22.2 新能源的发展 同步课堂2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全册

22.2 新能源的发展 知识点目录 【知识点1】核能 1 【知识点2】太阳能 7 学习目标 1．了解核能、裂变、聚变、链式反应，知道核电站的工作原理。（重点） 2．了解太阳能的利用方式。（重难点） 知识点1 知识点 【知识点1】核能 1．原子结构 2．核能是原子核分裂或结合时释放的能量。核能又叫原子能。 （1）通常情况下，质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，原子核十分牢固。若原子核发生分裂或结合，就会释放惊人的能量。 （2）核能来源于物质原子核的变化，与分子的运动情况无关，即核能不同于内能。 3．裂变 （1）定义：科学家发现用中子轰击质量比较大的铀235原子核，铀核会分裂成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫裂变。 （2）链式反应：用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。 （3）应用 ①核电站：控制核裂变反应的速度。 ②原子弹：不控制核裂变反应的速度。链式反应如果不加控制大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。 4．聚变 （1）定义：两个较轻的核聚合成一个较重的核，并释放出巨大能量的过程。聚变也称热核反应。 （2）氘核与氚核的聚变如图所示。 （3）应用：氢弹。氢弹的威力比原子弹的威力更大。 （4）科学家正在不断地探索，如何控制聚变释放的核能。 5．核电站和核污染 （1）核电站就是利用核反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力 设施。核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。 （2）核电站的能量转化：核能→内能→机械能→电能。 （3）核电站优点：消耗燃料少，成本低。 （4）存在的问题：放射性污染。 人体受放射性危害，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变，甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。 典型例题 例1： 【例1】（2024秋•西安期末）随着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关原子核与核能的理解，正确的是（　　） A．原子核带负电 B．原子核是由电子和质子构成的 C．.核能是可再生的清洁能源 D．.目前我国的核能发电是利用原子核裂变释放的能量 【答案】D 【分析】（1）原子有原子核和核外电子组成，原子核带正电； （2）核能是不可再生能源； （3）核电站获取核能的方式是核裂变。 【解答】解：A、原子核带正电，故A错误； B、原子核是由中子和质子构成，故B错误； C、核能是不可再生的清洁能源，故C错误； D、目前我国的核能发电是利用原子核裂变释放的能量，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了核能，属于基础题。 【例2】（2025•惠山区校级二模）大亚湾核电站是中国大陆第一座大型商用核电站。下列关于核能说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．核能可以直接转化为电能 C．核能是原子核发生变化时释放的能量 D．核能是清洁能源，所以核废料可以随意埋放 【答案】C 【分析】（1）可再生能源指短时间内能再次获取的能源； （2）能量之间可以相互转化； （3）获取核能的方式：核聚变和核裂变； （4）要防止核泄漏，核能会造成环境污染。 【解答】解：A、核能不能短时间再次获得，它是不可再生能源，故A错误； B、核能不能直接转化成电能，故B错误； C、核能是原子核发生变化时释放的能量，故C正确； D、核能是清洁能源，但是核废料不可以随意埋放，因为核有辐射，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了有关核能的知识，属于基础题。 【例3】（2025•广水市二模）中国“人造太阳”（EAST）取得重大突破，奠定了我国在该领域的世界领先地位。EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。下列关于核能的利用说法正确的是（　　） A．“人造太阳”释放的核能是可再生能源 B．“人造太阳”利用核聚变获取能量 C．“人造太阳”与我国正在运行的核电站获得核能的方式相同 D．结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电引力 【答案】B 【分析】人造太阳是利用核聚变释放的核能；核能属于不可再生能源。 核聚变时氘核和氚核之间具有很强的核力。 【解答】解：A、“人造太阳”释放的核能是不可再生能源，故A错误； B、“人造太阳”利用核聚变获取能量，故B正确； C、“人造太阳”与我国正在运行的核电站获得核能的方式不同，核电站是利用核裂变释放的核能来工作的，人造太阳是利用核聚变释放的核能来工作的，故C错误； D、结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的核力，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查的是核能的利用；知道核裂变和核聚变。 