浙江省中考科学一轮复习基础通关课件第十七讲核能能源能量的转化和守恒

一、能源1.能源是能够为人类提供某种形式能量的物质或物质的运动。能源的能量较为集中，且易为人们所利用。

2.能源的种类很多，煤、石油、天然气称化石能源，是目前世界上使用最广的能源形式。核能（原子能）发电是能源家庭中的后起之秀，是目前能源的重要补充形式。

3.能源可分为一次能源和二次能源，一次能源是指可以直接从自然界获取的能源，二次能源是指无法从自然界直接获取，需通过消耗一次能源才能获得的能源。

太阳能、风能、潮汐能、地热能、氢能等都属于新能源。人类利用太阳能的方法和途径很多，可以直接利用，也可以间接利用，人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能。二、核能

1.原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的，质子和中子质量几乎相等。若原子核内具有较多的质子和中子，称之为重核，反之称为轻核。重核裂变后变成若干较小的原子核，轻核在超高温条件下能聚合成较大的原子核。原子核发生变化时都会释放出大量的能量。

2.核能指的是原子核发生变化时释放的能量。获得核能有两条途径：重核裂变、轻核聚变。

（1）重核原料的含量和体积达到一定数值时能发生重核裂变的链式反应。原子弹的原理就是重核裂变，核电站是在可控反应速度的条件下将重核裂变释放的核能转化为内能后，再利用汽轮机将内能转化为机械能，最后利用发电机将机械能转化为电能。

（2）氢弹的基本原理是利用重核裂变产生的超高温条件下引起轻核发生聚变（即先引爆原子弹再引爆氢弹），氢弹威力更大。由于轻核聚变反应条件要求较高，且难以人工控制，所以轻核聚变的民用化仍在研究之中。

三、太阳能

1.太阳核心每时每刻都在发生聚变，释放出巨大的能量。太阳能是人类所用大部分能量的源泉。

2.利用太阳能的方式主要有三种：光热转换（太阳能集热器）、光电转换（太阳能电池）、光化转换（光合作用）。四、能量的转化与守恒

1.能的转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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.能量在转化或转移过程中，一定会有部分能量因为摩擦等原因以内能等形式散失掉，所以“永动机”是不可能实现的。

3.能量的转移和转化有一定的方向性：①热量只能自发地（不需要任何外界干预，或不需要满足任何条件）从高温物体转移到低温物体，反之要想使热量自发地从低温物体转移到高温物体是不可能的。②其他形式的能量可以无条件（自发地）地转化为内能，而内能不可无条件地转化为其他形式的能量。知识点一

核能的利用

核比热容

方法归纳

本题考查了对核电站的相关知识的了解，包括基本原理、水的冷却作用以及发电量的计算，属于基础题，难度不大。

易错误区

本题计算燃煤用量时，核电产生的电能就等于燃料产生的热量。知识点二

能量转化与守恒、能源

下列关于能量和能源的说法中正确的是(

)

DA.能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加B.能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少C.能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要D.能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源解题思路

根据能量转化和守恒定律可知能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少。能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，能量的转化和转移具有方向性，朝可利用率低的方向转化，可利用率越来越低，现有可利用的能源有限，故必须节约能源。

方法归纳

本题涉及的知识有能量的转化与守恒，能量转化和转移的方向性以及节约能源的原因。

易错误区

能量在转化或转移过程中，虽然遵守能量转化与守恒定律，但并非意味着可利用的能量不变。能量转化具有方向性，转化后能量的可利用率是降低的。知识点三

新能源的利用

某市地处沿海，风力资源极为丰富。如图甲所示为某地风力发电场的图景。风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。请回答下列问题：（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、________（填“可再生”或“不可再生”）能源。可再生解题思路

风能可以从自然界中源源不断地得到，风能是取之不尽、用之不竭的能源，所以风能是可再生资源。（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度____（填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同而产生向__________差，使风叶旋转。小上的压力解题思路

风机叶片材料质量小、强度大、耐磨损、密度小、硬度大，可以减小阻力，延长使用寿命，便于安装等；由图乙可知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，由于叶片两面空气流速不同而产生向上的压力差，使风叶旋转。

越大

（4）请你根据图像判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效益？______（填“能”或“不能”）。不能解题思路

台风来临时，不能给风力发电带来最大的经济效益。方法归纳

本题涉及面较广，要求通过练习提高对新事物的分析和判断能力，并注意用词的准确性。易错误区

第（2）小题要用气体流速与压强的关系来分析。

型号

集热管数28支额定频率

水箱容积

集热管管长

额定电压

防水等级A系统承压3.

额定功率

自身质量

采光面积2.

