11.3-11.4 能源 核能 同步练习

第十一章物理学与能源技术3能源4核能基础过关全练知识点1能源的分类1.(2022江苏徐州中考)为了推动风能开发利用，我国规划“十四五”期间风力发电量实现翻倍。风能属于()A.可再生的清洁能源 B.不可再生的清洁能源C.可再生的非清洁能源 D.不可再生的非清洁能源2.(2021云南昆明盘龙一模)我国是一个负责任的大国，为构建人类命运共同体而不懈努力，实现可持续发展已成为21世纪各国的任务。能源可按不同方式分类，下列四组能源中，能归入图中阴影部分的一组是()A.煤炭、沼气 B.太阳能、风能 C.水能、天然气 D.石油、核能3.2022年，我国载人航天空间站工程完成问天实验舱、梦天实验舱等6次重大任务，全面建成空间站。空间站所需要的电能是通过太阳能电池板转化而来，电能属于(选填“一次能源”或“二次能源”)。太阳能既是清洁能源又是(选填“可再生”或“不可再生”)能源。

知识点2原子核核能4.(2023山东济南天桥二模)1911年著名科学家卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子核式结构模型，卢瑟福指出原子的大部分质量集中到一个很小的结构上，这个很小的结构指的是()A.分子 B.原子 C.原子核 D.电子5.(2023山东梁山模拟)大千世界，从宏观到微观，从天体到原子，似乎都有那么多惊人的相同规律。如图所示是太阳系模拟图，行星们在各自的固定轨道上围绕恒星太阳运转，这与(选填“汤姆逊”或“卢瑟福”)建立的原子核式结构模型十分相似，其中原子核相当于太阳，绕核运动的就相当于行星。

知识点3核裂变与核聚变6.(2022内蒙古鄂尔多斯中考)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“人造太阳”对核能的利用，说法正确的是()A.核能属于可再生能源 B.核能属于一次能源C.“人造太阳”利用了铀核分裂释放的能量D.“人造太阳”是利用氢核的链式反应来工作的7.(2023吉林实验繁荣中学二模)如图是我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是()A.核能是可再生能源B.核能不会对人类造成危害C.核电站是利用裂变的链式反应发电的D.核电站发电时，把核能直接转化为电能8.(2022广东阳江江城一模)1934年至1938年，科学家曾先后用轰击质量较大的铀原子核，使其发生裂变，除释放出巨大的能量外，还能释放2~3个(前两空均选填“质子”“中子”或“电子”)，若附近有更多的铀核，则会发生反应。

能力提升全练9.(2023湖南怀化中考)下列属于可再生能源的是()A.煤 B.石油 C.太阳能 D.天然气10.(2023四川南充中考)关于粒子和宇宙，下列说法正确的是()A.物理学家通过研究，建立了原子核式结构模型，原子是由原子核和核外电子构成的B.丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，是从丝绸上转移来的C.柳絮飘扬表明分子在不停地做无规则运动D.光从牛郎星传播到织女星的时间约为16光年11.(2023四川成都中考，B1，)我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是()A.做功过程实质是能量的转化或转移过程B.能量转化具有方向性，所以能量不守恒C.核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展D.煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身12.(2023广东深圳龙岗二模)如图是核电站工作情况的方框图，以下关于核电站的说法错误的是()A.核能属于不可再生能源 B.核电站利用可控的核裂变发电C.核电站将核能全部转化为电能 D.核泄漏会引发严重的环境污染13.(2023四川成都新都二模)下列关于能源、能量的说法，正确的是()A.石油、天然气、电能都属于一次能源B.核能、风能、水能都属于不可再生能源C.原子弹爆炸时发生的链式反应是不可控的D.潜艇中的核反应堆是利用核聚变来产生能量的14.(2023河北中考)秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW·h，假设把1×105kW·h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW·h的家庭使用年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例：。

15.(2021湖南张家界中考)新一代“人造太阳”装置在成都建成并实现首次放电。“人造太阳”利用(选填“聚变”或“裂变”)，这种方式释放的核能具有不产生高放射性核废料的优点，属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源。

16.(2021新疆中考)我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。(1)核能属于次能源。核电站利用核反应堆中铀核(填“裂变”或“聚变”)时产生的内能，通过(填“汽轮机”或“内燃机”)做功，带动发电机发电。

(2)用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则1kg水温度升高1℃吸收的热量为J。核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为(填“百”“千”或“万”)分之一。

17.(2023河北九市联考三模)目前我国正在大力提倡垃圾分类。垃圾分类回收后，可用于发电，从能源的角度看，电能属于(选填“一次”或“二次”)能源；低碳生活倡导人们降低对煤、石油、天然气的使用，一方面是由于这类化石燃料燃烧时会释放大量CO2，另一方面是因为它们都属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源，在地壳中的储量是有限的。我们使用能源的过程中能量的转移和转化是有的。

素养探究全练18.如图甲所示为我国新一代096型战略核潜艇，它的部分性能参数如下：长度约150m，宽度20m，水下满载排水量16000t，最大潜航深度600m，水下巡航速度30节。(g取10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3)求：(1)核潜艇的核反应堆利用(选填“核聚变”或“核裂变”)产生能量，核能属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源。

