初中物理北师大版（2024）九年级全册（2024）第三节 核能的开发与利用综合训练题

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1.下列关于减小大气污染的主要措施中不正确的是（ ）
A . 普及天然气和煤气的使用
B . 淘汰热机；
C . 采用集中供热；
D . 改进燃烧设备，加装消烟除尘装置
2.关于能量及其转化，下列说法正确的是（ ）
A . 新能源开发成本高，技术攻关难点多，成本远高于实用价值，不值得研发投入
B . 目前有些新能源汽车实现了“零排放”，电动机的能量转化效率可达100%
C . 目前电能可以转化为多种形式的能量，也可以从其他形式的能量转化而来
D . 目前大部分核电站是利用核聚变发电的，核废料的放射性会造成环境污染
3.“能源和环境”是全世界各国共同面临的问题。我国各地正在进行“资源节约型”、“ 环境友好型”两型社会建设试点。我省就有长沙、株洲、湘潭是试点城市。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 . 养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
B . 尽可能用太阳能热水器代替电热水器
C . 及时将生活垃圾、废电池装在一起丢到垃圾箱
D . 用洗脸水冲厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站
4.2023年4月21日，中国“人造太阳”——大型核实验装置 EAST创造了新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s。EAST装置中，超导线圈中的强大电流产生强磁场，氢原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。下列说法正确的是（ ）
A . 太阳能属于不可再生能源
B . 超导线圈利用电流的磁效应产生磁场
C . 超导线圈的电阻很大
D . 氢原子核发生的是核裂变
5.关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是（ ）
A . 目前核电站是利用核聚变发电的，核废料的放射性会造成环境污染
B . 5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等
C . 垃圾分类有利于环保和节约能源
D . 半导体材料可以用来制作智能机器人、平板电脑等科技类产品的芯片
6.2021年12月30日，中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现1056秒超长放电运行，中国“人造太阳”再创最长放电纪录。这其中用到了大量与能源、信息和材料的相关知识，下列说法正确的是（ ）
A . 太阳能、核能和潮汐能都属于可再生能源
B . 当前的核电站是利用原子核裂变释放的能量发电的
C . “超导体”用于电饭锅的发热体可提高其热效率
D . 汽车上的北斗定位导航系统是利用超声波进行定位和导航的
7.产生温室效应的祸首是（ ）
A . 一氧化碳 B . 氧气 C . 氮气 D . 二氧化碳
8.如图是大自然中水循环现象的示意图，以下说法正确的是（ ）
A . 雨在下落过程中有熔化现象发生，放出热量
B . 树木蒸腾作用属于汽化现象，放出热量
C . 云的形成有液化现象，放出热量
D . 由图可知，自然界中水总量不变，不必节约
9.关于原子、能源和能量，下列说法正确的是（ ）
A . 原子由原子核和质子构成
B . 石油是不可再生能源
C . 核电站利用核聚变发电
D . 太阳能是核裂变释放的能量
二、多选题
1.1月20日，我国全超导托卡马克核聚变（EAST）实验装置实现了超亿度、1066秒的长脉冲高约束模等离子体运行，创下了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录。下列关于核能的说法中正确的是（ ）
A . 原子弹是利用不控制的核裂变释放能量
B . 氢弹是利用加以控制的核聚变释放能量
C . 目前我国建设的核电站利用了题中原理
D . 太阳内部的氦原子核正在聚变释放能量
2.下列关于核能的说法中，正确的是（ ）
A . 核能和煤、石油一样都是常规能源，而不是新能源
B . 核能和太阳能、风能、水能一样都是可再生能源
C . 原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量，这就是核能
D . 光纤中传播的是激光
3.自然界存在着多种能为人类生活生产所需能量的能源，合理利用能源对社会的发展意义重大．从所用能源的能量形式分析，下列各种发电方式与水力力电不同的是（ ）
