1、第二节核能一、单选题1. 能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是()A. 核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能B. 发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水C. 汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同D. 手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功2. 原子弹和核电站的根本区别是()A. 核电站利用的是核聚变，原子弹利用的是核裂变B. 核电站利用的是核裂变，原子弹利用的是核聚变C. 核电站控制裂变链式反应的速度，原子弹对裂变链式反应的速度不加控制D. 核电站控制聚变链式
2、反应的速度，原子弹对聚变链式反应的速度不加控制3. 下列关于原子弹与氢弹的比较，正确的是()A. 原子弹利用核裂变，氢弹利用核聚变B. 原子弹利用核聚变，氢弹利用核裂变C. 原子弹和氢弹都利用核裂变D. 原子弹和氢弹都利用核聚变4. 关于能源、信息和材料，下列说法正确的是()A. 天然气属于可再生能源B. 核电站利用核裂变发电C. 光纤利用电流传递信息D. 麒麟芯片由超导材料制成5. 通过核聚变获得核能量的是()A. 氢弹B. 原子弹C. 核电站D. 核潜艇6. 为缓解电力紧张的状况，我国陆续建造了一些核电站。关于核电站，下列说法正确的是()A. 核反应堆中发生的是核聚变B. 核电站使用的核燃
3、料是石油或天然气C. 放射性元素放出的射线有射线、射线和射线D. 核电站发电的能量转化过程是：核能-机械能-内能-电能7. 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8. 在核电站中，()A. 发生的是可以控制的链式反应B. 厚重的保护层，是为了避免核燃料从内部逸出C. 要获得同样的电能，消耗燃料的质量与火力发电厂的相当D. 需要把核燃料加热到极高的温度9. 进行核裂变的条件是()A. 温度必须很高B. 必须用中子轰击C. 必须用质子轰击D. 自发进行1
4、0. 我国铅基快中子反应堆研发工作取得重大突破，铅基反应核心技术实现了自主化，并跻身世界领先水平。沿用此项技术，未来，我国将率先推出只有集装箱大小的迷你型核电源置“核电宝”、以下相关说法中正确的是()A. “核电宝”装置将电能转化为核能B. 核能是可再生能源C. 核反应堆中进行的是核裂变D. 核能不会对人类造成危害二、填空题11. 从远处看太阳像一个巨大的火球，它在不断地向外释放巨大的能量，在太阳内部时刻都在发生_(选填“核聚变”或“核裂变”)，核能属于_能源(选填“可再生”或“不可再生”)。12. 质子、中子依靠强大的_紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，但一旦使原子核_或_就有可能释放出
5、惊人的能量，就是核能。13. “中国环流器二号M”被称为“人造太阳”，它主要是让含有质子和_的氢原子核在超高温下发生_(选填“裂变”或“聚变”)，从而获得巨大核能的研究装置。这与_(选填“原子弹”或“氢弹”)获得能量方式相同。14. 能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。核能是一种_(填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站是利用核_(填“裂变”或“聚变”)获得的核能来发电的。三、简答题15. 没有任何技术是毫无风险、万无一失的。就目前的核能发电技术水平而言，你认为核能是一种清洁无污染的能源吗？16. 什么是原子核的聚变？人类关于核聚变的应用已经取得的成就有哪些
6、？还有什么问题需要解决？四、综合题17. (1)如图甲所示，重为20N粗细均匀的木棒一端搁在地上，另一端与支点O连接，要求：作出木棒所受重力的示意图和它的力臂；地面对木棒的支持力为_N；若支点与木棒连接处断裂，要使木棒在原来的位置保持平衡，请在图乙中画出作用在O点的最小力的示意图。(2)人类发布了首张黑洞照片如下图所示，为解开星系演化之谜提供了宝贵资枓。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。18. 核潜艇(如图甲)是国家的战略重器，是维护国家安全
7、的基石之一。(1)以前的常规潜艇由蓄电池提供动力，不得不定期浮出水面或靠近水面，开动柴油机补充电力现在核潜艇采用核燃料作为动力，利用核燃料的_(选填“核裂变”或“核聚变”)反应提供能源。(2)导弹被高压空气弹出时，潜艇本身也产生剧烈的震动，这是因为力的作用是_的。(3)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_(填“大于”或“小于”)它的浮力，由于_，潜艇还会下沉一段距离才会上浮。(4)核潜艇在水下行驶的过程中，利用声呐和雷达系统对目标进行探测、定位和通信，声呐和雷达