【例4】（2024秋•通州区期末）如图所示，核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，核燃料在核反应堆中释放核能，原子核能转变为内能来加热水产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动发电机发电。下列说法中正确的是（　　） A．核能为可再生能源 B．发电机发电过程将电能转化为机械能 C．核能的使用不需要任何防护，不会产生任何污染 D．核燃料在核反应堆中发生核裂变 【答案】D 【分析】（1）可再生能源指短时间内能再次获得的能源； （2）发电机的发电过程将机械能转变成电能； （3）核能会产生污染； （4）获取核能的方式：核聚变和核裂变。 【解答】解：A、核能不能短时间内再次获得，故它是不可再生能源，故A错误； B、发电机的发电过程将机械能转变成电能，故B错误； C、核能的使用需要防护，会产生污染，故C错误； D、核燃料在核反应堆中发生核裂变，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了核能的有关知识，属于基础题。 【例5】（2025•雁塔区校级模拟）2025年5月5日，位于合肥的紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目总装工作正式启动，标志着我国核能源研究迈出关键一步。核能属于　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。实验堆通过氢同位素在超高温下发生　 　 （选填“裂变”或“聚变”）形成氦核同时释放巨大能量，形成的氦原子核由两个　 　 和两个中子组成。 【答案】不可再生；聚变；质子。 【分析】（1）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。 （2）氢原子核在超高温下发生核聚变释放出核能；原子核由质子和中子组成。 【解答】解：（1）核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，则核能是不可再生能源。 （2）紧凑型聚变能实验装置中，通过氢同位素在超高温下发生聚变形成氦核同时释放巨大能量，形成的氦原子核由两个质子和两个中子组成。 故答案为：不可再生；聚变；质子。 【点评】本题考查了能源的分类、核聚变、原子核的构成，属于基础题。 【例6】（2025春•响水县月考）阅读短文，回答问题。 中国新一代“人造太阳” 2023年4月12日21时，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行 中国“环流器”是我国探索受控核聚变的重要装置。人们对核聚变的研究源于对太阳能源的认识，太阳主要由氢和氘这两种元素组成，其中心区的温度高达1500万摄氏度、压强约为标准大气压的3000亿倍、密度约为150g/cm3。在此极端条件下，氢原子的所有核外电子几乎都摆脱了原子核的束缚，这些失去电子的氢原子核，聚合成质量较大的氦原子核并释放出一定的能量。 核聚变与已经实现和平利用的核裂变相比，其优越性不仅在于同样质量的核材料核聚变释放的能量要比核裂变多4倍以上，更为可喜的是，同时核聚变更为安全、清洁。 如果要使核聚变得到和平利用，就要使核聚变反应平稳受控进行，要实现受控核聚变，长时间约束在一个非常小的空间内，但是地球上没有任何容器能够承受如此高的温度，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，如图所示，可产生强大的电流和磁场。由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，避免与容器直接接触。 （1）原子是由原子核和 　 　 组成的，中国“人造太阳”是通过 　 　 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量的，核能是 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）在超高温状态下核燃料可以被“托举”在磁场中，原因是 　 　 ； （3）与核裂变相比，核聚变的优点是 　 　 。（写出一条即可） 【答案】（1）核外电子；核聚变；不可再生；（2）磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用；（3）安全、清洁。 【分析】（1）原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成；短期内不能够从自然界源源不断得到补充的能源叫不可再生能源； （2）由短文中的”中国“环流器”是我国探索受控核聚变的重要装置；核聚变更为安全、清洁；由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，避免与容器直接接触“等内容进行分析。 【解答】解：（1）原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成；有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，是我国探索受控核聚变的重要装置，是利用核聚变释放能量的。自然界的核原料消耗后，短时间内不能重新生成，是不可再生能源。 （2）由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，避免与容器直接接触。 （3）核聚变与已经实现和平利用的核裂变相比，其优越性不仅在于同样质量的核材料核聚变释放的能量要比核裂变多4倍以上，更为可喜的是，同时核聚变更为安全、清洁。 