A . 火力发电
B . 地热发电
C . 核能发电
D . 风力发电
4.我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”的成功运行，标志着中国离“人造太阳”的梦想又近了一步。下列关于能源、现代信息技术说法不正确的是（ ）
A . 核能属于不可再生能源，只要做好技术保护，核能是没有污染的
B . 光纤通讯是依靠电磁波来传递信息的
C . 电能属于二次能源，现代技术无法将核能直接转化为电能
D . 制作手机芯片的主要材料是超导体
5.下面是小明在期末复习过程中总结的知识点，记录全部正确的是（ ）
A . 核电站利用核能发电，核能是新能源
B . 挂衣钩的吸盘能吸附在墙上，是因为分子间存在引力
C . 指南针能够指南北是因为地球周围存在磁场
D . 电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s
6.著名核物理学家、“两弹一星”功勋、中国“氢弹之父”于敏院士获2014年度国家最高科学技术奖．以下说法中错误的有（ ）
A . 氢弹爆炸时释放了大量的核能
B . 氢弹爆炸运用了核裂变的原理
C . 核电站发电也是运用了核裂变
D . 核电站所用核燃料是可再生的
7.今年世界原油价格一路飚升，每桶逼近100美元，我国很多地区都出现过“油荒”现象．能源日益紧张已影响了人们的日常生活．则下列做法应提倡的是（ ）
A . 短途出行时尽量使用自行车
B . 大力开发太阳能和水能
C . 提高技术，可以永无止境的使用核能
D . 电脑整天处于待机状态
8.小明对“能源与持续发展”这一章进行了总结性反思，其中正确的是（ ）
A . 核电站不会产生任何污染
B . 能量转化和转移具有方向性
C . 能量是守恒的，不会有能源危机
D . 利用太阳能可以直接转化成电能
9.“嫦娥三号”月球车的多项探测任务中，其中有一项是探测月壤中“氦﹣3”的含量，为人类提供新的能源物质．下列关于核能的说法正确的是（ ）
A . “氦﹣3”是一种已开发的被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料
B . 目前世界上的大多数核电站都是利用原子核分裂时释放出的能量发电的
C . 氢弹是利用核裂变制成的武器
D . 核能和太阳能一样，可以在自然界源源不断地获得，属于可再生能源
三、填空题
1.据CCTV报道，喜马拉雅山脉的冰川消融速度在加快．这种现象主要是由于人类活动中过多排放二氧化碳等温室气体引起的 ________ 造成的．我国是世界上严重缺水的国家之一，请举出你在生活中节水的一个具体措施 ________
2.我国新能源轻轨列车出口阿根廷，轻轨列车利用太阳能光伏发电将太阳能转化为电能存储在电池中，为列车驱动提供动力，最高运行速度可达60km/h。电能属于 ________ （选填“一”或“二”）次能源，太阳能属于 ________ （选填“可再生”或“不可再生”）能源，来源于太阳内部发生的 ________ （选填“核裂变”或“核聚变”）。
3.随着社会的发展，能源的需求与日俱增．专家预测，石油、天然气和煤在不久的将来会被开采完毕．根据以上情况，请你提出一条以上的合理建议： ________
4.有人提出可以不依靠消耗能量而永远运动下去的机器﹣﹣永动机。学习了物理后，我们知道这种想法是永远不可能实现的，因为它违背了 ________ 定律；核电站是利用核能来发电的，它的核心设备是核反应堆，在其中发生的核 ________ 变是可以控制的，而同样在原子弹爆炸中发生的则是不可控制的。
5.太阳能是当今社会最受瞩目的新能源之一，太阳能属于 次能源，它是由太阳表面的核 ________ （选填“裂变”或“聚变”）反应形成的．
6.三坝核电站是四川拟建的首座核电站，厂址选于南充市蓬安县三坝乡境内．核电站是利用原子 ________ （填“核聚变”或“核裂变”）释放的能量工作的，该能源属于 ________ （填“可”或“不可”）再生能源．
7.当今的核电站是通过 ________ （选填“重核裂变”或“轻核聚变”）来释放核能的，如图为核电站发电流程图，在核电站发电过程中，能量转化的先后顺序是： ________ 能、内能、 ________ 能、电能．
8.在我国核工业创建60周年之际，习近平指出，核工业是高科技战略产业，是国家安全的重要基石．目前的核电站是利用原子 ________ （填“核聚变”或“核裂变”）释放的能量工作的，该能源属于 ________ （填“可”或“不可”）再生能源．
9.洒水车使用的汽油是 ________ （选填“一次”或“二次”）能源，属于 ________ （选填“清洁型”或“非清洁型”）能源、氢弹利用的是核 ________ 变在瞬间释放能量。（选填“裂”或“聚”）
四、简答题
