同步練習(xí)：20.2開發(fā)新能源（解析版）（滬粵版）

學(xué)而優(yōu)教有方.2開發(fā)新能源一、單選題1．2021年1月，使用中國自主研發(fā)核電技術(shù)的“華龍一號”5號機(jī)組正式投入運(yùn)行。核反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生核反應(yīng)后產(chǎn)生大量的熱，使第一回路中的水成為高溫高壓水后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，在其中將第二回路中的水加熱成為高溫高壓水蒸氣，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。下列說法不正確的是（）A．核反應(yīng)堆是利用核裂變產(chǎn)生核能的 B．蒸汽發(fā)生器內(nèi)通過熱傳遞改變水的內(nèi)能C．汽輪機(jī)工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)【答案】C【解析】A．核反應(yīng)堆是利用裂變產(chǎn)生核能的，故A正確，不符合題意；B．蒸汽發(fā)生器內(nèi)水通過吸收熱量增加內(nèi)能的，所以是熱傳遞的方式的改變內(nèi)能，故B正確，不符合題意；C．汽輪機(jī)工作時(shí)，是將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的機(jī)械能，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D正確，不符合題意。故選C。2．關(guān)于核能和太陽能，下列說法正確的是（）A．現(xiàn)有核電站是利用聚變來發(fā)電的B．核能是一次能源，也是可再生能源C．太陽能來源于太陽內(nèi)部氫核的裂變反應(yīng)D．太陽能是未來理想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向【答案】D【解析】A．現(xiàn)有核電站是利用核裂變發(fā)電的，故A錯(cuò)誤；B．核能是一次能源，屬于不可再生能源，故B錯(cuò)誤；C．太陽能來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．太陽能屬于可再生能源，且屬于清潔能源，利用太陽能可以減少空氣污染，所以太陽能是未來理想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向，故D正確。故選D。3．下列關(guān)于信息、能源和材料的說法正確的是（）A．電磁波的傳播需要介質(zhì)B．核電站利用核聚變釋放能量C．手機(jī)芯片上的晶體管是用半導(dǎo)體材料制成的D．天然氣、風(fēng)能、太陽能均屬于不可再生能源【答案】C【解析】A．電磁波可以在介質(zhì)中傳播，也可以在真空中傳播，所以電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故A錯(cuò)誤；B．核聚變無法人為控制速度，核電站利用的是是核裂變釋放能量，故B錯(cuò)誤；C．手機(jī)芯片上的晶體管是用半導(dǎo)體材料制成的，故C正確；D．

天然氣是不可再生能源，風(fēng)能和太陽能是可再生能源，故D錯(cuò)誤。故選C。4．關(guān)于能源，下

列說法正確的是A．電能、地?zé)崮芏际且淮文茉碆．風(fēng)能、水能、太陽能都是不可再生能源C．核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是可以控制的D．大量氫核的裂變，可以在瞬間釋放出巨大的核能【答案】C【解析】AB．一次能源是直接從外界獲取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能獲得，電能屬于二次能源，風(fēng)能、水能、太陽能都是可再生能源，AB錯(cuò)誤；C．核反應(yīng)堆又稱原子反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是裝配了核燃料以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？煽刂屏炎冩?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置，C正確；D．氫核發(fā)生聚變，可以在瞬間釋放出巨大的核能，氫彈就是根據(jù)這一原理制成的，D錯(cuò)誤。故選C。5．太陽是太陽系中唯一的恒星，每時(shí)每刻向外輻射太陽能。下列關(guān)于太陽能的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A．煤、石油、天然氣等化石燃料中的能量最終來自太陽能B．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者固定太陽能開始的C．地球上的水循環(huán)是由太陽能推動(dòng)的D．太陽能來源于太陽內(nèi)部的核裂變【答案】D【解析】A．煤、石油、天然氣等化石燃料中的能量最終來自太陽能，故A正確，不符合題意；B．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者固定太陽能開始的，故B正確，不符合題意；C．太陽輻射能維持地表的溫度，地球上的水循環(huán)是由太陽能推動(dòng)的，故C正確，不符合題意；D．太陽能來源于太陽內(nèi)部的核聚變，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。6．如圖，太陽能汽車?yán)锰柲茈姵貙⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能，儲存在車上的蓄電池內(nèi)，為汽車提供動(dòng)力。下列說法正確的是（）A．太陽能是一種不可再生能源B．蓄電池為汽車提供動(dòng)力時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【答案】C【解析】A．太陽能取之不盡、用之不竭，所以是可再生能源，故A錯(cuò)誤；B．蓄電池為汽車提供動(dòng)力時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯(cuò)誤；C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有一部分太陽能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等其它形式的能，故C正確；D．太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。故選C。7．人造地球同步衛(wèi)星常用于通訊、氣象、廣播電視等方面，以實(shí)現(xiàn)對同一地區(qū)連續(xù)工作，下列關(guān)于同步衛(wèi)星的說法正確的是（

