第2节 核能
知能演练提升
能力提升
1.(2017·福建中考)为缓解电力紧张的状况,福建省正在加大核电站的建设。下列说法正确的是( )
A.核电站将核能最终转化为电能
B.核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
C.核能发电使用的燃料是天然气
D.核电站利用的核能属于可再生能源
2.关于核能,下列说法正确的是( )
A.原子核很小,因此其中不可能存在大量的能量
B.人们现在能够利用可控核聚变的能量
C.对于核裂变的链式反应,人们还不能控制
D.无论是较大的原子核分裂,还是较小的原子核的结合,其中都会伴随着巨大的能量变化
3.和平与发展是当今世界的主流,但是也存在某些不安定因素,加强国防建设有必要,下列有关说法正确的是( )
A.第二次世界大战末,美国在日本广岛投掷原子弹,原子弹是利用聚变的原理制成的
B.1976年6月17日,我国第一颗氢弹爆炸成功,氢弹的威力比原子弹更大,氢弹是利用聚变的原理制成的
C.我国的第一座核电站是浙江嘉兴的秦山核电站,核电站是利用聚变获得的能量来发电的
D.核电非常清洁,没有污染
4.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
5.下列关于核能的说法正确的是( )
A.物质是由原子组成的,原子中有原子核,所以利用任何物质都能得到核能
B.到目前为止,人类获得核能有两种途径,即原子核的裂变和聚变
C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理
D.原子核只有在人为的条件下才会发生裂变和聚变
6.目前核能已经被广泛和平利用,其中核电站是利用 (选填“裂变”或“聚变”)时释放出大量的核能来发电的。核能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。
7.日本仙台以东海域发生9.0级地震并引发海啸,致使福岛核电站受损,造成核泄漏。地震发生后有关部门第一时间发布海啸预警。海啸的速度约为800 km/h,从最初观察到海啸至海啸抵达仙台海岸的时间是 0.15 h。最初观察到海啸的位置离仙台海岸的距离约是 千米。核电站正常工作时,把核能主要转化为 能,并输送出去。
★8.目前释放核能的方式有两种:一是使原子核裂变,二是使原子核 。1938年,科学家首次用
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(选填“电子”“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核,使其发生裂变,变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量。1 kg铀全部裂变释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。如果煤的热值为3×107 J/kg,那么1 kg铀全部裂变释放的能量至少为 J。
探究创新
★9.请阅读下列材料,回答相关问题。
在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高的重视。如今美国电力的21%是来自核电。核电站的大体组成如图所示,核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能,冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气,水蒸气推动蒸汽轮机,蒸汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换。
(1)从能源的分类来看,核能是属于 (选填“一次能源”或“二次能源”)。
(2)发电机发电时让线圈在 中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之为 现象。
(3)核电站所需的核能是利用原子核 (选填“裂变”或“聚变”)所产生的。
(4)核电站的核废料具有 性,对环境会造成相当大的危害,因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
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知能演练·提升
1.A 核电站先将核能转化为内能,再通过汽轮机将内能转化为机械能,然后通过发电机将机械能转化为电能,故A正确;核反应堆中发生的是可控的核裂变,故B错误;核电站使用的就是核燃料,而不是天然气,故C错误;核能在地球上的储量是有限的,消耗后不可能再生,属不可再生能源,故D错误。
2.D 原子核虽小,但其中存在大量的能量,选项A说法错误;人们现在能够利用可控核裂变的能量,还无法利用可控核聚变的能量,选项B说法错误;对于核裂变的链式反应,人们已经能够控制,核反应堆就是利用了可控的核裂变,选项C说法错误;无论是较大的原子核分裂,还是较小的原子核的结合,其中都会伴随着巨大的能量变化,选项D说法正确。
3.B 原子弹利用的是裂变能,故选项A错误;氢弹是利用聚变的原理制成的,故选项B正确;核电站是利用裂变获得的能量来发电,故选项C错误;核能不属于洁净的能源,核能有污染,故选项D错误。
4.C 在核反应堆中,核能转化为介质的内能,在汽轮机中蒸汽的内能转化为机械能,在发电机中,机械能转化为电能,最终输送到电网上,因此,选项C的描述符合题意。
5.B 原子弹是利用裂变的链式反应能在极短的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。原子核的裂变和聚变这是到目前为止,人类获得核能的两种途径。
6.解析 核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的。可以从自然界直接获取的能源叫作一次能源,不能从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫作二次能源。核能是从自然界直接获取的能源,属于一次能源。
答案 裂变 一次
7.解析 s=vt=800 km/h×0.15 h=120 km。
答案 120 电
8.解析 2 000 t=2×106 kg;Q=mq=2×106 kg×3×107 J/kg=6×1013 J。
答案 聚变 中子 6×1013
9.解析 (1)从能源的分类来看,核能是直接从自然界获取的,所以属于一次能源;
(2)发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线运动,从而产生感应电流,这就是电磁感应现象;
(3)核电站是利用原子核裂变发生可控链式反应时释放的大量能量来发电的;
(4)核电站的核废料具有放射性,会对环境造成相当大的危害。
答案 (1)一次能源 (2)磁场 电磁感应 (3)裂变 (4)放射
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