22.2核能（考點(diǎn)解讀）（原卷版）

\o"10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用"22.2\o"22.2核能"核能（考點(diǎn)解讀）（原卷版）1、核能及其優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問題（1）核能：①原子核是由質(zhì)子和中子靠強(qiáng)大的核力緊密結(jié)合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能釋放出巨大的能量，這就是核能。②獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變。（2）核能優(yōu)點(diǎn)：①只需要消耗很少的燃料就可以產(chǎn)生大量的電能；②核電站可以大大減少燃料的運(yùn)輸量；③核能能夠解決能源不平衡分布的問題。（3）核能缺點(diǎn)：①核能屬于一次能源，它是不可再生能源．

②核能存在核污染，一旦發(fā)生核泄漏事件，會(huì)產(chǎn)生放射性污染，會(huì)對(duì)地球生物造成傷害；

③核反應(yīng)堆中會(huì)產(chǎn)生核廢料，在治理核廢料過程中，代價(jià)較高。（5）核能的和平利用方式：核電站。非和平利用方式：原子彈。

2、核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化（1）核電站中能量轉(zhuǎn)化過程是：通過核反應(yīng)堆把核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，得到高溫的水蒸氣，水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，把內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；汽輪機(jī)再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，得到電能。能量轉(zhuǎn)化順序?yàn)椋汉四堋鷥?nèi)能→機(jī)械能→電能。3、核聚變（1）將質(zhì)量很小的原子核，在超高溫下結(jié)合成新的原子核，會(huì)釋放出更大的核能，這種反應(yīng)叫做聚變，也稱為熱核反應(yīng)；（2）自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素氘與氚的聚變。（3）核裂變與核聚變的比較：比較裂變聚變定義較大原子核分裂為較小原子核的過程質(zhì)量很小的原子核結(jié)合成較大原子核的過程發(fā)生條件中子轟擊較大原子核超高溫釋放核能大小巨大更加巨大應(yīng)用或?qū)嵗訌?、核電站氫彈、太?yáng)內(nèi)部爆炸（4）核能是原子核發(fā)生變化時(shí)釋放的能量，不是原子核本身具有的內(nèi)能。4、核裂變

（1）用中子轟擊較大的原子核，使其變成兩個(gè)中等大小的原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量，這種反應(yīng)叫做裂變；

（2）原子核裂變時(shí)釋放出核能，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，這些中子又會(huì)轟擊其他原子核，導(dǎo)致一系列原子核持續(xù)裂變，釋放出大量核能，這就是鏈?zhǔn)綉?yīng)；如圖所示；

