人教版九年級物理下冊核能練習(xí)1及參考答案

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 九年級 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

2      核能
1964年10月16日15時(北京時間),中國第一顆原子彈爆炸成功。你知道原子彈為什么會突然放出那么大的能量的呢?隨后,1967年6月17日上午8時20分,我國西部地區(qū)x疆羅布泊上空,我國第一顆氫彈爆炸試驗獲得完全的成功,氫彈和原子彈的原理相同嗎?
智  能  提  要
 

問:怎樣認(rèn)識核電站?
答:核電站與其他類的發(fā)電廠(如火力發(fā)電廠)的不同點,僅僅是汽輪發(fā)電機所用蒸汽產(chǎn)生的方法、“燒”的燃料不同而已.
核電站“燒”的核燃料,是只有小手指的 大小的核燃料芯塊,而它所釋放出來的能量就相當(dāng)于10t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的內(nèi)能.
反應(yīng)堆工作時釋放出大量的內(nèi)能使水汽化,蒸汽推動汽輪發(fā)電機發(fā)電,實現(xiàn)了核能向電能的轉(zhuǎn)化,這就是核電站的作用.
問:核電站會像原子彈那樣發(fā)生爆炸嗎?
答:核電站和原子彈都是應(yīng)用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)將核能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪艿难b置.不同的是:原子彈對鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程不加控制,在極短的時間內(nèi)放出巨大的能量,引起威力強大的爆炸;而核電站重的核反應(yīng)堆是使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在人工控制下緩慢地進行的.
核電站的核燃料重有效成分有鈾-235,鈾-235同樣也是原子彈中的核炸藥,那么核電站會不會像原子彈那樣爆炸呢?不必?fù)?dān)心,絕沒有這種可能性!
核電站的核燃料中鈾-235的含量約為3%,而原子彈中核炸藥中的鈾-235含量高達90%以上,正像啤酒和白酒都含有酒精,白酒因酒精含量高可以點燃,而啤酒則因酒精含量低卻不能點燃一樣.
應(yīng)該看到,原子彈是一項高科技產(chǎn)品,形成核爆炸有非常嚴(yán)格的條件.原子彈必須用高濃度的鈾-235或钚-239作核裝料,并以一套精密復(fù)雜的系統(tǒng)引爆高能烈性炸藥,利用爆炸力在瞬間精確地改變核裝料的形狀或位置,才能形成不可控制的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),發(fā)生核爆炸.這種苛刻的條件,在核電站里是不可能有的.
目前我國所采用的壓水型反應(yīng)堆的設(shè)計原理就具有內(nèi)在安全的特性,更何況核反應(yīng)堆還有多重的安全保護系統(tǒng),確保反應(yīng)堆不會失控.
中 考 擷 要
本節(jié)內(nèi)容也是新課程新增的知識,以前的中考中沒有出現(xiàn)過.按照中考新考綱的要求,主要是要了解核能的優(yōu)點和可能帶來的問題.
智 能 拓 展

