22.1 能源 22.2 核能（专题训练）【三大题型】（解析版）

221 能源 222 核能（专题训练）【三大题型】 【题型1 能源及其分类】.........................................................................................................................................1 【题型2 核能、核裂变和核聚变】.......................................................................................................................10 【题型3 新能源】................................................................................................................................................... 17 【题型1 能源及其分类】 1．（2023•常州）“玲龙一号”是中国研发、全球首创的陆上商用小型核能发电装置，核 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 ．①③ B．①④ ．②③ D．②④ 【答】D 【分析】（1）越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能 源；可以在自然界里源源不断地得到的能源称为可再生能源。 （2）常规能源也称传统能源，指目前在技术上成熟、经济上合理、已经多年被人类大 规模开采、采集和广泛使用的能源，如煤炭、原油、天然气、火电、水能、薪炭材、农 作物秸秆和其他柴草等。 新能源又称非常规能源，指常规能源（传统能源）以外的，刚开始开发利用或正在积极 研究、有待推广使用的其他各种能源形式，比如太阳能源、地热能、风能、海洋能、核 能和部分生物质能等。 【解答】解：核能越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，属不可再生能源；20 世 纪40 年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代 表的新能源利用的序幕。 故选：D。 2．（2023•赫山区校级一模）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。下列说法正 确的是（ ） ．光能、风能、潮汐能和核能都属于可再生能源 B．由半导体材料制成的二极管，具有单向导电性 ．光纤利用电信号传递信息，具有抗干扰的特点 D．超导体材料的零电阻特性使其有良好的产热能力 【答】B 【分析】（3）可再生能源是短时间能在自然界得到补充的能源；不可再生能源是短时 间内无法在自然界得到补充的能源； （2）二极管是由半导体材料做成的，具有单向导电性； （3）光纤通信是利用激光传递信息； （4）超导体的电阻为零，电流通过时不能发热。 【解答】解：．光能、风能、潮汐能消耗后，短时间能在自然界得到补充，是可再生能 源，核能消耗后，短时间内无法在自然界得到补充，是不可再生能源，故错误； B．二极管是由半导体材料做成的，具有单向导电性，故B 正确； ．光纤利用激光传递信息，具有抗干扰的特点，故错误； D．超导体没有电阻，电流通过时不会产生热量，故D 错误。 故选：B。 3．（2023•雁塔区校级三模）如图所示，这是物理实验室的手摇发电机。下列说法正确的 是（ ） ．产生的电能属于一次能源 B．产生的电流的方向不变 ．工作原理是法拉第发现的电磁感应现象 D．对换磁极位置且同时改变手摇方向时，产生的电流方向改变 【答】 【分析】（1）需要消耗一次能源才能获取的能源叫二次能源。 （2）手摇发电机线圈里面产生的电流是交流电。 （3）发电机是利用电磁感应现象来工作的。 （4）感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。 【解答】解：、产生的电能属于二次能源，故错误； B、产生的电流是交流电，方向随时间发生周期性改变，故B 错误； 、手摇发电机的工作原理是法拉第发现的电磁感应现象，故正确； D、对换磁极位置且同时改变手摇方向时，产生的电流方向不变，故D 错误。 故选：。 4．（2023•如东县二模）为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天， 应特别重视新能源和可再生能源的开发和利用。如图所示阴影部分对应的能源是（ ） ．煤炭 B．核能 ．水能 D．风能 【答】D 【分析】（1）可再生能源：像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到； 不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充； （2）按照各种能源在当代人类社会经济生活中的地位，人们把能源分为常规能源和新 能源两大类。