物理
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“嫦娥一号”的发射成功,引起人们对月球的科学兴趣.随着对月球了解的深入,一些科学家预言:月球必将成为人类未来的能源基地.按照科学家的设想,一种方案是利用月球阳光充足、地域广阔的特点,在月球上建设大型的太阳能发电厂,克服了在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点.另一种方案是利用月球上丰富的核燃料物质,在月球上建设大型的核电站,克服了在地球原料不足、容易造成核污染等缺点.在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波,并通过天线将电能以微波的形式向地面发送,地面接收站通过天线把微波能还原成电能,如图所示,这样就解决了电能的输送问题.
(1)目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水能、核燃料、太阳能等,其中属于可再生能源的是
风能、水能、太阳能
风能、水能、太阳能
;与不可再生能源相比,可再生能源的主要优点是(只要求写1条):
对环境几乎无污染
对环境几乎无污染
.
(2)如图所示是表示光电池工作原理的示意图:当太阳光照射到组成光电池的叠在一起的两片不同的半导体的表面时,将会产生光电效应,从而使电路中产生电流,从能量转化的角度看,光电池是将
太阳
太阳
能转化为
电
电
能的装置.若在月球上一块接收面积为2m
2
的太阳能电池板,其光电转化率为17%,如果太阳光照射到该电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.5×10
4
W,则它的发电功率是多少?
(3)获取核能有两条途径--重核的裂变和轻核的聚变.如图所示,图甲属于核
裂
裂
变;图乙属于核
聚
聚
变.
(4)请举出生活中能说明微波具有能量的一个实例:
微波炉加热食品就是利用微波的热效应
微波炉加热食品就是利用微波的热效应
;若从月球发出的一微波信号经1.28 s到达地球,则月球与地球间的距离约等于
3.84×10
8
3.84×10
8
m.
(5)利用微波传输电能,输电效率可达80%.若微波输电采用的频率是2450 MHz,月球电站的发电能力为6×10
9
kW,求:微波的波长及地面接收站接收到的电能是多少kW?
(2010·西宁)下列关于能源的说法中正确的是( )
(2013·武昌区模拟)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带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换.下列说法中错误的是( )
(2012·黄石模拟)下列说法不正确的是( )
如图所示,为了形象的描述核能的获得,两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图.图甲表示的是
核裂变
核裂变
;图乙表示的是
核聚变
核聚变
,其中
乙
乙
(填“甲”或“乙”)图展示的是制造氢弹的原理.
(2013·庆阳)2011年3月,日本发生了强烈地震并引发了海啸,对福岛核电站造成了很大的破坏,如图1所示.
(1)核电站是利用
核
核
能来发电的,其能量是原子核发生了核
裂变
裂变
(选填“裂变”或“聚变”);
(2)由于一系列的爆炸,使得大量的核燃料外泄,周围的人们处在核污染中.图2中是核辐射标志的是
C
C
;
(3)为了给处于高温中的核反应堆外壳降温,消防员通过喷水的方法来有效降温,这是用
热传递
热传递
的方法来改变内能的;
(4)如果核电站每年需要50t的核燃料,而同等规模火电站每年需要6×10
6
t的煤炭.6×10
6
t的煤炭完全燃烧放出的热量是
1.8×10
17
1.8×10
17
J(煤炭的热值为3×10
7
J/kg).
(5)“能源和环境”是世界各国共同面临的问题,保护环境、节约能源要从我做起.下列说法中需要改正的是
D
D
.
A.尽可能用太阳能热水器代替电热水器
B.养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
C.用洗脸水冲厕所,将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站
D.及时将生活垃圾,废电池装在一起丢入垃圾箱.
(2011·肇庆)2011年3月11日,日本东北部海域发生里氏9.0级强震并引发海啸,造成重大人员伤亡和财产损失.地震发生后,地震波在地球内部以大约6.5km/s的速度传播.地震引发的海啸最高达到24m.海啸造成日本福岛第一核电站发生严重核泄漏事故.
根据以上材料,回答下列问题:
(1)本次地震中,某一地震台距震源130km,则地震发生
20
20
s后,该地震台接收到由震源传来的地震波;
(2)如图(甲)所示,海啸发生时,A点的压强由于海啸增加了
2.5×10
5
2.5×10
5
pa.已知海水的密度ρ=1.03×10
3
kg/m
3
,g取10N/kg,结果保留两位有效数字.
(3)如图(乙)所示,核反应堆工作时,将铀核裂变释放的
核
核
能转化为蒸汽的内能,然后将高温高压的蒸汽通入涡轮机中,驱动涡轮机转动,使蒸汽的内能转化为涡轮机的
机械
机械
能,并带动发电机,使
机械
机械
能转化成
电
电
能.
(2011·宜昌模拟)利用铀的可控链式反应建造核反应堆发电,存在潜在的泄漏风险,迫使人类寻找更安全可靠的能源.国际热核聚变实验反应堆(简称ITER)项目,这是人类开发新能源的一个重大尝试,也是中国以完全平等地位参加的最大的国际科技合作项目.相关资料如下:
1、人工热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下,利用氢的同位素氘、氚的核聚变.反应后的生成物是无放射性污染的氦.由于反应堆温度高,释放出来的核能多,俗称“人造太阳”.实验反应堆预期于2018年建成,目标是在500s内产生2.5×10
12
J的热量.
2、1L海水提取的氘0.03g,在完全聚变反应中释放的能量,相当于300L汽油完全燃烧所释放的热量.消耗同等质量的核物质时,它产生的能量是核裂变的7倍.(汽油的密度为0.71×10
3
kg/m
3
,汽油的热值为4.6×10
7
J/kg)
3、地球上氘和氢原子数量储量比为1:15000,地球上仅海水中就有4.5×10
13
吨氘,且提炼氘比提炼铀容易得多.如果把自然界中的氘用于聚变反应,释放的能量足够人类使用100亿年.
请根据以上资料回答:
(1)用可控核聚变发电跟裂变相比有哪些突出优点?(写出两点)
(2)要产生2.5×10
12
J的热量,需要从多少升海水中提取氘进行聚变?
(3)若这些热量转化成的电能可供一台功率为100kW的大型机床工作4000h,求能量转化的效率是多少?
(2013·惠城区模拟)在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高度的重视,如今美国电力需求的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带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换.
请在下面的空格中填上适当的内容:
(1)从能量的转化与转移来看,发电机直接将
机械
机械
能转化成了电能.
(2)发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之为
电磁感应
电磁感应
现象.
(3)核电站的能量来自于原子核的
裂
裂
变反应.是
不可再生
不可再生
(填“可再生”或“不可再生”)能源.
(4)核电站的核废料具有
放射
放射
性,对环境会造成相当大的危害.能源非常紧缺的今天,“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务,我们要从生活中的点滴做起,为保护人类共同的家园--地球,做出一份努力.请就如何做到“节能”或“减排”,简要谈谈你的一个建议:
多使用清洁能源
多使用清洁能源
.
(2011·成都)下列关于放射现象、原子核和核能的说法中,正确的是( )
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