）A．衛(wèi)星相對于地面來說是運(yùn)動(dòng)的B．衛(wèi)星是利用超聲波來傳遞信息的C．衛(wèi)星上的太陽能電池板將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．衛(wèi)星相當(dāng)于太空中的微波中繼站【答案】D【解析】同步衛(wèi)星相對于地面來說位置沒有發(fā)生變化，若以地面為參照物，同步衛(wèi)星是靜止的，故A錯(cuò)誤；超聲波和次聲波都屬于聲波，聲波和電磁波都可以傳遞信息，但是聲波不能在真空中傳播，電磁波可以在真空中傳播，故衛(wèi)星是利用電磁波來傳遞信息的，故C錯(cuò)誤；衛(wèi)星上的太陽能電池板是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星作為傳播微波的中繼站，地球上空只需3顆就幾乎能覆蓋全世界，故D正確，故選D．點(diǎn)睛：本題考查的是運(yùn)動(dòng)與靜止的相對性、電磁波的傳播、同步衛(wèi)星的特點(diǎn)，太陽能的轉(zhuǎn)化等多個(gè)知識點(diǎn)，同時(shí)還考查了衛(wèi)星通訊的基本常識．二、填空題8．核能是一種______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是通過可控______（選填“核裂變”或“核聚變”）反應(yīng)釋放核能的設(shè)備。核電站中的汽輪機(jī)屬于______（選填“發(fā)電機(jī)”“電動(dòng)機(jī)”或“熱機(jī)”）。【答案】

不可再生

核裂變

熱機(jī)【解析】[1]能夠短時(shí)間內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的是可再生能源，短時(shí)間得不到補(bǔ)充的是不可再生能源。核能屬于一旦消耗就很難再生的能源，是不可再生能源。[2]核裂變和核聚變都能釋放能量，對于核裂變是可控的，如核電站的核反應(yīng)堆就是通過核裂變提供能量的；核電站是利用可控的核裂變釋放能量來發(fā)電的。[3]熱機(jī)的種類很多，內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都是熱機(jī)。核電站中的汽輪機(jī)是利用內(nèi)能工作的，屬于熱機(jī)。9．我國具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”核電機(jī)組的投入運(yùn)行，使中國躋身核電技術(shù)先進(jìn)國家行列。核電站是利用核反應(yīng)堆發(fā)生核_______（裂變/聚變）時(shí)提供的能量發(fā)電的，反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)采用水冷方式是利用_______（做功/熱傳遞）的方式來改變內(nèi)能?！敬鸢浮?/p>

裂變

熱傳遞【解析】[1]核能的產(chǎn)生的核裂變和核聚變，核電站是利用核應(yīng)堆放發(fā)生核裂變時(shí)提供的能量發(fā)電的，是可控的。[2]反應(yīng)堆內(nèi)溫度很高，水比熱容大，在冷卻系統(tǒng)中通入液態(tài)水，水吸熱汽化，這種水冷方式是利用熱傳遞的方式來改變內(nèi)能的。10．我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的百萬千瓦級核電技術(shù)電站—“華龍一號”首堆年底即將投產(chǎn)。核燃料在核反應(yīng)堆中發(fā)生的是______（填“裂變”或“聚變”），核能是______（填“可再生”或“不可再生”）能源?！敬鸢浮?/p>

