第22章 能源与可持续发展（核心考点讲练）

第二十二章能源与可持续发展（核心考点讲练）考点01核能【高频考点精讲】一、能源1、概念：凡是能为人类提供能量的物质都叫做能源。2、能源与能量是两个不同的物理量，能源的利用过程实质上就是能量的转化和转移过程，能量则是物体做功本领的量度。3、生活中常见的能源：煤炭、石油、天燃气、汽油、柴油、热力、电力等。二、新能源1、新能源又称非常规能源，是传统能源之外的各种能源形式，例如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。2、相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大的特点，对于解决环境污染和资源枯竭问题具有重要意义。三、能源的分类1、从产生方式角度划分（1）一次能源：从自然界直接获取的能源，例如，煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。（2）二次能源：无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源，例如，电能、乙醇汽油、氢能、沼气。2、从是否可再生角度划分（1）可再生能源：可以从自然界中源源不断获取的能源，例如，水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。（2）不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源，例如，煤炭、石油、天然气、核能。【热点题型精练】1．下列每组能源中，属于一次能源的组是（）A．蜡烛、石油 B．煤、电能 C．煤气、汽油 D．风能、水能2．清洁能源是指不排放污染物，能够直接用于生产、生活的能源。下列能源中都属于清洁能源的是（）A．太阳能、石油 B．石油、风能 C．太阳能、风能 D．风能、煤炭3．如今，已兴起新能源汽车的开发和投产；再过些年，常规汽车将停产，也将不允许再销售。你对这种趋势的分析，比较赞同的是（）A．使用新能源汽车有利于减弱城市热岛效应 B．新能源汽车显著减小体积有利于出行方便 C．新能源汽车能够更智能化，更方便使用 D．常规汽车的更新换代受限，不适应市场4．下列关于能源的说法正确的是（）A．水能、风能和电能都是一次能源 B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用 C．如果大量利用太阳能，可能使太阳能在短期内消耗殆尽 D．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是不可再生能源5．能源也叫能量资源，它是我们社会得以发展的基石。下列能源中，属于一次能源的是（填序号，下同），属于二次能源的是。①风能②太阳能③电能④地热能⑤水能。6．2023年3月2日，神舟十五号航天员乘组进行了第二次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作任务，安全返回问天实验舱，他们相互配合是靠来传递数据信息的，神舟十五号卫星是利用太阳能电池板来提供能量的，太阳能属于（选填“一次能源”或“二次能源”）。考点02核能【高频考点精讲】一、核能1、原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就会释放出巨大的能量，这就是核能。2、获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。3、优点：（1）消耗很少燃料就可以产生大量电能；（2）核电站可以大大减少燃料运输量。4、缺点：一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染。5、和平利用方式：核电站；非和平利用方式：原子弹。二、核电站发电过程中的能量转化1、转化过程：核能→内能→机械能→电能。（1）核反应堆把核能转化为内能，得到高温水蒸气；（2）水蒸气推动汽轮机转动，把内能转化为机械能；（3）汽轮机带动发电机发电，把机械能转化为电能。三、核聚变1、在超高温的条件下，将质量很小的原子核结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做核聚变，也叫热核反应。2、氢的同位素氘与氚的聚变是自然界中最容易实现的聚变反应。四、核裂变1、用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做裂变。2、原子核裂变时释放出核能，同时还会产生新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式应。如图所示，五、核裂变与核聚变的比较比较裂变聚变定义较大原子核分裂为较小原子核的过程质量很小的原子核结合成较大原子核的过程发生条件中子轰击较大原子核超高温释放核能大小巨大更加巨大应用或实例原子弹、核电站氢弹、太阳内部爆炸【热点题型精练】7．和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是（）A．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量 B．核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量 C．核能是可再生能源 D．核能是二次能源8．下列有关核能的利用，叙述正确的是（）A．原子弹是利用核聚变原理制成的一种核武器 B．氢弹是利用核裂变原理制成的一种核武器 C．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→机械能→电能 D．氢弹和原子弹爆炸时能量的转化和转移是有方向性的9．继高铁之后，“华龙一号”核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发电项目。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（）A．核反应堆：核能转化为内能 B．蒸汽轮机：化学能转化为动能 C．发电机：电能转化为机械能 D．电取暖器：电能转化为机械能10．关于核能的获得，下列说法中正确的是（）A．核反应堆就是利用原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置 B．重核裂变和轻核聚变是获得核能的两种方式 C．核电站可以使核能直接转化为电能 D．目前在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变11．