初中物理鲁教版 (五四制)九年级下册第二节 核能课后作业题

20.2核能同步练习题2021-2022学年鲁科版九年级物理

一、单选题

1. 下列说法正确的是

A. 原子由原子核和质子构成 B. 石油是可再生能源
C. 核电站利用核聚变发电 D. 手机利用电磁波交流信息

2. 以下关于能源和能量的说法正确的是

A. 干热岩是地热能中最具有开发潜力的一种可再生的清洁能源
B. 核反应堆是通过可控的核聚变释放核能的设备，核电站主要将核能转化为电能
C. 能量的转化和转移具有方向性，热量不可以从低温物体转移到高温物体
D. 玻璃杯里水的内能自发集中到水的上层，使得上层水沸腾，下层水结冰；此假想的能量转移过程不违反能量守恒定律，因而可能发生

3. 下列说法正确的是

A. 在一定条件下，热量可以从低温物体传递给高温物体
B. 煤、石油、天然气等能源都是可再生能源
C. 用超声波能粉碎人体内的“小石头”，说明超声波能够传递信息
D. 核电站就是利用了核聚变产生的核能发电的

4. 能源、信息和新材料是当今社会十分关注的课题。以下有关说法正确的是

A. 风能、水能、太阳能、电能及核能均属于一次能源
B. 现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
C. 由我国华为公司主导的通讯技术主要是利用超声波传递信息的
D. 超导状态下的石墨烯的电阻为

5. 核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是

A. 核能化学能内能电能 B. 核能化学能机械能电能
C. 核能内能机械能电能 D. 核能机械能内能电能

6. 关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是

A. 目前的核电站是靠原子核的裂变进行发电的
B. 太阳能和核能都属于可再生能源
C. 和信号的电磁波在真空中传播的速度相等
D. 若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗

7. 下列有关声和电磁波的说法正确的是

A. 光信号在光导纤维中以声音的速度传播
B. 高速公路旁的房屋装有隔音窗，是为了防止噪声的产生
C. 养蜂人通过听到蜜蜂的“嗡嗡”声，判断蜜蜂是否采了蜜
D. 当前核电站利用核聚变发电

8. 关于能源和材料，下列说法正确的是

A. 天然气是可再生能源 B. 超导体材料可制成电热器
C. 核电站是利用核裂变发电 D. “永动机”是可以制造出来的

9. 对下列设备的工作原理解释错误的是

A. 通信光缆是使光信号在光导纤维的内壁多次反射
B. 移动电话利用电磁波传播信息
C. 验钞器红外线使钞票上的荧光物质发光
D. 核电站核能转化为电能

10. “中国力量”的最佳代表：中国核潜艇之父黄旭华老先生走进春晚。核潜艇是利用原子核反应释放出的核能来工作的。下列说法正确的是

A. 核潜艇中的核反应堆发生的是核裂变，核能属于可再生能源。
B. 核潜艇中的核反应堆发生的是核裂变，核能属于不可再生能源。
C. 核潜艇中的核反应堆发生的是核聚变，核能属于可再生能源。
D. 核潜艇中的核反应堆发生的是核聚变，核能属于不可再生能源。

二、填空题

11. 目前，人类利用核能发电的主要方式是______ 选填“核裂变”或“核聚变”；石油、天然气是______ 能源选填“可再生”或“不可再生”。
12. 现阶段核潜艇的动力系统是由原子核______选填“裂变”或“聚变”提供的。泸州正加快对页岩气的安全开采，页岩气和核能都属于______选填“可再生”或“不可再生”能源。若用燃气灶将一壶质量为、初始温度为的水加热到，消耗了的页岩气。已知水的比热容，页岩气的热值为，则该燃气灶烧水的效率为______。
13. 手机是利用______传递信息的；太阳能是太阳内部氢原子核发生______时释放出的核能选填“裂变”或“聚变”．

三、实验探究题

14. 如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题。
    
    核能是______选填“可再生”或“不可再生”能源。
    在汽轮机中，将蒸气的内能转化为轮片的______能。
    上述过程中，能量的转化______填“能”或“不能”百分之百转化。
    如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为______滑轮选填“定”或“动”。气缸内蒸汽体积膨胀，对活塞______，内能______，推动活塞运动，使舰载机获得巨大的动能。
15. 年月日，多震之国日本遭遇了历史上最强烈地震．级的地震引发最高达米的大海啸，瞬间扑向几乎日本全境沿海地区．
    