裂變

不可再生【解析】[1]核電站中的核反應(yīng)堆就是通過核裂變過程中釋放核能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的。[2]核能是不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，屬于不可再生能源。11．用中子轟擊鈾235原子核，鈾核分裂時(shí)釋放出核能，同時(shí)還會產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，這些中子又會轟擊其他鈾核……于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量的核能。這就是裂變中的_____?！敬鸢浮挎?zhǔn)椒磻?yīng)【解析】當(dāng)鈾原子核在裂變時(shí)，產(chǎn)生大量的熱，并且同時(shí)放出2-3個(gè)中子，產(chǎn)生的中子繼續(xù)轟擊分裂后的鈾核，如此下去，越來越多的鈾核同時(shí)裂變，將產(chǎn)生越來越劇烈的反應(yīng)，我們把反應(yīng)叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。12．家住長沙縣鄉(xiāng)村的李老師在自家房子的屋頂上安裝了一組太陽能電池板，電池板既能發(fā)電又能防屋頂漏水，夏季光照充足發(fā)電量大時(shí)，還能將剩余的電能并入電網(wǎng)。太陽能電池作為一種新能源產(chǎn)品，具有寬廣的前景。太陽能電池板工作時(shí)將太陽能轉(zhuǎn)化為______能，太陽能的優(yōu)點(diǎn)是______（寫出一點(diǎn)即可）?！敬鸢浮?/p>

電能

儲量豐富，經(jīng)濟(jì)便宜，清潔無污染【解析】[1]太陽能電池板工作時(shí)利用光電效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。[2]太陽能的優(yōu)點(diǎn)是：儲量的無限性、存在的普遍性，利用的清潔性、經(jīng)濟(jì)性。13．發(fā)展核電是國家實(shí)施“節(jié)能減排，降低熱電污染”的重要舉措之一，核電站利用核______變釋放出巨大的能量來發(fā)電，核能屬于______(“可再生”或“不可再生”)能源．【答案】

裂

不可再生【解析】[1]核電站是利用原子核發(fā)生裂變時(shí)釋放出的核能來發(fā)電的；[2]核能消耗后不能在短時(shí)間內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，是不可再生能源．14．2019年4月10日，人類發(fā)布了首張黑洞照片，為解開星系演化之謎提供了寶貴資料．（1）質(zhì)量巨大的天體，像太陽一樣，其內(nèi)部一直發(fā)生著核________（填“聚變”或“裂變”）反應(yīng)，并________（填“吸收”或“釋放”）大量的能量，當(dāng)天體的能量即將耗盡時(shí)，在自身________（填“重力”或“慣性”）的作用下發(fā)生塌縮，就形成了黑洞．（2）照片中的黑洞距離我們5500萬________（填“年”或“光年”），它是根據(jù)接收到的高能射線經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理而形成的，高能射線的傳播速度為________m/s；研究人員在計(jì)算機(jī)屏幕上將黑洞邊緣環(huán)狀（明亮）部分用紅色顯示，紅光________（填“屬于”或“不屬于”）光的三原色．【答案】

