专题22.2 新能源的发展（知识梳理+5个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 ）-2025-2026学年人教版物理九年级全一册同步培优讲练（2024新教材）

专题22.2 新能源的发展 （知识梳理+5个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共40题） 知识梳理 技巧点拨 1 知识点梳理01：核能 1 知识点梳理02：裂变 2 知识点梳理03：聚变 4 优选题型 考点讲练 6 考点1：核能及其原理 6 考点2：裂变及其应用 8 考点3：聚变及其应用 9 考点4：太阳能的来源 10 考点5：太阳能的利用 11 中考真题 实战演练 13 难度分层 拔尖冲刺 16 基础夯实 16 培优拔高 21 知识点梳理01：核能 1.原子的结构 （1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。 （2）原子核几乎集中了原子的全部质量。 （3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。 （4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。 Li Be 类比法理解原子核的链式结构 原子的核式结构与太阳系结构类似。如图所示，太阳系的中心是太阳，其他行星围绕太阳运行；原子的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子绕核运动。 原子结构 太阳系 2.核能 （1）质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使他们它们分裂或结合极其困难，因此原子核十分牢固。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。释放核能的方式有两种：核裂变、核聚变。 （2）核能是直接从自然界获得的，属于一次能源。核能也属于新能源。 知识点梳理02：裂变 1.裂变 用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。 培优拓展： 1938年底，科学家们发现，铀235的原子核被中子轰击后，会分裂成质量相近的两个原子核，同时放出二至三个中子。后来我国物理学家钱三强与何泽慧又发现铀原子核被中子轰击后，还会分裂成三个甚至四个碎片，称为三分裂或四分裂现象。 2.链式反应 （1）类比理解链式反应 将火柴搭成图甲所示的结构，点燃第一根火柴会引燃两根火柴，接着会引燃四根火柴… 甲 乙 （2）链式反应 如图乙所示，一个铀235原子核在一个中子轰击下发生裂变，释放出核能，同时产生几个新的中子，这几个新的中子又轰击其他铀核，导致其他铀核发生裂变，产生更多的中子…裂变反应将自动进行下去，参与反应的铀核数量越来越多，释放出巨大的能量。 3.裂变的利用 （1）核电站 ①核反应堆及核电站的工作原理 如图所示，控制链式反应的速度，使核能能够缓慢、平稳地释放的装置，叫做核反应堆。核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽，在驱动汽轮机带动发电机发电。 ②核反应堆中的能量转化 ③核电站的特点 a.消耗的热量少，产生的能量巨大； b.产生废渣少，对大气基本无污染； c.核反应会产生危害极大的射线，因而要采取严格的安全措施。 （2）原子弹 链式反应如果不加控制，大量原子核就会再一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，以致引起威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。 辨析比较： 发电类型 能量转化 应用范围 对环境的影响 火力发电 化学能→内能→机械能→电能 广泛 污染较大 水力发电 机械能→电能 较广泛 没有污染，但会破坏生态系统 风力发电 风能→电能 较小 没有污染 太阳能发电 太阳能→电能 较小 没有污染 核能发电 核能→内能→机械能→电能 较小 污染较小（安全使用情况下） 知识点梳理03：聚变 1.聚变（热核反应） 将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子组成）与氚核（由一个质子和两个中子组成），在超高温下结合成新的原子核-氦核，也会释放出巨大的核能（如图所示），这就是聚变。聚变反应要求一开始就要有很高的温度，因此核聚变也称为热核反应。 2.