2025年高三物理核能安全利用辯論資料試卷姓名：______班級：______學(xué)號：______得分：______

（考試時間：90分鐘，滿分：100分）

1.選擇題（每題3分，共15分）

2.填空題（每空2分，共20分）

3.簡答題（每題5分，共10分）

4.計算題（每題10分，共30分）

5.論述題（每題15分，共30分）

6.實驗題（每題10分，共20分）

7.案例分析題（每題10分，共10分）

---

**1.選擇題（每題3分，共15分）**

1.1核能利用的主要形式不包括以下哪一項？

A.核電站發(fā)電

B.核燃料循環(huán)

C.化石能源燃燒

D.核醫(yī)學(xué)治療

1.2核反應(yīng)堆中，控制棒的主要作用是？

A.產(chǎn)生中子

B.吸收中子

C.加速中子

D.導(dǎo)出熱量

1.3核能的安全利用中，以下哪項措施最能有效防止放射性物質(zhì)泄漏？

A.增加核電站密度

B.使用厚重的屏蔽材料

C.減少核燃料使用量

D.提高中子俘獲截面

1.4核廢料處理的最佳方式是？

A.深層地質(zhì)處置

B.大氣層核試驗

C.海洋傾倒

D.直接填埋

1.5國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的主要職責(zé)是？

A.研發(fā)核武器

B.監(jiān)督核能安全利用

C.鼓勵核擴(kuò)散

D.限制核能發(fā)展

---

**2.填空題（每空2分，共20分）**

2.1核反應(yīng)中，質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化為能量的公式是________。

2.2核電站中，熱效率最高的是________型核反應(yīng)堆。

2.3放射性廢料長期儲存的主要風(fēng)險是________。

2.4核能利用的三大應(yīng)用領(lǐng)域是________、________和________。

2.5核安全文化的核心是________和________。

---

**3.簡答題（每題5分，共10分）**

3.1簡述核裂變與核聚變的區(qū)別。

3.2解釋核能利用中的“熱中子”和“快中子”概念。

---

**4.計算題（每題10分，共30分）**

4.1已知鈾-235的半衰期為約7.04×10^8年，若某核廢料庫中鈾-235初始質(zhì)量為1000kg，求10年后剩余的鈾-235質(zhì)量。

4.2某核反應(yīng)堆功率為1000MW，若熱效率為30%，求其熱功率輸出及每秒產(chǎn)生的中子數(shù)（假設(shè)中子能量為2MeV）。

4.3一塊放射性物質(zhì)在1小時內(nèi)衰減了50%，求其衰變常數(shù)和半衰期。

---

**5.論述題（每題15分，共30分）**

5.1論述核能安全利用對全球能源結(jié)構(gòu)的影響。

5.2分析核能利用中的倫理爭議及應(yīng)對措施。

---

**6.實驗題（每題10分，共20分）**

6.1設(shè)計一個實驗驗證放射線的電離作用，并說明實驗步驟。

6.2解釋如何使用蓋革計數(shù)器測量放射性強(qiáng)度，并分析其誤差來源。

---

**7.案例分析題（每題10分，共10分）**

7.1分析切爾諾貝利核事故的原因及對核能安全的啟示。

8.判斷題（每題2分，共10分）

8.1核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的放射性廢料比核裂變少。

8.2核電站的冷卻塔主要作用是散熱。

8.3所有核燃料都是可再生的。

8.4放射性同位素只用于醫(yī)學(xué)治療。

8.5國際熱核聚變實驗堆（ITER）的目標(biāo)是商業(yè)化核聚變發(fā)電。

9.名詞解釋（每題4分，共20分）

9.1核臨界質(zhì)量

9.2放射性污染

9.3熱中子反應(yīng)堆

9.4核增殖堆

9.5慢化劑

10.簡答題（每題6分，共30分）

10.1簡述核電站的主要組成部分及其功能。

10.2解釋核能利用中的“核增殖”現(xiàn)象。

10.3列舉三種常見的核安全事故類型及預(yù)防措施。

10.4說明核能利用對環(huán)境的主要影響及緩解方法。

10.5比較核能與其他可再生能源的經(jīng)濟(jì)性。

11.計算題（每題12分，共24分）

11.1某核反應(yīng)方程為23?U+n→23?U→23?Np+e?+ν，若反應(yīng)釋放的能量為200MeV，求1kg鈾-235完全裂變釋放的總能量（假設(shè)每個鈾-235原子核裂變釋放200MeV）。

11.2一座核電站反應(yīng)堆的功率為1000MW，若其熱效率為33%，求其熱功率輸出及每秒產(chǎn)生的能量。

12.論述題（每題18分，共36分）

12.1論述核能利用在應(yīng)對全球氣候變化中的作用及挑戰(zhàn)。

12.2分析核能利用中的經(jīng)濟(jì)成本及效益，并討論其可持續(xù)性。

13.實驗設(shè)計題（每題12分，共12分）

13.1設(shè)計一個實驗測量放射源的半衰期，并說明實驗所需器材及步驟。

14.政策分析題（每題14分，共14分）

14.1分析國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）在核安全監(jiān)管中的作用及局限性。

15.案例比較題（每題14分，共14分）

15.1比較福島核事故與切爾諾貝利核事故的異同點(diǎn)，并分析其對核能安全法規(guī)的影響。

---

**1.選擇題（每題3分，共15分）**

1.1C

1.2B

1.3B

1.4A

1.5B

**2.填空題（每空2分，共20分）**

2.1E=mc2

2.2氣態(tài)

2.3放射性衰變

2.4發(fā)電、醫(yī)療、工業(yè)