8、系统分别是利用_和_实现通讯的(选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”)。(5)核潜艇水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角(与水平方向的夹角)至30开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图乙潜艇在第30s时受到的海水压强为_Pa(不计潜艇高度，海水密度取1.03103kg/m3，g取10N/kg)，上浮过程中潜艇的行驶速度大小为_m/s。19. 阅读下列短文，回答文后问题据英国路透社，中国未来将在南海建立20个海上浮动核电站(如图)，可支持20吨50万吨海上大型浮式平台的运行。简单一点来说，也就是将小型核电站
9、建造在船舶上，使其成为能够在海上灵活移动的巨型、高效充电宝。随着陆地石油资源的几近枯竭，海洋资源的开采愈发关键，而海洋资源的开发需要大量的电力，南海地区石油的开采每年需要有2000万兆瓦时的电能进行维持。建造20座海上移动核电站，需要花费600亿元人民币，每座浮动核电站平均30亿，虽然此次投资相当大，但是不仅仅是对于今后石油、可燃冰开采有巨大帮助，并且对于我军在南海地区的发展建设也息息相关建成后的各海上浮动核电站生活区通过无线网络连接，并与陆地指挥中心相联系。(1)文中涉及到的石油、可燃冰、电能中，属于二次能源的是：_；(2)核电站生活区通过无线网络连接，无线网络依靠的是_(选填“电磁波”或“
10、超声波”)来传递信息；(3)浮动核电站的原理是_(选填“核裂变”或“核聚变”)。答案和解析1.【答案】D【解析】【分析】本题考查了核能的利用、发电机的工作原理、改变内能的方法、电流做功的方式，都是基础知识，要掌握。(1)核反应堆利用的核裂变；(2)法拉第发现了电磁感应现象；电流具有热效应；(3)改变内能的方法有两种：做功和热传递；(4)用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。【解答】A.核反应堆进行的核裂变释放核能，将核能转化为内能，内能再转化为机械能，机械能在转化为电能，故A错误；B.发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水，故B错误；C.汽轮机工作时是通过做功的方式改变内
11、能的；壶内水升温的过程中，是通过热传递的方式改变内能的，改变水的内能方式不相同，故C错误；D.用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程，手机充电和电热壶烧水都是消耗电能的过程，故D正确。故选D。2.【答案】C【解析】【分析】本题主要考查了学生对原子弹和核电站的区别与联系的相关知识的理解和运用能力。根据原子弹和核电站的区别与联系的相关知识，结合题意来分析解答。【解答】原子弹是核裂变不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器，而用人工控制链式反应的速度和利用核能，是核电站的原理，核电站利用的是核裂变。故选项C符合题意，选项ABD不符合题意。故选C。3.【答案】A【解析】【分析】此题考查核能的利用
12、，是一道基础题，难度不大。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；核裂变和聚变都能释放出巨大的能量。【解答】氢弹是利用轻核的聚变制成的；原子弹是利用重核裂变的链式反应中，能在极短时间内释放出巨大能量的原理制成的；故BCD错误，A正确。4.【答案】B【解析】解：A、天然气是化石能源，在地球上的储量是有限的，利用之后无法再生，属于不可再生能源，故A错误；B、核电站是利用核裂变来释放能量来发电的，故B正确；C、光纤通信利用激光传递信息，利用了激光具有抗干扰的特点，故C错误；D、麒麟芯片由半导体材料制成的，
13、故D错误。故选：B。(1)可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源；(2)核电站是通过核裂变释放的能量来发电的；(3)光纤通信利用激光传递信息；(4)芯片是由半导体材料制成的。本题考查学生对能源分类、核能发电、光纤通信以及半导体材料应用知识的掌握情况，属于综合性题目。5.【答案】A【解析】【分析】解决此题要知道核能的利用和核能的利用方式。核能是指利用原子核的裂变或聚变过程中释放出能量的现象；质量较大的原子核变成两个相差不大的原子核的现象叫做核裂变；较轻的原子核结合成较重的核的现象叫核聚变，利用核裂变制成了原子弹，利用核聚变制成了氢弹；核裂变可
14、控，而核聚变不可控。【解答】A.氢弹是通过核聚变来获得核能量的，故A符合题意；B.原子弹是通过核裂变来获得核能量的，故B不符合题意；C.核电站是通过核裂变来获得核能量的，故C不符合题意；D.核潜艇是通过核裂变来获得核能量的，故D不符合题意。故选A。6.【答案】C【解析】【分析】本题考查对核能的应用的考查，要求学生明确核辐射的本质及核辐射对人类的影响。(1)核在裂变和聚变时都能释放能量，但是由于核聚变不容易控制，故核能发电厂内的核反应堆里发生的是可控的核裂变；(2)核电站使用的就是核燃料，而不是石油或天然气；(3)核辐射主要是指放射性元素放出的射线、射线和射线对人体造成的危害；射线是带正电的氦原
