资源描述
18.2核能
◆要点1 核能
〔1〕定义：当原子核发生变化时，可能释放出惊人的能量，称为核能。
〔2〕特点：
①能量巨大，补充了人类能源的缺乏，大大节约常规能源。
②能够解决能源分布不平衡的问题。
〔3〕缺点：
①不可再生；
②产生辐射，使用不当会对地球生物造成伤害。
◆要点2 核裂变和核聚变
〔1〕核裂变：
①定义：用中子轰击质量较大的铀，使其分裂成两个或两个以上中等质量的原子核，同时释放出巨大能量，这是核裂变。
②应用：原子弹、核电站。
③链式反响：用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，于是导致一系列铀核持续裂变，并释放大量核能，这就是链式反响。
〔2〕核聚变：
①定义：某些轻核〔质量很小〕，在超高温下结合成一个新核，同时释放出大量的能量，称核聚变，有时也成为热核反响。
②应用：氢弹。
◆要点3 核电站
〔1〕核电站核心设备是核反响堆，其中的链式反响是加以控制的，使其缓慢、平稳释放核能。
〔2〕核电站的特点：运输量少，本钱低，功率大，但会产生放射性污染。
18.3 太阳能
◆要点1 太阳能的产生于特点
〔1〕产生：太阳内部时刻在发生核聚变，并释放巨大的能量。
〔2〕太阳能特点：
①供给时间久。
②分布广、获取方便。
③平安、清洁、无污染。
〔3〕缺点：
①单位面积获得太阳能量较小；
②受地域、时间和气候限制明显。
◆要点2 太阳能的利用
〔1〕光化转换：植物吸收太阳能进行光合作用，转化为生物质能，以化学能形式储存在植物中。
〔2〕光热转换：太阳能被大气和水，其他物体吸收，可以给物体加热。
〔3〕光电转换：太阳能发电，如太阳能电池。
Δ根底题系列
◆1.〔2022·泰州〕以下属于非清洁能源的是( )
A. 太阳能 B. 煤炭 C. 风能 D. 水能
【答案】B
【解析】
大力开发太阳能、水能、风能、海洋能和生物质能等能源，可以减少环境污染，太阳能、水能、风能属于清洁能源；
而燃煤排放二氧化硫、二氧化碳等气体，二氧化硫形成酸雨，对生物造成了巨大的伤害。过多的二氧化碳的排放还会导致全球的温度的提升，形成“温室效应〞，因此煤炭不属于清洁能源，故B正确、ACD错误。
应选：B。
◆2.〔2022·淄博〕如图是一款太阳能LED灯，以下相关说法错误的选项是〔〕
A. LED灯是由半导体材料制成的 B. LED灯可以把太阳能转化为电能
C. 太阳能是可再生能源 D. 太阳能是太阳内部发生核裂变释放的能量
【答案】D
【解析】
A．LED灯主要工作原件是发光二极管，二级管主要由半导体材料制成；故A正确；
B．太阳能板把太阳能转化为电能，而LED灯要消耗电能发光，把电能转化为光能，所以过程中有太阳能变成电能；故B正确；
C．可再生能源是短时间内可以从自然界得到补充的能源；故C正确；
D．太阳内部不断发生着氢核聚变成氦核的反响，又称热核反响；故D错误。
应选：D。
◆3.〔2022·烟台〕“万物生长靠太阳〞，绿色植物的生长需要阳光。物理学研究说明，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，由此可以推测，不利于绿色植物生长的光是〔〕
A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光
【答案】C
【解析】
植物是不透明的，植物呈现绿色，说明植物能反射绿光而吸收其它色光；
植物之所以反射绿光是因为植物的生长不需要绿光，即绿光不利于植物的生长。
应选：C。
◆4. (2022·威海)以下关于太阳能的说法，错误的选项是〔 〕
A．太阳能是一次能源 B．太阳能是由核聚变产生的
C．当前我国能源消费以直接利用太阳能为主 D．太阳能是可再生能源
【答案】C
【解析】
太阳能是内部原子核聚变产生出来的能量，是清洁、平安、无污染的能源，能够源源不断的从自然界得到。太阳已稳定燃烧了50亿年，目前，它正处于壮年，要再过50亿年，才能燃尽自己的核燃料。目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能；其二是把太阳能转化为电能。我国能源消费以化石能源为主。应选：C。
◆5.〔2022·武汉〕关于核能和太阳能，以下说法错误的选项是〔 〕
A．裂变也称为热核反响，裂变时会释放出巨大的核能
B．核电站利用核能发电，它的核心设备是反响堆
C．太阳能是可再生能源，核能是不可再生能源
D．太阳能和核能均属于一次能源
【答案】A
【解析】
A、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A错误；
B、核电站中的核反响堆是利用原子核裂变的链式反响产生的能量来发电的，故B正确；
C、风能、太阳能可从自然界不断获得且可重复利用，属可再生能源，核能是不可再生能源，故C正确；
D、太阳能、核能是一次能源，通过消耗一次能源而得到的电能是二次能源，故D正确。应选：A。
◆6.〔2022·内江〕关于核聚变，以下说法正确的选项是〔 〕
A．原子核必须在超高温下才能发生聚变
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D．目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电
【答案】A
【解析】
A、氘或氚，在一定条件下〔如超高温和高压〕，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，发生聚变，故A正确。