聚變

釋放

重力

光年

3×108

屬于【解析】（1）質(zhì)量巨大的天體，像太陽一樣，其內(nèi)部進(jìn)行著大規(guī)模的核聚變反應(yīng)，并以光和熱的形式將核能輻射出來，即釋放出大量的能量；天體在滅亡時(shí)，在自身重力的作用下發(fā)生塌縮，就形成了黑洞．（2）光年是天體間距離的單位，照片中的黑洞距離我們5500萬光年；高能射線（電磁波）在真空中的傳播速度為3×108m/s；光的三原色為紅、綠、藍(lán)，故紅光屬于光的三原色．15．我國第三代核電技術(shù)“華龍一號”已成為繼高鐵之后的又一張中國名片。（1）核能屬于______次能源。核電站利用核反應(yīng)堆中鈾核______（填“裂變”或“聚變”）時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)能，通過______（填“汽輪機(jī)”或“內(nèi)燃機(jī)”）做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。（2）用水做冷卻劑給核反應(yīng)堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較______。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg.°C），則1kg水溫度升高1°C吸收的熱量為_______J。核電站發(fā)生事故的概率與核反應(yīng)堆的堆數(shù)以及運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，若“華龍一號”核反應(yīng)堆106堆·年發(fā)生一次堆芯熔毀事故，則2座核反應(yīng)堆同時(shí)運(yùn)行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為______填（“百”“千”或“萬”）分之一?！敬鸢浮?/p>

一

裂變

汽輪機(jī)

大

4.2×103J

萬【解析】（1）[1]核能從自然界中沒有加工轉(zhuǎn)換的能量，是一次性能源。[2]原子核裂變、聚變都能釋放出驚人的能量，由于核裂變是可控的，故核電站中的核反應(yīng)堆就是通過核裂變過程中釋放核能通過汽輪機(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的。（2）[3]水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水升高相同的溫度比液體吸收的熱量多，故常用水作為冷卻劑。[4]1kg水溫度升高1°C吸收的熱量為[5]2座核反應(yīng)堆同時(shí)運(yùn)行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為三、綜合題16．（1）高速公路上常常會見到“限速”或“保持車距”的提示牌。對于高速行駛的汽車，“限速”和“保持車距”可以有效避免突發(fā)情況下急剎車時(shí)，由于汽車具有______不能及時(shí)停住而造成交通事故。炎熱的夏日，駕車行駛在平直的高速公路上，常常會看到公路遠(yuǎn)處似乎有“積水”，“積水”中還有汽車、電線桿等物體的倒影，如圖1所示，但行駛至該處時(shí)“積水”卻消失了。這種現(xiàn)象稱之為“公路盛景”，是由于光通過不均勻的空氣時(shí)發(fā)生______形成的。（2）2020年的冬天特別寒冷，早起鍛煉的小麗和小軍凍得伸不出手，于是分別采取了如圖2中圖甲和圖乙所示的取暖方式。從物理學(xué)的角度來看，小麗是通過______（選填“做功”或“熱傳遞”）來增加手的內(nèi)能的，小軍是通過______（選填“做功”或“熱傳遞”）來增加手的內(nèi)能的。（3）目前，我國已經(jīng)具備了風(fēng)光水核電等清潔能源設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈制造能力，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量均居世界首位。其中，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電消耗的能源——水能、風(fēng)能、太陽能都屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能源；核電站是利用原子核______（選填“裂變”或“聚變”）釋放的能量來發(fā)電的?！敬鸢浮?/p>

