人教版九年级全册第2节 核能精品测试题

22.2 核能（原卷版）

考点1  核能及其优点和可能带来的问题

1、核能：

（1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。

（2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。

2、核能优点：

①只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能；

②核电站可以大大减少燃料的运输量；

③核能能够解决能源不平衡分布的问题。

3、核能缺点：

①核能属于一次能源，它是不可再生能源． 

②核能存在核污染，一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染，会对地球生物造成伤害； 

③核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。

（5）核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。 

【典例1】下列说法正确的是（　　）

A．核能是一种可再生能源，可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向 

B．能量的转化和转移都是有方向的，转化和转移的过程中能量的总量会减少 

C．我们用手机通信，是利用电磁波在传递信息 

D．5G比4G传递信息更快，是因为它所用的电磁波的速度更快

【典例2】下列说法正确的是（　　）

A．核能不会对环境造成污染 

B．原子核中带正电的粒子是电子 

C．英国物理学家焦耳最先确定了电流、电压、电阻间的定量关系 

D．雨后的夜晚迎着月亮走时，看到地上亮处应是水

【典例3】核电站是利用 　　能来发电的，且在运行过程中无温室气体排放，不会造成空气污染；50t的核燃料相当于6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量，此热量是 　     　J（煤炭的热值为2.9×107J/kg）。

【变式训练1】关于核能，下列说法正确的是（　　）

A．人类利用核能的主要目的是为了制造核武器 

B．核能是一种干净、便宜、安全、可靠的能源 

C．由于核电站易造成核泄漏，所以应该控制核电站的规模 

D．核电站与火电站相比，前者对大气污染和对人体的危害性都要大些

【变式训练2】关于原子核和核能，下列说法正确的是（　　）

A．原子核是由电子、质子和中子组成 B．现有核电站利用核裂变释放的能量来发电

C．核能的使用不会对人类产生危害     D．氢弹爆炸时的链式反应是可控的

【变式训练3】核能是　  　（填“可”或“不可”）再生能源，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是　  　（填“可以”或“不可以”）控制的。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　  　（填“变暖”或“变冷”）的趋势。

【变式训练4】日本福岛核电站的核反应堆是利用核　  　（填“裂变”或“聚变”）反应获得的核能；核能属于　  　（选填“可”或“不可”）再生能源；核电站在海啸中，冷却系统失灵，导致反应堆温度急剧升高，用大量的水给反应堆降温，这利用了水　   　大的性质。

考点2  核电站发电过程中的能量转化

（1）核电站中能量转化过程是：通过核反应堆把核能转化为内能，得到高温的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能。

能量转化顺序为：核能→内能→机械能→电能。

【典例4】目前，在我国能源结构中，核能在构建清洁低碳能源体系中的关键作用不可或缺，可以与风、光伏等清洁能源互为补充，协同发展．如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（　　）

A．核反应堆：核能转化为内能   B．蒸汽轮机：化学能转化为动能 

C．发电机：电能转化为机械能   D．电取暖器：电能转化为机械能

【典例5】核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化的先后顺序是 　          　。（①内能；②核能；③机械能；④电能，填序号）

【变式训练1】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

【变式训练2】下列说法正确的是（　　）

A．大雪过后，人们会感到外面万籁俱静，其主要原因是雪蓬松且多孔，噪声被反射

B．超声波一定比次声波传播速度快 

C．核电站工作时能量转化为：核能→机械能→内能→电能 

D．发电机发电、输送电能若采用超导材料，可降低电能损耗

【变式训练3】据《人民网》消息，华龙一号全球首堆一中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行，标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列。如图所示，核能发电包含的能量转化依次是 　                      　。

【变式训练4】以下是核电站工作情况的流程图，在下面的括号内填写这种装置完成了怎样的能量。

考点3  核聚变

（1）将质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做聚变，也称为热核反应；

（2）自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变。

（3）核裂变与核聚变的比较：

（4）核能是原子核发生变化时释放的能量，不是原子核本身具有的内能。

【典例6】由于太阳不断膨胀，人类要驱使地球逃离太阳系。那么太阳内部发生（　　）产生光和热，太阳在膨胀过程中质量不变，它的密度会（　　）

A．核聚变   变小   B．核聚变    变大  C．核裂变   变小   D．核裂变   变大

【典例7】著名核物理学家、“两弹一星”功勋于敏院士获2014年度国家最高科学技术奖。他在氢弹原理突破中解决了热核武器物理中一系列基础问题，被誉为“中国氢弹之父”。下列属于氢弹原理的是（　　）

A．核聚变  B．核裂变    C．先聚变后裂变  D．先裂变后聚变

【典例8】如图所示，中国“人造太阳”﹣﹣大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 　   　（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为 　　能，从而获得上亿度的高温。

【变式训练1】学习强国平台发布：“科学岛”上的我国大科学装置“东方超环”取得重大突破，等离子体中心电子温度首次实现1亿摄氏度运行近10秒。“东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。该装置由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，也是中国第四代核聚变实验装置。下列哪组核能利用方式与之相同是（　　）

①原子弹②氢弹③江苏田湾核电站④太阳

A．①② B．①③ C．②③ D．②④

【变式训练2】下列关于原子核聚变的说法不正确的是（　　）

A．任何两个原子核都可以发生聚变         B．原子核必须在超高温下才能发生聚变

C．大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量 D．目前人类还不能有效控制原子核聚变

【变式训练3】两个较轻的原子核结合成一个质量较重的原子核时也能释放出核能，这种核反应叫 　  　；由于该反应必须在极高的温度和压强下进行，这种核反应也叫 　  　。

