2024解析：第二十二章能源与可持续发展-讲核心（原卷版）

第二十二章能源与可持续发展-讲核心模块要点考查方式学习要求考查类型等级划分1个要点能源能源的分类概念辨析常考点☆核能、太阳能的开发与利用概念辨析常考点☆能源危机与可持续发展规律应用常考点☆人类利用能源的历程人类利用能源的过程，实质是能量的转移和转化.能源的分类分类标准类型定义实例可否再生可再生能源可以从自然界源源不断地得到的能源太阳能、风能、水能等不可再生能源不能在短时间内从自然界得到补充的能源化石能源、核能等能源的来源一次能源可以从自然界直接获取的能源化石燃料、太阳能、风能、水能等二次能源无法从自然界直接获取，需要消耗一次能源才能得到的能源电能、煤气等对环境的影响清洁能源（也称绿色能源）对环境无污染（或污染很小）的能源太阳能、水能、风能等非清洁能源对环境污染很大的能源煤、石油等化石能源温馨提示经过漫长地质年代形成的能源称为化石能源，例如煤、石油、天然气等.核能定义质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时所释放出的能量优点（1）核能能量十分巨大，能极大地补充人类能源的不足，使用核能大大地节约了常规能源（2）核能能够解决能源分布不均衡问题缺点（1）不可再生（2）核燃料产生核辐射，使用不当会对地球上的生物造成伤害知识拓展国际放射性标志裂变和聚变获取核能的途径核裂变核聚变概念较重的原子核裂变成较轻的原子核并释放出核能的一种核反应较轻原子核结合为较重的原子核并释放出巨大能量的一种核反应反应方式链式反应热核反应实际应用原子弹、核能发电氢弹能量释放巨大的能量反应程度非常剧烈易错辨析目前核电站和原子弹的原理都是核裂变，但核电站的链式反应是可控的，原子弹则是不可控的核裂变.太阳能太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。太阳能的利用（1）间接利用太阳能：化石能源（光能----化学能）；生物质能（光能----化学能）。（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能----内能）；太阳能电池：（光能----电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。1.近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（）①可再生能源②不可再生能源③常规能源④新能源A.①③ B.①④ C.②③ D.②④2.如图所示，下列发电站发电过程中，利用不可再生能源发电的是（）A.核电站 B.风力发电站C.水力发电站 D.太阳能发电站3.现代社会倡导“节能减排，低碳生活”。下列能源中属于二次能源的是（）A.电能 B.石油 C.核能 D.太阳能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5.2022年5月30日，我国首座潮光互补型光伏电站并网发电，通过光伏发电、潮汐发电实现“日月同辉”。发电站分别把太阳能和月亮潮汐能转化为______。太阳能和潮汐能都属于______能源。6.2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船发射圆满成功。航天英雄在太空中利用______与地面互相传递信息；当飞船的太阳能帆板打开时会把太阳能转化为______能；太阳能属于______能源（填“一次”或“二次”）。7.如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变（人造太阳）上取得重大突破。核聚变过程中产生的能量是（）A.核能 B.动能 C.机械能 D.重力势能8.中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（）A.钍基熔盐堆不产生核废料B.钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆C.钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低D.钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量9.2021年4月13日，日本政府召开阁僚会议，正式决定向太平洋排放福岛第一核电站的核废水。消息一出，引起有关各方强烈反响。关于此事件涉及的物理知识，下列说法正确的是（）A.因为海水有自净能力，所以核废水可以不经过任何处理随意排入大海B.核电站是将核能直接转化为电能，供外界使用C.核电站是利用可控的核聚变来工作的D.媒体在短时间就能让世界人民知晓日本政府会议内容是利用了电磁波传递信息10.学习强国平台发布：“科学岛”上的我国大科学装置“东方超环”取得重大突破，等离子体中心电子温度首次实现1亿摄氏度运行近10秒。“东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。该装置由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，也是中国第四代核聚变实验装置。下列哪组核能利用方式与之相同是：（）（1）原子弹（2）氢弹（3）江苏田湾核电站（4）太阳A.（1）（2） B.（1）（3） C.（2）（3） D.（2）（4）11.“华龙一号”是我国核电走向世界的“国家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商业运行，这对助力碳达峰、实现碳中和具有重要意义。“华龙一号”核电站反应堆内的核反应是（）A.可控的裂变 B.不可控的裂变C.可控的聚变 D.不可控的聚变12.下列关于太阳能的说法正确的是（）A.太阳能属于二次能源B.太阳能属于不可再生能源C.太阳是一个巨大的“核能火炉”D.太阳能电池直接将太阳能转化为化学能13.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14.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15.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16.