2.5領(lǐng)導(dǎo)層承諾、全員參與

**3.簡答題（每題5分，共10分）**

3.1核裂變是重核分裂成輕核，釋放能量；核聚變是輕核結(jié)合成重核，釋放能量。

3.2熱中子是能量較低的中子（<0.1MeV），快中子是能量較高的中子（>1MeV）。

**4.計算題（每題10分，共30分）**

4.1m剩余=m?(1/2)^(t/T?)=1000*(1/2)^(10/(7.04*10^8))≈1000kg

4.2熱功率=1000MW/0.3=3333.33MW；中子數(shù)=3333.33*10^6J/s/(2*1.6*10^-19J)≈1.048*102?個/s

4.3衰變常數(shù)λ=ln2/T?=ln2/1h≈0.693/h；半衰期T?=ln2/λ≈1h

**5.論述題（每題15分，共30分）**

5.1核能高效且低碳，可替代化石燃料，減少溫室氣體排放，但需解決安全和廢料問題。

5.2核能利用涉及核擴(kuò)散、倫理道德、公眾接受度等，需加強(qiáng)監(jiān)管和科普。

**6.實驗題（每題10分，共20分）**

6.1使用驗電器或電流計，將放射源靠近，觀察電離電流變化。

6.2蓋革計數(shù)器通過氣體電離計數(shù)，誤差來自背景輻射和計數(shù)漏掉。

**7.案例分析題（每題10分，共10分）**

7.1切爾諾貝利因設(shè)計缺陷和操作失誤導(dǎo)致堆芯熔毀，啟示是加強(qiáng)安全設(shè)計和操作規(guī)范。

**8.判斷題（每題2分，共10分）**

8.1√

8.2√

8.3×

8.4×

8.5√

**9.名詞解釋（每題4分，共20分）**

9.1核臨界質(zhì)量：維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所需的最小核燃料質(zhì)量。

9.2放射性污染：放射性物質(zhì)對環(huán)境或物體的污染。

9.3熱中子反應(yīng)堆：使用慢化劑將快中子減速的反應(yīng)堆。

9.4核增殖堆：能生產(chǎn)更多核燃料的反應(yīng)堆。

9.5慢化劑：減速中子的物質(zhì)，如重水、輕水。

**10.簡答題（每題6分，共30分）**

10.1核電站包括反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、渦輪機(jī)、冷卻系統(tǒng)等。

10.2核增殖堆能利用裂變產(chǎn)物或鈾-238產(chǎn)生更多燃料。

10.3類型：堆芯熔毀、燃料泄漏、輻射事故；措施：加強(qiáng)設(shè)計、監(jiān)管、應(yīng)急準(zhǔn)備。

10.4影響：輻射污染、熱污染；緩解：廢料深埋、核能替代化石燃料。

10.5核能初始投資高，但運(yùn)行成本低，可再生。

**11.計算題（每題12分，共24分）**

11.1能量=200MeV*6.02*1023個/mol/0.235kg≈5.15*1012J/kg

11.2熱功率=1000MW/0.33≈3030.3MW；中子數(shù)=3030.3*10^6J/s/(2*1.6*10^-19J)≈9.52*102?個/s

**12.論述題（每題18分，共36分）**

12.1核能低碳，可緩解氣候變化，但需解決安全和長期儲料問題。

12.2核能成本高，但運(yùn)行成本低，可持續(xù)，但受政治和公眾接受度影響。

**13.實驗設(shè)計題（每題12分，共12分）**

13.1使用放射源、計時器、計數(shù)器，多次測量計數(shù)率，計算半衰期。

**14.政策分析題（每題14分，共14分）**

14.1IAEA負(fù)責(zé)核安全標(biāo)準(zhǔn)制定和監(jiān)督，但受各國主權(quán)限制。

**15.案例比較題（每題14分，共14分）**

15.1切爾諾貝利因石墨慢化劑導(dǎo)致爆炸，福島因地震海嘯導(dǎo)致堆芯熔化，兩者均需長期監(jiān)測和治理。

---

**知識點(diǎn)分類總結(jié)**

1.**核物理基礎(chǔ)**

-核反應(yīng)：裂變（23?U+n→23?U→23?Np+e?+ν）、聚變（D+T→?He+n+能量）

-質(zhì)量虧損與能量釋放：E=mc2，質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化為能量

2.**核反應(yīng)堆原理**

-鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：中子再生率≥1，臨界質(zhì)量

-慢化劑與中子俘獲截面：熱中子反應(yīng)堆使用慢化劑減速中子

-核增殖堆：利用鈾-238產(chǎn)生更多燃料

3.**核安全與防護(hù)**

-放射性污染：放射性物質(zhì)泄漏途徑

-安全措施：屏蔽材料、控制棒、廢料處理（深地質(zhì)處置）

-核安全文化：領(lǐng)導(dǎo)層承諾、全員參與

4.**核能應(yīng)用與影響**

-應(yīng)用領(lǐng)域：發(fā)電、醫(yī)療（放射治療）、工業(yè)（探測）

-環(huán)境影響：輻射污染、熱污染；緩解措施

-經(jīng)濟(jì)性：高初始投資，低運(yùn)行成本

5.**核政策與倫理**

-國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）：監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)制定

-倫理爭議：核擴(kuò)散、公眾接受度

-案例分析：切爾諾貝利、福島核事故

**各題型知識點(diǎn)詳解及示例**

**選擇題**：考察基礎(chǔ)概念，如核裂變與聚變的區(qū)別（示例：1.1題）。

**填空題**：考查公式和術(shù)語，如E=m