B、自然界中最容易实现的聚变反响是氢的同位素﹣﹣氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故B错误。
C、原子弹是利用重核裂变〔链式反响〕而制成的核武器；原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核裂变，故C错误。
D、目前人类己建成的核电站，都是利用核裂变发电，故D错误。应选：A。
◆7.〔2022·成都〕关于原子核和核能，以下说法正确的选项是〔〕
A.原子核是由电子、质子和中予组成 B.核能的使用不会对人类产生危害
C.现有核电站利用核裂变释放的能量来发电 D.氢弹爆炸时的链式反响是可控的
【答案】C
【解析】
A. 原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，故A错误；
B. 核能的使用会对人类产生危害，如核辐射、核泄漏等危害很大，故B错误；
C. 现有核电站是利用可控制的核裂变释放的能量来发电，故C正确；
D. 氢弹爆炸是核聚变的结果，核聚变是不可控的，故D错误。
应选：C。
◆8.核电站发电流程如下图，在核电站的发电过程中，以下所述能量转化顺序正确的选项是〔 〕
A. 核能→化学能→内能→电能 B. 核能→化学能→机械能→电能
C. 核能→内能→机械能→电能 D. 核能→机械能→内能→电能
【答案】C
【解析】
在核反响堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，最终输送到电网上，因此，选项C的描述符合题意。
应选C。
◆9.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,以下说法正确的选项是( )
A. 太阳能是不可再生能源
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
【答案】D
【解析】
A. 太阳能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故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，故B错误；
C. 薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能，故C错误；
D. 可根据题目条件“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，故D正确。
应选：D。
◆10.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,以下说法中正确的选项是( )
A. 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
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
【答案】A
【解析】
A. 绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，故A正确；
B. 太阳能热水器是通过热传递方式改变水的内能，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。
应选A。
Δ强化题系列
◆11.〔2022·邵阳〕太阳能是清洁无污染的理想可再生能源，在太阳内部每时每刻氢原子核发生〔选
填“裂变〞或“聚变〞〕释放出巨大的核能。
【答案】聚变。
【解析】
太阳大气的主要成分是氢跟氦，氢核聚变变成氦核；一般是重核发生裂变反响；轻核发生聚变反响。
故答案是：聚变。
◆12.〔2022·东营〕目前，人类利用核能发电的主要方式是〔选填“核裂变〞或“核聚变〞〕。随着科技的开展，人类〔选填“会〞或“不会〞〕制造出永动机。
【答案】核裂变；不会。
【解析】由于核裂变是可控的，故核电站中的核反响堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的；据能量的转化和守恒定律知，由于能量的转化或转移具有方向性，人类是无法制成永动机的。
故答案为：核裂变；不会。
◆13.〔2022·北部湾〕中国援建了巴基斯坦的核电站，核电站的核反响堆利用原子核的______〔选填“裂变〞或“聚变〞〕释放核能。Wi-fi无线上网是利___〔选填“电磁波〞或“超声波〞〕传递信息。
【答案】裂变；电磁波。
【解析】
核电站是利用可控制的原子核裂变产生的能量来发电的；Wi-fi无线上网是靠电磁波来传递信息的。故答案为：裂变；电磁波。
◆14. (2022·苏州)煤、石油、天然气是______能源〔选填“可再生〞或“不可再生〞〕。核能是目前被广泛应用的新能源，我国已建成十余座核电站，它们是利用______〔选填“核裂变〞或“核聚变〞〕反响所释放的能量来发电的。
【答案】不可再生；核裂变；
【解析】
〔1〕短期内可以从自然界得到补充的能源是可再生能源；短期内不能在自然界得到补充的能源是不可再生
能源；所以煤、石油、天然气等化石能源都是不可再生能源；
〔2〕核能的利用包括：核裂变与核聚变。目前科技手段来说核聚变反响的速度还是不可控的；核裂变应用
于：核电站、原子弹；太阳外表发生着核聚变，人类对核聚变的利用有：氢弹。
◆15.〔2022·枣庄〕习近平总书记提出绿水青山山就是金山银山〞，倡导保护环境。光伏发电是将
转化为电能。核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反