慣性

折射

熱傳遞

做功

可再生

裂變【解析】（1）[1]一切物體都具有慣性，“限速”和“保持車距”可以有效避免突發(fā)情況下急剎車時(shí)，由于汽車具有慣性而繼續(xù)前行產(chǎn)生危險(xiǎn)。[2]因?yàn)椴煌目諝鈱佑胁煌拿芏?，而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率，而路面上熱空氣與空中冷空氣之間的密度不同，所以光線在路面上會發(fā)生折射現(xiàn)象；遠(yuǎn)處物體的光經(jīng)路面上空氣傳播，發(fā)生折射后進(jìn)入人的眼睛，人由于錯(cuò)覺始終認(rèn)為光沿直線傳播，所以看到“公路遠(yuǎn)處似乎有水，水中還有汽車、電桿等物體的倒影，但當(dāng)車行駛至該處時(shí)，水卻消失了”。（2）[3][4]從圖2中可以看出，小麗是在哈氣，小軍在搓手，因此小麗是通過熱傳遞的方式增加手的內(nèi)能；小軍是通過做功的方式來增加手的內(nèi)能。（3）[5][6]太陽能可以從自然界中源源不斷地直接獲得，屬于可再生能源；核裂變和核聚變都能釋放能量，由于核裂變可控，所以核電站的核反應(yīng)堆就是通過核裂變提供能量的。17．閱讀短文，回答問題。月球太陽能電站“嫦娥一號”的成功發(fā)射引起了人們對月球的科學(xué)興趣。隨著對月球了解的深入，一些科學(xué)家預(yù)言：月球必將成為人類未來的能源基地。按照一些科學(xué)家的設(shè)想，利用月球正面太陽光充足、地域廣闊的特點(diǎn)，在月球上建設(shè)的大型太陽能電站，可克服在地球上受天氣影響、提供的功率小等缺點(diǎn)。在月球上產(chǎn)生的電能經(jīng)微波轉(zhuǎn)換器將電流轉(zhuǎn)換成微波，并通過天線將電能以微波的形式向地面發(fā)送，地面接收站通過天線把微波能還原成電能，如圖甲所示，這樣就解決了電能的輸送問題。我國的“嫦娥”系列登月車?yán)锰柲茈姵靥峁┠芰俊Ｈ鐖D乙所示是太陽能電池板工作原理的示意圖：當(dāng)太陽光照射到組成太陽能電池疊在一起的兩片不同的半導(dǎo)體表面時(shí)，會產(chǎn)生光電效應(yīng)，從而使電路中產(chǎn)生電流。太陽光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率為1.5×104W，光電轉(zhuǎn)化效率為18%。請回答下列問題：（1）太陽能是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。太陽發(fā)出的巨大能量來源于太陽內(nèi)部的氫原子核發(fā)生的______（選填“核聚變”或“核裂變”）反應(yīng)；（2）月球太陽能電站相對于月球表面是______（選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的。若從月球發(fā)出的微波信號經(jīng)1.28s到達(dá)地球。則月球與地球間的距離約等于______m；（設(shè)微波在真空和空氣中的傳播速度均為3.0×105km/s）（3）太陽能電池工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況：______；（4）在月球上一塊接收面積為2m2的太陽能電池板，它的發(fā)電功率是______W；（5）若月球電站的總發(fā)電能力為6×109kW，利用微波傳輸電能的輸電效率為80%。則地面接收站1h接收到的電能相當(dāng)于完全燃燒______kg煤放出的熱量。（煤的熱值為3.0×107J/kg）【答案】

可再生

核聚變

靜止

3.84×108

太陽能轉(zhuǎn)化為電能

5.4×103

5.76×108【解析】（1）[1][2]太陽能能夠短時(shí)間從自然界得到補(bǔ)充，屬于可再生能源；太陽能內(nèi)部是由于較輕的氫原子核在高溫下發(fā)生聚變而釋放出核能。（2）[3]月球太陽能電站相對于月球的位置沒有發(fā)生變化，月球太陽能電站相對于月球表面是靜止的。[4]光在空氣中速度為3×108m/s，則月球與地球間的距離s＝vt＝3×108m/s×1.28s＝3.84×108m（3）[5]太陽光照射下，太陽能電池使用時(shí)，消耗太陽能，產(chǎn)生電能，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。（4）[6]已知太陽光照射到電池板時(shí)每平方米面積上的輻射功率為1.5×104W，此電池板的面積為2m2，光電轉(zhuǎn)化率為18%，故它的發(fā)電功率1.5×104W×2m2×18%＝5.4×103W（5）[7]月球電站的發(fā)電能力為6×109kW，輸電效率可達(dá)80%，一小時(shí)需要的能量Q＝6×109kW×80%×3600s＝1.728×1016J需要煤的質(zhì)量m＝＝5.76×108kg18．閱讀短文，回答問題：太陽能路燈城市大力發(fā)展綠色能源，如圖甲是城市道路兩邊的太陽能路燈，它由太陽能電池板、控制器、24V的蓄電池組、LED發(fā)光二極管、燈桿及