【变式训练4】2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资料。

（1）质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核　   （选填“聚变“或“裂变”）反应，并　    （选填“吸收”或“释放”）大量的能量，当天体的能量即将耗尽时。在自身　    　（选填“重力”或“惯性”）的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。

（2）照片中的黑洞距离我们5500万　   　（选填“年”或“光年”），它是根据接收到的高能射线经过计算机处理而形成的。

考点4  核裂变

核裂变
（1）用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做裂变；
（2）原子核裂变时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式应；如图所示；
 

【典例9】在复习所学知识的过程中，小聪同学对物理知识点做了如下总结，其中正确的是（　　）

A．图表示核裂变的链式反应，核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 

B．图中墨水在热水中扩散，我们可以看到分子在做无规则运动 

C．图中c球带正电，则b球一定带正电，a球一定带负电 

D．图中的电暖器，若用超导体替代其电热丝，可以提高该电暖气的效率

【典例10】核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是可以控制的核 　 　（聚/裂）变。核潜艇在水中水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水上层密度大，下层密度小）时，潜艇会突然下沉，将给潜艇带来安全隐患，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力小于它的浮力，由于 　   　，潜艇还会下沉一段距离才会上浮。

【变式训练1】“华龙一号”是我国核电走向世界的“国家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商业运行，这对助力碳达峰、实现碳中和具有重要意义。“华龙一号”核电站反应堆内的核反应是（　　）

A．可控的裂变  B．不可控的裂变   C．可控的聚变  D．不可控的聚变

【变式训练2】2022年3月25日，“华龙一号”福清核电6号机组完成了168小时满功率连续运行考核，具备商业运行条件，标志着我国核电跻身世界第一方阵。“华龙一号”核电站利用铀核 　  　 （选填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过 　     　（选填“汽轮机”或“内燃机”）做功带动发电机发电。发电机的工作原理是 　     　现象。

一、选择题。

1．下列有关核能的利用，叙述正确的是（　　）

A．原子弹是利用核聚变原理制成的一种核武器 

B．氢弹是利用核裂变原理制成的一种核武器 

C．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→机械能→电能 

D．氢弹和原子弹爆炸时能量的转化和转移是有方向性的

2．如图所示为核电站发电流程图，下列说法错误的是（　　）

A．蒸汽轮机将核能转化为机械能 B．蒸汽轮机的效率总是小于1 

C．核能是不可再生能源             D．发电机将机械能转化为电能

3．目前世界上已建成的核电站都是利用（　　）

A．原子核的聚变释放的能量来发电的 B．原子核的裂变释放的能量来发电的 

C．核废料的放射性来发电的             D．原子核聚变和裂变释放的能量来发电的

4．下列关于材料、信息及能源的说法正确的是（　　）

A．氢弹利用的是核裂变释放的能量 

B．波长越长的电磁波在空气中传播速度越大 

C．在橡皮泥上能留下漂亮的指印，说明橡皮泥具有弹性 

D．潮汐能、风能其实是水和风的机械能

5．近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（　　）

A．“天舟二号”和“天和核心舱”对接过程中，两者相对静止 

B．“北斗卫星导航系统”主要是应用超声波 

C．“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大 

D．“国和一号”核电机组发电，利用的是核裂变释放能量

6．如图所示实验现象与应用不相符的是（　　）

A．甲图，飞机起飞利用流体压强与流速的关系 

B．乙图，汽车后视镜利用光的反射 

C．丙图，目前核能发电利用核聚变 

D．丁图，乘车系安全带是减小因惯性造成伤害

7．核电站是利用原子核发生变化，释放出巨大的能量，其原子核变化（　　）

A．链式反应不加控制 B．是受控制的核裂变 

C．生成物没有放射性 D．是受控制的核聚变

二、填空题。

8．核电站是利用核　  　（选填“裂变”或“聚变”）产生能量，经过能量转化，最后由发电机将机械能转化为电能；核能属于　     　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

9．因地震造成的福岛核电站核泄漏第一时间内造成方圆10公里范围内有15人受到了放射性物质的污染，实质是一种　        　现象；在冷却系统中选用水做冷却物质是利用其　      　的特征。

10．如图所示，2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置﹣﹣中国环流器二号M装置（HL﹣2M）在成都建成并实现首次放电，标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为核　   　（选填“聚变”或“裂变”）堆自主设计与建造打下坚实基础。核电站发电过程是核能转化为蒸汽的内能，通过汽轮机转化为　   　能，再通过　    　机转化为电能。

11．“人造太阳”是让海水中存在大量的氘和氚在高温条件下发生核 　 　（选填“裂”或“聚”）变，为人类提供源源不断的清洁能源。家庭电路发生短路时，很容易引起火灾，这是因为在相同时间内，短路时通过导线的电流非常大，导线会产生大量的     　而急剧升温。

12．意大利物理学家以系统的实验和观察推翻了纯属思辨的传统的自然观，开启了实验物理时代，制造了人类第一架望远镜，誉为实验物理的先驱者。今年2月27日，对乌克兰的特别军事行动中俄罗斯总统普京下令将以核弹为代表的战略威慑力量转入特殊战备状态，用于战争的核弹主要指原子弹，爆炸时原子核发生 　   　（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大核能，它的出现使人类自身处于随时可能被毁灭的境地。

三、解答题。

13．如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图。阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机转动发电。

（1）这种发电站利用的能源是　   　能，这种发电站　   　（填“能”或“不能”）将获得的能量完全转化为电能。

（2）当热空气上冲带动发电机转动发电时，热空气的内能　   　（“增大”、“不变”或“减小”），这个过程和汽油机的　  　冲程类似。

（3）这种发电方式与火力发电相比优点是　          　，不足是　           　（各写出一条即可）。