第22章能源與可持續(xù)發(fā)展（易錯(cuò)模擬題匯編）-中考物理一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)精講與熱點(diǎn)題型精練（全國(guó)通用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1．（2024?汕頭模擬）為了實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)，我國(guó)正大力發(fā)展清潔能源技術(shù)，下列能源屬于清潔能源的是（）
A．太陽(yáng)能B．煤炭C．石油D．汽油
解：在可持續(xù)發(fā)展的理念下，綠色能源體現(xiàn)了與環(huán)境友好相容的自然資源的開發(fā)利用原則，也可以認(rèn)為綠色能源不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。煤、石油、天然氣是三大化石燃料，燃燒除了產(chǎn)生大量的二氧化碳之外，也會(huì)產(chǎn)生二氧化硫等有毒的氣體，還有固體廢棄物需要處理，而太陽(yáng)能不但能節(jié)約化石能源，緩解能源危機(jī)，還不會(huì)造成環(huán)境污染，屬于綠色能源，汽油是由石油中提煉得到的，屬于二次能源，燃燒時(shí)也會(huì)污染環(huán)境。
答案：A。
2．（2024?衡水模擬）如圖所示的四種發(fā)電方式中，利用不可再生能源發(fā)電的是（）
A．光伏發(fā)電B．風(fēng)力發(fā)電
C．水力發(fā)電D．核能發(fā)電
解：風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能可以源源不斷地從自然界獲得，是可再生能源，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電都是利用可再生能源發(fā)電的；核能不能從自然界源源不斷獲得，也不能重復(fù)利用，是不可再生能源，則核能發(fā)電是利用不可再生能源發(fā)電的，故ABC錯(cuò)誤，D正確。
答案：D。
3．（2024?綿陽(yáng)模擬）關(guān)于核聚變，下列說(shuō)法正確的是（）
A．原子核必須在超高溫下才能發(fā)生聚變
B．任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變
C．原子彈爆炸時(shí)釋放的巨大能量來(lái)自核聚變
D．目前人類已經(jīng)建成核電站，利用核聚變發(fā)電
解：
A、氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，發(fā)生聚變，故A正確。
B、自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素﹣﹣氘與氚的聚變，不是任意的原子核就能發(fā)生核聚變，故B錯(cuò)誤。
C、原子彈是利用重核裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）而制成的核武器；原子彈爆炸時(shí)釋放的巨大能量來(lái)自核裂變，故C錯(cuò)誤。
D、目前人類己建成的核電站，都是利用核裂變發(fā)電，故D錯(cuò)誤。
答案：A。
4．（2024?西安模擬）“玲瓏一號(hào)”是我國(guó)研發(fā)的新一代小型核電機(jī)組，它利用如圖所示的核反應(yīng)釋放的能量來(lái)發(fā)電。下列說(shuō)法正確的是（）
A．該核反應(yīng)是核裂變
B．太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的也是這種核反應(yīng)
C．核能屬于可再生能源
D．原子核是由中子和電子組成的
解：A、由題圖知用中子轟擊質(zhì)量比較大的原子核，使其發(fā)生裂變，因此該核反應(yīng)是核裂變，故A正確；
B、太陽(yáng)內(nèi)部時(shí)刻發(fā)生核聚變，故B錯(cuò)誤；
C、核能在短時(shí)間內(nèi)不能源源不斷地獲取，屬于不可再生能源，故C錯(cuò)誤；
D、原子核是由中子和質(zhì)子組成的，故D錯(cuò)誤。
答案：A。
5．（2024?沈陽(yáng)模擬）我國(guó)鉛基快中子反應(yīng)堆研發(fā)工作取得重大突破，鉛基反應(yīng)核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自主化，并躋身世界領(lǐng)先水平。沿用此項(xiàng)技術(shù)，未來(lái)，我國(guó)將率先推出只有集裝箱大小的迷你型核電源裝置“核電寶”，以下相關(guān)說(shuō)法中正確的是（）
A．“核電寶”裝置將電能轉(zhuǎn)化為核能
B．核能是可再生能源
C．核反應(yīng)堆中進(jìn)行的是核裂變
D．“核電寶”利用核能發(fā)電的整個(gè)過(guò)程，所有產(chǎn)物不會(huì)對(duì)人類造成任何危害
解：A、核電站工作過(guò)程中，利用核裂變將核能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；