聚变的应用 大量氢核的聚变，可以在瞬间放出惊人的能量。氢弹就是利用核聚变原理制造的已知比原子弹威力还要大的核武器。迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制条件下进行。科学家经过几十年的艰苦探索，已经取得一定进展，但要真正安全、和平的利用核聚变所释放的核能，还要做长期艰苦的努力。 3.可控核聚变释放的核能作为一种新能源，具有显著的特点 （1）燃料丰富且运营成本低，核聚变的燃料之一—氘核在海水中大量存在，足以功全世界使用几百亿年。 （2）不污染环境，是一种真正的清洁能源。 4.裂变与聚变的比较 比较 裂变 聚变 定义 较大的原子核分裂为较小的原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大一种的过程 条件 用中子轰击较大的原子核 超高温 释放核能大小 巨大 更加巨大 知否可以控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能认为控制 应用 原子弹、核电站 氢弹 5.核能的特点 核能的优点 （1）储量丰富，核能总量十分巨大，它能极大地补充人类能源的不足； （2）核燃料能量密集，便于储运； （3）不排放污染气体，不会造成空气污染； （4）不排放二氧化碳气体，不会加重地球温室效应。 核能的缺点 （1）核能属于一次能源，会越用越少； （2）一旦发生核泄漏，会对地球生物造成严重的危害； （3）核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。 选址及废物处理 （1）核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区； （2）核电站建在离人群较远的地方，避免对人畜造成伤害； （3）核废料要特殊处理后深埋在人烟稀少的地方。 考点1：核能及其原理 【典例精讲】（2025·广东珠海·三模）核电站发电利用的是原子核发生 （填“裂变”或“聚变”）时释放的能量，其核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源，其巨大能量来自图 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 【答案】 裂变 不可再生 A 【规范解答】[1]核电站发电利用的是原子核发生裂变时释放的能量，利用了裂变的链式反应释放出巨大能量。 [2]不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。核能利用的矿物质在短时间不可再生，因此属于不可再生能源。 [3]其巨大能量来自核裂变反应，图中A是裂变反应图，B是聚变反应图，故选A。 【变式训练01】（2025·福建漳州·模拟预测）2025年1月20日中国有“人造太阳”之称的EAST创造了新世界纪录，实现1亿摄氏度1066秒稳态运行，突破核聚变的控制难题，标志着核能源研究重大跨越。关于核能的利用，下列说法正确的是（　　） A．核能是属于可再生能源 B．核聚变反应中，核能转化为内能 C．核聚变和核裂变的原料是相同的 D．核聚变反应中，核能转化为化学能 【答案】B 【规范解答】A．核能是利用核反应从原子核释放的能量，其原料如铀、钚等在自然界中的储量是有限的，用完后短期内无法再生，核聚变的主要原料氘虽然在海水中储量丰富，但氚需要人工制造且储量相对有限，因此核能属于不可再生能源，故A错误； B．核聚变是轻原子核融合成较重原子核的过程，会释放出巨大能量，使得反应区域温度极高，实现了核能到内能的转化，故B正确； C．核聚变的燃料是氘和氚等轻核，而核裂变的燃料是铀、钚等重核，二者原料不同，故C错误； D．核聚变反应中，是核能转化为内能、光能等，并非化学能，故D错误。 故选B。 【变式训练02】（2025·广东中山·三模）黄旭华院士（1926.3.12﹣2025.2.6）是中国核潜艇之父，共和国勋章获得者，为祖国的核潜艇事业隐姓埋名三十年，最终带领团队研制出中国第一艘核潜艇。潜艇的动力来源于一座功率很大的核反应堆，核反应堆主要利用图中 （选填“a”或“b”）的过程获得能量，该反应过程在核反应堆里是 （选填“可控”或“不可控”）的，核能是一种 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 a 可控 不可再生 【规范解答】[1]图a 是核裂变，即一个中子轰击铀核，铀核分裂成两个质量较小的核，同时释放出大量的能量和中子；图b 是核聚变，即氘核和氚核在超高温下结合成氦核，释放出巨大能量 。