第三章第7节《核能》培优训练(原卷版+解析)

浙教版科学九年级上第三章第7节《核能》培优训练学习目标：1.识别原子的结构，判断获得核能的两条途径：裂变和聚变。2.说明核能和平利用的进展，说明核能的优点和核能开发可能带来的问题。同步训练：1.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是(▲)A.目前核电站都是通过聚变反应来利用核能B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C.原子核分裂或聚合时释放出核能D.核能是一种不可再生的能源2.核电站、原子弹、氢弹、太阳都是在原子核发生改变的过程中释放出巨大的核能，关于它们释放核能的途径，下列说法中正确的是(▲)A.它们都是利用原子核的裂变释放出巨大的核能B.它们都是利用原子核的聚变释放出巨大的核能C.核电站、原子弹是通过原子核的裂变，氢弹、太阳是通过原子核的聚变D.核电站、原子弹是通过原子核的聚变，氢弹、太阳是通过原子核的裂变3.自日本福岛核电站因地震引发核燃料泄漏事故之后，世界各国对核能利用和核电站建设变得更加谨慎。下列各种相关叙述，正确的是(▲)A.核电站是利用核聚变释放的能量B.核电站中的核反应是不可控制的C.利用核能可节约煤、石油等燃料，有利于环境保护D.利用核能存在一定的风险，所以应停止核电站的建设4.下列说法中错误的是(▲)A.核电站发电的原理是让裂变核能有控制地释放出来，并最终转化为电能B.氢弹是根据轻核聚变释放能量的原理制成的C.核武器是利用核反应瞬间释放巨大能量而起杀伤作用的武器D.目前，人们已能有效地控制核聚变，并在生产中广泛应用5.日本曾经发生了强烈地震并引发了海啸，对福品核电站造成了很大的破坏，如图甲所示。(1)核电站是利用▲能来发电的，其能量来源是原子核发生的核▲(填“裂变”或“聚变”)。(2)由于一系列的爆炸，大量的核燃料外泄，使得周围的人们处在核污染当中。图乙中是核辐射标志的是▲。(3)为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用▲的方法来改变内能的。6.关于核电站，小明总结了以下四种说法，其中正确的是(▲)A.核电站是利用氢核的聚变产生的能量来发电的B.核电站的核心是核反应堆，它是以铀为燃料的C.核电站的反应堆中放出的核能可以直接转化为电能D.核电站不适用于缺少煤、水能等能源的地区7.下列对热核反应是一种理想能源的原因，描述不正确的是(▲)A.就单位质量来说，热核反应比重核裂变时释放的能量多B.对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理C.热核反应的核燃料在地球上储量丰富D.热核反应的实现与约束控制较容易8.中国是少数几个能生产核潜艇的国家之一，中国的094型核潜艇排水量为9000t,搭载了16枚射程为11000km的“巨浪－2”型战略弹道导弹，是中国二次核反击的中坚力量，是应对核动力航空母舰的最有力武器。对此分析正确的是(g取10N/kg)(▲)A.核潜艇中的核反应堆是利用核聚变来产生能量的B.该型潜艇浸没在水中后，受到的浮力为9×104NC.核潜艇的动力主要是将核能最终转化的机械能D.核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力小于浮力9.氢弹和原子弹区别在于(▲)A.氢弹是核聚变反应，原子弹是核裂变反应B.氢弹释放能量比原子弹少C.氢弹是可控反应，原子弹是不可控反应D.氢弹爆炸所需的温度比原子弹低10.在癌症的治疗过程中，常用“放射线疗法”辅助治疗。放射线疗法是使用高能▲射线或▲射线集中照射患病部位，杀死癌细胞。11.如图所示，为了形象地描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图。图甲表示的是▲：图乙表示的是▲。其中图▲(填“甲”或“乙”)展示的是制造氢弹的原理。12.“中华牌”月球车将登陆月球并实施无人探测计划。当月球上为白天时，月球车上的太阳仪可以自由旋转寻找太阳的位置。然后将▲(填“可再生”或“不可再生”)的▲能转化为电能。当月球上为黑夜时，月球车必须用核能来保温。核能是▲次能源，未来人们可利用月球土壤中丰富的氦－3与氘核结合成新的原子核，通过核▲(填“聚变”或“裂变”)释放的巨大能量作为人类未来的能源。13.核电站将▲能最终转化为电能，它常建在海边，其原因之一是需要大量的水作为汽轮机的冷却剂，这利用了水的▲较大的特性。福清核电站一台发电功率为106kW的核电机组已于2013年开始发电，它每天能发电▲J,这相当于每天至少可减少火电用煤▲t,这样会减少大量的二氧化碳等气体和灰渣的排放，减轻“北煤南运”的压力。(煤的热值q=3.4×107J/kg)14.阅读下面短文，并回答问题：日本福岛第一核电站引发核危机北京时间2011年3月11日13时46分，日本本州岛仙台港附近发生了9.0级地震，地震引发的海啸造成福岛第一核电站冷却系统失灵，第1、2、3、4号反应堆相继发生爆炸，导致放射性物质泄漏，从而引发核危机。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过重核裂变释放核能的装置，下图是核电站的原理图。核反应堆重核裂变，释放出核能传递给水，产生高温高压蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电。