B、核能不能在短期內(nèi)得到補(bǔ)充是不可再生能源，故B錯(cuò)誤；
C、核電站的核反應(yīng)堆發(fā)生的核裂變，故C正確；
D、核泄漏、核輻射給人們帶來(lái)傷害，故D錯(cuò)誤。
答案：C。
6．（2024?濟(jì)南模擬）如圖是核電站發(fā)電的原理圖。核電站發(fā)電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況是（）
A．核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能
B．核能→化學(xué)能→機(jī)械能→電能
C．核能→內(nèi)能→化學(xué)能→電能
D．核能→機(jī)械能→化學(xué)能→電能
解：根據(jù)核電站的發(fā)電過(guò)程可知，核能發(fā)電的能量傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程是：核能→水和蒸汽的內(nèi)能→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→電能；
答案：A。
7．（2024?宜賓二模）下列關(guān)于核能及其利用，說(shuō)法正確的是（）
A．任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變
B．目前人類已建立核電站，利用核聚變發(fā)電
C．在核電站中，發(fā)生的是可以控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)
D．在核電站中，厚重的保護(hù)層，是為了避免核燃料從內(nèi)部逸出
解：A、自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的核聚變是氫的同位素—氚與氚的聚變，不是任意的原子核就能發(fā)生核聚變，故A錯(cuò)誤；
B、目前已建成的核電站的能量來(lái)自于重核的裂變，而不是核聚變，故B錯(cuò)誤；
C、核電站是利用鈾原子核裂變時(shí)放出的核能來(lái)發(fā)電的，是可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故C正確；
D、核廢料是對(duì)環(huán)境污染很嚴(yán)重的，厚重的保護(hù)層，是為了避免核輻射，故D錯(cuò)誤。
答案：C。
8．（2024?沈陽(yáng)模擬）目前，科學(xué)家正在研究太空電站，即地球同步軌道上的太陽(yáng)能電站，其示意圖如圖所示。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）
A．太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核裂變釋放出的能量
B．太陽(yáng)能是一種清潔、無(wú)污染的可再生能源
C．太空電站工作過(guò)程中依然遵循能量守恒定律
D．利用微波實(shí)現(xiàn)“無(wú)纜傳輸”，微波是一種電磁波
解：A．太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核聚變釋放出的能量，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B．太陽(yáng)能是一種清潔、無(wú)污染的能源，可以源源不斷地從自然界獲得，是可再生能源，故B正確，不符合題意；
C．太空電站工作過(guò)程中依然遵循能量守恒定律，故C正確，不符合題意。
D．利用微波實(shí)現(xiàn)“無(wú)纜傳輸”，微波是一種波長(zhǎng)較短的電磁波，故D正確，不符合題意。
答案：A。
9．（2024?常州模擬）太陽(yáng)能是人類能源的寶庫(kù)，下列有關(guān)太陽(yáng)能的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A．太陽(yáng)能是核裂變釋放的核能
B．太陽(yáng)能屬于可再生能源
C．我們今天開采的化石能源來(lái)自于上億年前地球接收的太陽(yáng)能
D．太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能
解：A、太陽(yáng)能是核聚變釋放的核能，故A錯(cuò)誤；
B、太陽(yáng)能可以從自然界源源不斷得到補(bǔ)充，屬于可再生能源，故B正確；
C、我們今天開采的化石能源來(lái)自于上億年前地球接收的太陽(yáng)能，故C正確；
D、太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，故D正確。
答案：A。
10．（2024?鄭州二模）在城市繁忙的十字路口，當(dāng)紅綠燈發(fā)生故障時(shí)，交通部門會(huì)運(yùn)來(lái)如圖所示的可移動(dòng)式紅綠燈臨時(shí)指揮交通，保證車輛及行人的安全。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）
A．紅、綠燈是發(fā)光二極管，主要制造材料為超導(dǎo)體
B．太陽(yáng)能電池板工作時(shí)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能
