同步练习：20.2开发新能源（解析版）（沪粤版）

学而优教有方.2开发新能源一、单选题1．2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是（）A．核反应堆是利用核裂变产生核能的 B．蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能C．汽轮机工作时将机械能转化为内能 D．发电机的工作原理是电磁感应【答案】C【解析】A．核反应堆是利用裂变产生核能的，故A正确，不符合题意；B．蒸汽发生器内水通过吸收热量增加内能的，所以是热传递的方式的改变内能，故B正确，不符合题意；C．汽轮机工作时，是将水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，故C错误，符合题意；D．发电机的工作原理是电磁感应现象，故D正确，不符合题意。故选C。2．关于核能和太阳能，下列说法正确的是（）A．现有核电站是利用聚变来发电的B．核能是一次能源，也是可再生能源C．太阳能来源于太阳内部氢核的裂变反应D．太阳能是未来理想能源的一个重要发展方向【答案】D【解析】A．现有核电站是利用核裂变发电的，故A错误；B．核能是一次能源，属于不可再生能源，故B错误；C．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变反应，故C错误；D．太阳能属于可再生能源，且属于清洁能源，利用太阳能可以减少空气污染，所以太阳能是未来理想能源的一个重要发展方向，故D正确。故选D。3．下列关于信息、能源和材料的说法正确的是（）A．电磁波的传播需要介质B．核电站利用核聚变释放能量C．手机芯片上的晶体管是用半导体材料制成的D．天然气、风能、太阳能均属于不可再生能源【答案】C【解析】A．电磁波可以在介质中传播，也可以在真空中传播，所以电磁波的传播不需要介质，故A错误；B．核聚变无法人为控制速度，核电站利用的是是核裂变释放能量，故B错误；C．手机芯片上的晶体管是用半导体材料制成的，故C正确；D．

天然气是不可再生能源，风能和太阳能是可再生能源，故D错误。故选C。4．关于能源，下

列说法正确的是A．电能、地热能都是一次能源B．风能、水能、太阳能都是不可再生能源C．核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的D．大量氢核的裂变，可以在瞬间释放出巨大的核能【答案】C【解析】AB．一次能源是直接从外界获取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能获得，电能属于二次能源，风能、水能、太阳能都是可再生能源，AB错误；C．核反应堆又称原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置，C正确；D．氢核发生聚变，可以在瞬间释放出巨大的核能，氢弹就是根据这一原理制成的，D错误。故选C。5．太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中，错误的是（）A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自太阳能B．生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的C．地球上的水循环是由太阳能推动的D．太阳能来源于太阳内部的核裂变【答案】D【解析】A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自太阳能，故A正确，不符合题意；B．生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的，故B正确，不符合题意；C．太阳辐射能维持地表的温度，地球上的水循环是由太阳能推动的，故C正确，不符合题意；D．太阳能来源于太阳内部的核聚变，故D错误，符合题意。故选D。6．如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（）A．太阳能是一种不可再生能源B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能D．太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能【答案】C【解析】A．太阳能取之不尽、用之不竭，所以是可再生能源，故A错误；B．蓄电池为汽车提供动力时，将化学能转化为电能，故B错误；C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能，有一部分太阳能会转化为内能等其它形式的能，故C正确；D．太阳能汽车将太阳能转化为电能，再将电能转化为动能，故D错误。故选C。7．人造地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视等方面，以实现对同一地区连续工作，下列关于同步卫星的说法正确的是（

）A．卫星相对于地面来说是运动的B．卫星是利用超声波来传递信息的C．卫星上的太阳能电池板将化学能转化为电能D．卫星相当于太空中的微波中继站【答案】D【解析】同步卫星相对于地面来说位置没有发生变化，若以地面为参照物，同步卫星是静止的，故A错误；超声波和次声波都属于声波，声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，故卫星是利用电磁波来传递信息的，故C错误；卫星上的太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故C错误；同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空只需3颗就几乎能覆盖全世界，故D正确，故选D．点睛：本题考查的是运动与静止的相对性、电磁波的传播、同步卫星的特点，太阳能的转化等多个知识点，同时还考查了卫星通讯的基本常识．二、填空题8．核能是一种______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控______（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于______（选填“发电机”“电动机”或“热机”）。【答案】

