3.7-3.8 核能 能量的转化与守恒（原卷版）

3.7-3.8核能能量的转化与守恒

学习目录

目录

模块一知识网络....................................................................................................................................1

模块二知识掌握....................................................................................................................................2

知识点一、核能..............................................................................................................................2

知识点二、能量的转化与守恒......................................................................................................2

【巩固提高】..........................................................................................................................................6

知识重点

模块一知识网络

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模块二知识掌握

知识点一、核能

1、原子结构

原子核质子（带正电）

中子（不带电）

核外电子（不带电）

2、核能：原子核在发生改变的过程中，释放出巨大的能量。也叫原子核能或原子能。

获得核能裂变：是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。

的两条途原子弹、核电站、核潜艇是根据裂变的原理制造的，

径：聚变：2个质量较小的原子核，在超高温条件下聚合成质量较大的一个新核，同时释放出

裂变和聚能量的过程。聚变又叫热核反应。

变氢弹是根据聚变的原理制造的

核电站

1、核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。核反应堆是通过可以控制的裂变反应释放核能的

设备。

2、核电站中发生的能量转化是：核能→内能→机械能→电能。我国第一座核电站是浙江秦山核电站

3、原子核的裂变和聚变都会产生一些发射性物质，如α射线、β射线、γ射线。

其中可以用于机械设备探伤、种子变异、治疗肿瘤的是。

知识点二、能量的转化与守恒

1、能的转化和守恒定律：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者

从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。

2、能的转化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运

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动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。

3、能量的转移和转化有一定的方向性。

*“永动机”不可能成功是因为它违背了能的转化的守恒定律。

*自然界的事物的运动和变化都必须遵循能量转化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件却不一

定能够发生。

[例题1]（2023•拱墅区模拟）电影《厉害了，我的国》自今年3月2日在全国上映来燃爆各大影院，

特别是作为大国工程和“一带一路”国家名片的“华龙一号”核电机组（如图），代表创新成果

的人造太阳，在影片中亮相，再次彰显了大国实力，很是抢镜！以下关于核电站说法正确的是

（）

A．利用核聚变原理

B．利用核裂变原理

C．核能直接转化为电能

D．核能是原子内部的化学反应释放出来的能量

[例题2]（2023•温州模拟）2020年12月，温州首个核电站三澳核电站获国家批准建设。该核电站

的发电原理及电能输送如图所示，则以下叙述不正确的是（）

A．核反应堆里的是核裂变反应

B．汽轮机将机械能转化为内能

C．发电机的主要原理是电磁感应

D．电网在输送电能时会消耗电能

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[例题3]（2022秋•舟山期末）2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光

的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未

来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的

核材料是下列中的（）

A．氢（H）B．氦（He）C．铀（U）D．钚（Pu）

[例题4]（2022秋•婺城区期末）如图，利用核能发电是人类和平利用核能的一个重要方向。下列

有关核电站的叙述正确的是（）

A．核反应堆是利用核聚变的原理工作的

B．核反应堆中发生的链式反应是可控的

C．其能量转化为：核能→机械能→内能→电能

D．核反应堆产生的废料对环境和人体是无害的

[例题5]（2022秋•衢江区校级期末）如图所示，用中子轰击铀﹣235原子核产生氪核和钡核，释放

出核能。下列说法正确的是（）

A．核能是一种可再生能源

B．该模型表示的是核聚变

C．目前核电站是利用核裂变反应发电的

D．该反应不会产生放射性物质

[例题6]（2023•鄞州区一模）如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这

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种能量通过再次转化储存在大容

量蓄电池内。夜晚蓄电池给路灯供电。下列说法正确的是（）

A．路灯上的塑料灯罩和铝合金灯柱都属于有机合成材料

B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能

C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能

D．路灯的灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能

[例题7]（2023•天台县一模）马丁喷气背包是“世上操作最简单的飞行器”，它很好驾驭，你只要

系好安全带，旋转操作杆，它就会带你离开地面，如图所示。

（1）飞行背包发动燃料为汽油，则汽油燃烧时将能转化为内能。

（2）喷气飞行背包向下快速喷气，使人腾空而起，说明物体间。

（3）要使“火箭人”悬停在空中，背包喷出气体的方向应该是。

[例题8]（2023•杭州一模）滑雪是北京冬奥会的项目之一，里面蕴含着很多科学知识。

（1）图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑，速度逐渐增大，他的机械能（选填

“变大”、“变小”或“不变”）。

（2）若某段坡而的高度为H、长度为L、粗糙程度相同，重为G的运动员保持姿势不变恰好沿

该坡面自由匀速滑下，滑行时的模拟图如图乙所示，则受到的摩擦力方向为沿坡面（选填

“向下”或“向上”），受到的摩擦力大小为（用题中的字母表示），忽略空气阻力。

[例题9]（2023•下城区模拟）如图所示，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止

开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球由A点运动到O

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点的过程中，小球的重力势能是的（填“增大”“不变”或“减小”），小球在B点的机械