    搜救队员欲使用撬棒把某一石块撬起，如图所示，若救援队员甲在撬棒点沿方向用力撬起石块，撬棒的支点是______点选填“”、“”或“”；若队员乙在撬棒点沿方向用力撬起石块，动力臂为______若，则两种方法较为省力的是______选填“甲”或“乙”．
    此次地震导致福岛的一座核电站损毁，引发的核泄漏给世界带来了一场深刻的核危机．如图为一核电站的结构示意图，在核电站的工作过程中，发生能量的转化为核能______机械能电能．在核变过程中，会向外辐射肉眼无法看见、能量很高的射线，如：射线、射线和射线．大量的放射线会对人畜造成很大的伤害，但谨慎地加以控制、用较小量的射线也可以为人类做许多事，如______举一例说明．

四、计算题

16. 核能利用前景广，核电站为缓解我国用电紧张做出了巨大献。核电来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应雄中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成内能来加热水产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。核电站的工作原理和火电厂相似，都是利用水蒸气推动发电机组发电的。
    核能是______选填“可再生”或“不可再生”能源，其发电过程是先将核能转化为内能，再转化为机械能，最后转化为电能。
    某核电站中的一台发电机组发电功率为万千瓦，则该发电机组天发电多少一天工作？
    若天内产生的电能，用热电转换效率为的火力发电厂发电，需要完全燃烧多少吨煤？若煤产生粉尘，燃烧这些煤会产生多少粉尘？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】

【分析】
原子由原子核和核外电子构成的；
像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
核电站是利用核裂变来发电的；
手机就是靠发射和接收电磁波来工作的。
本题考查了原子的结构、核能利用、能源分类、电磁波的应用等，都属于基础的知识点，虽有一定的综合性，但难度不大。
【解答】
A、原子由原子核和核外电子组成的，故A错误；
B、石油是化石能源会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以石油属于不可再生能源，故B错误；
C、目前的核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的，故C错误；
D、手机利用电磁波交流信息，故D正确。
故选D。  

2.【答案】
 

【解析】解：、干热岩是可以源源不断地从自然界得到补充的，是可再生的清洁能源，故A正确；
B、核反应堆中发生的是可控制的核裂变，核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能，故B错误；
C、热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，在特定条件下热量会由低温物体传递给高温物体，如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体，故C错误；
D、能量转化具有方向性，热量能自发地从高温物体传到低温物体，所以杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象是不可能存在的，如果存在，也就是能量没有从高温向低温转移，这违背了能量守恒定律，故D错误。
故选：。
能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
核电站是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的，其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的；
能量守恒定律：能既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变；能量的转化和转移具有方向性。
此题考查了能源的分类、核能的利用以及能量转化现象，属于综合性题目。
 

3.【答案】
 

【解析】解：、热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，在特定条件下热量会由低温物体传递给高温物体，如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体，故A正确；
B、煤、石油、天然气都是化石能源，属于不可再生能源，故B错误；
C、用超声波能粉碎人体内的“小石头“，说明超声波能够传递能量，故C错误；
D、核电站是利用核裂变释放的能量，受控核聚变正在研究中，尚未用核聚变来发电，故D错误。
故选：。
能量的转化和转移具有方向性；
能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
声音能传递信息，能传递能量；
核电站是利用核能发电的设施，核心的设备就是核反应堆。核反应堆是能够缓慢平稳的释放核在裂变时放出的核能的装置。
本题考查能量转化和转移的方向性、能源的分类、声音传递能量以及核能的利用，属于综合题。
 

4.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查了能源分类、电磁波、超导现象及核能的应用，属于基础题目。
一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源。例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能；
二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源。例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气；
现有的核电站都是利用核裂变来发电的；
通讯技术主要是利用电磁波来传递信息的；
超导现象是一定条件下导体的电阻为零的现象。
【解答】
A.风能、水能、太阳能、核能可以从自然界直接获取，是一次能源；电能属于二次能源，故A错误；
B.现有的核电站利用的是核裂变释放的能量，故B错误；
C.由我国华为公司主导的通讯技术主要是利用电磁波传递信息的，故C错误；
D.超导现象是一定条件下导体的电阻为零的现象，故超导状态下的石墨烯的电阻为，故D正确。
故选D。  

5.【答案】
 

【解析】 核电站的发电过程中，首先核反应堆将核能转化为内能，接着高温高压的水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化为机械能，最后汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能．
 

