作為人類未來的能源。【答案】可再生；太陽；一；聚變【解析】能夠源源不斷地從自然界直接獲得或可以重復利用的能源是可再生能源，不能從自然界源源不斷獲得的能源是不可再生能源；從自然界直接獲得，不需要加工轉換的能源是一次能源，由一次能源經(jīng)過加工轉換得到的能源是二次能源；人們獲得核能的方式有：核裂變與核聚變?！痉治觥恐揽稍偕c不可再生能源、一次與二次能源的概念、知道聚變與裂變的概念即可正確解題?！驹斀狻吭虑蜍嚿系奶杻x可以把可再生的太陽能轉化為電能；核能是一次能源，利用氦3與氘核結合成新的原子核，是核聚變過程；故答案為：可再生；太陽；一；聚變。13.核電站將▲能最終轉化為電能，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▲較大的特性。福清核電站一臺發(fā)電功率為106kW的核電機組已于2013年開始發(fā)電，它每天能發(fā)電▲J,這相當于每天至少可減少火電用煤▲t,這樣會減少大量的二氧化碳等氣體和灰渣的排放，減輕“北煤南運”的壓力。(煤的熱值q=3.4×107J/kg)【答案】核；比容熱；8.46×1013；2541.18【解析】①現(xiàn)代核電站都是利用可控的核裂變反應來將核能最終轉化成電能的。②為了能帶走更多的熱量，故冷凝器中應使用比熱容較大的物體作為冷凝劑。③知道核電站－臺核電機組的發(fā)電功率和發(fā)電時間，可利用公式W=Pt計算出它一天產(chǎn)生的電能。④知道煤的熱值，可利用m=Ω/q計算出煤的質量?！痉治觥勘绢}通過核電站考查了核能應用的相關知識，為近幾年考查的熱點應熟練掌握。并可以利用公式W=Pt計算出電能的多少和燃料質量的計算。核能是一種相對較為清潔的能源，而且用料省、運輸方便?！驹斀狻竣俸穗娬镜哪芰渴峭ㄟ^可控的核裂變獲得的；在核電站中核能最終轉化為電能。②為了冷卻效果更好，冷凝劑應選用比熱容較大的物體；水具有較大的比熱容是它常被用做冷卻劑的原因。③∵P=106kW,t=1天＝24h,∴它一天產(chǎn)生的電能為：W=Pt=106kW×24h=2.4×107kW·h=8.64×1013J。節(jié)約煤的質量為：m=Q/q=8.64×1013J/(3.4×107J/kg)≈2.54118×106kg=2541.18t故答案為：核；比熱容；8.64×1013J；2541.18。14.(科學態(tài)度與責任)閱讀下面短文，并回答問題：日本福島第一核電站引發(fā)核危機北京時間2011年3月11日13時46分，日本本州島仙臺港附近發(fā)生了9.0級地震，地震引發(fā)的海嘯造成福島第一核電站冷卻系統(tǒng)失靈，第1、2、3、4號反應堆相繼發(fā)生爆炸，導致放射性物質泄漏，從而引發(fā)核危機。核電站的核心設備是核反應堆，核反應堆是通過重核裂變釋放核能的裝置，下圖是核電站的原理圖。核反應堆重核裂變，釋放出核能傳遞給水，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電?；卮饐栴}：(1)核反應堆是通過可控▲反應釋放核能的設備。(2)核電清潔、經(jīng)濟，但一旦發(fā)生核泄漏，會對環(huán)境造成巨大的污染。核污染主要是因為核燃料或核廢料具有▲。(3)根據(jù)上圖，請在方框內完成核電站發(fā)電過程中能量的轉化流程圖：(4)仔細觀察核電站的原理圖。在發(fā)電過程中，水發(fā)生的物態(tài)變化有汽化和▲。核電站在運行過程中要產(chǎn)生巨大熱量，常用水來冷卻，這是因為水具有▲，核電站一般建在海邊?！敬鸢浮?1)裂變；(2)放射性；(3)內能；(4)液化；較大的比熱容?！窘馕觥拷Y合圖片，可幫助我們理解核電站工作的過程以及分析其中能量的轉化等，水中核電站中發(fā)揮了重要的作用，也是我們分析的重點。【分析】通過題目中提供的信息，結合圖片對核電站的基本工作過程等進行全面的了解和分析，即可正確回答此題?！驹斀狻?