故答案为：（1）核外电子；核聚变；不可再生；（2）磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用；（3）安全、清洁。 【点评】本题考查能源的分类、原子的结构、核聚变的利用等内容，难度不大。 知识点2 知识点 【知识点2】太阳能 1．太阳能是人类能源的宝库。 （1）人类利用生物质能、水能、风能，实际上都是间接利用太阳能。 （2）人类开采化石能源，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。 2．太阳能与核能的关系：太阳能来源于太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变时释放的能量（核能），但核能与太阳能无关。 3．太阳是人类的“能源之母”：地球上除核能、地热能和潮汐能以外，几乎所有能源都来自太阳。 4．太阳能的直接利用 （1）用集热器把水等物质加热，把太阳能转化为内能； （2）用太阳能电池把太阳能转化为电能。 5．太阳能的间接利用 （1）利用化石能源、风能、水能、生物质能，实质就是间接利用太阳能。 （2）化石能源、生物质能都是由植物进行光合作用，将太阳能转化为化学能。 6．太阳能的优点 （1）能量巨大，仅1h到达地球表面的太阳能就比全世界一年能源生产的总量还多； （2）供应时间长久，太阳能几乎是一种取之不尽，用之不竭的永久能源； （3）分布广阔，获取方便，既不需要开采，又不需要运输； （4）安全、清洁、无污染，开发太阳能不会给环境带来污染。 7．太阳能的缺点：（1）太分散；（2）不稳定；（3）转换效率低。 8．太阳能热水器中的热量计算 （1）根据热量的计算公式为Q=cm△t，计算出水温度升高需吸收的热量； （2）太阳能热水器所释放的热量=功率×时间 典型例题 例1： 【例1】（2024•新城区校级模拟）目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法中错误的是（　　） A．太阳能是太阳内部氢原子核裂变释放出的能量 B．太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源 C．太空电站工作过程中依然遵循能量守恒定律 D．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波 【答案】A 【分析】太阳能是核聚变释放的能量； 太阳能是清洁能源； 太空电站工作时遵循能量守恒定律； 微波是一种电磁波。 【解答】解：A．太阳能是太阳内部氢原子核聚变释放出的能量，故A错误，符合题意； B．太阳能是一种清洁、无污染的能源，可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源，故B正确，不符合题意； C．太空电站工作过程中依然遵循能量守恒定律，故C正确，不符合题意。 D．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种波长较短的电磁波，故D正确，不符合题意。 故选：A。 【点评】本题考查的是太阳能的来源和优点；知道能量守恒定律；知道微波和清洁能源。 【例2】（2024•天府新区校级三模）新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，实现了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录！关于太阳的研究，长达了几千年，下列有关说法正确的是（　　） A．太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能 B．在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能 C．太阳辐射包含可见光、紫外线、红外线等，红外线可用于消毒 D．光导纤维利用光能传输信息的原理，传输过程光能的损耗很大 【答案】A 【分析】（1）人类获取的绝大多数能源都直接或间接来源于太阳能。 （2）太阳内部时时刻刻都在发生核聚变。 （3）紫外线可以消毒，红外线主要用于加热物体、红外夜视、红外成像等。 （4）光导纤维利用光能传输信息的原理，传输过程光能的损耗很小。 【解答】解：A．太阳是人类的“能源之母”，煤、石油、风能、谁能等能源都间接来自太阳能，故A正确； B．在太阳内部氢原子核在超高温下发生不可控的核聚变，故B错误； C．紫外线可用于消毒，红外线主要是热作用，不能消毒，故C错误； D．光导纤维利用光能传输信息的原理，传输过程光能的损耗比电在电线传导的损耗低得多，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查的是太阳能的利用；知道光纤通信的原理和优点。 【例3】（2024•四会市模拟）关于太阳能，下列说法正确的是（　　） A．可再生，来源于核裂变 B．不可再生，来源于核裂变 C．可再生，来源于核聚变 D．不可再生，来源于核聚变 【答案】C 【分析】可以在自然界里源源不断地得到的能源称为可再生能源。 【解答】解：太阳能是核聚变释放的能量，可认为取之不尽、用之不竭，在自然界里能源源不断地得到，属于可再生资源，故ABD错误，C正确。 故选：C。 【点评】此题考查了能源的分类，比较简单，属基础题。 【例4】（2025•碑林区校级二模）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图所示方框中能量形式判断正确的是（　　） A．甲是“电能” B．乙是“太阳能” C．丙是“机械能” D．