C．白天，蓄電池儲(chǔ)能過(guò)程中，蓄電池相當(dāng)于電路中的電源
D．太陽(yáng)能屬于一次能源，是不可再生能源
解：A．紅、綠燈是發(fā)光二極管，主要制造材料為半導(dǎo)體，故A錯(cuò)誤；
B．太陽(yáng)能電池板工作時(shí)，消耗太陽(yáng)能，產(chǎn)生電能，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；
C．對(duì)蓄電池充電時(shí)，蓄電池消耗了電能，因此相當(dāng)于電路中的用電器，故C錯(cuò)誤；
D．太陽(yáng)能從自然界直接獲取，必須經(jīng)過(guò)一次能源的消耗才能得到，屬于一次能源；太陽(yáng)能可以從自然界源源不斷地得到補(bǔ)充，屬于可再生能源，故D錯(cuò)誤。
答案：B。
11．（2024?成都模擬）我國(guó)在能源、信息、材料等方面已取得卓越的成果。其中我國(guó)核動(dòng)力潛艇的相關(guān)技術(shù)已十分成熟，目前正在加緊研究將大功率核動(dòng)力用于航空母艦的技術(shù)。下列說(shuō)法中正確的是（）
A．水能、太陽(yáng)能、核能是可再生能源
B．超導(dǎo)體材料可以用來(lái)制做家庭電路中的熔絲
C．我國(guó)核動(dòng)力潛艇核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控核反應(yīng)
D．能量的轉(zhuǎn)移是有方向性的，而能量的轉(zhuǎn)化沒(méi)有方向性
解：A、可再生能源是指可以從自然界中源源不斷地得到的能源，例：水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能，不可再生能源是指不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源，核能不能短時(shí)間內(nèi)再次獲得，故它是不可再生能源，故A錯(cuò)誤；
B、一般材料在溫度接近絕對(duì)零度的時(shí)候，物體分子熱運(yùn)動(dòng)幾乎消失，材料的電阻趨近于0，此時(shí)稱為超導(dǎo)體，熔絲的材料要求電阻率大，而超導(dǎo)體電阻為零，故它不能用來(lái)做家庭電路中的熔絲，通電時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熱量，故B錯(cuò)誤；
C、核動(dòng)力潛艇核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能，故C正確；
D、能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移、都是有方向性的，在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中不是什么能量都可以利用，故D錯(cuò)誤。
答案：C。
12．（2024?武漢模擬）“綠水青山就是金山銀山”，為保護(hù)環(huán)境，我國(guó)大力發(fā)展新能源公交車到2025年末，新能源公交車占比將增至85%以上，如圖是新能源公交充電時(shí)的情景。下列關(guān)于新能源公交車及相關(guān)配套設(shè)施的說(shuō)法中正確的是（）
A．制造車輛鋰電池的主要材料是超導(dǎo)材料
B．發(fā)電廠生產(chǎn)電能消耗的所有能源都是可再生能源
C．公交車在充電過(guò)程中，車上的電池相當(dāng)于電路中的電源
D．電動(dòng)公交車使用雙充電槍充電可以增大充電功率以節(jié)省充電時(shí)間
解：A．制造車輛鋰電池的材料是導(dǎo)體材料，但不是超導(dǎo)材料，故A錯(cuò)誤；
B．發(fā)電廠生產(chǎn)電能消耗的能源中有煤炭，煤炭屬于不可再生能源，故B錯(cuò)誤；
C．公交車在充電過(guò)程中，車上的電池相當(dāng)于電路中的用電器，故C錯(cuò)誤；
D．由P＝UI可知，充電槍并聯(lián)，兩端電壓都相等，增大了充電時(shí)的電流，電動(dòng)公交車使用雙充電槍充電時(shí)，可以增大充電功率以節(jié)省充電時(shí)間，故D正確。
答案：D。
13．（2024?成都模擬）能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類社會(huì)的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A．核能是可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個(gè)新途徑
B．煤是不可再生能源，以煤為主要燃料的火電站容易造成環(huán)境污染
C．太陽(yáng)能是一次能源，可直接利用且污染小，開發(fā)前景廣闊
D．能量在利用的過(guò)程中，其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的
解：A．核能是不可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個(gè)新途徑，故A錯(cuò)誤；