核反应堆主要利用核裂变（图a ）的过程获得能量。 [2]因为目前核反应堆是通过控制核裂变的链式反应来和平利用核能的，是可控的，而核聚变目前还难以实现可控应用。 [3]可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，例如太阳能、风能、水能等；不可再生能源是指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源，核能所利用的核燃料（如铀等）在地球上的储量是有限的，消耗后不能在短期内从自然界得到补充，所以核能是一种不可再生能源。 考点2：裂变及其应用 【典例精讲】（2025·四川南充·模拟预测）下列关于信息、能源和材料的说法中正确的是（　　） A．广播电台靠稳定的电流而发射电磁波 B．制作手机芯片的主要材料是超导体 C．核电站是利用核聚变释放的能量进行发电的 D．手机在通话时涉及到的波既有电磁波又有声波 【答案】D 【规范解答】A．广播电台是靠迅速变化的电流来产生电磁波的，稳定的电流不能产生电磁波，故A错误； B．制作手机芯片的主要材料是半导体，不是超导体，故B错误； C．核电站是利用可控的核裂变释放的能量发电，不是核聚变，故C错误； D．手机在通话时，声音信号转化为电信号，通过电磁波发射出去，对方手机接收电磁波后再将电信号转化为声音信号，所以涉及到的波既有电磁波又有声波，故D正确。 故选 D。 【变式训练01】（2025·河南平顶山·三模）2024年5月25日，我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成，关于核能的利用，下列说法正确的是（　　） A．核能是不可再生能源 B．“华龙一号”是利用聚变产生能量 C．核燃料中的铀原子核由大量质子和电子组成 D．核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 【答案】AD 【规范解答】A．核燃料在短期内无法得到补充，根据不可再生能源的定义，凡是在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为不可再生能源，所以核能是不可再生能源，故A正确； B．就目前人类所掌握的技术而言，仅仅实现了可控核裂变技术的应用，核聚变技术还未达到可控利用的程度，“华龙一号”作为核电站，是利用核裂变产生能量，并非聚变，故B错误； C．原子是由原子核和核外电子构成，原子核一般由质子和中子组成，所以核燃料中的铀原子核是由大量质子和中子组成，电子在原子核外围绕原子核运动，故C错误； D．核污染的主要来源就是核燃料或核废料具有放射性，为了减少对人类和环境的影响，一般会将核废料深埋在人烟稀少的地方，故D正确。 故选AD。 【变式训练02】（2025·江苏无锡·一模）原子的中心是 ，其周围有一定数目的 在运动。核电站获取能量的主要方式是利用核 （选填“裂变”或“聚变”）释放能量。 【答案】 原子核 电子 裂变 【规范解答】[1][2]原子由原子核和核外电子组成，原子的中心是原子核，电子绕原子核高速运转；原子核由质子和不带电的中子组成。 [3]核能是通过核裂变或核聚变产生的巨大能量。核电站获取能量的主要方式是利用可以控制的核裂变释放能量。 考点3：聚变及其应用 【典例精讲】（2025·新疆阿克苏·三模）关于太阳内部核反应的说法正确的是（　　） A．是核裂变，反应吸收能量 B．是核裂变，反应放出能量 C．是核聚变，反应吸收能量 D．是核聚变，反应放出能量 【答案】D 【规范解答】太阳内部是一个巨大的核能火炉，每时每刻都在发生核聚变，释放出巨大的核能；因此太阳内部发生的是核聚变，且在发生聚变时向外释放出惊人的能量，故D正确，ABC错误。 故选D。 【变式训练01】（2025·福建福州·模拟预测）2025年1月，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度、1066秒高约束模式等离子体运行。“人造太阳”模拟了太阳的核 （选填“聚变”或“裂变”）；反应原理，释放巨大能量。目前核电站反应堆释放的核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 聚变 不可再生 【规范解答】[1]核能的应用有轻核聚变和重核裂变，太阳是利用核聚变释放能量的，所以人造太阳也是通过核聚变释放能量。 [2]核燃料属于矿物资源，消耗后在短期内不能从自然界得到补充，因此核能是不可再生能源。 【变式训练02】（2025·山东济宁·二模）如图所示是我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。