【考點(diǎn)1核能及其優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問題】【典例11】下列說法中，不屬于核能優(yōu)點(diǎn)的是（）A．核電站只需消耗很少的核燃料 B．它屬于不可再生能源 C．核電站不排放煙塵和二氧化碳、二氧化硫等有害氣體 D．核電站運(yùn)行成本低于火力發(fā)電站【典例12】（2021?鐵鋒區(qū)模擬）核電站的核反應(yīng)堆中發(fā)生的是核變；核電在一定程度上解決了能源緊缺的問題，但核電站也存在一定的危害，其危害之一是：?！咀兪?1】關(guān)于核能的優(yōu)點(diǎn)，下列說法中不正確的是（）A．放出的熱量多 B．加工、開采運(yùn)輸中費(fèi)用少 C．安全、環(huán)保 D．無(wú)任何污染【變式12】（2022?思明區(qū)二模）如圖是中國(guó)自主設(shè)計(jì)的“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置一一東方超環(huán)，它在1億度超高溫度下運(yùn)行了近10秒。其反應(yīng)原理與太陽(yáng)類似，通過核變，釋放巨大的核能，從而獲得高溫，因其等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是人類未來(lái)最有希望的能源之一?！究键c(diǎn)2核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化】【典例21】（2023?成都模擬）日本發(fā)生的里氏9級(jí)大地震引發(fā)了海嘯及核泄漏，這是日本二戰(zhàn)后遭遇的最嚴(yán)重震災(zāi)，日本福島核電站是目前世界上最大的核電站，如圖所示為核電站發(fā)電流程示意圖。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．核電站主要是利用原子核的聚變進(jìn)行發(fā)電的 B．地震和海嘯的發(fā)生常常都伴有次聲波的產(chǎn)生 C．核能與煤、石油、天然氣都屬于不可再生能源 D．核能發(fā)電中的發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造【典例22】（2023?海州區(qū)校級(jí)三模）核電站是利用核（選填“聚變”或“裂變”）產(chǎn)生的能量發(fā)電的；在汽車剎車過程中，它的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為地面、輪胎、空氣的能，但這些能量無(wú)法自動(dòng)轉(zhuǎn)化回去，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化是有的?！咀兪?1】（2023?高新區(qū)校級(jí)模擬）近日空間高效斯特林熱電轉(zhuǎn)換試驗(yàn)裝置順利完成在軌實(shí)驗(yàn)。其利用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)化，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖所示，熱源加熱熱氣缸內(nèi)的氣體，利用封閉氣體的熱脹冷縮實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。核燃料是該裝置的理想熱源，此熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)是空間新能源利用的關(guān)鍵技術(shù)之一。關(guān)于此技術(shù)說法正確的是（）A．核燃料可利用核裂變產(chǎn)生核能，是可再生資源 B．熱源通過做功的方式改變熱氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能 C．斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 D．發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)【變式22】（2023?振興區(qū)校級(jí)一模）核電站通過可控（選填“核裂變”或“核聚變”）反應(yīng)釋放核能，核電站中的汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能，核能是一種（選填“可再生”或“不可再生”）能源?！究键c(diǎn)3核聚變】【典例31】（2023?本溪二模）我國(guó)未來(lái)的月球基地將利用可控核聚變來(lái)提供能量。下列說法正確的是（）A．將核聚變裝置用火箭發(fā)射到月球后質(zhì)量會(huì)變小 B．核能屬于二次能源 C．若成功實(shí)現(xiàn)可控核聚變，能量的轉(zhuǎn)化將不再遵守能量守恒定律 D．月球基地與地球之間可以通過電磁波進(jìn)行通信【典例32】（2023?濟(jì)南二模）2023年4月12日21時(shí)，中國(guó)“人造太陽(yáng)”——大型核實(shí)驗(yàn)裝置“東方超環(huán)”（EAST）取得重大突破，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模式等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模式運(yùn)行新的世器紀(jì)錄。如圖所示，“東方超環(huán)”的反應(yīng)原理與太陽(yáng)類似，通過（選填“核裂變”或“核聚變”）釋放巨大的核能，原子核能又轉(zhuǎn)化為，從而獲得上億度的高溫。【變式31】（2023?萊蕪區(qū)二模）如圖所示是氫彈爆炸時(shí)的場(chǎng)景，氫彈的原理是（）A．鏈?zhǔn)椒磻?yīng) B．核裂變 C．電磁感應(yīng) D．核聚變【變式32】（2023?