回答问题：(1)核反应堆是通过可控▲反应释放核能的设备。(2)核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染主要是因为核燃料或核废料具有▲。(3)根据上图，请在方框内完成核电站发电过程中能量的转化流程图：(4)仔细观察核电站的原理图。在发电过程中，水发生的物态变化有汽化和▲。核电站在运行过程中要产生巨大热量，常用水来冷却，这是因为水具有▲，核电站一般建在海边。15.下列关于核能说法正确的是(▲)A.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的B.核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方C.核反应堆可将核能直接转化成电能D.我国已建成可控核聚变反应堆16.“低碳环保”是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是▲；目前核电站一般利用的是▲(填“核聚变”或“核裂变”)时产生的能量。浙教版科学九年级上第三章第7节《核能》培优训练学习目标：1.识别原子的结构，判断获得核能的两条途径：裂变和聚变。2.说明核能和平利用的进展，说明核能的优点和核能开发可能带来的问题。同步训练：1.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是(▲)A.目前核电站都是通过聚变反应来利用核能B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C.原子核分裂或聚合时释放出核能D.核能是一种不可再生的能源【答案】A【解析】(1)核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变(链式反应)释放能量的。(2)原子核结构发生变化时会释放出大量能量，这种能量称核能；核能的主要途径为核裂变和核聚变。(3)可再生能源指可以在自然界里源源不断地得到的能源，如水能、风、太阳能等；不可再生能源只会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气等。【分析】本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握。【详解】A、核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的。错误，符合题意。B、核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备。正确，不合题意。C、核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量。正确，不合题意。D、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；正确，不合题意。故选A。2.核电站、原子弹、氢弹、太阳都是在原子核发生改变的过程中释放出巨大的核能，关于它们释放核能的途径，下列说法中正确的是(▲)A.它们都是利用原子核的裂变释放出巨大的核能B.它们都是利用原子核的聚变释放出巨大的核能C.核电站、原子弹是通过原子核的裂变，氢弹、太阳是通过原子核的聚变D.核电站、原子弹是通过原子核的聚变，氢弹、太阳是通过原子核的裂变【答案】C【解析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上。【分析】核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源。虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量只有当原子核发生改变－－裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化。【详解】核能分为裂变和聚变两种。核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。原子弹是利用裂变的链式反应中能在极短时间内释放出巨大能量的原理制成的；而氢弹则是利用轻核的聚变制成的。自然界除了人为的聚变反应外，太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。故选C。3.自日本福岛核电站因地震引发核燃料泄漏事故之后，世界各国对核能利用和核电站建设变得更加谨慎。下列各种相关叙述，正确的是(▲)A.核电站是利用核聚变释放的能量B.核电站中的核反应是不可控制的C.利用核能可节约煤、石油等燃料，有利于环境保护D.利用核能存在一定的风险，所以应停止核电站的建设【答案】C【解析】(1)根据核电站的工作原理分析；(2)核裂变是可控的；(3)(4)人类开发核能的意义是：开发核能可节约化石燃料，实现低碳经济；核燃料释放的能量大；平衡能源的使用紧缺，优化能源的使用率等。【分析】此题考查的知识点属于识记性的层次，记住相关的基础知识对于解决此类题目非常方便。【详解】A、目前核电站是利用核裂变释放的核能来发电的，故A错误；B、核电站发电的原理是核裂变，是可控的，故B错误；C、开发核能可节约化石燃料，减少空气污染，有利于环境保护，故C正确；D、利用核能虽然存在一定的风险，但处理措施得当，会对环境的保护更有利，故D错误。