B．煤是不可再生能源，以煤為主要燃料的火電站容易造成環(huán)境污染，故B正確；
C．太陽(yáng)能是可以直接獲取的一次能源，可直接利用且污染小，開發(fā)前景廣闊，故C正確；
D．能量在利用的過(guò)程中，其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的，故D正確。
答案：A。
14．（2024?無(wú)錫模擬）節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境是全人類的共同責(zé)任，日常生活中以下做法合理的是（）
A．隨意把廢舊電池丟到垃圾桶中
B．將家中的電視機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)
C．關(guān)停高能耗、高污染的工廠
D．將廢水直接排放到江河中
解：
A．將廢舊電池隨手丟到垃圾桶中，會(huì)污染水體和土壤，不利于環(huán)境保護(hù)，故A不符合題意；
B．電視機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)仍有部分元件在工作，仍會(huì)消耗電能，不合理，故B不符合題意；
C．關(guān)停高能耗、高污染的工廠，既可以節(jié)能減排，也可以保護(hù)環(huán)境，故C符合題意；
D．廢水直接排放到江河中，會(huì)污染水資源，不合理，故D不符合題意。
答案：C。
二、填空題（共8小題）
15．（2024?南昌模擬）有序發(fā)展光伏、風(fēng)電等新能源，有利于海南建設(shè)清潔能源島。風(fēng)力發(fā)電方式是把風(fēng)能能轉(zhuǎn)化為電能。在眾多能源中，太陽(yáng)能、風(fēng)能、海洋能等都屬于可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源。
解：風(fēng)力發(fā)電是利用空氣的動(dòng)能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，本質(zhì)上是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；
太陽(yáng)能、風(fēng)能、海洋能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源。
答案：風(fēng)能；可再生。
16．（2024?哈爾濱三模）生活中的各種用電器工作時(shí)都要消耗電能，電能屬于二次（選填“一次”或“二次”）能源；我國(guó)核能利用的技術(shù)已居于世界領(lǐng)先地位，其中氫彈利用的就是聚變（選填“裂變”或“聚變”）在瞬間釋放的能量。
解：
（1）電能是消耗其它能源經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)換來(lái)的，屬于二次能源；
（2）氫彈是利用氫核的聚變?cè)谒查g釋放的能量。
答案：二次；聚變。
17．（2024?珠海三模）核電站所利用的核能是不可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源，主要利用核燃料在反應(yīng)堆中通過(guò)核裂變（選填“裂變”或“聚變”）產(chǎn)生的熱量，使水通過(guò)蒸汽發(fā)生器變?yōu)檎羝?，蒸汽通過(guò)管路進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，使汽輪發(fā)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終發(fā)出的電通過(guò)電網(wǎng)送至千家萬(wàn)戶。
解：由于發(fā)生核反應(yīng)的鈾在短時(shí)間內(nèi)不能形成，是不可再生能源，所以核電站所用的核燃料屬于不可再生能源。
由于核裂變是可控的，在反應(yīng)堆中，核燃料發(fā)生裂變釋放出大量的內(nèi)能。
核電站發(fā)電是核能先轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，水受熱以后溫度上升會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣會(huì)推動(dòng)蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，蒸汽輪機(jī)又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
答案：不可再生；裂變；機(jī)械。
18．（2024?長(zhǎng)沙模擬）晶硅太陽(yáng)能電池是目前最廣泛應(yīng)用于光伏產(chǎn)業(yè)的太陽(yáng)能電池，因其比較脆，容易折斷，長(zhǎng)期受限于航空航天等應(yīng)用場(chǎng)景。目前，我國(guó)科學(xué)家研制出可以像紙片一樣彎折，且不易斷裂的高柔性晶硅太陽(yáng)能電池。其中，太陽(yáng)能屬于可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源，硅屬于半導(dǎo)體（選填“半導(dǎo)體”或“超導(dǎo)體”）材料。
