11.3-11.4 能源 核能 同步練習(xí)

第十一章物理學(xué)與能源技術(shù)3能源4核能基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)1能源的分類1.(2022江蘇徐州中考)為了推動(dòng)風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用，我國(guó)規(guī)劃“十四五”期間風(fēng)力發(fā)電量實(shí)現(xiàn)翻倍。風(fēng)能屬于()A.可再生的清潔能源 B.不可再生的清潔能源C.可再生的非清潔能源 D.不可再生的非清潔能源2.(2021云南昆明盤龍一模)我國(guó)是一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體而不懈努力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為21世紀(jì)各國(guó)的任務(wù)。能源可按不同方式分類，下列四組能源中，能歸入圖中陰影部分的一組是()A.煤炭、沼氣 B.太陽(yáng)能、風(fēng)能 C.水能、天然氣 D.石油、核能3.2022年，我國(guó)載人航天空間站工程完成問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙等6次重大任務(wù)，全面建成空間站?？臻g站所需要的電能是通過(guò)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)化而來(lái)，電能屬于(選填“一次能源”或“二次能源”)。太陽(yáng)能既是清潔能源又是(選填“可再生”或“不可再生”)能源。

知識(shí)點(diǎn)2原子核核能4.(2023山東濟(jì)南天橋二模)1911年著名科學(xué)家盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福指出原子的大部分質(zhì)量集中到一個(gè)很小的結(jié)構(gòu)上，這個(gè)很小的結(jié)構(gòu)指的是()A.分子 B.原子 C.原子核 D.電子5.(2023山東梁山模擬)大千世界，從宏觀到微觀，從天體到原子，似乎都有那么多驚人的相同規(guī)律。如圖所示是太陽(yáng)系模擬圖，行星們?cè)诟髯缘墓潭ㄜ壍郎蠂@恒星太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，這與(選填“湯姆遜”或“盧瑟?！?建立的原子核式結(jié)構(gòu)模型十分相似，其中原子核相當(dāng)于太陽(yáng)，繞核運(yùn)動(dòng)的就相當(dāng)于行星。

知識(shí)點(diǎn)3核裂變與核聚變6.(2022內(nèi)蒙古鄂爾多斯中考)我國(guó)新一代可控核聚變研究裝置“中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M”的成功運(yùn)行，標(biāo)志著中國(guó)離“人造太陽(yáng)”的夢(mèng)想又近了一步。下列關(guān)于“人造太陽(yáng)”對(duì)核能的利用，說(shuō)法正確的是()A.核能屬于可再生能源 B.核能屬于一次能源C.“人造太陽(yáng)”利用了鈾核分裂釋放的能量D.“人造太陽(yáng)”是利用氫核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來(lái)工作的7.(2023吉林實(shí)驗(yàn)繁榮中學(xué)二模)如圖是我國(guó)的大亞灣核電站，是利用核能來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)電能的發(fā)電站。關(guān)于核能和核電站，下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.核能是可再生能源B.核能不會(huì)對(duì)人類造成危害C.核電站是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電的D.核電站發(fā)電時(shí)，把核能直接轉(zhuǎn)化為電能8.(2022廣東陽(yáng)江江城一模)1934年至1938年，科學(xué)家曾先后用轟擊質(zhì)量較大的鈾原子核，使其發(fā)生裂變，除釋放出巨大的能量外，還能釋放2~3個(gè)(前兩空均選填“質(zhì)子”“中子”或“電子”)，若附近有更多的鈾核，則會(huì)發(fā)生反應(yīng)。

能力提升全練9.(2023湖南懷化中考)下列屬于可再生能源的是()A.煤 B.石油 C.太陽(yáng)能 D.天然氣10.(2023四川南充中考)關(guān)于粒子和宇宙，下列說(shuō)法正確的是()A.物理學(xué)家通過(guò)研究，建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的B.絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的正電荷，是從絲綢上轉(zhuǎn)移來(lái)的C.柳絮飄揚(yáng)表明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D.光從牛郎星傳播到織女星的時(shí)間約為16光年11.(2023四川成都中考，B1，)我們生活在能量的世界，社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展離不開(kāi)能量。對(duì)于能量、能源的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.做功過(guò)程實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程B.能量轉(zhuǎn)化具有方向性，所以能量不守恒C.核燃料能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)100%，需大力發(fā)展D.煤、石油、天然氣提供的能量源自地球本身12.(2023廣東深圳龍崗二模)如圖是核電站工作情況的方框圖，以下關(guān)于核電站的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.核能屬于不可再生能源 B.核電站利用可控的核裂變發(fā)電C.核電站將核能全部轉(zhuǎn)化為電能 D.核泄漏會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染13.(2023四川成都新都二模)下列關(guān)于能源、能量的說(shuō)法，正確的是()A.石油、天然氣、電能都屬于一次能源B.核能、風(fēng)能、水能都屬于不可再生能源C.原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控的D.潛艇中的核反應(yīng)堆是利用核聚變來(lái)產(chǎn)生能量的14.(2023河北中考)秉承可持續(xù)發(fā)展的思想，開(kāi)發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍內(nèi)的重要課題，開(kāi)發(fā)和利用核能就是一個(gè)有效途徑。核能是質(zhì)量較大的原子核發(fā)生或質(zhì)量較小的原子核發(fā)生聚變時(shí)釋放的能量，通過(guò)可控聚變來(lái)利用核能，有望解決人類能源問(wèn)題。1g核燃料聚變時(shí)釋放的能量約為1×105kW·h，假設(shè)把1×105kW·h的能量完全轉(zhuǎn)化為電能，可供年用電量為1000kW·h的家庭使用年。太陽(yáng)也是一個(gè)巨大的“核能火爐”，它向外輻射的能量是我們的能源寶庫(kù)。人類利用太陽(yáng)能的實(shí)質(zhì)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，請(qǐng)你寫出一種轉(zhuǎn)化方式或一個(gè)相關(guān)的實(shí)例：。