常规能源为技术上比较成熟，已被人类广泛利用，例如煤炭、石油、天然 气、水能和核裂变能等；新能源为目前尚未被人类大规模利用，还有待进一步研究试验 与开发利用的能源，例如太阳能、风能、地热能、海洋能及核聚变能等。 【解答】解：如图所示阴影部分对应的能源是：既是新能源，同时也是可再生能源； B、煤炭和核能属于不可再生能源，故B 错误； 、水能是常规能源和可再生能源，不是新能源，故错误； D、风能来自太阳能，是可再生的新能源，又是新能源，故D 正确。 故选：D。 5．（2023•德州）2023 年5 月30 日，我国神舟十六号载人飞船成功发射，以下说法正确的 是（ ） ．火箭升空利用了力的作用是相互的 B．神舟十六号进入预定轨道后受到平衡力的作用 ．宇航员在空间站中不受地球引力的作用 D．太阳能帆板打开后接收的太阳能是不可再生能源 【答】 【分析】（1）物体间力的作用是相互的； （2）处于静止或匀速直线运动状态的物体，受力平衡； （3）物体由于地球的吸引而使得物体受到力称为重力，它是万有引力的一部分。地面 附近的一切物体都受到地球的吸引力的作用； （4）使用之后可以在短时间内从自然界中再次产生的能源是可再生能源，使用之后在 短时间内无法在自然界中再次产生的能源是不可再生能源。 【解答】解：、火箭向下喷气获得向上的推力，说明力的作用是相互的，故正确； B、神舟十六号载人飞船进入预定轨道后，做曲线运动，运动状态改变，受力不平衡， 故B 错误； 、飞船进入轨道后沿椭圆轨道运行，宇航员均处于失重状态，但由于万有引力的作用， 他们仍受到地球的吸引力作用，故错误； D、太阳能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，故D 错误。 故选：。 6．（2023•叶集区校级模拟）下列说法中正确的是（ ） ．家庭电路中空气开关跳闸，一定是发生了短路 B．太阳能、风能和核能都属于可再生能源 ．地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信 D．超导体材料更适合做电热丝，且通电时不会产生磁场 【答】 【分析】（1）家庭电路电流过大的原因：短路；总功率过大； （2）电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真 空中传播； （3）由电流的磁效应可知，超导体通电时周围会产生磁场； （4）煤、石油、天然气是短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．太阳 能和风能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源． 【解答】解：．家庭电路中的空气开关跳闸，是由于家庭电路中电流过大引起的。而电 流过大的原因可能是家庭电路发生了短路故障，也可能是家庭电路中用电器的总功率过 大，故错误； B．太阳能、风能都能是可再生能源，但核能是不可再生能源，故B 错误； ．电磁波广泛运用于无线信号传输，和航天员通信是通过电磁波传递的，故正确； D．超导体材料的电阻为0，根据Q＝2Rt 知，电流通过超导体时不会产生热量，不适合 做电热丝。由电流的磁效应可知，超导体通电时周围会产生磁场，故D 错误。 故选。 7．（2023•正阳县三模）（多选）近些年我们“老家河南”建了大量风力发电站（如图所 示），助力“中原出彩”，关于风力发电，下列说法正确的是（ ） ．按照能源分类，风能属于一次能源也属于可再生能源 B．按照能源分类，电能属于一次能源也属于可再生能源 ．风力发电机的工作原理和动圈式话筒的工作原理相同 D．风力发电机的工作原理和扬声器的工作原理相同 【答】 【分析】（1）能够直接从自然界获取的能源叫一次能源；需要消耗一次能源才能获得 的能源叫二次能源。 （2）短期内能够从自然界中得到补充的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界中得 到补充的能源叫不可再生能源。 （3）发电机和动圈式话筒是利用电磁感应来工作的。 （4）电动机和扬声器是通电导体在磁场中受到力的作用来工作的。 【解答】解：、按照能源分类，风能属于一次能源也属于可再生能源，故正确； B、按照能源分类，电能属于二次能源也属于可再生能源，故B 错误； 、风力发电机和动圈式话筒是利用电磁感应来工作的，原理相同，故正确； D、电动机和扬声器的工作原理相同，都是通电导体在磁场中受到力的作用来工作的， 故D 错误。 故选：。 8．（2023•淮阳区校级模拟）（多选）从古至今，我国在科技领域取得了许多成就，下列 有关说法正确的是（ ） ．北斗卫星导航系统利用次声波传递信息 B．白鹤滩水电站是利用可再生能源发电的 ．直接电解海水制氢气是将化学能转化为电能 D．“天问一号”火星探测器着陆时比“玉兔号月球车”着陆时距离地球更远 【答】BD 【分析】（1）电磁波能够传递信息； （2）可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，例：水能、风能、太阳能、 生物质能、潮汐能；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：化 石能源（煤炭、石油、天然气）、核能； （3）直接电解海水制氢气是将电能转化为化学能； （4）火星到地球的距离比月球远。 