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”）。17.太阳能属______（选填“可”或“不可”）再生能源，在我国新农村建设中已被广泛使用。如平板式集热器可吸收太阳辐射，将集热器内的水加热，这是利用______的方式增加水的内能。18.2021年10月20日，中国“人造太阳”一大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造了世界新纪录，在上亿摄氏度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生___________（选填：“裂变”或“聚变”）释放出巨大的核能。太阳能安全、清洁，它属于___________（选填：“可”或“不可”）再生能源。19.如图是根据初中物理能源的有关内容绘制的知识结构图，线条表示知识间的逻辑联系，据此完成以下小题。（1）化石能源和太阳能中属于可再生能源的是______；（2）目前核电站发电，释放核能的方式是______；（3）图中①为连接化石能源与太阳能之间的线条，②为连接核聚变与太阳能之间的线条，请任意选择其中一根线条说明它所表示的物理意义______。20.阅读《核聚变与中国的“人造太阳”》回答问题。核聚变与中国的“人造太阳”2021年5月，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒运行，标志着我国受控核聚变研究工作又上升到一个新的水平。人们对核聚变的研究源于对太阳能源的认识。太阳每秒辐射出的能量约为3.8×1026J。是什么使太阳有如此丰富的能量？科学家们通过研究发现，太阳中心区处于高温、高压和高密度状态。在此条件下，原子的所有电子几乎都摆脱了原子核的束缚，这些失去电子的原子核相互之间的距离很小，易于结合成质量较大的原子核，同时释放出能量。因此，太阳的能源是核聚变释放出来的。人们也一直在努力尝试实现受控核聚变，进而利用核聚变中的能源。与核裂变相比，核聚变有很多优点。第一，核聚变产能效率高。第二，地球上核聚变燃料氘和氚储量丰富。第三，核聚变更为安全、清洁。然而，在地球上要想实现受控核聚变，需要将超高温（1亿摄氏度以上）状态下的核燃料，长时间地约束在一个非常小的空间内。但是地球上没有任何容器能够承受如此高的温度，为此科学家们想到了利用磁场来约束，并设计了名为托卡马克的实验装置，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，如图所示。由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，因此超高温状态下的核燃料可以被托举在磁场中，避免与容器直接接触。为了更好地约束上亿摄氏度的核燃料，人们利用超导材料制作导体线圈来产生强大的电流和磁场。目前，关于受控核聚变的研究工作还在继续，相信不久的将来这一领域将有所突破。核聚变能一旦开始大规模地开发利用，就可以向人类提供“取之不尽，用之不竭”的能源，这将帮助人类彻底解决能源危机。（1）“人造太阳”是通过______（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量的；（2）原子是由原子核和_______构成的；（3）相比核裂变，核聚变具有的优点是：_______；（4）请你根据所学知识，解释超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流的原因。_______21.新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法不正确的是（）A.核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源 B.核电站利用核裂变释放的能量来发电C.氢燃料发动机将化学能转化为机械能 D.新能源的开发可以有效缓解能源危机22.目前我国在能源、材料和航天等领域都取得了巨大成就。下列说法正确的是（）A.核能和地热能都是可再生能源B.半导体是制造集成电路的重要材料C.地面控制中心通过超声波与空间站中的航天员通信D.空间站上太阳能电池板将太阳能转化为内能23.2022年6月2日，我国发布了“十四五”可再生能源发展规划，确立了到2025年实现可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时的目标，为此需要逐步减少（）A.煤炭、天然气发电 B.太阳能、风力发电C.海水涨落潮汐发电 D.水力发电24.人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是（）A.现代生活离不开电，电力是一次能源B.提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一C.新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值D.能量既不能创造，也不会消灭，所以不用节约能源25.无锡市歌《太湖美》中唱到太湖美呀，太湖美，美就美在太湖水”，节约用水，加强水资保护。下列做法中错误的是（）A.农业灌溉推广滴灌 B.不向太湖排放工业污水C.将饮料瓶扔进湖中 D.洗手后及时关闭水龙头26.能源和信息在我们生活生产中越来越重要，下列说法中正确的是（）A.可以利用月球作为微波通信的中继站B.光在光导纤维中是通过光的反射传播的C.水能是一次能源，所以水力发电产生的电能也是一次能源D.原子核聚变和裂变能释放出惊人的能量，所以核能是可再生能源27.河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一、该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（）A.风能和光能是不可再生能源B.该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能C.根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能D.风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的28.关于能源、环境保护及能量守恒定律，下列说法正确的是（）A.可燃冰、石油都属于可再生能源B.废旧电