如图所示，中国“人造太阳”﹣大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为能，从而获得上亿度的高温。12．我国是一个能源相对缺乏的国家，现主要利用的化石能源依靠进口，化石能源是（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它的大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核（选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站；能源使用时要节约是因为能量转化具有。13．请根据下述材料，回答下列问题：核电站的工作原理你知道吗，核电站的工作原理并不复杂，核心组件主要就是核燃料、控制棒、减速剂和冷却剂。核电站里的铀﹣235会被制成直径1cm左右的二氧化铀，像纽扣电池一样一颗一颗地放入“燃料棒”中。十几根“燃料棒”和几十根“控制棒”组成一捆，称为“核燃料组件”。这些棒之间有孔隙，“冷却剂”在孔隙间流动，把核反应产生出来的热量带走，这些热量用来发电。核反应堆反应时，每个铀﹣235原子裂捕获一个中子发生裂变时要释放2～3个中子，所释放的中子又能够引起其他的铀﹣235原子核发生裂变。如果不控制核反应的剧烈程度，核反应产生的热量就要失控。想要控制核反应的剧烈程度，可以通过吸收一部分核反应产生的中子来实现，这个吸收中子的装置叫“控制棒”。“控制棒”在“核燃料组件”中的体积越大，吸收的中子数就会越多。除了“控制棒”，还要有“减速剂”。因为在裂变反应中，射出的中子有快有慢，只有能量比较低、速度比较慢的那些中子才能有效地被其他的铀﹣235原子核捕获，从而发生裂变反应。某时刻捕获到中子的铀﹣235原子核越多，裂变反应就越剧烈。“减速剂”就是用一些质量轻的原子，反复和高速的中子碰撞，几次碰撞之后，中子的速度就会慢慢降下来，以便于铀﹣235原子核捕获。铀﹣235原子核裂变后产生的热量会被“冷却剂”﹣﹣水带走。水吸收热量后汽化成水蒸气，这样水蒸气就能推动汽轮机从而带动发电机发电啦。（1）核电站中的核反应属于；（选填“核裂变”或“核聚变”）（2）如果反应堆中的核反应过于剧烈，应该采取的措施是。A．将“控制棒”插入“核燃料组件”B.从“核燃料组件”中拔出“控制棒”（3）关于“减速剂”的作用，下列说法正确的是。A．可以加剧裂变反应B.可以减缓裂变反应C.可以增加核反应放出的中子（4）核电站发电的全过程中，涉及到的主要能量转化有。考点03太阳能【高频考点精讲】一、太阳能1、太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。2、优点：供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。3、缺点：分散性广、昼夜稳定性差、可转化率低。4、地球上几乎所有的能源都来自太阳能（核能、地热能、潮汐能除外）。二、太阳能的利用及转化1、利用途径（1）用集热器把水等物质加热，例如，太阳能热水器等；（2）用太阳能电池把太阳能转化成电能。2、转化途径（1）光热转换①原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能。②应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室等。（2）光电转换①原理：根据光电效应，太阳能直接转换成电能。②应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能电子产品等。【热点题型精练】14．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15．图示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户，下列说法正确的是（）A．太阳能不是清洁能源 B．太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失 C．薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能 D．1g薄膜太阳能电池1h可提供2.16×104J的电能16．江滨大道缤纷园入口处，安装了两盏“风光互补”景观节能灯，如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是（）A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能 B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能17．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（）A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能 C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能 D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能18．“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的（选填“核裂变”或“核聚变”），太阳发出的光以km/s的速度向周围空间传播（不计空气的影响）。19．太阳能是人类能源的宝库，太阳已持续发光发热约50亿年，还能工作约50亿年。太阳能属于能源（选填“可再生”或“不可再生”）．太阳核心温度高达1500万℃，表面温度也约有6000℃，其原因就是太阳内部发生持续的（选填“核裂变”或“核聚变”），释放了惊人的能量。20．小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器。平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热。热水器铭牌如下。（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量？（1L＝10﹣3m3）（3）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要多少m3天然气？