1.阅读下列材料，回答问题：
据贵阳晚报报道：今年三县一市的广大农村已建成3200000口沼气池，40万农民步入沼气时代．“猪﹣﹣沼﹣﹣稻（果、菜、鱼）”的产业模式，为农民增收节支达3亿元，发展无公害水稻和绿色食品基地232万亩，使全市生态农业总产值逾50亿元，农业资源得到高效利用和循环利用．…在养殖大户李小铭家还实现了沼气发电，年节电一万千瓦时，填补了贵州省沼气发电的空白．农民说：“沼气，是共产党给我们送来的福气！”
（1）农民用沼气来烧水、做饭、照明、发电，主要原因是什么？
（2）李小铭利用沼气发电，能量是如何转化的？
（3）为了推广农村使用沼气，请你就沼气使用的优点向农民作一介绍（至少写出三条）．
2.电动自行车在近几年逐渐发展成为人们的主要交通工具之一．电动自行车是利用蓄电池给车上的电动机供电，目前的电动自行车使用的大多是铅酸蓄电池，使用寿命一般是一年左右．试从环保的角度分析使用电动自行车的利与弊．
3.由于环境的污染，饮用水资源越来越缺乏，在日常生活中，请写出两个节约用水的方法？
4.凯里市用电紧张，我们每位市民都有省电节电的责任和义务．
（1）下表对不同用电器列出了一种省电方法和相应的省电原理，请同学补充完整．
（2）有关报纸报道，电视机在待机装态下，每10h耗电0.5kW•h，你打算采用什么方法验证该报道的真实性．
5.我国已自行建造了核潜艇，核潜艇可以在大洋中长期潜行而不需要补充燃料，想一想，核潜艇是利用什么作燃料的？当核潜艇中的核燃料停止反应时，核潜艇上会一片黑暗，请你据此现象从“能量转化”的角度设想一下核潜艇中所用的电能是怎样得来的？
五、综合题
1.空气炸锅是利用空气替代热油、借助对流机制、通过风扇使热气在食物周围高速循环来烹饪食物，因其烹制食物具有脂肪含量低、美味酥脆、无油烟等特点，深受广大市民青睐。小红同学家里新买的空气炸锅及其简化电路如图所示，其定时器、LED灯和温控器的电阻忽略不计，微动开关在锅体发生轻微晃动时就断开。空气炸锅内胆表面普遍采用特氟龙等不粘涂层，涂层若被金属工具划破，高温下可能释放有害物质；使用时将空气炸锅放置在平稳、开放的空间，确保进/出风口周围10cm内无遮挡物，避免将炸锅紧贴墙面、橱柜或其它电器。
（1） 用电安全至关重要，小红同学认真阅读说明书后，对书中的安全警示做了以下分析，其中不合理的是（ ）
A . 使用过程中，背后的出风口请勿正对电源线
B . 使用时应选择独立插座，避免与其他大功率电器共用
C . 为了缩短加热时间，可用毛巾盖住顶部的出风口
D . 加热液体时应使用开口容器，因为封闭容器易引起喷爆事故
（2） 小红若关掉家中的其它家用电器，只使用空气炸锅烤蛋挞，用时18min，同时观察到电能表指示灯闪烁1280次（电能表规格为 3200imp/kW⋅h），若电价为0.6元 /kW⋅h ， 则该过程需要支付的电费是 ________ 元；他查阅说明书得知空气炸锅的额定功率是1200W，通过计算发现实际耗电量与额定耗电量不一致，导致该现象的合理解释是 ________ 。（写出一条即可）
（3） 通过实际操作，小红对空气炸锅的使用有了一些猜想，下列猜想合理的是___________。
A . 空气炸锅顶部的发热管在间歇性工作，这是厂家为了响应节能减排而特意设计的
B . 空气炸锅在使用过程中可以晃动锅体，从而判断蛋挞液是否凝固
C . 禁止使用金属工具翻动食物，主要是金属材质导热性强，会吸收锅内能量
D . 空气炸锅在停止加热后内部风扇还要转动，是为了散热和排烟
2.结合图阅读以下材料，回答问题．
地球的温室效应
太阳通过热辐射把能量输送到地面，温暖了地球，养育了万物．
地表受热后，也会产生热辐射，向外传递热量．由于地球表面有一层大气层，大
气中的二氧化碳气体会减弱这种向外的热辐射，因此地表的温度会维持在一个相对稳定的水平．这就是温室效应．适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证．
大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，然而现代工业大量燃烧煤炭和石油，产生了更多的二氧化碳；另外，由于人类大量砍伐森林，削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗．这些都加剧了地球的温室效应．这是近年来全球气候变暖的重要原因．如果地球表面的温度过高，将会导致两极的冰雪融化，使得海平面上升，淹没城市，大片良田盐碱化．温度的升高还会影响全球气候，使得一些地区暴雨成灾，而另外一些地区干旱少雨，促使土地荒漠化．
在因特网上进入任何一个有搜索功能的网站，输入关键词“温室效应”，你就能从中学到更多有关温室效应的知识．
（1） 为了有效地防止环境污染和地球温室效应的加剧，下列燃料中最理想的是（ ）
A . 煤 B . 石油 C . 氢 D . 草木燃料