解：太陽(yáng)能屬于可再生能源，其主要特點(diǎn)是取之不盡用之不竭，并且環(huán)保無(wú)污染。
鍺、硅、砷化鎵等是半導(dǎo)體材料，它具有單向?qū)щ娦?。利用半?dǎo)體的特殊性能，可以做出方便人們生活的物品。
答案：可再生；半導(dǎo)體。
19．（2024?石家莊模擬）如圖為核電站發(fā)電流程圖，核電站發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化是在核反應(yīng)堆核能轉(zhuǎn)化為蒸汽的內(nèi)能，汽輪機(jī)工作，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能輸出，核能為一次（“一次”或“二次”）能源。
解：在核反應(yīng)堆中，核能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的內(nèi)能，在汽輪機(jī)中蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的機(jī)械能，在發(fā)電機(jī)中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終輸送到電網(wǎng)上。
一次能源是指可以從自然界直接獲取的能源，如：風(fēng)能、太陽(yáng)能、石油、煤炭、地?zé)崮堋⒑四堋?br>答案：核；機(jī)械；一次。
20．（2024?賀州二模）太陽(yáng)能LED照明路燈節(jié)能、清潔、亮度高，很受人們的青睞。太陽(yáng)能是可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源，它是太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核發(fā)生聚變（選填“裂變”或“聚變”）釋放出的能量。
解：太陽(yáng)能可以從自然界源源不斷地得到，屬于可再生能源；
在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的能量。
答案：可再生；聚變。
21．（2024?長(zhǎng)沙二模）“低碳生活”是我們國(guó)家一直提倡的綠色發(fā)展理念，生活中常用的煤、石油、天然氣、太陽(yáng)能中，符合這一理念的能源是太陽(yáng)能；請(qǐng)你提出一種為了節(jié)約能源的綠色出行方式：建議出行使用共享單車。
解：煤、石油、天然氣屬于化石能源，化石能源的過(guò)度使用可以造成成大氣污染，溫室效應(yīng)、酸雨等危害環(huán)境問(wèn)題，太陽(yáng)能是一種新型能源，具有清潔、環(huán)保、能量大、獲取方便等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色發(fā)展理念的能源是太陽(yáng)能；
為了節(jié)約能源，可以選擇共享單車出行。
答案：太陽(yáng)能；建議出行使用共享單車。
22．（2024?洛陽(yáng)模擬）秉承可持續(xù)發(fā)展的思想，開發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍內(nèi)的重要課題，開發(fā)和利用核能就是一個(gè)有效途徑。核能是質(zhì)量較大的原子核發(fā)生裂變或質(zhì)量較小的原子核發(fā)生聚變時(shí)釋放的能量，通過(guò)可控聚變來(lái)利用核能，有望解決人類能源問(wèn)題。1g核燃料聚變時(shí)釋放的能量約為1×105kW?h，假設(shè)把1×105kW?h的能量完全轉(zhuǎn)化為電能，可供年用電量為1000kW?h的家庭使用 100 年。太陽(yáng)也是一個(gè)巨大的“核能火爐”，它向外輻射的能量是我們的能源寶庫(kù)。人類利用太陽(yáng)能的實(shí)質(zhì)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，請(qǐng)你寫出一種轉(zhuǎn)化方式或一個(gè)相關(guān)的實(shí)例：太陽(yáng)能集熱器把水加熱。
解：核能是質(zhì)量較大的原子核發(fā)生裂變或質(zhì)量較小的原子核發(fā)生聚變時(shí)釋放的能量；
把1×105kW?h!的能量完全轉(zhuǎn)化為電能，可供年用電量為1000kW?h的家庭使用的時(shí)間：
人類利用太陽(yáng)能的實(shí)質(zhì)，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如用太陽(yáng)能集熱器把水加熱。
答案：裂變；100；太陽(yáng)能集熱器把水加熱。
三、計(jì)算題（共2小題）
23．（2024?蘇州模擬）為了倡導(dǎo)低碳生活，太陽(yáng)能熱水器被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活，某太陽(yáng)能熱水器容量為100L，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為水內(nèi)能的效率為50%，在10h的太陽(yáng)照射下水溫升高60℃．（已知水的比熱容為c水＝4.2×103J/（kg?℃）。求：