其反应原理与太阳类似，即通过核 变，释放巨大的核能。核反应的主要原料是氘，它可以从海水中提取，1 L海水中含有的氘，这些氘完全核反应所释放的能量相当于300L汽油完全燃烧所释放的能量，为 J。（ρ汽油=0.71×103 kg/m3，q汽油=4.6×107 J/kg）。 【答案】 聚 9.798×109 【规范解答】[1]核反应有核裂变与核聚变，东方超环用核聚变的方式获取核能。 [2]由得，300 L汽油的质量为 完全燃烧放出的热量 考点4：太阳能的来源 【典例精讲】（2025·湖北武汉·二模）课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的机械能”（如图），引发了小聪一些联想，下列说法错误的是（　　） A．太阳能实质上是太阳内部链式反应释放出的能量 B．太阳能是可再生能源，电能是二次能源 C．太阳光中的可见光是电磁波 D．太阳能电池使用的主要材料是硅，硅是半导体 【答案】A 【规范解答】A．太阳能实质上是太阳内部核聚变反应释放出的能量，故A错误，符合题意； B．太阳能可以从自然界直接获得，且取之不尽，是可再生能源，电能需要消耗一次能源来获取，是二次能源，故B正确，不符合题意； C．电磁波是个大家族，包括无线电波，红外线、可见光、紫外线、X射线等都是电磁波，所以太阳光中的可见光是电磁波，故C正确，不符合题意； D．硅是典型的半导体材料之一，也是现代电子工业中应用最广泛的半导体，故D正确，不符合题意。 故选 A。 【变式训练01】（2024·新疆·三模）下面应用中与太阳内部的核反应方式一样的是（　　） A．氢弹 B．原子弹 C．核动力潜艇 D．核电站 【答案】A 【规范解答】太阳内部发生的是核聚变； A．氢弹是利用核聚变释放的核能，和太阳内部的核聚变方式一样，故A符合题意； BCD．原子弹、核动力潜艇、核电站都是利用核裂变释放的核能，与太阳内部的核反应方式不同，故BCD不符合题意。 故选A。 【变式训练02】（2025·江苏宿迁·三模）2025年1月27日太阳能无人机“云帆1号”成功试飞，它具有续航长，轻便灵活的特点，其外壳采用的是高强度、密度 （选填“大”或“小”）的碳纤维复合材料制成，太阳能电池板能量源自太阳的核 （选填“裂变”或“聚变”），地面操控人员与无人机之间是通过 米传递信息。 【答案】 小 聚变 电磁波 【规范解答】[1]在保证太阳能无人机外壳具有高强度的同时，为了使无人机更加轻便灵活，需要减轻其自身重量。根据密度公式，在体积相同的情况下，材料的密度越小，质量就越小。所以其外壳采用的是高强度、密度小的碳纤维复合材料制成。 [2]太阳内部时刻都在进行着氢原子核聚变成氦原子核的核聚变反应，在这个过程中会释放出巨大的能量，太阳能电池板就是将太阳能转化为电能，所以太阳能电池板能量源自太阳的核聚变。 [3]地面操控人员与无人机之间是通过电磁波来传递信息的。电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能够满足远距离、实时的信息传输需求。所以地面操控人员与无人机之间是通过电磁波传递信息。 考点5：太阳能的利用 【典例精讲】（25-26九年级上·全国·随堂练习）题图甲、乙所示分别是我国研发出的首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车。甲车是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的 能转化为机械能；乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将 能转化为电能。 【答案】 内 太阳 【规范解答】[1]对于甲汽车：题目中提到甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力。压缩空气具有较大的内能，在推动活塞做功的过程中，空气的内能减少，汽车获得了机械能，所以这种车在开车时将空气的内能转化为机械能。 [2]对于乙汽车：已知乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器。而光电转换器的作用是将光能转化为电能，这里的光能主要来源于太阳，所以它可将太阳能转化为电能。 【变式训练01】（2025·河南周口·三模）近年来，我国科技创新能力日益增强，各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。下列说法正确的是（    ） A．航天器的太阳能电池板吸收的太阳能来自太阳内部发生的核聚变 B．