不可再生

核裂变

热机【解析】[1]能够短时间内从自然界得到补充的是可再生能源，短时间得不到补充的是不可再生能源。核能属于一旦消耗就很难再生的能源，是不可再生能源。[2]核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的；核电站是利用可控的核裂变释放能量来发电的。[3]热机的种类很多，内燃机、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是热机。核电站中的汽轮机是利用内能工作的，属于热机。9．我国具备完全自主知识产权的“华龙一号”核电机组的投入运行，使中国跻身核电技术先进国家行列。核电站是利用核反应堆发生核_______（裂变/聚变）时提供的能量发电的，反应堆冷却系统采用水冷方式是利用_______（做功/热传递）的方式来改变内能。【答案】

裂变

热传递【解析】[1]核能的产生的核裂变和核聚变，核电站是利用核应堆放发生核裂变时提供的能量发电的，是可控的。[2]反应堆内温度很高，水比热容大，在冷却系统中通入液态水，水吸热汽化，这种水冷方式是利用热传递的方式来改变内能的。10．我国具有完全自主知识产权的百万千瓦级核电技术电站—“华龙一号”首堆年底即将投产。核燃料在核反应堆中发生的是______（填“裂变”或“聚变”），核能是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。【答案】

裂变

不可再生【解析】[1]核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的。[2]核能是不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。11．用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量的核能。这就是裂变中的_____。【答案】链式反应【解析】当铀原子核在裂变时，产生大量的热，并且同时放出2-3个中子，产生的中子继续轰击分裂后的铀核，如此下去，越来越多的铀核同时裂变，将产生越来越剧烈的反应，我们把反应叫做链式反应。12．家住长沙县乡村的李老师在自家房子的屋顶上安装了一组太阳能电池板，电池板既能发电又能防屋顶漏水，夏季光照充足发电量大时，还能将剩余的电能并入电网。太阳能电池作为一种新能源产品，具有宽广的前景。太阳能电池板工作时将太阳能转化为______能，太阳能的优点是______（写出一点即可）。【答案】

电能

储量丰富，经济便宜，清洁无污染【解析】[1]太阳能电池板工作时利用光电效应，将太阳能转化为电能。[2]太阳能的优点是：储量的无限性、存在的普遍性，利用的清洁性、经济性。13．发展核电是国家实施“节能减排，降低热电污染”的重要举措之一，核电站利用核______变释放出巨大的能量来发电，核能属于______(“可再生”或“不可再生”)能源．【答案】

裂

不可再生【解析】[1]核电站是利用原子核发生裂变时释放出的核能来发电的；[2]核能消耗后不能在短时间内从自然界得到补充，是不可再生能源．14．2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资料．（1）质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核________（填“聚变”或“裂变”）反应，并________（填“吸收”或“释放”）大量的能量，当天体的能量即将耗尽时，在自身________（填“重力”或“惯性”）的作用下发生塌缩，就形成了黑洞．（2）照片中的黑洞距离我们5500万________（填“年”或“光年”），它是根据接收到的高能射线经过计算机处理而形成的，高能射线的传播速度为________m/s；研究人员在计算机屏幕上将黑洞边缘环状（明亮）部分用红色显示，红光________（填“属于”或“不属于”）光的三原色．【答案】

聚变

释放

重力

光年

3×108

属于【解析】（1）质量巨大的天体，像太阳一样，其内部进行着大规模的核聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来，即释放出大量的能量；天体在灭亡时，在自身重力的作用下发生塌缩，就形成了黑洞．（2）光年是天体间距离的单位，照片中的黑洞距离我们5500万光年；高能射线（电磁波）在真空中的传播速度为3×108m/s；光的三原色为红、绿、蓝，故红光属于光的三原色．15．我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。（1）核能属于______次能源。核电站利用核反应堆中铀核______（填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过______（填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较______。已知水的比热容为4.2×103J/（kg.°C），则1kg水温度升高1°C吸收的热量为_______J。核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为______填（“百”“千”或“万”）分之一。【答案】