应堆内是通过核 〔选填“裂变〞或“聚变〞〕的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家
万户使用。
【答案】太阳；裂变
【解析】光伏发电系统发电时太阳能转化为电能；核能主要包括核裂变与核聚变，由于核聚变的反响目前还不可控，故核电站主要是利用了核裂变获得能量。故答案为：太阳；裂变。
◆16.〔2022·武威〕2022年11月，我国对“人造太阳〞研究有了重大突破，等离子体中心电子温度到达一亿摄氏度。“人造太阳〞利用氢核______〔选填“裂〞或“聚〞〕变来获得巨大能量。天然气是城市家庭常用的能源，天然气是______〔选填“可再生〞或“不可再生〞〕能源。
【答案】聚；不可再生。
【解析】
①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响；
②煤、石油和天然气属于化石能源，是不可再生能源。
故答案为：聚；不可再生。
太阳的能量来自于它内部发生的核聚变；
天然气属于化石能源；能够从自然界中源源不断的得到的能源叫可再生能源；不能够从自然界中源源不断的得到的能源叫不可再生能源。
◆17.〔2022·德州〕氢弹是利用氢核的 〔选填“裂变〞或“聚变〞〕在瞬间释放的能量，核能是 〔选
填“可再生〞或“不可再生〞〕能源。
【答案】聚；不可再生。
【解析】
氢弹是利用氢核的聚变在瞬间释放的能量；核能使用后，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。故答案为：聚变；不可再生。
◆18.我国正大力开展核电,核电站利用核反响堆加热水,将核能转化为水蒸气的___能,再通过蒸汽轮机转化为___能,带动发电机转动,转化为电能;核能是___(选填“可再生〞或“不 可再生〞)能源。
【答案】内；机械；不可再生
【解析】根据核电站的发电过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。
核能是由放射性物质释放出来的，一旦消耗，不能在短时间内再获得，属于不可再生能源。
故答案为：内；机械；不可再生。
◆19.在国家“光伏扶贫〞工程中，小明家安装了太阳能发电系统。白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为_____能；假设中午时段太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，那么3h可以为电网提供电能_____kw·h；假设该系统输电导线电阻为2Ω，那么输电线上发热损失功率为_____W。
【答案】〔1〕电；〔2〕30；〔3〕800
【解析】
〔1〕白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为电能；
〔2〕太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，3h可以为电网提供电能：
W=UIt=500V×20A×3h=10000w×3h=10kw×3h=30kw·h；
〔3〕输电线发热功率为：P热=I²R=〔20A〕²×2Ω=800W。
◆20.(2022·怀化)目前核电站利用_____〔选填“核裂变〞或“核聚变〞〕获得核能。太阳是人类能源的宝库，获得太阳能的方式有三种，分别是①光热转换；②光电转换；③光化转换，其中太阳能热水器是通过_____〔选填题中的序号〕方式获得内能的。
【答案】核裂变；①。
【解析】
目前核电站利用核裂变获得核能。太阳是人类能源的宝库，获得太阳能的方式有三种，分别是①光热转换；②光电转换；③光化转换，其中太阳能热水器是通过①光热转换方式获得内能的。
◆20.(2022·宜昌)近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如下图某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m²，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃。〔太阳能热水器的工作效率为50%〕
〔1〕家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？〔液化石油气的热值为4×107/kg〕。
〔2〕人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换〞，即利用_____将太阳能转化为电能；还有“光化转换〞，即通过_____将太阳能转化为化学能。
【答案】〔1〕0.9kg；〔2〕太阳能电池；光合作用。
【解析】
〔1〕用太阳能热水器接收太阳能：W太=2.4×106J/〔h·m²〕×6h×3m²=4.32×107J，
水吸收的热量：Q吸=ηW太=50%×4.32×107J=2.16×107J，
液化石油气完全燃烧放出的热量：Q放=Q吸/η=2.16×107/60%=3.6×107J，
可节约液化石油气的质量：m=Q放/q=3.6×107J/4×107J/kg=0.9kg；
〔2〕人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换〞，即利用太阳能电池将太阳能转化为电能；还有“光化转换〞，即通过光合作用将太阳能转化为化学能。
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