智能机器人的控制芯片是用超导体制成的 C．北斗卫星与手机的导航系统通过超声波传递信号 D．我国研制出的高能量密度石墨烯航空电池，在充电时电池将电能转化为化学能 【答案】AD 【规范解答】A．核聚变和核裂变都可以释放巨大的能量。太阳内部发生核聚变反应，释放出巨大的能量，因此航天器的太阳能电池板吸收的太阳能就来自太阳内部发生的核聚变，故A正确； B．智能机器人的控制芯片是用半导体材料制成的，而不是超导体，半导体的导电性介于导体与绝缘体之间，故B错误； C．北斗卫星与手机的导航系统是通过电磁波传递信号的，而不是超声波。因为超声波的传播需要介质，在真空中不能传播，而卫星与手机之间的信号传输是在宇宙空间（近似真空）中进行的，电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息，故C错误； D．高能量密度石墨烯航空电池在充电时，消耗电能，得到化学能，即将电能转化为化学能，故D正确。 故选AD。 【变式训练02】（2025·河南平顶山·二模）太阳能作为清洁、无污染的可再生能源，蕴含着巨大的价值。科学家们正在研究一种太空电站，即在地球同步轨道上建立太阳能电站并向地面“无线缆输送”电能，其示意图如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．向地面“无线缆输送”电能利用的微波是一种超声波 B．太阳能来源于太阳内部的核聚变所释放出的能量 C．这种太空电站工作的过程是将太阳能转化为电能 D．太空电站将能量传递到地球，能量的总和将不再守恒 【答案】BC 【规范解答】A．微波是电磁波的一种，利用微波实现“无缆传输”，故A错误； B．太阳能是太阳内部氢原子核聚变释放出的能量，故B正确； C．太阳能收集板将太阳能转化为电能，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量在转化或转移的过程中总量保持不变，所以太空电站将能量传递到地球，能量的总和也应守恒，故D错误。 故选BC。 1．（2025·湖南永州·中考真题）关于信息和能源，下列说法不正确的是（　　） A．我国的北斗卫星定位系统是利用电磁波进行定位的 B．目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电的 C．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息 D．以风能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向 【答案】B 【规范解答】A．电磁波可以在真空中传播，我国的北斗卫星定位系统是利用电磁波进行定位的，故A正确，不符合题意； B．目前的核电站都是利用核裂变释放的核能来发电的，故B错误，符合题意； C．传递信息的方式有很多种，微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息，故C正确，不符合题意； D．可再生能源是可以从自然界中源源不断地得到的能源，以风能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．（2025·陕西西安·中考真题）2022年，俄乌战事吃紧，核武器的使用问题被推到了风口浪尖。原子弹发生爆炸时发生的是核 变，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 裂 不可再生 【规范解答】[1]核裂变是指重原子核（如铀核、钚核等）分裂成两个或多个质量较小的原子核，并在这个过程中释放出巨大能量以及中子等，这些中子又会引发其他重核的裂变，从而形成链式反应，在极短时间内释放出极其巨大的能量，产生强烈的爆炸等效应；原子弹发生爆炸时发生的是核裂变。 [2]核能所利用的核燃料在短时间内不能得到补充，其储量是有限的，所以核能是不可再生能源。 3．（2025·四川成都·中考真题）人类对能量的利用都是通过能量的转化或转移实现的，对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（　　） A．现代化生活是以电能为中心的能量转化和利用的过程 B．能量总是守恒的，通过精心设计，永动机是可以实现的 C．燃油汽车废气带走约33%的能量，新能源汽车效率为100% D．生产生活中利用煤、石油、水的能量，追根溯源都来自地球 【答案】A 【规范解答】A．现代化生活离不开电的使用，发电站将其它形式的能转化为电能，各种用电器把电能转化为其它的形式的能，所以现代化生活是以电能为中心的能量转化和利用的过程，故A正确； B．