（天然气的热值为4.0×107J/m3）（4）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到35℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能）××牌热水器型号HM﹣20集热管数28支额定频率50Hz水箱容积200L集热管管长180cm额定电压220V防水等级A系统承压3.0MPa额定功率4400W考点04能源与可持续发展【高频考点精讲】一、能量的转化和转移1、能量转化：在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。2、能量转移：同种形式的能量从一个物体转移到另一个物体，能量的形式并没有发生变化，但存在的位置发生变化。二、能量的转化与转移具有方向性1、能量转化的方向性：我们利用的各种形式能量会自然地转化成内能，散失到周围的空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。例如，电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终变成了空气的内能，而空气的内能不会自动变成其他形式的能量。2、能量转移的方向性：热传递过程中，热量总是自然地由高温物体转移到低温物体，所以内能总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。【热点题型精练】21．今年“世界环境日”的主题是“提高你的呼声，而不是海平面”，海平面上升的主要原因是由于温室效应导致的全球气候变暖。下列获取电能的途径会加剧温室效应的是（）A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．核能发电22．我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量只有世界平均值的25%，是世界上人均水资源最贫乏的国家之一，所以保护水资源节约用水迫在眉睫，下列做法错误的是（）A．工业废水未经过处理直接排放到河水中 B．洗完菜的水用来冲厕所 C．使用节水器具 D．及时修理漏水龙头23．能源危机是人类社会面临的一个重大问题。我们所能利用的能源是有限的，也是有条件的，所以能源的利用要考虑可持续发展。下列有关能源问题的说法，正确的是（）A．太阳能和核能都是不可再生能源。水能和风能都是可再生能源 B．煤是可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染 C．核反应堆中发生的是可控制的核裂变，核电站主要将核能转化为电能 D．虽然能量的转化和能量的转移是有方向性的，但是所有的能量都可以被利用24．同学们都是未来理想能源的探索者和使用者。关于未来理想能源，下列说法不合理的是（）A．必须全部转化为电能，可以保证大规模使用 B．必须足够丰富，可以保证长期使用 C．必须足够便宜，可以保证多数人用得起 D．必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境25．随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化。煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭。液化气与煤相比，热学方面突出的优点是；环保方面突出的优点是。26．小涵同学发现他家的新能源汽车有轮胎气压监测功能，汽车停在楼下被太阳晒着的轮胎气压会高于没被晒到的，这是靠（选填“做功”或“热传递”）改变了胎内气体的内能。新能源汽车逐步取代传统燃油汽车，这可以有效减少的排放，改善环境。

第二十二章能源与可持续发展（核心考点讲练）考点01核能【高频考点精讲】一、能源1、概念：凡是能为人类提供能量的物质都叫做能源。2、能源与能量是两个不同的物理量，能源的利用过程实质上就是能量的转化和转移过程，能量则是物体做功本领的量度。3、生活中常见的能源：煤炭、石油、天燃气、汽油、柴油、热力、电力等。二、新能源1、新能源又称非常规能源，是传统能源之外的各种能源形式，例如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。2、相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大的特点，对于解决环境污染和资源枯竭问题具有重要意义。三、能源的分类1、从产生方式角度划分（1）一次能源：从自然界直接获取的能源，例如，煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。（2）二次能源：无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源，例如，电能、乙醇汽油、氢能、沼气。2、从是否可再生角度划分（1）可再生能源：可以从自然界中源源不断获取的能源，例如，水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。（2）不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源，例如，煤炭、石油、天然气、核能。【热点题型精练】1．下列每组能源中，属于一次能源的组是（）A．蜡烛、石油 B．煤、电能 C．煤气、汽油 D．风能、水能解：A、蜡烛必须通过一次能源的消耗才能获得的，是二次能源，石油可以从自然界直接获取，是一次能源，故A错误。B、煤可以从自然界直接获取，是一次能源，电能必须通过一次能源的消耗才能获得的，是二次能源，故B错误。C、酒精和汽油必须通过一次能源的消耗才能获得的，是二次能源，故C错误。D、风能和水能可以从自然界直接获取，是一次能源，故D正确。答案：D。2．清洁能源是指不排放污染物，能够直接用于生产、生活的能源。下列能源中都属于清洁能源的是（）A．太阳能、石油 B．石油、风能 C．太阳能、风能 D．风能、煤炭解：属于清洁能源的是太阳能、水能、地热能、风能等；煤、石油、天然气等化石能源使用时会造成污染，属于有污染的能源，故ABD不符合题意，C符合题意。答案：C。3．如今，已兴起新能源汽车的开发和投产；再过些年，常规汽车将停产，也将不允许再销售。你对这种趋势的分析，比较赞同的是（）A．使用新能源汽车有利于减弱城市热岛效应 B．新能源汽车显著减小体积有利于出行方便 C．新能源汽车能够更智能化，更方便使用 D．常规汽车的更新换代受限，不适应市场解：新能源汽车与常规汽车相比，最大的优点是可减少污染物的排放，可减轻大气污染，有利于减少雾霾天气，也可减少酸雨危害和城市热岛效应，故A正确；答案：A。4．下列关于能源的说法正确的是（）A．