(2)096型核潜艇在深海中满载匀速水平航行时受到的浮力。(3)096型核潜艇下潜到最大潜航深度时受到海水的压强。(4)该核潜艇在水下匀速航行时，所受阻力与速度的关系如图乙所示，当它在水下巡航时，其动力功率约为多少?(1节≈0.5m/s)

第十一章物理学与能源技术3能源4核能答案全解全析基础过关全练1.A风能是从自然界直接获取的能源，清洁无污染且可以再生、被人类反复利用，属于可再生的清洁能源。2.B煤炭、沼气、天然气、石油都属于化石能源，一旦消耗，在短时间内不能再生，属于不可再生能源，故A、C、D不符合题意；太阳能、风能都是来自太阳辐射的可再生能源，属于新能源，故B符合题意。3.二次能源可再生解析电能无法从自然界直接获得，需要消耗一次能源才能获得，所以电能属于二次能源；太阳能可以源源不断地从自然界获得，属于可再生能源。4.Cα粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数的α粒子偏转超过90°，说明原子的质量主要集中在一个很小的结构上，这里的“很小的结构”指的是原子核。5.卢瑟福电子解析行星们在各自的固定轨道上围绕恒星太阳运转，这与卢瑟福建立的原子核式结构模型十分相似，位于原子中心的原子核相当于太阳，电子相当于绕太阳运行的行星。6.B核能消耗后，不可能在短期内从自然界得到补充，故它是不可再生能源，故A错误；核能是可以从自然界直接获取，而不改变其基本形态的能源，所以它是一次能源，故B正确；“中国环流器二号M”是新一代可控核聚变研究装置，它是利用氢核聚变释放的能量来工作的，而链式反应是重核裂变的一种反应形式，所以“人造太阳”不是利用氢核的链式反应来工作的，故C、D错误。7.C核能消耗后不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；核裂变的材料有很强的放射性，使用不当会对人类造成危害；核电站是利用裂变的链式反应发电的；核电站发电过程中的能量转化为核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。故选C。8.中子中子链式解析科学家用中子轰击质量较大的铀原子核，铀原子核吸收一个中子后发生裂变，释放2~3个中子和巨大的能量，释放的中子再去撞击其他铀原子核，从而形成链式反应。能力提升全练9.C太阳能可以源源不断地从自然界获取，是可再生能源。10.A卢瑟福提出了原子核式结构模型，原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外电子构成的，A正确；丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为它失去电子，B错误；柳絮飘扬属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动，C错误；牛郎星和织女星之间的距离约为16光年，光从牛郎星到织女星需要的时间约为16年，D错误。11.A能量的转化具有方向性，在转化的过程中会有一部分能量无法被重新利用，但能量的总量是守恒的，B错误；能量在转化的过程中，一定会有能量的散失，转化效率不可能达到100%，C错误；煤、石油、天然气都是化石能源，其提供的能量都源自于太阳，D错误。故选A。12.C核能属于不可再生能源；核电站利用可控的核裂变发电；核电站在工作时，不可能将核能全部转化为电能，因为每一级能量转化过程都会有能量散失；核泄漏产生的核废料和放射线会引发严重的环境污染。故选C。13.C石油、天然气可以从自然界直接获取，属于一次能源，电能必须通过对一次能源的加工才能得到，属于二次能源，A错误；风能、水能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源，核能不能从自然界源源不断地获得，属于不可再生能源，B错误；原子弹爆炸时发生的链式反应是不可控链式反应，C正确；潜艇中的核反应堆是利用核裂变来产生能量的，D错误。14.裂变100太阳能集热器解析质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时释放出的惊人的能量叫做核能，获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。1×105kW·h的电能可供年用电量为1000kW·h的家庭使用1×105kW·h1000kW·h/年=100年；太阳能转化为其他形式能量的方式：光热转换15.聚变不可再生解析“人造太阳”利用核聚变放电；核聚变的材料是氘和氚，氘、氚核聚变是不可逆转的一次性聚变，所以核反应所用的材料都是一次能源且短时间内不可再生，属于不可再生能源。16.(1)一裂变汽轮机(2)大4.2×103万解析(1)核能可从自然界直接取得，是一次能源；原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，核裂变是可控的，故核电站的核反应堆通过核裂变来释放核能，并转化为内能推动汽轮机带动发电机发电。(2)用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较大；水的比热容是指1kg水的温度每升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量为4.2×103J；根据数学概率知识，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为2堆×50年106堆·年=17.二次不可再生方向性解析电能无法从自然界直接大量获得，需要通过消耗一次能源来获得，属于二次能源。煤、石油和天然气属于化石燃料，在地壳中的储量是有限的，所以煤、石油、天然气都属于不可再生能源。在人类使用能源的过程中，必然有部分能量由于种种原因被浪费且不能再重新加以利用，因此说明能量的转移或转化具有方向性。素养探究全练18.(1)核裂变不可再生(2)1.6×108N(3)6×106Pa(4)9×106W解析(1)核潜艇的核反应堆是利用原子核发生裂变