能量是守恒的，但是能量的转化或转移具有方向性，所以永动机不可以实现，故B错误； C．燃油汽车废气带走约33%的能量，新能源汽车在使用时电池充电、放电等过程存在能量损失，而且还需要克服零部件之间的摩擦做功，所以其实际总效率低于100%，故C错误； D．煤和石油是化石燃料，其能量源于古代生物质，通过光合作用最终来自太阳能；水能（水力发电）依赖水的势能，但水循环由太阳能驱动，比如蒸发、降水。因此，这些能源的追根溯源是来自于太阳，而非地球本身，故D错误； 故选A。 4．（2025·广东湛江·中考真题）核能属于 能源（填“一次”或“二次”）。核电站是通过核反应堆可控 （选填“裂变”或“聚变”）释放核能来获取电能的。在地球上以探索 清洁能源 为目的的“中国环流器二号M”被称为“人造太阳”，它主要是让氢原子核在超高温下发生 （选填“裂变”或“聚变”）。 【答案】 一次 裂变 聚变 【规范解答】[1]核能可以从自然界直接获取，属于一次能源。 [2]核电站是通过核反应堆可控裂变释放核能来获取电能的。目前人类可控制的核反应是核裂变，利用核裂变反应释放的能量来发电。 [3]“中国环流器二号M”被称为“人造太阳”，它主要是让氢原子核在超高温下发生聚变。太阳内部发生的是氢原子核的聚变反应，“人造太阳” 模拟太阳的能量产生方式，通过氢核聚变释放巨大能量。 5．（2025·安徽合肥·中考真题）阅读下面短文，回答问题。 太阳能热水器 太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点。如图，当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热，小明家里太阳能热水器配有一台电动水泵，它电机的铭牌如下： 有一天，小明为了探究家里太阳能热水器的节能效果，每隔1小时记录装满水时太阳能热水器的水温，记录数据如下表 时刻 8：00 9：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00 16：00 17：00 温度℃ 36 38 41 45 49 55 58 60 61 61 请回答以下问题： (1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸收太阳能是通过 方式进行，随着水温升高，其 能增加。 (2)哪一小时太阳能热水器升温速度最快？答： 至 。 (3)水泵工作时，将水从地面匀速提升至屋面上太阳能热水器内，水的动能 ，重力势能 （填“增大、减小、不变”）。 (4)若使用配套电机以0.2kW正常工作时，在5min内将做功 J。 【答案】(1) 热传递 内 (2) (3) 不变 增大 (4)6×104 【规范解答】（1）[1][2]玻璃吸热管内向光一侧的水在太阳的照射下，吸收热量，温度升高，内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能。 （2）[1][2]由表格可知，当到时，水温变化最大为 （3）[1][2]水泵工作时，将水从地面匀速提升至屋面上太阳能热水器内，质量不变，速度不变，高度增大，动能不变，重力势能增大。 （4）由公式可得，在内做的功 基础夯实 1．（2025·四川·模拟预测）随着科技发展，各种现代技术不断得到运用。下列关于信息、能源和材料说法正确的是（　　） A．水能和电能均属于一次能源 B．光纤通信以电流为载体传递信号 C．现有核电站是利用原子核聚变获取的能量发电 D．能量的转化和转移具有方向性 【答案】D 【规范解答】A．水能可以直接从自然界获得，为一次能源；电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源，故A错误； B．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，将光信号变换成电信号，经解调后恢复原信息，故B错误； C．现有核电站是利用原子核裂变获取的能量发电，故C错误； D．能量的转化和转移时，有些可以自发的转化或转移，有些需要消耗其它形式能量才能转化或者转移，故能量的转化和转移是有方向性的，故D正确。 故选D。 2．（2025·河北沧州·一模）如图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风能属于不可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核聚变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．