能在A点的机械能（填“大于”“等于”或“小于”），小球离开B点后的运动轨迹应该是

图中的曲线。

[例题10]（2022秋•余姚市期末）北京时间2022年11月12日10时03分，搭载天舟五号货运飞船

的长征七号火箭，在我国文昌航天发射场点火发射（如图甲所示），约10分钟后，天舟五号货

运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，飞船太阳能帆板顺利展开工作（如图乙所示），发射

取得圆满成功。

（1）火箭点火，燃料燃烧发生的是（选填：“物理”或“化学“）变化。

（2）搭载在飞船上的补给物资送达我国空间站时，补给物资的质量将（选填：“变大”、

“变小”或“不变”）。

（3）飞船太阳能帆板顺利展开工作，就是在太阳光照射下，能为飞船上的电器设备提供能量。

太阳能帆板工作时是将能转化为能。

【巩固提高】

1.（2022秋•余杭区校级月考）发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图所示为核电站工

作流程，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（）

A．核反应堆：核能转化为机械能

B．蒸汽轮机：机械能转化为内能

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C．发电机：电能转化为机械能

D．应用：电能转化为化学能

2.（2021秋•湖州期末）2021年12月3日，中国南方首个核能供热项目在浙江海盐正式投运。下

列相关说法错误的是（）

A．核电站利用核裂变释放的核能

B．核反应堆将核能转化为内能

C．核反应堆中链式反应是可以控制的

D．核电站产生的核废料对环境没有污染

3.（2022•海曙区校级三模）对下面的四幅图描述错误的是（）

A．甲图说明发声的音叉在振动

B．乙图将直导线AB南北朝向放置，闭合开关后实验现象更明显

C．丙图的核能释放方式也叫热核反应

D．丁图说明摩擦可以创造电荷，使物体带上静电，所以能吸引轻小物体

4.（2021秋•新昌县期末）关于核电站，小科总结了以下四种说法，其中正确的是（）

A．核电站是利用氢核的聚变产生的能量来发电的

B．核电站的核心是利用核反应堆控制核能平稳地释放

C．核电站的反应堆中放出的核能可以直接转化为电能

D．核电站产生的废料可以直接排放到大海中

5.（2021秋•柯桥区期末）2021年12月20日，全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东

荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。关于核能的应用，下列说法中正确的是（）

A．原子弹是根据核聚变的原理制成的

B．现有核电站核变原理与氢弹核变原理相同

C．核能有核辐射危险，我们应该完全杜绝核能发电

D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能

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6.（2022•宁波）核酸检测采样时使用的“采样拭子”，其顶端是如图所示的植绒拭子，安全、无

毒。有一种植绒方式是：植绒机产生数万伏的高压静电，通过电子转移让喷头中的绒毛带上负

电荷，然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂，移动喷头靠近被植绒物体，绒毛在高压静电作用

下从喷头中飞升到被植绒物体表面，呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴

含了许多科学知识，下列描述不合理的是（）

A．喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子

B．以移动的喷头为参照物，被植绒物体是运动的

C．绒毛能在高压静电作用下运动，是由于能量可以创生

D．绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面，是由于力能改变物体的运动状态

7.（2022•温州模拟）2019年8月23日，由俄罗斯建造的世界首座浮动核电站——“罗蒙诺索夫

院士”号浮动核电站开赴北极圈，这座海上浮动式核电站发电量达70百万瓦，足够3.5万户家

庭使用。下列有关浮动核电站的说法不正确的是（）

A．能量转化时先将核能转化为化学能

B．获得核能的途径是核裂变

C．发电量达70百万瓦指的是发电功率

D．受到的浮力大小等于它的重力

8.（2022秋•海曙区期中）物质具有能量，能量有各种形式，并且各种形式的能量可以相互转化。

白溪水电站发电时，其能量的形式转化是（）

A．电能转化为水能B．水能转化为电能

C．光能转化为电能D．风能转化为电能

9.（2022秋•北仑区期中）关于能量，下列说法错误的是（）

A．我们周围的物质都具有能量

B．不同形式的能量可以相互转化

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C．0℃的冰块没有能量

D．声音既能传递信息又能传递能量

10.（2022秋•镇海区期末）汽车燃烧汽油前进，汽油的能转化为汽车向前运动的能，

近几年电动汽车技术不断成熟，电动汽车是通过能转化为汽车运动的能量。

11.（2023•婺城区三模）“自热火锅”给我们的生活带来一定的便利。小龙同学就某种自热火锅的

“自热”原理产生了兴趣，查阅到的相关资料如下。

①自热火锅食用方法：下层底盒中倒入适量冷水，打开加热包塑料膜，将加热包放入凉水中，放

上上层食材盒，倒入一定食用冷水，盖上盖子，15分钟后，即可开盖食用。（图乙为自热火锅结

构示意图）、

②加热包内含有铁粉、铝粉、焦炭粉、生石灰等物质，其中的金属粉末与炭粉在热水中发生化学

反应，可短时间放出大量的热，后续缓慢放热。

③自热火锅工作时，下层加热盒中空气温度随时间变化的图像如下图丙所示。

（1）自热火锅在加热食物过程中的能量转化：。

（2）为解释自热火锅的工作原理，请结合上述材料，对0a、ab、bc各段的温度变化做出解释。

12.（2022秋•临海市期末）台州已成为发电大市，有多种发电方式。如图甲所示为三门核电站发

电流程图，目前核电站主要利用（选填“核聚变”或“核裂变”）获得核能。如图乙所示

为温岭江厦潮汐发电的原理图，从能量转化角度来说，就是利用海水的能，通过水轮发电

机转化为电能。

13.（2023春•义乌市期中）2020年12月17日，嫦娥五号顺利完成月面采样，携带2千克月壤成

功返回地球。

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（1）探测车在采集月球表面月壤样本时，机械臂简化图如图乙所示，OB＝4OA，不计自身重力，

当采集2千克月壤时，在A点至少需要施加N的拉力。（月球表面g取1.6牛/千克）

（2）月壤中含有丰富的理想能源氦﹣3，有科学家推测氦﹣3原子核能发生如图丙所示的核聚变

反应，释放巨大的能量。图丁中能正确表示图丙“M