（1）熱水器中水需要吸收的熱量；
（2）輻射至熱水器上的太陽(yáng)能功率；
（3）若通過(guò)燃燒天然氣將水溫升高相同溫度，至少需要完全燃燒多少質(zhì)量的天然氣？（天然氣的熱值q＝4.2×107J/kg）
解：（1）由ρ＝得，水的質(zhì)量：
m水＝ρV＝1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg，
水吸收的熱量：
Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×60℃＝2.52×107J；
（2）由η＝得，熱水器平均10h所接收的太陽(yáng)能：
Q太＝＝＝5.04×107J；
輻射至熱水器上的太陽(yáng)能功率：
P＝＝＝＝1400W；
（3）由題意可知，天然氣放出的熱量Q放＝Q吸＝2.52×107J，
由Q放＝mq得，天然氣的質(zhì)量為：
m天然氣＝＝＝0.6kg。
答：（1）熱水器中水需要吸收的熱量為2.52×107J；
（2）輻射至熱水器上的太陽(yáng)能功率為1400W；
（3）若通過(guò)燃燒天然氣將水溫升高相同溫度，至少需要完全燃燒0.6kg的天然氣。
24．（2024?鞍山模擬）假期，小喬一家去景點(diǎn)游玩，如圖是他們乘坐的新型太陽(yáng)能電動(dòng)觀光車。車的頂部有6m2的太陽(yáng)能電池板，5h接收到的太陽(yáng)能為1.08×108J，太陽(yáng)能電池板接收的太陽(yáng)能，轉(zhuǎn)化成了2.16×107J的電能。求：
（1）該車太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率是多少？
（2）該觀光車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，充滿電后最多可輸出多少機(jī)械能？
（3）若上述機(jī)械能由效率為30%的內(nèi)燃機(jī)提供，需消耗1.2kg的燃油，則燃油的熱值是多少？
解：（1）根據(jù)來(lái)計(jì)算光電轉(zhuǎn)化效率為：。
（2）根據(jù)來(lái)計(jì)算輸出的機(jī)械能，充滿電后最多可輸出的機(jī)械能為：
。
（3）根據(jù)，得到燃油的熱值為：。
答案：（1）20%；（2）1.728×107J；（3）4.8×107J/kg。
四、解答題（共2小題）
25．（2024?西安模擬）華能石島灣高溫氣冷堆核電站正式投入商業(yè)運(yùn)行，其工作簡(jiǎn)圖如圖所示。核燃料在反應(yīng)堆容器內(nèi)發(fā)生核反應(yīng)時(shí)的產(chǎn)熱功率為5×108W，然后將熱量傳遞給冷卻氣體——氮?dú)猓邷馗邏汉庠凇罢羝l(fā)生器”中將熱量傳遞給“二回路”中的水，產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)工作，再通過(guò)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。
（1）圖中反應(yīng)堆容器中發(fā)生的核反應(yīng)是指核裂變（選填“裂變”或“聚變”）；若核反應(yīng)堆工作1h釋放的熱量由燃燒煤提供，需要完全燃燒煤 6×104 kg。（）
（2）發(fā)電機(jī)輸電功率為2×108W，高溫氣冷堆核電站的發(fā)電效率是多少？
（3）在輸送核電站電能時(shí)，需要選擇合適粗細(xì)的高壓線；過(guò)粗或過(guò)細(xì)會(huì)導(dǎo)致傳輸效率低下或輸電線過(guò)熱。若高壓線的安全電流密度J（通過(guò)導(dǎo)體單位橫截面積的電流太?。┰?×106～4×106A/m2之間，要使高壓線所輸送的電流大小穩(wěn)定在750～900A之間。
①通過(guò)計(jì)算說(shuō)明應(yīng)選擇表格中哪種規(guī)格的高壓線？
②核電站從甲地向乙地輸電的功率為2×108W，且兩地之間的輸電線的電阻為5Ω，若以安全輸送的最大電流輸電，則輸電線上的熱損失功率為多少？乙地用戶端獲得的功率為多少？
解：（1）核能發(fā)電是利用核裂變，圖中反應(yīng)堆容器中發(fā)生的核反應(yīng)是指核裂變；
由題知，核燃料在反應(yīng)堆容器內(nèi)發(fā)生核反應(yīng)時(shí)的產(chǎn)熱功率為5×108W，
核反應(yīng)堆工作1小時(shí)釋放的熱量為Q放＝Pt＝5×108W×3600s＝1.8×1012J；
這些熱量由燃燒煤提供，需要完全燃燒煤的質(zhì)量為m＝＝＝6×104kg；
（2）發(fā)電機(jī)輸電功率為2×108W，高溫氣冷堆核電站的發(fā)電效率為η＝×100%＝×100%＝40%；
（3）①根據(jù)題意可知，導(dǎo)線的橫截面積最小值為Smin＝＝＝187.5×10﹣6m2＝187.5mm2，
導(dǎo)線的橫截面積最大值為Smax＝＝＝300×10﹣6m2＝300mm2，
故選規(guī)格Ⅲ的高壓線即選橫截面積為240mm2的高壓輸電線。
②以安全輸送的最大電流輸電，輸電線上的熱損失功率為P熱損＝I2R＝（900A）2×5Ω＝4.05×106W，