15、子核，射线是高速运动的电子流，射线是穿透力很强的电磁波；(4)核电站中将核能先转化为介质的内能，再推动发电机的转子转动，转化为机械能，并在发电机中最终转化为电能。【解答】A.核在裂变和聚变时都能释放能量，但是由于核聚变不容易控制，故核反应堆中发生的是可控的核裂变，故A错误；B.核电站使用的就是核燃料，而不是石油或天然气，故B错误；C.放射性元素主要是放出射线、射线和射线三种射线，故C正确；D.核电站中将核能先转化为介质的内能，再推动发电机的转子转动，转化为机械能，并在发电机中最终转化为电能，故D错误。故选C。7.【答案】B【解析】【分析】本题考查了原子组成以及核能的利用，属于基础知识的考查，相
16、对比较简单。(1)原子是由位于原子中心的原子核和核外电子组成的，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成的；(2)核能的应用当前主要有以下几种：核反应堆、原子弹、氢弹。应用核能对环境的影响主要有：核污染(核辐射、核泄漏)，废物等。【解答】A.原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，故A错误；B.现有核电站是利用可控制的核裂变释放的能量来发电，故B正确；C.核能的使用会对人类产生危害，如核辐射、核泄漏等危害很大，故C错误；D.氢弹爆炸是核聚变的结果，核聚变是不可控的，故D错误。故选B。8.【答案】A【解析】【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
17、掌握。(1)核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；(2)核废料是对环境污染很严重的；(3)核能发电消耗的燃料与火力发电相比非常少；(4)核能的开发和利用可以采用两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量，人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理，核聚变需要高温高压。【解答】A.核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，是可控链式反应，故A正确；B.核废料是对环境污染很严重的，厚重的保护层，是为了避免核辐射，故B错误；C.原子核发生裂变或聚变反应时产生的能量，它比化学能大几百万倍，所以要获得同样的电能，消耗燃料的质量比火力发电厂少很多，故C错误；D.核电站
18、中进行的是核裂变，不需要把核燃料加热到极高的温度，故D错误。故选A。9.【答案】B【解析】【分析】本题考查对核裂变的了解，难度较小。一个质量较大的原子核在中子的轰击下，会变为两个中等大小原子核，同时释放出巨大的能量，这就是裂变；核反应堆能控制裂变的速度。【解答】一个质量较大的原子核在中子的轰击下，会变为两个中等大小原子核，同时释放出巨大的能量，这就是裂变；所以，进行核裂变的条件是必须用中子轰击，故B正确，ACD错误。故选B。10.【答案】C【解析】【分析】本题考查知识点比较多，主要考查学生多所学知识的灵活应用能力，相对比较简单。(1)核电站是利用核能获得电能的装置；(2)可以长期提供或可以再生
19、的能源属于可再生能源，一旦消耗就很难再生的能源则是不可再生能源；(3)核电站的核反应堆是进行核裂变；(4)核能泄漏会对人和其他生物造成极大伤害。【解答】A.核电站工作过程中，利用核裂变将核能转化为电能，故A错误；B.核能不能在短期内得到补充是不可再生能源，故B错误；C.核电站的核反应堆发生的核裂变，故C正确；D.核泄漏、核辐射给人们带来伤害，故D错误。故选C。11.【答案】核聚变 不可再生【解析】解：太阳像一个巨大的火球，它在不断地向外释放巨大的能量，在太阳内部时刻都在发生核聚变。核能属于不可再生能源，因为核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充。故答案为：核聚变；不可再生。(1)核能的释
20、放通过核裂变、核聚变实现，氢弹就是核聚变释放的能量，太阳能内部时刻发生核聚变。(2)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。知道核聚变和裂变的实例，理解不可再生概念，可解答此题。12.【答案】核力；分裂；聚合【解析】解：卢瑟福核式结构模型：原子是由位于原子中心的原子核和核外绕原子核做圆周运动的电子组成的，原子核由质子和中子组成，质子带正电，它们依靠核力紧密地结合在一起，一旦使原子核发生分裂或聚合，释放出惊人的能量，这就是核能。故答案为：核力；分裂；聚合。核能是指利用原子核的裂变或聚变过程中由于能量损耗而释放出的能量。本题考查的
21、是核能的概念，属于识记性问题，难度不大。13.【答案】中子 聚变 氢弹【解析】解：氢原子核由质子和中子构成。氢原子核在超高温下发生聚变，获得巨大核能，与氢弹获得能量方式相同。故答案为：中子；聚变；氢弹。(1)原子核由质子和中子构成。(2)原子核发生聚变和裂变时，释放巨大的核能。原子弹利用核的裂变原理，氢弹利用核的聚变原理，太阳每时每刻都发生着核聚变。知道原子核的构成，理解核聚变的应用，可解答此题。14.【答案】不可再生 裂变【解析】解：(1)核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。(2)核电站是利用核裂变获得核能发电的。故答案为：不可再生；裂变。(1)不可再生能源的概念