6.【答案】
 

【解析】解：
A、目前的核电站是靠原子核的裂变进行发电的，故A正确；
B、太阳能是可再生能源，核能是不可再生能源。故B错误；
C、和信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是，故C正确；
D、如果用超导材料作为输电线，可大大降低输电过程中的电能损耗，所以利用超导体的零电阻可以实现远距离输电。故D正确。
故选：。
核电站主要是靠核裂变将核能转化为电能；
能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源；
电磁波在真空中的传播速度为；
超导体的电阻为零，电流流过超导体时不会产生热量，凡是利用电流热效应工作的设备，都不能使用超导体。超导体适合制作输电导线和电动机线圈等。
此题是一道综合题，考查了核电站、能源的分类、电磁波的传播速度及超导体的特点和应用，包含的知识点较多，渗透了情感态度价值观。
 

7.【答案】
 

【解析】解：
A、光信号在光导纤维中以光的速度传播，所以传播速度特别快，故A错误；
B、高速公路旁的房屋装有隔音窗，是为了阻断噪声的传播，故B错误；
C、蜜蜂在不带花蜜飞行时比带花蜜飞行时翅膀每秒钟振动频率大，发出的音调高，有经验的养蜂人可以通过听蜜蜂飞行时发出声音的音调高低来判断蜜蜂是出去采蜜还是采蜜回来，故C正确；
D、核电站是利用核裂变来释放能量来发电的，故D错误。
故选：。
光纤是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具，主要是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式；
防治噪声的途径：在声源处减弱防止噪声的产生、在传播过程中减弱阻断噪声的传播、在人耳处减弱防止噪声进入人耳；
音调跟发声体的振动频率有关，频率越大，音调越高；
核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的。
本题考查了与声现象、电磁波和核能利用有关的几个基础的知识点，联系实例，运用相关的知识进行判断即可顺利解答，难度不大。
 

8.【答案】
 

【解析】解：、天然气属于不可再生能源，故A错误；
B、超导材料的电阻为零，根据焦耳定律可知，超导材料通电后，不会产生热量，故B错误；
C、核电站利用核裂变发电，故C正确；
D、永动机违背了能量守恒定律，“永动机”是不可能制造出来的，故D错误。
故选：。
可再生能源的概念：像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到，把它们称为可再生能源。不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。
超导材料的电阻为零，根据焦耳定律可知，超导材料通电后，不会产生热量。
核能的利用包括裂变和聚变，核电站利用核裂变发电。
永动机违背了能量守恒定律。
区分生活中的各类能源，理解焦耳定律，知道核能的两种利用方式，理解能量守恒定律，可解答此题。
 

9.【答案】
 

【解析】

【分析】

光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

广播、电视和移动通信都是利用电磁波来传递信息的。

红外线的热效应比较强，穿透力比较强，能制成热谱仪，制成红外线夜视仪；红外线可以用来遥控，制成电视遥控器。紫外线化学效应强，能杀菌，制成消毒灯；紫外线能合成维生素，促使钙的吸收；紫外线能使荧光物质发光，制成验钞机来验钞。

核电站的核心是核反应堆，它以铀为燃粒，在裂变过程中释放出核能，再通过热交换器变为高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽去驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机的旋转带动发电机发电。

此题考查了紫外线的应用、电磁波的应用、光纤通信、核电站的能量转化，是一道基础题。

【解答】

A.激光在传输过程中，从光导纤维的一端射入后，在光导纤维内壁上要发生多次反射，并从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方，故A正确。

B.移动电话既是电磁波发射台也是电磁波接受台，所以是利用电磁波来传递信息的，故B正确。

C.紫外线可以使荧光物质发光，钞票上某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线下照射下识别这些标记，从而辨别钞票的真伪，故C错误。

D.根据核电站的发电过程可知，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D正确。

故选C。

10.【答案】
 

【解析】

【分析】

核潜艇是利用重核裂变；聚变是不可控的，裂变是可控的；核能是短期内无法得到补充的能源。

本题考查了核能的分类及应用，知道核反应是可控的。

【解答】 

核潜艇是利用原子核反应释放出的核能来工作的，是一种裂变；核能属于不可再生源。

故选B。

11.【答案】核裂变  不可再生
 

【解析】解：人类利用核能发电的主要方式是核裂变。
石油、天然气等化石能源短期内不能在自然界得到补充的能源，是不可再生能源。
故答案是：核裂变；不可再生。
核能的利用包括：核裂变与核聚变。目前科技手段来说核聚变反应的速度还是不可控的；核裂变应用于：核电站、原子弹；太阳表面发生着核聚变，人类对核聚变的利用有：氢弹；
短期内可以从自然界得到补充的能源是可再生能源；短期内不能在自然界得到补充的能源是不可再生能源。
本题考查了能源的分类，及核能的应用。要特别记住核裂变与核聚变的不同应用。
 