乙地用戶端獲得的功率P乙＝P甲﹣P熱損＝2×108W﹣4.05×106W＝1.9595×108W。
答案：（1）裂變；6×104；
（2）高溫氣冷堆核電站的發(fā)電效率是40%；
（3）①應(yīng)選擇表格中規(guī)格Ⅲ的高壓線；
②輸電線上的熱損失功率為4.05×106W，乙地用戶端獲得的功率為1.9595×108W。
26．（2024?貴陽(yáng)模擬）為了解決環(huán)境污染、能源枯竭問(wèn)題，中國(guó)在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上正式提出“碳達(dá)峰”“碳中和”兩個(gè)目標(biāo)，同時(shí)大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等新能源。我國(guó)風(fēng)力資源豐富，在東南沿海、西北沙漠優(yōu)勢(shì)突出。風(fēng)能用之不竭、清潔環(huán)保，所以我國(guó)加大風(fēng)能的開發(fā)和利用。如圖甲所示，某風(fēng)電場(chǎng)使用的發(fā)電機(jī)其機(jī)艙、發(fā)電機(jī)組合體重達(dá)385噸。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。
（1）風(fēng)能是可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）圖甲風(fēng)電場(chǎng)所用的發(fā)電機(jī)的機(jī)艙、發(fā)電機(jī)組合體的重力是多少；（g取10N/kg）
（3）圖乙為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總體結(jié)構(gòu)圖，風(fēng)輪到發(fā)電機(jī)部分為發(fā)電主體，其他部分則是控制系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)。請(qǐng)從能量轉(zhuǎn)化的角度結(jié)合電磁的相關(guān)知識(shí)分析說(shuō)明發(fā)電機(jī)的工作原理；
（4）目前一些小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以在3m/s的風(fēng)速條件下正常發(fā)電。若某風(fēng)電場(chǎng)常年風(fēng)速大小基本不變，請(qǐng)結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，分析增速機(jī)對(duì)風(fēng)力發(fā)電的作用和對(duì)發(fā)電功率的影響。
解：（1）風(fēng)能是取之不盡用之不竭，是可再生能源。
（2）發(fā)電機(jī)的機(jī)艙、發(fā)電機(jī)組合體的重力
G＝mg＝385×103kg×10N/kg＝3.85×106N。
（3）風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)中閉合線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。
（4）根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，切割磁感線的速度不同，感應(yīng)電流大小不同，且速度越快，感應(yīng)電流越大，相同時(shí)間發(fā)電功率越大。增速機(jī)是將風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度增大后，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)更快轉(zhuǎn)動(dòng)，提高發(fā)電功率。若沒(méi)有增速機(jī)，風(fēng)力發(fā)電所需環(huán)境風(fēng)速大小會(huì)提高，適用范圍會(huì)受影響。
答案：（1）可再生；
（2）發(fā)電機(jī)的機(jī)艙、發(fā)電機(jī)組合體的重力是3.85×106 N；
（3）風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)中閉合線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能；
（4）增速機(jī)是將風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度增大后，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)更快轉(zhuǎn)動(dòng)，提高發(fā)電功率。若沒(méi)有增速機(jī)，風(fēng)力發(fā)電所需環(huán)境風(fēng)速大小會(huì)提高，適用范圍會(huì)受影響。
規(guī)格
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
高壓線橫截面積/mm2
150
185
240
300

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