核能的本質(zhì)
質(zhì)子、中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起,因此原子核十分牢固,要使它們分裂或重新組合是極其困難的.但是,一旦使原子核分裂或聚合,就可能釋放出驚人的能量,這就是核能.那么核能是從哪兒來的呢?
在居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳以后不久,物理學(xué)家盧瑟福就指出,放射性元素在釋放看不見的射線后,會變成別的元素,在這個過程中,原子的質(zhì)量會有所減輕.那么,這些失蹤了的質(zhì)量到哪里去了呢?大科學(xué)家愛因斯坦1905年在提出相對論時指出,物質(zhì)的質(zhì)量和能量是同一事物的兩種不同形式,質(zhì)量可以消失,但同時會產(chǎn)生能量.兩者之間有一定的定量關(guān)系;轉(zhuǎn)化成的能量E等于損失的質(zhì)量m乘以光速c的平方,即 .由于光速是一個非常大的數(shù)值,因此極小量的質(zhì)量變化可以轉(zhuǎn)化為極大的能量,這就是核能的本質(zhì).
當(dāng)較重的原子核發(fā)生裂變時會發(fā)生質(zhì)量虧損,損失的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成巨大的能量.例如,1945年在日本廣島上空爆炸的原子彈,重440kg,鈾-235含量為45kg,而其中僅有1kg發(fā)生核裂變反應(yīng),反應(yīng)中又僅有1g的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量,但它的威力卻相當(dāng)于16萬噸黃色炸藥發(fā)生爆炸,瞬間摧毀了整個城市,并造成十幾萬人當(dāng)場死亡.
智  能  歸  例
題型一   知道核能的概念,知道獲得核能的兩種途徑 
例 1 下列關(guān)于核能的說法正確的是(    )
A.物質(zhì)是由原子構(gòu)成的,原子中有原子核,所以利用任何物質(zhì)都能得到核能
B.到目前為止,人類獲得核能有兩種途徑,即重核裂變和輕核聚變
C.原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的
D.自然界只有在人為的條件下才會發(fā)生裂變
闖關(guān)點撥   核能是人們在近幾十年里發(fā)現(xiàn)和利用的新能源.雖然各種物質(zhì)的原子里都有原子核,但在通常情況下并不能釋放能量.只有當(dāng)原子核發(fā)生改變──裂變和聚變時才伴隨巨大的能量變化.原子彈則是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中能在極短的時間內(nèi)釋放出巨大能量的原理制成的,而氫彈則是利用輕核的聚變制成的.自然界除了人為的聚變外,太陽和許多恒星內(nèi)部都進行著大規(guī)模的聚變反映,并以光和熱的形式將核能輻射出來.
答  選C
例2  關(guān)于核能的獲得,下列說法中正確的是(    )
A.核反應(yīng)堆是原子核裂變時,在極短時間內(nèi)釋放出大量核能的裝置
B.當(dāng)原子核內(nèi)部發(fā)生變化時會釋放出巨大的能量,核裂變和核聚變是獲得核能的兩種方式
C.核電站是使核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再通過汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能的裝置
D.目前,在核電站的反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的核聚變
闖關(guān)點撥   核反應(yīng)堆是能夠緩慢平穩(wěn)地釋放核在裂變時放出的核能的裝置.可見在核電站的反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的裂變.反應(yīng)堆中獲得內(nèi)能推動汽輪發(fā)電機發(fā)電,從而得到電能.目前,受控核聚變正在研究之中,尚未用于核電站發(fā)電.
答  選C
題型二   知道核能應(yīng)用和可能帶來的問題
例  一座功率為120萬千瓦的核電站,年發(fā)電量約為60億千瓦時.若建一座功率相同的火力發(fā)電站,用熱值為2.93×107J/kg煤做燃料,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的整體效率為25%,一年需供應(yīng)多少噸煤?若每節(jié)車廂的裝載量為60噸,一列火車由60節(jié)車廂組成,需要多少車次才能完成運輸任務(wù)?
闖關(guān)點撥   先將年發(fā)電量的單位換算成J,然后根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化以及煤的熱值可求出所需煤的總質(zhì)量.
解  年發(fā)電量60億千瓦時相當(dāng)?shù)慕苟鷶?shù)為
   .
 所需煤的總質(zhì)量為
  .
 每列貨車的運輸量為 60t×60=3.6×103t
 所需貨車的車次為 車次.
智  能  訓(xùn)  練
基礎(chǔ)知識訓(xùn)練
1.經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力,找到了獲取核能的兩條途徑:_____________和_____________。
(題型一)
2.____________________________________________________________叫裂變。為了有效、和平利用核裂變時所產(chǎn)生的能量,科學(xué)家們研制成了_______________,從而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在人工的控制下緩慢進行。核裂變除了可以用于發(fā)電外,在軍事上還可以做成威力強大的______________。(題型一)
3.________________________________________________________叫聚變。由于聚變必須在極高的溫度和壓強下進行,所以也叫________________。(題型一)
4.站在陽光下,會感覺到暖洋洋的,這個能量主要來自于_____________,它能夠不斷地向外放出能量是靠______________。(題型一)
5.受控核聚變的核能作為一種新的能源,具有顯著的優(yōu)點:一是____________________________;二是_____________________________。(題型二)
綜合提高訓(xùn)練
1.核電站是利用_______________發(fā)電的電站,目前已經(jīng)的核電站都是利用_________________反應(yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電的,核電站的主要組成部分是反應(yīng)堆、___________、____________、發(fā)電機等。 (題型二)
2.我國也在不斷探索核能發(fā)電,并且自行設(shè)計制造了核電站。你能說出我國正在使用的一個核電站嗎?_________________________。(題型二)
3.在利用核能發(fā)電時,是把________________能轉(zhuǎn)化為_______________能。(題型二)
4.關(guān)于核能的下列說法中,不正確的是(    )(題型一)
  A.核電站是利用原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電的
B.如果對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制,在極短的時間內(nèi)就會釋放出巨大的能量,發(fā)生猛烈爆炸
C.氫彈是利用輕核聚變制成的武器
D.原子彈是利用輕核聚變和重核裂變而制成的核武器
5.如圖16-1所示是核電站原理的示意圖,結(jié)合這張圖,簡要敘述核電站是如何工作的。
(題型二)
6.小明同學(xué)學(xué)過核能發(fā)現(xiàn):現(xiàn)在建的核         
電站是利用核能來發(fā)電;而原子彈也是利用核能放出的大量的能量達到摧毀的目的的。它們工作的過程相同嗎?它們有什么異同點?(題型二)

7.俄羅斯的切爾諾貝利的核電站事故造成的輻射污染波及了白俄羅斯、俄羅斯及烏克蘭的大片領(lǐng)土。各類輻射病、癌癥、神經(jīng)緊張、居民被迫疏散等后斯影響還深深的留在人們的心中。有的同學(xué)提出,既然核電站有這么大的危害,就不用建造核電站。你認(rèn)為這種觀點合理嗎?提出你的看法。(題型二)

8.到2010年我國核電站的總功率可達3000~5000萬千瓦,年發(fā)電量可達1500~2500億千瓦時。如果用煤來發(fā)電(設(shè)火電站效率為30%)將要用煤多少呢?若一個煤礦每年產(chǎn)煤500萬噸,需要多少這樣的煤礦?(題型二)


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