乙和丙是同一种能 【答案】D 【分析】根据路灯照明系统的工作过程：太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，可顺次判断能量的转化过程。 【解答】解：由路灯照明系统的工作过程可知，太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电时，将电能转化为化学能，晚上蓄电池对放供电时，再将化学能转化为电能，通过路灯将电能转化为光能，故甲为太阳能，乙为电能；丙为电能，丁为光能。故只有D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了对路灯照明系统的工作过程中能量转化的分析，注意蓄电池即可以将电能转化为化学能，也可以将化学能转化为电能。 【例5】（2025•南沙区一模）“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度，其能量产生原理与太阳发光发热相似，因此被称为新一代人造太阳。下列有关太阳的研究说法正确的是（　　） A．在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能 B．太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度不同 C．太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能 D．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源 【答案】C 【分析】（1）太阳内部每时每刻都在发生核聚变。 （2）可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同。 （3）太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能。 （4）短期内能够从自然界中得到补充的能源是可再生能源。 【解答】解：A、在太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能，故A错误； B、太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同，故B错误； C、太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能，故C正确； D、太阳能是未来的理想能源之一，是可再生能源，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查的是太阳能的特点及应用；知道太阳能是可再生能源。 【例6】（2025•莱芜区三模）我国用1.2万块镜子和熔盐建成首批国家光热示范项目——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站，如图为其工作原理图。请根据理解在空白方框内填写合适的内容，完成光热电站发电的主要能量转化流程图。 （1）　 　 ；（2）　 　 。 【答案】内能；汽轮发电机。 【分析】热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏，它将镜子所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能，即吸热管把太阳能转化为内能存储在液态熔盐中，又转化为汽轮发电机组的机械能推动汽轮发电机组转动，发电机组又把机械能转化为电能。 【解答】解：吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏，它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能，即吸热管把太阳能转化为内能存储在液态熔盐中，又转化为汽轮发电机组的机械能推动汽轮发电机组转动，发电机组又把机械能转化为电能，故太阳能光热发电的能量转化流程图是太阳能→内能→机械能→电能。 故答案为：内能；汽轮发电机。 【点评】本题考查光热电站发电的主能量转化，为基础题。 【例7】（2025•灞桥区校级模拟）图甲表示原子核在转变过程中释放能量的方式，图乙是某种光伏发电技术简化电路。 （1）太阳辐射的巨大能量来自图甲中 　 　 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 （2）当太阳能电池板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关 　 　 （选填“S1”、“S2”或“S1和S2”）。 【答案】（1）B；（2）S1 【分析】（1）太阳内部每时每刻都在发生核聚变； （2）根据题图判断开关的闭合情况。 【解答】解：（1）太阳辐射的巨大能量来自图甲中B所示的聚变反应。 （2）当太阳能电池板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关S1。 故答案为：（1）B；（2）S1。 【点评】本题考查的是获取核能的两种方式和电路的通断控制，难度不大。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 22.2 新能源的发展 知识点目录 【知识点1】核能 1 【知识点2】太阳能 5 学习目标 1．了解核能、裂变、聚变、链式反应，知道核电站的工作原理。（重点） 2．了解太阳能的利用方式。（重难点） 知识点1 知识点 【知识点1】核能 1．原子结构 2．核能是原子核分裂或结合时释放的能量。核能又叫原子能。 （1）通常情况下，质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，原子核十分牢固。若原子核发生分裂或结合，就会释放惊人的能量。 （2）核能来源于物质原子核的变化，与分子的运动情况无关，即核能不同于内能。 3．裂变 （1）定义：科学家发现用中子轰击质量比较大的铀235原子核，铀核会分裂成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫裂变。 （2）链式反应：用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。 （3）应用 ①核电站：控制核裂变反应的速度。 ②原子弹：不控制核裂变反应的速度。链式反应如果不加控制大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。 4．聚变 （1）定义：两个较轻的核聚合成一个较重的核，并释放出巨大能量的过程。聚变也称热核反应。 （2）氘核与氚核的聚变如图所示。 （3）应用：氢弹。氢弹的威力比原子弹的威力更大。 （4）科学家正在不断地探索，如何控制聚变释放的核能。 5．核电站和核污染 （1）核电站就是利用核反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力 设施。核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。 （2）核电站的能量转化：核能→内能→机械能→电能。 （3）核电站优点：消耗燃料少，成本低。 （4）存在的问题：放射性污染。 人体受放射性危害，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变，甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。 典型例题 例1： 【例1】（2024秋•西安期末）随着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关原子核与核能的理解，正确的是（　　） A．原子核带负电 B．原子核是由电子和质子构成的 C．.核能是可再生的清洁能源 D．.目前我国的核能发电是利用原子核裂变释放的能量 【例2】（2025•惠山区校级二模）大亚湾核电站是中国大陆第一座大型商用核电站。下列关于核能说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．核能可以直接转化为电能 C．核能是原子核发生变化时释放的能量 D．核能是清洁能源，所以核废料可以随意埋放 【例3】（2025•广水市二模）中国“人造太阳”（EAST）取得重大突破，奠定了我国在该领域的世界领先地位。EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。下列关于核能的利用说法正确的是（　　） A．“人造太阳”释放的核能是可再生能源 B．“人造太阳”利用核聚变获取能量 C．“人造太阳”与我国正在运行的核电站获得核能的方式相同 D．结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电引力 【例4】（2024秋•通州区期末）如图所示，核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，核燃料在核反应堆中释放核能，原子核能转变为内能来加热水产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动发电机发电。下列说法中正确的是（　　） A．核能为可再生能源 B．发电机发电过程将电能转化为机械能 C．核能的使用不需要任何防护，不会产生任何污染 D．核燃料在核反应堆中发生核裂变 【例5】（2025•雁塔区校级模拟）2025年5月5日，位于合肥的紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目总装工作正式启动，标志着我国核能源研究迈出关键一步。核能属于　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。实验堆通过氢同位素在超高温下发生　 　 （选填“裂变”或“聚变”）形成氦核同时释放巨大能量，形成的氦原子核由两个　 　 和两个中子组成。 【例6】（2025春•响水县月考）阅读短文，回答问题。 中国新一代“人造太阳” 2023年4月12日21时，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行 中国“环流器”是我国探索受控核聚变的重要装置。人们对核聚变的研究源于对太阳能源的认识，太阳主要由氢和氘这两种元素组成，其中心区的温度高达1500万摄氏度、压强约为标准大气压的3000亿倍、密度约为150g/cm3。在此极端条件下，氢原子的所有核外电子几乎都摆脱了原子核的束缚，这些失去电子的氢原子核，聚合成质量较大的氦原子核并释放出一定的能量。 核聚变与已经实现和平利用的核裂变相比，其优越性不仅在于同样质量的核材料核聚变释放的能量要比核裂变多4倍以上，更为可喜的是，同时核聚变更为安全、清洁。 如果要使核聚变得到和平利用，就要使核聚变反应平稳受控进行，要实现受控核聚变，长时间约束在一个非常小的空间内，但是地球上没有任何容器能够承受如此高的温度，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，如图所示，可产生强大的电流和磁场。由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，避免与容器直接接触。 （1）原子是由原子核和 　 　 组成的，中国“人造太阳”是通过 　 　 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量的，核能是 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）在超高温状态下核燃料可以被“托举”在磁场中，原因是 　 　 ； （3）与核裂变相比，核聚变的优点是 　 　 。（写出一条即可） 知识点2 知识点 【知识点2】太阳能 1．太阳能是人类能源的宝库。 （1）人类利用生物质能、水能、风能，实际上都是间接利用太阳能。 （2）人类开采化石能源，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。 2．太阳能与核能的关系：太阳能来源于太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变时释放的能量（核能），但核能与太阳能无关。 3．太阳是人类的“能源之母”：地球上除核能、地热能和潮汐能以外，几乎所有能源都来自太阳。 4．太阳能的直接利用 （1）用集热器把水等物质加热，把太阳能转化为内能； （2）用太阳能电池把太阳能转化为电能。 5．太阳能的间接利用 （1）利用化石能源、风能、水能、生物质能，实质就是间接利用太阳能。 （2）化石能源、生物质能都是由植物进行光合作用，将太阳能转化为化学能。 6．太阳能的优点 （1）能量巨大，仅1h到达地球表面的太阳能就比全世界一年能源生产的总量还多； （2）供应时间长久，太阳能几乎是一种取之不尽，用之不竭的永久能源； （3）分布广阔，获取方便，既不需要开采，又不需要运输； （4）安全、清洁、无污染，开发太阳能不会给环境带来污染。 7．太阳能的缺点：（1）太分散；（2）不稳定；（3）转换效率低。 8．太阳能热水器中的热量计算 （1）根据热量的计算公式为Q=cm△t，计算出水温度升高需吸收的热量； （2）太阳能热水器所释放的热量=功率×时间 典型例题 例1： 【例1】（2024•新城区校级模拟）目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法中错误的是（　　） A．太阳能是太阳内部氢原子核裂变释放出的能量 B．太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源 C．太空电站工作过程中依然遵循能量守恒定律 D．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波 【例2】（2024•天府新区校级三模）新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，实现了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录！关于太阳的研究，长达了几千年，下列有关说法正确的是（　　） A．太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能 B．在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能 C．太阳辐射包含可见光、紫外线、红外线等，红外线可用于消毒 D．光导纤维利用光能传输信息的原理，传输过程光能的损耗很大 【例3】（2024•四会市模拟）关于太阳能，下列说法正确的是（　　） A．可再生，来源于核裂变 B．不可再生，来源于核裂变 C．可再生，来源于核聚变 D．不可再生，来源于核聚变 【例4】（2025•碑林区校级二模）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图所示方框中能量形式判断正确的是（　　） A．甲是“电能” B．乙是“太阳能” C．丙是“机械能” D．乙和丙是同一种能 【例5】（2025•南沙区一模）“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度，其能量产生原理与太阳发光发热相似，因此被称为新一代人造太阳。下列有关太阳的研究说法正确的是（　　） A．在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能 B．太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度不同 C．太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能 D．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源 【例6】（2025•莱芜区三模）我国用1.2万块镜子和熔盐建成首批国家光热示范项目——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站，如图为其工作原理图。请根据理解在空白方框内填写合适的内容，完成光热电站发电的主要能量转化流程图。 （1）　 　 ；（2）　 　 。 【例7】（2025•灞桥区校级模拟）图甲表示原子核在转变过程中释放能量的方式，图乙是某种光伏发电技术简化电路。 （1）太阳辐射的巨大能量来自图甲中 　 　 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 （2）当太阳能电池板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关 　 　 （选填“S1”、“S2”或“S1和S2”）。 学科网（北京）股份有限公司 $$