【解答】解：、北斗卫星导航系统利用电磁波传递信息，故错误； B、白鹤滩水电站是水能发电的，水能是可再生能源，故B 正确； 、直接电解海水制氢气是将电能转化为化学能，故错误； D、“天问一号”火星探测器着陆时比“玉兔号月球车”着陆时距离地球更远，故D 正 确。 故选：BD。 9．（2023 春•成武县期中）2022 年5 月30 日，我国首座潮光互补型光伏电站并发电，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电 能。太阳能和潮汐能都属于 可再生 能源。 【答】可再生。 【分析】可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳 能、生物质能、潮汐能。 【解答】解：太阳能和潮汐能都属于可再生能源。 故答为：可再生。 10．（2023•东莞市模拟）据最新消息中国科学家发现了大量干热岩新能源。干热岩是属于 地热能中最具有开发潜力的一种 可再生 （选填：可再生、不可再生）清洁能源； 若干热岩的比热容为1×103/（kg•℃），100kg 温度为290℃的干热岩放在气温为20℃的 环境中，干热岩最多能放出的热量为 27×10 7 ，如果这些热量由焦炭完全燃烧供给， 则需要完全燃烧 09 kg 的焦炭。（已知：焦炭的热值为30×107/kg） 【答】可再生；27×107；09。 【分析】（1）像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，把它们称为 可再生能源。化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，称 为不可再生能源； （2）根据Q 放＝mΔt 计算干热岩最多能放出的热量； （3）根据Q 放＝mq 求出需要完全燃烧焦炭的质量。 【解答】解：（1）干热岩是地热能中最具有开发潜力的一种可再生清洁能源； （2）干热岩最多能放出的热量： Q 放＝干热岩m 干热岩Δt＝1×103/（kg•℃）×100kg×（290 20 ℃ ℃ ﹣ ）＝27×107； （3）由Q 焦炭放＝Q 干热岩放＝27×107，Q 焦炭放＝m 焦炭q 可得， 需要完全燃烧焦炭的质量： m 焦炭＝ ＝ ＝09kg。 故答为：可再生；27×107；09。 11．（2023•喀什地区三模）认真阅读信息，完成以下填空内容： （1）用扫帚把篮球场地面上的积水扫开，可以使水尽快消失，这是因为增大了水的 表面积 ，而加快了水的蒸发，水的蒸发伴随着 吸 热（选填“吸”或“放”）； （2）利用放大镜观察近处物体，是为了成正立、放大的 虚像 （选填“实像”或 “虚像”）。放大镜可用于矫正 远视眼 （选填“近视眼”或“远视眼”）； （3）为节能环保，我市引进了新能源电动公交车，若充电电流为100，充电电压为 380V，则新能源电动公交车充电2 消耗的电能为 76 k•，转弯时，电动公交车受 非平衡力 （选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用； （4）在石油、风能、水能、电能、太阳能、地热能等各种能源中，属于不可再生能源 的是 石油 ，电动机工作时电能转化为机械能的同时，还要向空气中散热，这些散 失的内能无法再自动转化为电能，是因为能量转化具有 方向 性。 【答】（1）表面积；吸；（2）虚像；远视眼；（3）76；非平衡力；（4）石油；方向 【分析】（1）影响蒸发快慢的因素有：温度、液体的表面积及液体表面空气流动的速 度；液体在蒸发过程中，会吸收大量的热量； （2）物距小于焦距时成正立、放大的虚像；凸透镜可以矫正远视眼； （3）已知充电电流、充电电压和充电时间，利用＝Ut 可求出消耗的电能； 当物体处于平衡状态时，受到平衡力作用，当物体处于非平衡状态时，受到非平衡力作 用； （4）像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到的叫可再生能源； 像化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充叫不可再生能源。 能量转化具有方向性。 【解答】解：（1）用扫帚把地面上的积水扫开，增大了液体的表面积，从而加快了水 的蒸发，水的蒸发需要吸收热量； （2）当物体在凸透镜的一倍焦距之内，成正立、放大的虚像，此时凸透镜的作用是一 个放大镜；凸透镜对光线具有会聚作用，可以矫正远视眼； （3）已知充电电流＝100，充电电压U＝380V，充电时间t＝2＝7200s， 则消耗的电能为：＝Ut＝380V×100×7200s＝2736×108＝76k•； 转弯时，车做曲线运动，处于非平衡状态，所以此时电动公交车受到非平衡力的作用； （4）石油属于不可再生能源。风能、水能、太阳能、地热能可以在自然界源源不断地 得到，属于可再生能源。