水能、风能和电能都是一次能源 B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用 C．如果大量利用太阳能，可能使太阳能在短期内消耗殆尽 D．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是不可再生能源解：A．风能、水能是一次能源，电能是二次能源，故A错误；B．天然气是一种清洁的能源，也是不可再生能源，人类不可以无尽地开发利用，故B错误；C．太阳能是可再生能源，短时间之内是消耗不完的，故C错误；D．煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故D正确。答案：D。5．能源也叫能量资源，它是我们社会得以发展的基石。下列能源中，属于一次能源的是①②④⑤（填序号，下同），属于二次能源的是③。①风能②太阳能③电能④地热能⑤水能。解：①风能、②太阳能、④地热能、⑤水能等是直接从自然界直接获取的能源，是一次能源；③电能是通过其他能源转化而来的，是二次能源。答案：①②④⑤；③。6．2023年3月2日，神舟十五号航天员乘组进行了第二次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作任务，安全返回问天实验舱，他们相互配合是靠电磁波来传递数据信息的，神舟十五号卫星是利用太阳能电池板来提供能量的，太阳能属于一次能源（选填“一次能源”或“二次能源”）。解：（1）电磁波可以传递信息，可以在真空中传播，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作任务，安全返回问天实验舱，他们相互配合是靠电磁波来传递数据信息的；（2）太阳能可以从自然界中源源不断的直接获取，所以太阳能是一次能源。答案：电磁波；一次能源。考点02核能【高频考点精讲】一、核能1、原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就会释放出巨大的能量，这就是核能。2、获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。3、优点：（1）消耗很少燃料就可以产生大量电能；（2）核电站可以大大减少燃料运输量。4、缺点：一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染。5、和平利用方式：核电站；非和平利用方式：原子弹。二、核电站发电过程中的能量转化1、转化过程：核能→内能→机械能→电能。（1）核反应堆把核能转化为内能，得到高温水蒸气；（2）水蒸气推动汽轮机转动，把内能转化为机械能；（3）汽轮机带动发电机发电，把机械能转化为电能。三、核聚变1、在超高温的条件下，将质量很小的原子核结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做核聚变，也叫热核反应。2、氢的同位素氘与氚的聚变是自然界中最容易实现的聚变反应。四、核裂变1、用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做裂变。2、原子核裂变时释放出核能，同时还会产生新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式应。如图所示，五、核裂变与核聚变的比较比较裂变聚变定义较大原子核分裂为较小原子核的过程质量很小的原子核结合成较大原子核的过程发生条件中子轰击较大原子核超高温释放核能大小巨大更加巨大应用或实例原子弹、核电站氢弹、太阳内部爆炸【热点题型精练】7．和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是（）A．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量 B．核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量 C．核能是可再生能源 D．核能是二次能源解：AB、核反应堆中，核能是通过核裂变释放的能量，故A错误、B正确；C、核能是利用放射性核燃料来释放能量的，而这些物质在地球上的储量是一定的，因此，属不可再生能源，故C错误；D、核能直接取自于地壳中的核物质，由这些核物质提炼而来，是一次能源，故D错误。答案：B。8．下列有关核能的利用，叙述正确的是（）A．原子弹是利用核聚变原理制成的一种核武器 B．氢弹是利用核裂变原理制成的一种核武器 C．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→机械能→电能 D．氢弹和原子弹爆炸时能量的转化和转移是有方向性的解：A、原子弹是利用核裂变原理制成的一种核武器，故A错误；B、氢弹是利用核聚变原理制造的核武器，氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多，B错误；C、核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动蒸气轮机转动，把内能又转化为机械能；蒸气轮机再带动发电机发电，得到电能；故能量转化的顺序正确的是核能→内能→机械能→电能，故C错误；D、能量散发出去后不能重新收集加以利用，即为能量的耗散现象，说明自然界中能量转化是有方向性的，故氢弹和原子弹爆炸时散发的能量的转移和转化也是有方向性的，故D正确。答案：D。9．继高铁之后，“华龙一号”核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发电项目。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（）A．核反应堆：核能转化为内能 B．蒸汽轮机：化学能转化为动能 C．发电机：电能转化为机械能 D．电取暖器：电能转化为机械能解：A、核电站在发电过程中，核能先转化为水的内能，使水的温度升高，故A正确；B、水受热以后温度升高，会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；C、蒸汽轮机带动发电机转动，发电机将机械能转化为电能，故C错误；D、电取暖器工作时，是将电能转化为内能的过程，故D错误。答案：A。10．关于核能的获得，下列说法中正确的是（）A．核反应堆就是利用原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置 B．重核裂变和轻核聚变是获得核能的两种方式 C．核电站可以使核能直接转化为电能 D．