故选C。4.下列说法中错误的是(▲)A.核电站发电的原理是让裂变核能有控制地释放出来，并最终转化为电能B.氢弹是根据轻核聚变释放能量的原理制成的C.核武器是利用核反应瞬间释放巨大能量而起杀伤作用的武器D.目前，人们已能有效地控制核聚变，并在生产中广泛应用【答案】D【解析】【分析】【详解】核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上。A.核电站是利用原子核裂变的链式反应释放出大量的核能，最终转化为电能，故A正确；B.氢弹则是利用轻核的聚变制成的，故B正确；C.核武器是利用核反应瞬间释放巨大能量起杀伤性武器，故C正确；D.目前，人们已经能有效地控制核裂变，并在生产中广泛使用，故D错误。故选D。5.日本曾经发生了强烈地震并引发了海啸，对福品核电站造成了很大的破坏，如图甲所示。(1)核电站是利用▲能来发电的，其能量来源是原子核发生的核▲(填“裂变”或“聚变”)。(2)由于一系列的爆炸，大量的核燃料外泄，使得周围的人们处在核污染当中。图乙中是核辐射标志的是▲。(3)为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用▲的方法来改变内能的。【答案】(1)核；裂变；(2)C；(3)热传递【解析】(1)核电站是利用核能来发电的，核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；(2)解答本题可根据图中所示标志的含义及题目的要求进行分析判断即可；(3)改变内能的方式有两种，即做功和热传递。【分析】本题考查了同学们对于核能的利用情况的了解，以及内能改变的方式，这些知识点都属于基础知识，要熟练掌握。【详解】(1)核电站是利用核能来发电的，把核能转化为电能；由于核裂变是可控的，核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。(2)图中表示核辐射标志的是C；(3)为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，故让冷水从反应堆上吸取热量，所以是通过热传递改变内能的。故答案为：(1)核；裂变；(2)C；(3)热传递。6.关于核电站，小明总结了以下四种说法，其中正确的是(▲)A.核电站是利用氢核的聚变产生的能量来发电的B.核电站的核心是核反应堆，它是以铀为燃料的C.核电站的反应堆中放出的核能可以直接转化为电能D.核电站不适用于缺少煤、水能等能源的地区【答案】B【解析】结合四个选项分析判断关于核电站的说法，选择符合题意的。【分析】关于核电站，要结合相关的知识去分析。【详解】A、核电站是利用原子核裂变产生的能量来发电的，不符合题意；B、核电站的核心是核反应堆，它是以铀为燃料的，符合题意；C、核电站的反应堆中放出的核能不可以直接转化为电能，不符合题意；D、核电站适用于缺少煤、石油、水能等能源的地区，不符合题意；故选B。7.下列对热核反应是一种理想能源的原因，描述不正确的是(▲)A.就单位质量来说，热核反应比重核裂变时释放的能量多B.对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理C.热核反应的核燃料在地球上储量丰富D.热核反应的实现与约束控制较容易【答案】D【解析】热核反应所需的温度非常高，其反应的实现与约束控制较难。【分析】【详解】略8.中国是少数几个能生产核潜艇的国家之一，中国的094型核潜艇排水量为9000t,搭载了16枚射程为11000km的“巨浪－2”型战略弹道导弹，是中国二次核反击的中坚力量，是应对核动力航空母舰的最有力武器。对此分析正确的是(g取10N/kg)(▲)A.核潜艇中的核反应堆是利用核聚变来产生能量的B.该型潜艇浸没在水中后，受到的浮力为9×104NC.核潜艇的动力主要是将核能最终转化的机械能D.核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力小于浮力【答案】C【解析】(1)核能的释放包括核聚变和核裂变，核潜艇是通过核裂变来获得能量的；(2)知道核潜艇在水下时的排水量，根据阿基米德原理求出受到的浮力；(3)核潜艇是利用核能获得动力的，据此分析能量转化；(4)物体在液体中的浮沉条件：上浮：F浮＞G；悬浮：F浮=G；下沉：F浮＜G。【分析】此题通过核潜艇考查了核能的利用、浮力的计算、能量的转化以及浮沉条件的应用等知识，是综合性题目。【详解】A、核潜艇是利用可控的核裂变来进行工作的，故A错误；B、核潜艇在水下时，由阿基米德原理可知，核潜艇受到的浮力：F浮=G排＝m排g=9000×103kg×10N／kg=9×107N，故B错误；C、核潜艇是利用核能获得动力的，由此可知，核潜艇主要是将核能转化为的机械能，故C正确；D、物体在液体中的浮沉条件可知，核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力大于浮力，故D错误。故选：C。9.氢弹和原子弹区别在于(▲)A.氢弹是核聚变反应，原子弹是核裂变反应B.氢弹释放能量比原子弹少C.氢弹是可控反应，原子弹是不可控反应D.氢弹爆炸所需的温度比原子弹低【答案】A【解析】根据对氢弹与原子弹工作原理的掌握分析答题。