樂東縣二模）2023年4月12日，我國(guó)有“人造太陽(yáng)”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克（選填“核聚變”或“核裂變”）實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒；太陽(yáng)能是（選填“可再生”或“不可再生”）能源。【考點(diǎn)4核裂變】【典例41】（2023?碑林區(qū)校級(jí)一模）我國(guó)鉛基快中子反應(yīng)堆研發(fā)工作取得重大突破，鉛基反應(yīng)核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自主化，并躋身世界領(lǐng)先水平。沿用此項(xiàng)技術(shù)，未來(lái)，我國(guó)將率先推出只有集裝箱大小的迷你型核電源裝置“核電寶”，以下相關(guān)說法中正確的是（）A．“核電寶”裝置將電能轉(zhuǎn)化為核能 B．核能是可再生能源 C．核反應(yīng)堆中進(jìn)行的是核裂變 D．“核電寶”利用核能發(fā)電的整個(gè)過程，所有產(chǎn)物不會(huì)對(duì)人類造成任何危害【典例42】（2023?鼓樓區(qū)校級(jí)三模）2022年1月1日，“華龍一號(hào)”核電6號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功，該核電站通過可控（選填“核裂變”或“核聚變”）反應(yīng)釋放核能，核能是一種（選填“可再生”或“不可再生”）能源。是利用傳輸信號(hào)實(shí)現(xiàn)通訊的，相同時(shí)間內(nèi)，5G通訊傳輸?shù)男畔⒘考s為4G的10倍，在相同介質(zhì)中，5G信號(hào)的傳播速度（大于/等于/小于）4G信號(hào)的傳播速度。【變式41】（2023?龍崗區(qū)二模）如圖是核電站工作情況的方框圖，以下關(guān)于核電站的說法錯(cuò)誤的是（）A．核能屬于不可再生能源 B．核電站是利用可控的核裂變發(fā)電 C．核電站將核能全部轉(zhuǎn)化為電能 D．核泄漏會(huì)引發(fā)嚴(yán)重環(huán)境污染【變式42】（2023?黑山縣模擬）核電站是利用（選填“聚變”或“裂變”）時(shí)釋放的能量來(lái)發(fā)電的；電燈可以將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能，能量在轉(zhuǎn)化的過程中總量（選填“增大”“不變”或“減小”）。一、選擇題。1．（2021?長(zhǎng)沙二模）最近，日本國(guó)會(huì)通過決議“計(jì)劃將福島核電站的核廢料通過稀釋后排入大海進(jìn)行處理”，此決議遭到了國(guó)際社會(huì)的強(qiáng)烈譴責(zé)，是對(duì)人類權(quán)益的極大危害，下列說法正確的是（）A．核能是一次能源，且可再生 B．福島核電站主要是以核聚變的方式來(lái)進(jìn)行發(fā)電 C．核電站的能量轉(zhuǎn)化情況是：核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能 D．核電站的發(fā)電原理與太陽(yáng)的熱核反應(yīng)相同2．（2023?越秀區(qū)校級(jí)二模）核能發(fā)電過程如圖，某一段時(shí)間，反應(yīng)堆釋放能量為E1，發(fā)電機(jī)輸出電能為E2，則（）A．E2一定小于E1 B．利用核能發(fā)電沒有任何缺點(diǎn) C．核反應(yīng)堆里，鈾發(fā)生聚變反應(yīng) D．汽輪機(jī)是熱機(jī)的一種，它工作時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能3．（2023?天河區(qū)二模）核能發(fā)電過程如圖，某次反應(yīng)堆釋放能量為E1，至發(fā)電機(jī)輸出電能為E2，則（）A．核能屬于可再生能源 B．E1可能小于E2 C．用廢氣供熱可提高能源利用率 D．汽輪機(jī)工作時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能4．（2023?濟(jì)源二模）近年來(lái)，我國(guó)科技創(chuàng)新能力日益凸顯：海域“可燃冰”（天然氣水合物）首次開采成功；新一代可控核聚變研究裝置成功運(yùn)行；“北斗+5G”實(shí)現(xiàn)L4級(jí)無(wú)人駕駛汽車的厘米級(jí)定位……關(guān)于上述科技成果，下列說法正確的是（）A．可燃冰屬于可再生能源 B．5G信號(hào)電磁波在空氣中的傳播速度為340m/s C．目前運(yùn)行的核電站是利用核聚變獲得核能的 D．北斗衛(wèi)星與無(wú)人駕駛汽車之間通過電磁波傳遞信息5．（2023?讓胡路區(qū)校級(jí)一模）下列說法中正確的是（）A．核電站是利用核裂變來(lái)發(fā)電的 B．用毛皮摩擦橡膠棒，毛皮由于得到電子而帶負(fù)電 C．在四沖程內(nèi)燃機(jī)中，壓縮沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．構(gòu)成物質(zhì)的分子之間只存在引力6．（2023?文圣區(qū)三模）（多選）嫦娥五號(hào)帶回的月壤已經(jīng)成功分發(fā)給十三家科研機(jī)構(gòu)：月壤中含有大量的氮三，可用于核聚變研究。下列說正確的是（）A．月壤從月球帶回地球后，質(zhì)量將變大 B．核能是不可再生能源 C．若能成功實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電，就可突破能量守恒定律，制造出永動(dòng)機(jī) D．核能屬于一次能源，電能屬于二次能源7．（2023?玉溪一模）（多選）中國(guó)科技工作者在各個(gè)領(lǐng)域一步一個(gè)腳印，一次次刷新“中國(guó)高度”，實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國(guó)。如圖所示是我國(guó)近年取得輝煌成就的代表事件，下列有關(guān)說法正確的是（）A．