22、：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。(2)核裂变可用于制造原子弹和核电站。理解可再生能源和不可再生能源的概念，知道核裂变的应用，可解答此题。15.【答案】答：核能是一种相对较为清洁的能源，但是核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，合理开发核能能解决人类能源危机，核能开发不是绝对安全的，核辐射污染、核废料污染是极为严重的。【解析】核能是人类现阶段利用的新能源之一，该能源之所以能得到如此大规模的利用，源于其优点很多，我们可以从经济、环保、高效等角度分析即可；其缺点可以从核能的污染的角度分析即可得出答案。本题考查了学生对核能的认识，虽然核能发电
23、有很多优点，但是核废料因具有放射线，故必须慎重处理。16.【答案】答：核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式；类关于核聚变的应用主要是氢弹；目前还无法和平使用核聚变，因为和平使用核聚变的条件是需要聚变的过程可以被人工控制，想多就多，想少就少，想停止就停止。【解析】两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做核聚变；氢弹利用的是核聚变；核聚变是不可控的。本题主要考查了我们对核能利用原理，以及核能利用的前景的一些看法，这些都是我们应该了解的。17.【答案】(1)；10N；(2
24、)聚变；重力【解析】(1)【分析】此题主要考查了画力的示意图、杠杆的力臂和杠杆最小力的示意图及杠杆平衡条件的应用，关键是理解杠杆的平衡条件。【解答】重力的作用点在木棒的重心，方向竖直向下；从支点作重力作用线的垂线l即为其力臂，如图所示：；地面对木棒的支持力F支方向竖直向上，由下图可知，其力臂l=2l，由杠杆的平衡条件可知，地面对木棒的支持力为：F支=12G=1220N=10N；若支点与木棒连接处断裂，要使木棒在原来的位置保持平衡，则杠杆的支点为木棒与地面的接触点，阻力为它自身的重力，根据杠杆平衡条件可知，要使作用在O点的动力最小，应使动力臂最大，故动力应作用在木棒的上端且方向垂直于木棒向右上方
25、，如图所示：。(2)【分析】此题主要考查了核变的方式和物理常识，是一道基础题。太阳内部一直发生着核聚变反应，并释放大量的能量；当天体的能量即将耗尽时，在自身重力的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。【解答】质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核聚变反应，并释放大量的能量；当天体的能量即将耗尽时，在自身重力的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。故答案为：聚变；重力。18.【答案】(1)核裂变；(2)相互；(3)小于；惯性；(4)超声波；电磁波；(5)1.03106；4【解析】【分析】本题涉及到的知识点较多，涉及到的知识点有和核反应、力的作用是相互的、潜艇的浮沉原理、超声波和电磁波的应用、液体压强的计
26、算以及速度的计算。(1)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)力的作用是相互的；(3)根据悬浮的条件判断悬浮在水中的潜艇受到的浮力和重力的关系，用压缩空气将水舱里的水排出一部分后重力减小，根据浮力和重力的关系判断物体的运动情况；(4)声呐是利用超声波的应用，通信是靠电磁波；(5)首先由图像可知道t=30s时，潜艇的深度h=100m，根据液体压强公式p=gh可求出压强；根据图示图象应用速度公式可以求出速度。【解答】(1)由于核裂变是可控的，故核潜艇核反应堆就是通过核裂
27、变过程中释放核能作为动力的；(2)导弹被高压空气弹出时，潜艇本身也产生剧烈的震动，这是因为力的作用是相互的；(3)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，潜艇受到的浮力变小，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，由于惯性，潜艇还会下沉一段距离才会上浮；(4)声呐和雷达系统分别是利用超声波和电磁波；(5)由图像可知道t=30s时，h=100m，所以p=gh=1.03103kg/m310N/kg100m=1.03106Pa；潜艇的速度：v=st=hsin30t=100msin30100s-50s
28、=4m/s。故答案为：(1)核裂变；(2)相互；(3)小于；惯性；(4)超声波；电磁波；(5)1.03106；4。19.【答案】(1)电能；(2)电磁波；(3)核裂变【解析】【分析】本题考查了能源的分类、电磁波的应用、核能应用的相关知识，属于基础题。(1)二次能源：由一次性能源直接或间接转换而来的能源：煤气、氢能、电能、汽油、沼气；(2)电磁波能传递信息；(2)核电站是利用重核的裂变获得能源的。【解答】(1)必须通过一次能源的消耗才可以得到的能源叫二次能源，三种能源中只有电能需要消耗其他形式的能才能转化为电能，故电能属于二次能源；(2)无线网络依靠的是电磁波来传递信息；(3)核能主要包括核裂变与核聚变，由于核聚变的反应目前还不可控，故核电站主要是利用了核裂变获得能量。故答案为：(1)电能；(2)电磁波；(3)核裂变。