一

裂变

汽轮机

大

4.2×103J

万【解析】（1）[1]核能从自然界中没有加工转换的能量，是一次性能源。[2]原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能通过汽轮机做功，带动发电机发电的。（2）[3]水的比热容较大，相同质量的水升高相同的温度比液体吸收的热量多，故常用水作为冷却剂。[4]1kg水温度升高1°C吸收的热量为[5]2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为三、综合题16．（1）高速公路上常常会见到“限速”或“保持车距”的提示牌。对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有______不能及时停住而造成交通事故。炎热的夏日，驾车行驶在平直的高速公路上，常常会看到公路远处似乎有“积水”，“积水”中还有汽车、电线杆等物体的倒影，如图1所示，但行驶至该处时“积水”却消失了。这种现象称之为“公路盛景”，是由于光通过不均匀的空气时发生______形成的。（2）2020年的冬天特别寒冷，早起锻炼的小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了如图2中图甲和图乙所示的取暖方式。从物理学的角度来看，小丽是通过______（选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的，小军是通过______（选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的。（3）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。【答案】

惯性

折射

热传递

做功

可再生

裂变【解析】（1）[1]一切物体都具有惯性，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有惯性而继续前行产生危险。[2]因为不同的空气层有不同的密度，而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率，而路面上热空气与空中冷空气之间的密度不同，所以光线在路面上会发生折射现象；远处物体的光经路面上空气传播，发生折射后进入人的眼睛，人由于错觉始终认为光沿直线传播，所以看到“公路远处似乎有水，水中还有汽车、电杆等物体的倒影，但当车行驶至该处时，水却消失了”。（2）[3][4]从图2中可以看出，小丽是在哈气，小军在搓手，因此小丽是通过热传递的方式增加手的内能；小军是通过做功的方式来增加手的内能。（3）[5][6]太阳能可以从自然界中源源不断地直接获得，属于可再生能源；核裂变和核聚变都能释放能量，由于核裂变可控，所以核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的。17．阅读短文，回答问题。月球太阳能电站“嫦娥一号”的成功发射引起了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。按照一些科学家的设想，利用月球正面太阳光充足、地域广阔的特点，在月球上建设的大型太阳能电站，可克服在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。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，如图甲所示，这样就解决了电能的输送问题。我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。如图乙所示是太阳能电池板工作原理的示意图：当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时，会产生光电效应，从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，光电转化效率为18%。请回答下列问题：（1）太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳发出的巨大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的______（选填“核聚变”或“核裂变”）反应；（2）月球太阳能电站相对于月球表面是______（选填“运动”或“静止”）的。若从月球发出的微波信号经1.28s到达地球。则月球与地球间的距离约等于______m；（设微波在真空和空气中的传播速度均为3.0×105km/s）（3）太阳能电池工作时的能量转化情况：______；（4）在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板，它的发电功率是______W；（5）若月球电站的总发电能力为6×109kW，利用微波传输电能的输电效率为80%。则地面接收站1h接收到的电能相当于完全燃烧______kg煤放出的热量。（煤的热值为3.0×107J/kg）【答案】

可再生

核聚变

静止

3.84×108

太阳能转化为电能

5.4×103

5.76×108【解析】（1）[1][2]太阳能能够短时间从自然界得到补充，属于可再生能源；太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能。（2）[3]月球太阳能电站相对于月球的位置没有发生变化，月球太阳能电站相对于月球表面是静止的。[4]光在空气中速度为3×108m/s，则月球与地球间的距离s＝vt＝3×108m/s×1.28s＝3.84×108m（3）[5]太阳光照射下，太阳能电池使用时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。（4）[6]已知太阳光照射到电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，此电池板的面积为2m2，光电转化率为18%，故它的发电功率1.5×104W×2m2×18%＝5.4×103W（5）[7]月球电站的发电能力为6×109kW，输电效率可达80%，一小时需要的能量Q＝6×109kW×80%×3600s＝1.728×1016J需要煤的质量m＝＝5.76×108kg18．阅读短文，回答问题：太阳能路灯城市大力发展绿色能源，如图甲是城市道路两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及