15.(2021湖南張家界中考)新一代“人造太陽(yáng)”裝置在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電?！叭嗽焯?yáng)”利用(選填“聚變”或“裂變”)，這種方式釋放的核能具有不產(chǎn)生高放射性核廢料的優(yōu)點(diǎn)，屬于(選填“可再生”或“不可再生”)能源。

16.(2021新疆中考)我國(guó)第三代核電技術(shù)“華龍一號(hào)”已成為繼高鐵之后的又一張中國(guó)名片。(1)核能屬于次能源。核電站利用核反應(yīng)堆中鈾核(填“裂變”或“聚變”)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)能，通過(guò)(填“汽輪機(jī)”或“內(nèi)燃機(jī)”)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

(2)用水做冷卻劑給核反應(yīng)堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，則1kg水溫度升高1℃吸收的熱量為J。核電站發(fā)生事故的概率與核反應(yīng)堆的堆數(shù)以及運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，若“華龍一號(hào)”核反應(yīng)堆106堆·年發(fā)生一次堆芯熔毀事故，則2座核反應(yīng)堆同時(shí)運(yùn)行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為(填“百”“千”或“萬(wàn)”)分之一。

17.(2023河北九市聯(lián)考三模)目前我國(guó)正在大力提倡垃圾分類。垃圾分類回收后，可用于發(fā)電，從能源的角度看，電能屬于(選填“一次”或“二次”)能源；低碳生活倡導(dǎo)人們降低對(duì)煤、石油、天然氣的使用，一方面是由于這類化石燃料燃燒時(shí)會(huì)釋放大量CO2，另一方面是因?yàn)樗鼈兌紝儆?選填“可再生”或“不可再生”)能源，在地殼中的儲(chǔ)量是有限的。我們使用能源的過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化是有的。

素養(yǎng)探究全練18.如圖甲所示為我國(guó)新一代096型戰(zhàn)略核潛艇，它的部分性能參數(shù)如下：長(zhǎng)度約150m，寬度20m，水下滿載排水量16000t，最大潛航深度600m，水下巡航速度30節(jié)。(g取10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3)求：(1)核潛艇的核反應(yīng)堆利用(選填“核聚變”或“核裂變”)產(chǎn)生能量，核能屬于(選填“可再生”或“不可再生”)能源。

(2)096型核潛艇在深海中滿載勻速水平航行時(shí)受到的浮力。(3)096型核潛艇下潛到最大潛航深度時(shí)受到海水的壓強(qiáng)。(4)該核潛艇在水下勻速航行時(shí)，所受阻力與速度的關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)它在水下巡航時(shí)，其動(dòng)力功率約為多少?(1節(jié)≈0.5m/s)