（2） 以下不能引起地球温室效应的是（ ）
A . 现代工业的发展
B . 工厂废气大量排放
C . 汽车、飞机尾气的大量排放
D . 过多使用化肥农药
3.当今世界各国都致力于新能源的开发，为此学校物理社团以“风能的开发与利用”为主题，开展“建造风力发电站”的跨学科实践活动。
【任务1：风力发电站的原理】如图a是风力发电站，其机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，简化结构如题图b所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
（1） 风力发电机的工作原理是 ________ （选填“电磁感应现象”或“电流的磁效应”）；
（2） 某时刻，发电机的叶片的形状和和风向如图c所示，叶片将会沿着 ________ （选填“顺”或“逆”）时针的方向旋转；
（3） 2024年某地发电量结构占比如图d所示，在清洁且可再生能源发电中，风力发电排第 ________ 名；
（4） 【任务2：风力发电站的选址】某区域有丰富的风能，等高线地形图见图e，项目小组利用AI软件搜索了“建造风力发电站注意事项”，查询结果如图f所示。你认为风力发电站最佳选址应在图e中的 ________ （选填A、B、C、D字母）处；
（5） 【任务3：风力发电模型的制作】选址后，项目小组思考风力发电模型应如何制作，才能提高风能利用率？查阅资料后得知，风能利用率 =可用的风能经过叶片的风能。为此，他们进行了“风能利用率与什么因素有关”的探究活动，并提出猜想，风能利用率大小可能与叶片形状、长度、个数有关。项目小组准备了自制风车、电风扇、停表等器材进行实验：
①如图g所示，实验过程中，将等质量但规格不同的叶片安装在风车上，将同一个风扇调至 ________ （选填“相同”或“不同”）档位，模拟自然风，正对风车叶片吹风，用停表记录风车 1min内转动的圈数。此步骤还需要控制 ________ 不变。
②进行多次实验，实验数据如下表所示：
I、本实验是通过 ________ 来反映风能利用率的大小；
II、由实验数据可知，应选择实验序号 ________ 的叶片作为风机模型的叶片；
III、风力发电模型的底座应做得宽大厚重，目的是 ________ ；
（6） 【任务4：风力发电站的评估】某发电站的输电功率恒定不变，从发电站到居民区的输电线总电阻为 R线 ， 如图h所示。若要减少输电线路上电能的损耗，有效的做法是 ________ ；
（7） 某个风力发电机的叶片长度为 100m ， 如图i所示每秒流经叶片的空气可近似看作一个“圆柱形风柱”，已知空气密度为 1.2kg/m3。当风速是 10m/s时，该“风柱”的质量为 ________ kg（为方便计算， π取近似值为3）；
（8） 若叶片每秒钟获得的机械能 E与风速的三次方 v3的关系如图j所示，当 v≤3m/s时，风车无法发电；当 5m/s≤v≤10m/s时， E与 v3成正比。发电机及其传动系统的总效率为 80%。某天的风速 v与时间 t的关系如图 k所示，若20∶00-22∶00输出电能是6∶00-8∶00的7倍。假设一个家庭每天消耗 10kW⋅h ， 不计输电损失，该发电机当天产生的电能最多可供 ________ 个家庭使用。（为方便计算， π取近似值为3）
4.太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源．在太阳进行着大规模的核聚变，其释放的能量主要以电磁波的形式辐射出来．地球每年所接受的太阳能有6×1017kW•h．
​
（1） 太阳内部发生核聚变时，释放的主要是哪种能量？答： ________
（2） 物体内能改变的方式有两种，“辐射”属于 ________ ，另一种是 ________
（3） 地球每年所接受的太阳能约为​ ________
（4） 如图所示是一个组合的电池板，它是由一块块小的电池板组合而成的，你知道它们是如何连接的？​ ________
电器名称
省 电 方 法
省 电 原 理
洗衣机
衣物较少时，选用快速洗涤程序
减少用电时间
电视机
尽可能调低音量和亮度
减少实际使用功率
电 灯
建造风力发电站的注意事项
1.风能评估：确保风速稳定且达标（陆上≥6.5m/s，感觉有风）
2.电网接入：优先选择距离电网20公里内的选址，降低输电损耗
3.生态保护：避免鸟类撞击风机
4.噪音控制：与居民区保持500米以上间距
5.景观协调：风机布局要考虑视觉美观性，与周边环境相融合
序号
叶片形状
叶片长度/cm
叶片个数
叶片转动圈数
1
翼型
6
3
3
2
翼型
10
3
7
3
翼型
15
3
16
4
翼型
15
4
11
5
翼型
15
5
9
6
弯曲型
10
3
9
7
弯曲型
15
3
11
8
弯曲型
15
4
8