如圖甲，“長(zhǎng)征五號(hào)”遙五重型運(yùn)載火箭加速上升，動(dòng)能增大 B．如圖乙，“天問一號(hào)”在火星上減速軟著陸時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變 C．如圖丙，中國(guó)“人造太陽(yáng)”裝置與太陽(yáng)內(nèi)部的核反應(yīng)方式相同，都是核裂變 D．如圖丁，“潛龍二號(hào)”在水下懸停時(shí)，機(jī)器人所受的浮力等于它的重力二、填空題。8．合理使用核能這一新能源，備受大家的關(guān)注：利用核能發(fā)電可以造福人類，而核武器卻使人類產(chǎn)生極大的危害。核能發(fā)電是利用了；氫彈是利用了制成的。（選填“核裂變”或“核聚變”）9．（2022?南海區(qū)二模）2021年4月10日，伊朗總統(tǒng)魯哈尼下令啟動(dòng)伊朗納坦茲核設(shè)施內(nèi)164臺(tái)IR﹣6型離心機(jī)，開始生產(chǎn)濃縮鈾，其為核反應(yīng)堆的重要燃料。核能發(fā)電是人類利用核能的主要形式，它是利用（選填“核裂變”或“核聚變”）進(jìn)行工作；與火力發(fā)電相比，核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)之一是核電站只需消耗很少的核燃料，最后可以產(chǎn)生大量的能；核電站發(fā)生重大事故時(shí)，為降低核電站周圍的溫度，用水對(duì)其冷卻，因?yàn)樗妮^大。10．（2023?青秀區(qū)校級(jí)一模）目前的核電站是利用原子核（選填“核聚變”或“核裂變”）釋放的能量工作的。核電站發(fā)電時(shí)將核能轉(zhuǎn)化為電能，但不能再由電能轉(zhuǎn)化為核能，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化具有。11．（2023?無(wú)棣縣二模）北京時(shí)間2023年4月2日，以張家港城市命名的天龍二號(hào)火箭成功點(diǎn)火起飛，將遙感衛(wèi)星“愛太空科學(xué)號(hào)”送入太陽(yáng)同步軌道?！皭厶湛茖W(xué)號(hào)”是通過（填“電磁波”、“超聲波”或“紅外線”）向地球傳回遙感成像照片的。4月12日素有“人造太陽(yáng)”之稱的中科院等離子研究所EAST裝置，實(shí)現(xiàn)了403s穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。它有類似太陽(yáng)核（填“裂變”或“聚變”）的反應(yīng)機(jī)制，是探索終極能源的利器。12．（2023?香洲區(qū)校級(jí)三模）在煤、石油、電能三種能源中屬于清潔能源的是，它是（選填“一次能源”或“二次能源”）。為核潛艇提供能量的裝置是核反應(yīng)堆，在核反應(yīng)堆中發(fā)生的是（選填“核裂變”或“核聚變”）13．（2023?裕華區(qū)校級(jí)二模）核能作為一種新型能源正在逐步被人們開發(fā)和利用，它屬于（選填“不可再生”或“可再生”）能源。核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆利用的是核材料發(fā)生（選填“核裂變”或“核聚變”）提供能量，如圖是核電站的工作流程，其能量轉(zhuǎn)換過程：核能→內(nèi)能→→電能。14．（2023?海州區(qū)校級(jí)三模）北京時(shí)間2023年4月7日，全國(guó)首枚以地級(jí)市名字命名的“連云港號(hào)”雙曲線一號(hào)固體商業(yè)運(yùn)載火箭在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。“連云港號(hào)”是通過（選填“電磁波”、“超聲波”或“紅外線”）向地球傳回遙感成像照片的。4月12日素有“人造太陽(yáng)”之稱的中科院等離子研究所EAST裝置，實(shí)現(xiàn)了403s穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。它有類似太陽(yáng)核（填“裂變”或“聚變”）的反應(yīng)機(jī)制，是探索終極能源的利器。目前被人類廣泛運(yùn)用的核能是能源（選填“可再生”或“不可再生”）。三、解答題。15．（2022?章丘區(qū)二模）（1）2022年3月份的北京冬奧會(huì)上，中央廣播電視總臺(tái)研發(fā)的一款特種攝像設(shè)備“獵豹”4K軌道攝像機(jī)系統(tǒng)，被專門用于冬奧會(huì)速度滑冰賽事的轉(zhuǎn)播工作，讓個(gè)別國(guó)家一貫喜歡作弊犯規(guī)的運(yùn)動(dòng)員無(wú)所遁形。攝像機(jī)是利用（填“u＞2f”或“2f＞u＞f”）范圍內(nèi)成縮小像的性質(zhì)工作的，比賽中由于運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)時(shí)很難馬上停下來(lái)。（2）2021年10月16日，長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭將神舟十三號(hào)載人飛船成功送入太空空間站，火箭發(fā)射時(shí)用液體氫作燃料，這是因?yàn)橐簯B(tài)氫的大，返回艙進(jìn)入大氣層落回地面過程中溫度會(huì)升高，這主要是通過方法使返回艙內(nèi)能增加。（3）2022年4月份，面對(duì)北約及其盟友的制裁，俄羅斯祭出了自己的能源與核武器兩大法寶來(lái)對(duì)應(yīng)。能源武器主要是指作為（選填“可再生”或“不可再生”）能源的天然氣出口；核武方面，俄羅斯成功試射了一枚“薩爾馬特”洲際彈道導(dǎo)彈，它可以攜帶利用核（選填“裂變”或“聚變”）原理工作的原子彈。16．請(qǐng)根據(jù)下述材料，回答下列問題：核電站的工作原理你知道嗎，核電站的工作原理并不復(fù)雜，核心組件主要就是核燃料、控制棒、減速劑和冷卻劑。核電站里的鈾﹣235會(huì)被制成直徑1cm左右的二氧化鈾，像紐扣電池一樣一顆一顆地放入“燃料棒”中。十幾根“燃料棒”和幾十根“控制