第十一章物理學(xué)與能源技術(shù)3能源4核能答案全解全析基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練1.A風(fēng)能是從自然界直接獲取的能源，清潔無(wú)污染且可以再生、被人類反復(fù)利用，屬于可再生的清潔能源。2.B煤炭、沼氣、天然氣、石油都屬于化石能源，一旦消耗，在短時(shí)間內(nèi)不能再生，屬于不可再生能源，故A、C、D不符合題意；太陽(yáng)能、風(fēng)能都是來(lái)自太陽(yáng)輻射的可再生能源，屬于新能源，故B符合題意。3.二次能源可再生解析電能無(wú)法從自然界直接獲得，需要消耗一次能源才能獲得，所以電能屬于二次能源；太陽(yáng)能可以源源不斷地從自然界獲得，屬于可再生能源。4.Cα粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)的α粒子偏轉(zhuǎn)超過(guò)90°，說(shuō)明原子的質(zhì)量主要集中在一個(gè)很小的結(jié)構(gòu)上，這里的“很小的結(jié)構(gòu)”指的是原子核。5.盧瑟福電子解析行星們?cè)诟髯缘墓潭ㄜ壍郎蠂@恒星太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，這與盧瑟福建立的原子核式結(jié)構(gòu)模型十分相似，位于原子中心的原子核相當(dāng)于太陽(yáng)，電子相當(dāng)于繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星。6.B核能消耗后，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，故它是不可再生能源，故A錯(cuò)誤；核能是可以從自然界直接獲取，而不改變其基本形態(tài)的能源，所以它是一次能源，故B正確；“中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M”是新一代可控核聚變研究裝置，它是利用氫核聚變釋放的能量來(lái)工作的，而鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是重核裂變的一種反應(yīng)形式，所以“人造太陽(yáng)”不是利用氫核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來(lái)工作的，故C、D錯(cuò)誤。7.C核能消耗后不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，屬于不可再生能源；核裂變的材料有很強(qiáng)的放射性，使用不當(dāng)會(huì)對(duì)人類造成危害；核電站是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電的；核電站發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化為核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。故選C。8.中子中子鏈?zhǔn)浇馕隹茖W(xué)家用中子轟擊質(zhì)量較大的鈾原子核，鈾原子核吸收一個(gè)中子后發(fā)生裂變，釋放2~3個(gè)中子和巨大的能量，釋放的中子再去撞擊其他鈾原子核，從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。能力提升全練9.C太陽(yáng)能可以源源不斷地從自然界獲取，是可再生能源。10.A盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，原子是由居于原子中心帶正電的原子核和核外電子構(gòu)成的，A正確；絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，是因?yàn)樗ル娮?，B錯(cuò)誤；柳絮飄揚(yáng)屬于物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；牛郎星和織女星之間的距離約為16光年，光從牛郎星到織女星需要的時(shí)間約為16年，D錯(cuò)誤。11.A能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中會(huì)有一部分能量無(wú)法被重新利用，但能量的總量是守恒的，B錯(cuò)誤；能量在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，一定會(huì)有能量的散失，轉(zhuǎn)化效率不可能達(dá)到100%，C錯(cuò)誤；煤、石油、天然氣都是化石能源，其提供的能量都源自于太陽(yáng)，D錯(cuò)誤。故選A。12.C核能屬于不可再生能源；核電站利用可控的核裂變發(fā)電；核電站在工作時(shí)，不可能將核能全部轉(zhuǎn)化為電能，因?yàn)槊恳患?jí)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程都會(huì)有能量散失；核泄漏產(chǎn)生的核廢料和放射線會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染。故選C。13.C石油、天然氣可以從自然界直接獲取，屬于一次能源，電能必須通過(guò)對(duì)一次能源的加工才能得到，屬于二次能源，A錯(cuò)誤；風(fēng)能、水能可以從自然界源源不斷地獲得，屬于可再生能源，核能不能從自然界源源不斷地獲得，屬于不可再生能源，B錯(cuò)誤；原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，C正確；潛艇中的核反應(yīng)堆是利用核裂變來(lái)產(chǎn)生能量的，D錯(cuò)誤。14.裂變100太陽(yáng)能集熱器解析質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時(shí)釋放出的驚人的能量叫做核能，獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變。1×105kW·h的電能可供年用電量為1000kW·h的家庭使用1×105kW·h1000kW·h/年=100年；太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的方式：光熱轉(zhuǎn)換15.聚變不可再生解析“人造太陽(yáng)”利用核聚變放電；核聚變的材料是氘和氚，氘、氚核聚變是不可逆轉(zhuǎn)的一次性聚變，所以核反應(yīng)所用的材料都是一次能源且短時(shí)間內(nèi)不可再生，屬于不可再生能源。16.(1)一裂變汽輪機(jī)(2)大4.2×103萬(wàn)解析(1)核能可從自然界直接取得，是一次能源；原子核裂變、聚變都能釋放出驚人的能量，核裂變是可控的，故核電站的核反應(yīng)堆通過(guò)核裂變來(lái)釋放核能，并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。(2)用水做冷卻劑給核反應(yīng)堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較大；水的比熱容是指1kg水的溫度每升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的熱量為4.2×103J；根據(jù)數(shù)學(xué)概率知識(shí)，則2座核反應(yīng)堆同時(shí)運(yùn)行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為2堆×50年106堆·年=17.二次不可再生方向性解析電能無(wú)法從自然界直接大量獲得，需要通過(guò)消耗一次能源來(lái)獲得，屬于二次能源。煤、石油和天然氣屬于化石燃料，在地殼中的儲(chǔ)量是有限的，所以煤、石油、天然氣都屬于不可再生能源。在人類使用能源的過(guò)程中，必然有部分能量由于種種原因被浪費(fèi)且不能再重新加以利用，因此說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化具有方向性。素養(yǎng)探究全練18.(1)核裂變不可再生(2)1.6×108N(3)6×106Pa(4)9×106W解析(1)核潛艇的核反應(yīng)堆是利用原子核發(fā)生裂變