电动机工作时电能转化为机械能的同时，还要向空气中散热， 这些散失的内能无法再自动转化为电能，是因为能量转化具有方向性。 故答为：（1）表面积；吸；（2）虚像；远视眼；（3）76；非平衡力；（4）石油；方 向。 12．（2023•无锡）我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联 合调度，标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 机械 能 转化为电能，水能是 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。水电站年 均发电量可达108×1018，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，煤的热值为 30×107/kg，则需要用煤 9×10 10 kg。 【答】机械；可再生；9×1010。 【分析】（1）判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是 消耗的能量转化为得到的能量； （2）可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，例：水能、风能、太阳能、 生物质能、潮汐能； （3）根据η＝ ×100%求出煤完全燃烧释放的热量，根据Q 放＝mq 求出需要煤的质 量。 【解答】解：水力发电是利用发电机将水的机械转化为电能； 水能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源； 由η＝ ×100%可得，煤完全燃烧释放的热量： Q 放＝ ＝ ＝27×1018， 由Q 放＝mq 可得，需要煤的质量： m＝ ＝ ＝9×1010kg。 故答为：机械；可再生；9×1010。 13．（2023•青岛）高铁改变着人们的出行和生活方式，大大提升了人民的幸福感。 （1）复兴号动车组应用了自主开发的新型EPM 隔音材料，同时列车还装有双层真空玻 璃，这些都是通过 阻断噪声传播 （选填“防止噪声产生”、“阻断噪声传播”或 “防止噪声入耳”）的方式来减弱噪声的。 （2）动车组运行时消耗的电能属于 二 次能源，它通常是由其他形式的能转化而来 的。例如，电能可以由 风 能转化而来。 （3）某列复兴号动车组共设置2500 个传感器检测点，在动车行驶过程中，当某个传感 器检测到异常情况，立刻通过无线电波向相距300km 的地面监控站发送信息，则在 0001 秒后，地面监控站收到信息。已知无线电波的传播速度为3×108m/s。 （4）某时段动车组以360km/的速度在水平轨道上匀速直线行驶，硬币可以静止竖立在 列车窗台上。 ①该时段动车组的运行速度为 100 m/s。 ②该时段动车组在水平方向上受到的牵引力F 牵与受到的阻力F 阻的大小关系为 相等 。 ③请画出硬币静止在列车窗台时的受力示意图。 ④若动车组减速行驶时，硬币会向前滚动，这是因为硬币具有 惯性 。 【答】（1）阻断噪声传播；（2）二；风；（3）0001；（4）①100；②相等；③见 解答图；④惯性。 【分析】（1）减弱噪声的途径：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱； （2）电能是二次能源； （3）根据v＝ 算出地面监控站收到信息的时间； （4）①根据1m/s＝36km/分析解答； ②平衡力大小相等，方向相反； ③硬币稳稳地立在窗台上，处于平衡状态，受到的重力G 和支持力F 是一对平衡力， 作用点在重心，重力的方向是竖直向下的，支持力的方向是竖直向上的，根据力的示意 图的画法作图。 ④物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。 【解答】解： （1）复兴号动车组应用了自主开发的新型EPM 隔音材料，同时列车还装有双层真空玻 璃，能大大减弱外界噪声干扰，这种控制噪声的措施属于阻断噪声传播； （2）电能是由其他形式的能转化而来的，属于二次能源，电能可以由风能转化而来， 即风力发电； （3）根据v＝ 得地面监控站收到信息的时间： t＝ ＝ ＝0001s； （4）①由于1m/s＝36km/，所以360km/＝100m/s； ②动车组在水平方向上匀速行驶，在水平方向上受牵引力和摩擦力作用，它们是一对平 衡力；平衡力的大小相等、方向相反、作用在一条直线上、都作用在汽车上，即F 牵＝f 阻； ③硬币受到两个力的作用：重力G 和支持力F，二力是一对平衡力，大小相等、方向相 反。 从硬币的重心，分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，并分别用G 和F 表 示，注意两条线段长度要相等。如图所示： ④若动车组减速行驶时，硬币会向前滚动，是由于硬币具有惯性保持原来的运动状态继 续运动。 故答为：（1）阻断噪声传播；（2）二；风；（3）0001；（4）①100；②相等；③ 见解答图；④惯性。 【题型2 核能、核裂变和核聚变】 14．（2023•嘉禾县校级二模）下列说法中正确的是（ ） ．核能、太阳