【分析】氢弹是通过核聚变释放巨大的能量而爆炸的，原子弹是通过核裂变释放的巨大能量而爆炸的，它们的原理不同。【详解】氢弹是利用核聚变释放的能量工作的，原子弹是利用核裂变释放的能量工作的，它们都是不可控的核反应，氢弹爆炸所需要的温度比原子弹的温度高；故A正确，BCD错误；故选A。10.在癌症的治疗过程中，常用“放射线疗法”辅助治疗。放射线疗法是使用高能▲射线或▲射线集中照射患病部位，杀死癌细胞。【答案】β;γ【解析】【分析】【详解】略11.如图所示，为了形象地描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图。图甲表示的是▲：图乙表示的是▲。其中图▲(填“甲”或“乙”)展示的是制造氢弹的原理。【答案】核裂变；核聚变；乙【解析】核裂变是指由较重的原子核变成较轻的原子核的核反应，核聚变是指由较轻的原子核变成较重的原子核的核反应。【分析】本题考查了核裂变和核聚变的概念，本题是一道基础题。【详解】甲图中由一个较重的原子核变成较轻的原子核的核反应，是核裂变；乙图是由较轻的原子核变成较重的原子核的核反应，是核聚变。其中乙图展示的制造氢弹的原理。故答案为：核裂变；核聚变；乙。12.“中华牌”月球车将登陆月球并实施无人探测计划。当月球上为白天时，月球车上的太阳仪可以自由旋转寻找太阳的位置。然后将▲(填“可再生”或“不可再生”)的▲能转化为电能。当月球上为黑夜时，月球车必须用核能来保温。核能是▲次能源，未来人们可利用月球土壤中丰富的氦－3与氘核结合成新的原子核，通过核▲(填“聚变”或“裂变”)释放的巨大能量作为人类未来的能源。【答案】可再生；太阳；一；聚变【解析】能够源源不断地从自然界直接获得或可以重复利用的能源是可再生能源，不能从自然界源源不断获得的能源是不可再生能源；从自然界直接获得，不需要加工转换的能源是一次能源，由一次能源经过加工转换得到的能源是二次能源；人们获得核能的方式有：核裂变与核聚变。【分析】知道可再生与不可再生能源、一次与二次能源的概念、知道聚变与裂变的概念即可正确解题。【详解】月球车上的太阳仪可以把可再生的太阳能转化为电能；核能是一次能源，利用氦3与氘核结合成新的原子核，是核聚变过程；故答案为：可再生；太阳；一；聚变。13.核电站将▲能最终转化为电能，它常建在海边，其原因之一是需要大量的水作为汽轮机的冷却剂，这利用了水的▲较大的特性。福清核电站一台发电功率为106kW的核电机组已于2013年开始发电，它每天能发电▲J,这相当于每天至少可减少火电用煤▲t,这样会减少大量的二氧化碳等气体和灰渣的排放，减轻“北煤南运”的压力。(煤的热值q=3.4×107J/kg)【答案】核；比容热；8.46×1013；2541.18【解析】①现代核电站都是利用可控的核裂变反应来将核能最终转化成电能的。②为了能带走更多的热量，故冷凝器中应使用比热容较大的物体作为冷凝剂。③知道核电站－台核电机组的发电功率和发电时间，可利用公式W=Pt计算出它一天产生的电能。④知道煤的热值，可利用m=Ω/q计算出煤的质量。【分析】本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握。并可以利用公式W=Pt计算出电能的多少和燃料质量的计算。核能是一种相对较为清洁的能源，而且用料省、运输方便。【详解】①核电站的能量是通过可控的核裂变获得的；在核电站中核能最终转化为电能。②为了冷却效果更好，冷凝剂应选用比热容较大的物体；水具有较大的比热容是它常被用做冷却剂的原因。③∵P=106kW,t=1天＝24h,∴它一天产生的电能为：W=Pt=106kW×24h=2.4×107kW·h=8.64×1013J。节约煤的质量为：m=Q/q=8.64×1013J/(3.4×107J/kg)≈2.54118×106kg=2541.18t故答案为：核；比热容；8.64×1013J；2541.18。14.(科学态度与责任)阅读下面短文，并回答问题：日本福岛第一核电站引发核危机北京时间2011年3月11日13时46分，日本本州岛仙台港附近发生了9.0级地震，地震引发的海啸造成福岛第一核电站冷却系统失灵，第1、2、3、4号反应堆相继发生爆炸，导致放射性物质泄漏，从而引发核危机。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过重核裂变释放核能的装置，下图是核电站的原理图。核反应堆重核裂变，释放出核能传递给水，产生高温高压蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电。回答问题：(1)核反应堆是通过可控▲反应释放核能的设备。(2)核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染主要是因为核燃料或核废料具有▲。(3)根据上图，请在方框内完成核电站发电过程中能量的转化流程图：(4)仔细观察核电站的原理图。在发电过程中，水发生的物态变化有汽化和▲。核电站在运行过程中要产生巨大热量，常用水来冷却，这是因为水具有▲，核电站一般建在海边。【答案】(1)裂变；(2)放射性；(3)内能；(4)液化；较大的比热容。【解析】结合图片，可帮助我们理解核电站工作的过程以及分析其中能量的转化等，水中核电站中发挥了重要的作用，也是我们分析的重点。【分析】通过题目中提供的信息，结合图片对核电站的基本工作过程等进行全面的了解和分析，即可正确回答此题。【详解】(