（1）太阳的巨大能量来自太阳内部的__________________反应。核聚变（或热核）解题思路

太阳光可以源源不断地从自然界得到，是可再生能源。太阳能来自太阳内部的核聚变（热核反应）。（2）当热水器内蓄满水时，热水器每天接受的太阳辐射能使水温升高多少摄氏度？

解题思路

利用太阳能的辐射功率、接收面积和时间先求出接受的太阳能，再根据密度公式求出质量，利用热量公式求得温度的变化。

解题思路

利用吸热公式先求出水吸收的热量，结合效率以及功率公式求得加热时间。

方法归纳

理解和掌握热量计算公式，再一步一步计算即可。

易错误区题目中提供的数据较多，且计算步骤不少，在代入数据计算时易出错。

考点范围

能源、能量的利用与计算。拓展训练1.【内江】核能的开发和利用给人类解决能源危机带来了希望，但同时也可能带来严重的环境污染。1986年切尔诺贝利核电站和2011年3月日本福岛第一核电站都发生了严重的核泄漏。关于核辐射及核能的利用，下列说法中正确的是

(

)

√2.【常州】在探索微小粒子的历程中，科学家们用一系列高能物理实验证实了大量微小粒子的存在。下列微粒按空间尺度从大到小排列的顺序正确的是

(

)

BA.原子、原子核、夸克、质子

B.原子、原子核、质子、夸克C.夸克、质子、原子核、原子

D.质子、夸克、原子核、原子3.下列事例中能表示能量转化或转移具有方向性的是(

)

BA.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体C.动能可以和重力势能相互转化D.电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能4.由瑞士制造的“阳光动力2号”太阳能飞机是一架长航时、不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机。下列关于太阳能飞机的说法中正确的是

(

)

AA.白天需攀升至更高的高空飞行B.太阳能电池板的作用是将太阳能转化为内能C.飞行时，机翼上方气体的流速比下方气体的流速小D.它的动力装置选用汽油机5.获取核能的两条途径是重核______和轻核聚变。如图所示，其中图____属于轻核聚变。裂变乙6.中国南海地区储存大量的天然气和可燃冰，它们属于__________（填“可再生”或“不可再生”）能源。“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______很大。不可再生热值7.太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热。下表是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：型号真空管

直径×长度容积

集热管采光面积

吸热功率

水温

2002.90

其中“吸热功率”是指在阳光照射下，集热管每秒钟吸收太阳辐射的能量（热量）。

8.国际热核聚变实验堆计划是人类开发新能源的一个重大尝试，也是中国以完全平等地位参加的最大的国际科技合作项目。相关资料如下：

资料1：人工热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚实现的核聚变。反应后的生成物是无放射性污染的氦。由于反应堆温度高，释放出来的核能多，俗称“人造太阳”。

请根据以上资料回答下列问题：（1）用可控核聚变发电跟裂变相比，有哪些突出优点？（写出两点）[答案]

可控核聚变发电跟裂变相比，突出的优点有：①可控核聚变反应的生成物，无放射性污染；②反应物质的总量巨大，足够人类使用很长时间。

走进重高1.【嘉兴】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向性的。下列几幅图按能量转化的顺序排列，正确的是

(

)

CA.①②③④

B.②③④①

C.②①③④

D.①③④②2.【天门】下列各种形式的能源中，不属于一次能源的是(

)

AA.电能

B.风能

C.水能

D.太阳能3.利用太阳能发电的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。我国的光伏行业发展很快，光伏发电并网装机容量连续多年稳居全球首位。下列说法中正确的是

(

)

AA.光伏效应是将太阳能转化为电能B.太阳能是不可再生能源C.太阳能和电能都属于一次能源D.化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的4.【武汉】关于能量与能源，下列说法中错误的是(

)

CA.能量的转化、能量的转移，都是有方向性的B.人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响C.化石能源、水能、核能，不能短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源D.可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向5.【烟台】如图所示为核电站发电流程图。在核电站发电过程中，能量转化的先后顺序是(

)

C

6.【湖州】如图所示为某科技馆的一台“永动机”，由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原。关于该“永动机”的说法中正确的是

(

)

DA.科技发展制造出了永动机

B.转动会使水温升得更高C.记忆合金是一种新型化合物

D.水的内能转化为转轮的机械能7.【益阳】下列关于核能的说法中正确的是(

)

BA.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的B.核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方C.核反应堆可将核能直接转化成电能D.我国已建成可控核聚变反应堆8.【绍兴】排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。（1）解释整个过程中能量是否守恒。[答案]

排球下落、与地板的每次碰撞及排球上升过程中，能量始终守恒。排球与空气摩擦、与地板碰撞的过程中有机械能转化成内能和转移出去，但这些能量的总和仍然保持不变。

[答案]

排球接触地面后，受到重力和地面的弹力的作用，弹力小于重力，排球的重力势能转化成动能和弹性势能。到B点时，排球的重力等于受到地面的弹力，动能达到最大。从B点到形变最大，弹力大于重力，重力势能和动能全部转化成弹性势能。