12.【答案】裂变  不可再生 
 

【解析】解：核潜艇的动力系统是由原子核裂变提供。
页岩气和核能，使用后不能在短期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源。
水吸收的热量为：
，
页岩气燃烧放出的热量为：
，
燃气灶烧水的效率为：
。
故答案为：裂变；不可再生；。
核潜艇利用核能工作，核能是原子核的裂变释放的能量。
可再生能源的概念：像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到，把它们称为可再生能源。不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。
利用求水吸收的热量，再利用求出页岩气燃烧放出的热量，最后运用求该燃气灶烧水的效率。
知道核能是裂变产生的，区分可再生能源与不可再生能源，会运用比热容和热值处理热学综合题，是解答此题的关键。
 

13.【答案】电磁波；聚变
 

【解析】

【分析】
本题考查了电磁波的应用以及太阳内部释放能量的方式，是一道基础题，比较简单。
电磁波可以传递信息；太阳内部进行着核聚变，释放出核能。
【解答】
手机是利用电磁波传递信息的；
在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。
故答案为：电磁波；聚变。  

14.【答案】不可再生  机械  不能  定  做功  减小
 

【解析】解：核能一旦被耗用后，不可能在短期内再生，属于不可再生能源。
核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。
能量在转化过程中有损耗，所以上述过程中，能量的转化不能百分之百转化。
定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，由图可知，牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为定滑轮；
气缸内蒸汽体积膨胀，对活塞做功，内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。
故答案为：不可再生；机械；定；做功；减小。
能源分可再生能源和不可再生能源，可再生能源：泛指多种取之不竭的能源，严格来说，是人类历史时期内都不会耗尽的能源。不可再生能源：泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，根据定义判断核能属于什么能源。
核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。
能量在转化过程中有损耗；
知道定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，动滑轮是轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮；物体对外界做功，物体的内能减小，温度降低。
本题考查定滑轮和动滑轮的定义、改变内能的方法、能源的分类等，涉及到的知识点，综合性强，知道核电站发电过程中的能量转化是解决该题的关键。
 

15.【答案】    乙  内能  治疗肿瘤
 

【解析】解：读图可知，当沿方向用力撬石块时，杠杆围绕点转动，因此为这时的支点；同样，当沿方向用力撬石块时，杠杆围绕点转动，因此为此时的支点；
当以为支点时，杠杆的动力臂为的长，

当以为支点时，杠杆的动力臂是从点到的作用线的距离，

显然要比要短，因此，沿方向即乙方法用力撬石块更省力．
根据核电站的发电过程可知，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；
大量的放射线会对人畜造成很大的伤害，因此应谨慎并加以控制，用较小量的射线也可以为人类做许多事，如治疗肿瘤或使种子变异培育新的优良品种等．
故答案为：；；乙；内能；治疗肿瘤．
杠杆的支点是指杠杆围绕转动的固定点，因此，找到在杠杆转动时，那个不动的点尤为重要．要使杠杆更省力，杠杆动力臂就得更长，因此，分析出哪种用法时动力臂更长，就说明此时最省力；
核电站的核心是核反应堆，它以铀为燃粒，在裂变过程中释放出核能，再通过热交换器变为高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽去驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机的旋转带动发电机发电，用较小量的射线也可以为人类做许多事，如治疗肿瘤或使种子变异培育新的优良品种等．
能够从图中找出杠杆的五个要素，是解决此类问题的关键，同时还要明确一点，就是要想使用最小的力，就必须有最大的力臂；此题考查核电站的工作原理和核电站发电过程中的能量转化．
 

16.【答案】不可再生
 

【解析】解：核能一旦被耗用后，不可能在短期内再生，属于不可再生能源；
发电功率为万千瓦，发电时间为，
因为，
所以一月发电量为；
因为，
所以需要的热量：
，
因为，
所以需要完全燃烧的煤的质量：
；
燃烧这些煤会产生的粉尘质量为。
答：不可再生；
该发电机组天发电；
需要完全燃烧煤；燃烧这些煤会产生粉尘。
能源分可再生能源和不可再生能源：可再生能源：泛指多种取之不竭的能源，严格来说，是人类历史时期内都不会耗尽的能源；不可再生能源：泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源；
已知发电功率和发电时间，利用得到发电量；
已知发电量和热电转换效率，可以得到需要的热量；已知需要的热量和煤的热值，可以得到需要完全燃烧的煤的质量；根据煤产生粉尘，得到燃烧这些煤产生的粉尘质量。
此题考查了与热值、热效率有关的热量的计算及能源的分类，通过计算我们可以认识到核能代替化石能源的优点和必要性。