目前在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变解：A、核反应堆是利用原子核裂变的链式反应产生的能量，其过程是可控的，因此不是极短时间内释放出大量内能，故A错误；B、目前人类利用核能的两种方式是核裂变和核聚变，即是利用了原子核内部发生变化时释放出的巨大的能量，故B正确；C、核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能，故C错误；D、在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变，这种反应称为链式反应，故D错误。答案：B。11．如图所示，中国“人造太阳”﹣﹣大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过聚变（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为内能，从而获得上亿度的高温。解：东方超环的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，此过程中能量转化是原子核能转化为内能。答案：聚变；内。12．我国是一个能源相对缺乏的国家，现主要利用的化石能源依靠进口，化石能源是不可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它的大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核裂变（选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站；能源使用时要节约是因为能量转化具有方向性。解：（1）化石能源消耗完短期内不能在自然界得到补充，是不可再生能源；（2）核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；（3）能源使用时要节约是因为能量转化具有方向性。答案：不可再生；裂变；方向性。13．请根据下述材料，回答下列问题：核电站的工作原理你知道吗，核电站的工作原理并不复杂，核心组件主要就是核燃料、控制棒、减速剂和冷却剂。核电站里的铀﹣235会被制成直径1cm左右的二氧化铀，像纽扣电池一样一颗一颗地放入“燃料棒”中。十几根“燃料棒”和几十根“控制棒”组成一捆，称为“核燃料组件”。这些棒之间有孔隙，“冷却剂”在孔隙间流动，把核反应产生出来的热量带走，这些热量用来发电。核反应堆反应时，每个铀﹣235原子裂捕获一个中子发生裂变时要释放2～3个中子，所释放的中子又能够引起其他的铀﹣235原子核发生裂变。如果不控制核反应的剧烈程度，核反应产生的热量就要失控。想要控制核反应的剧烈程度，可以通过吸收一部分核反应产生的中子来实现，这个吸收中子的装置叫“控制棒”。“控制棒”在“核燃料组件”中的体积越大，吸收的中子数就会越多。除了“控制棒”，还要有“减速剂”。因为在裂变反应中，射出的中子有快有慢，只有能量比较低、速度比较慢的那些中子才能有效地被其他的铀﹣235原子核捕获，从而发生裂变反应。某时刻捕获到中子的铀﹣235原子核越多，裂变反应就越剧烈。“减速剂”就是用一些质量轻的原子，反复和高速的中子碰撞，几次碰撞之后，中子的速度就会慢慢降下来，以便于铀﹣235原子核捕获。铀﹣235原子核裂变后产生的热量会被“冷却剂”﹣﹣水带走。水吸收热量后汽化成水蒸气，这样水蒸气就能推动汽轮机从而带动发电机发电啦。（1）核电站中的核反应属于核裂变；（选填“核裂变”或“核聚变”）（2）如果反应堆中的核反应过于剧烈，应该采取的措施是A。A．将“控制棒”插入“核燃料组件”B.从“核燃料组件”中拔出“控制棒”（3）关于“减速剂”的作用，下列说法正确的是A。A．可以加剧裂变反应B.可以减缓裂变反应C.可以增加核反应放出的中子（4）核电站发电的全过程中，涉及到的主要能量转化有核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。解：（1）核电站中的核反应属于核裂变。（2）如果反应堆中的核反应过于剧烈，可使用“控制棒”。（3）“减速剂”使中子减速，便于以便于铀﹣235原子核捕获，使反映剧烈。（4）阅读文字可知，发电过程涉及到的主要能量转化又有，核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。答案：（1）核裂变；（2）A；（3）A；（4）核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。考点03太阳能【高频考点精讲】一、太阳能1、太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。2、优点：供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。3、缺点：分散性广、昼夜稳定性差、可转化率低。4、地球上几乎所有的能源都来自太阳能（核能、地热能、潮汐能除外）。二、太阳能的利用及转化1、利用途径（1）用集热器把水等物质加热，例如，太阳能热水器等；（2）用太阳能电池把太阳能转化成电能。2、转化途径（1）光热转换①原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能。②应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室等。（2）光电转换①原理：根据光电效应，太阳能直接转换成电能。②应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能电子产品等。【热点题型精练】14．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解：A、太阳能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故A错误；B、蓄电池为汽车提供动力时，先将化学能转化为电能，然后将电能转化为机械能，故B错误；C、由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能，故C正确；D、太阳能汽车将太阳能转化为电能，再将电能转化为其他形式的能，故D错误。答案：C。15．图示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户，下列说法正确的是（）A．太阳能不是清洁能源 B．太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失 C．薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能 D．1g薄膜太阳能电池1h可提供2.16×104J的电能解：A、太阳能清洁环保无污染，所以A错误；B、太阳能从太阳传递到薄膜电池上有一定的效率，所以有能量损耗，所以B错误；C、薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能，所以C错误；D、可根据题目已知条件“1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能”进行单位换算得出以焦耳为单位的电能数值，6×10﹣3kW•h＝6×10﹣3×3.6×106J＝2.16×104J，D正确。答案：D。16．江滨大道缤纷园入口处，安装了两盏“风光互补”景观节能灯，如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是（）A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能 B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能解：这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能；“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能；所以明确“风光互补”景观节能灯的各部分功能后，即可得知A选项正确。答案：A。17．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（）A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能 C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能 D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能解：A、绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；B、太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误。答案：A。18．“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的核聚变（选填“核裂变”或“核聚变”），太阳发出的光以3×105km/s的速度向周围空间传播（不计空气的影响）。解：由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应；光在真空中的传播速度为3×105km/s。答案：核聚变；3×105。19．太阳能是人类能源的宝库，太阳已持续发光发热约50亿年，还能工作约50亿年。太阳能属于可再生能源（选填“可再生”或“不可再生”）．太阳核心温度高达1500万℃，表面温度也约有6000℃，其原因就是太阳内部发生持续的核聚变（选填“核裂变”或“核聚变”），释放了惊人的能量。解：太阳能都能从自然界源源不断地获得，它们属于可再生能源；在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。答案：可再生；核聚变。20．小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器。平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热。热水器铭牌如下。（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量？（1L＝10﹣3m3）（3）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要多少m3天然气？（天然气的热值为4.0×107J/m3）（4）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到35℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能）××牌热水器型号HM﹣20集热管数28支额定频率50Hz水箱容积200L集热管管长180cm额定电压220V防水等级A系统承压3.0MPa额定功率4400W解：（1）∵电热水器正常工作，∴U＝U额＝220V，P＝P额＝4400W；∵P＝IU∴电热水器正常工作时的电流：I=P热水器电热丝的电阻：R=UI=（2）水的质量：m＝ρ水V＝1000kg/m3×200×10﹣3m3＝200kg；吸收太阳的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃﹣20℃）＝2.52×107J；（3）由题知，Q吸＝Q放＝Vq，所以需要天然气的体积：V=Q放q（4）水从35℃加热到50℃吸收的热量：Q吸′＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃﹣35℃）＝1.26×107J，由题知，W电＝Q吸′，∴电加热器正常工作时间：t=W答：（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是11Ω、20A；（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107J；（3）不考虑热量的损失，需要0.63m3天然气；（4）现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作2864s的时间。考点04能源与可持续发展【高频考点精讲】一、能量的转化和转移1、能量转化：在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。2、能量转移：同种形式的能量从一个物体转移到另一个物体，能量的形式并没有发生变化，但存在的位置发生变化。二、能量的转化与转移具有方向性1、能量转化的方向性：我们利用的各种形式能量会自然地转化成内能，散失到周围的空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。例如，电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终变成了空气的内能，而空气的内能