太阳能电池的能量转化率可达 【答案】B 【规范解答】A．从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源。风能可以从自然界中短期内得到补充，属于可再生能源，故A错误； B．核能来自核裂变和核聚变，太阳能是太阳内部的核聚变产生的，故B正确； C．给蓄电池充电时电能转化为化学能，蓄电池放电时化学能转化为电能，故C错误； D．太阳能电池的能量转化率低于100%，不可能达到100%，故D错误。 故选B。 3．（2025·湖北武汉·二模）太阳是人类能源的宝库，下列说法错误的是（　　） A．太阳能是一次能源 B．太阳能是太阳内部发生聚变释放的能量 C．太阳能电池把太阳能转化为电能 D．集热器可以吸收太阳辐射并将其转化为化学能 【答案】D 【规范解答】A．太阳能能够从自然界中直接获取，是一次能源，故A正确，不符合题意； B．太阳内部每时每刻都发生核聚变释放出巨大的核能，太阳能是一个巨大的核能火炉，故B正确，不符合题意； C．太阳能电池把太阳能直接转化为电能，故C正确，不符合题意； D．集热器可以吸收太阳辐射，将太阳的光能转化为内能，故D错误，符合题意。 故选D。 4．（24-25九年级上·广东汕头·阶段练习）下列有关材料、能源、信息的说法正确的是（　　） A．天然气属于可再生能源 B．太阳能释放的能量是核裂变产生的 C．手机通话是利用超声波传送 D．半导体材料可制成二极管、三极管等元件 【答案】D 【规范解答】A．天然气是化石燃料，属于不可再生能源，故A错误； B．太阳释放的能量是氢核聚变产生的，故B错误； C．手机通话是利用电磁波传递信息的，故C错误； D．半导体材料可制成二极管、三极管等元件，故D正确； 故选D。 5．（2025·安徽淮南·一模）我国太空电站于2025年3月试验成功。太空电站距离地面高度约为，需要通过火箭发射完成。当太空电站发电时，是将 （填“卫星的机械能”或“太阳能”）转化为电能。 【答案】太阳能 【规范解答】当太空电站发电时，消耗了太阳能，获得了电能，是将太阳能转化为电能。 6．（24-25九年级上·吉林·期末）成都混团世乒赛，国乒队卫冕冠军，各网络平台第一时间通过 传递信息。太阳时刻都在进行着核 。 【答案】 电磁波 聚变 【规范解答】[1]网络平台传递信息依靠的是电磁波，电磁波能够在真空中或介质中传播，实现远距离的信息传递。 [2]太阳内部时刻发生着氢原子核聚变成氦原子核的过程，即核聚变，这个过程会释放出巨大的能量，为太阳提供持续的光和热。 7．（2025·湖南衡阳·二模）2025年3月28日，中核集团高调宣布，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核温度与电子温度的双亿度突破，综合参数跃居世界前列。它的反应原理和太阳一样，利用核 所释放的核能转化成 能，从而获得上亿摄氏度的超高温度。 【答案】 聚变 内 【规范解答】[1][2]太阳能是来自太阳内部氢核的聚变释放出的能量，释放的核能又转化为内能，从而获得上亿度的高温。“中国环流三号”与太阳类似，也是通过核聚变释放核能的，再将核能转化为内能从而获得高温。 8．（2025·青海西宁·一模）我国在核能利用方面取得了巨大成就，核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，我国完全自主知识产权的“华龙一号”核电站是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）发电的。 【答案】 不可再生 核裂变 【规范解答】[1]可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，不可再生能源是指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源。核能所利用的核燃料在地球上的储量是有限的，用完后短期内无法再生，所以核能是不可再生能源。 [2]目前核裂变是可以人为控制的，核聚变不能人为控制反应速度，核电站是利用核裂变中释放的能量来发电的，核聚变目前还不能被很好地控制用于发电。“华龙一号” 核电站也是通过核裂变发电。 9．（2025·山西临汾·一模）据统计，我省光伏发电输出创历史新高，光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸收太阳能的多少是技术关键，它与什么因素有关？小明猜想光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积、光照时间、光电板的颜色有关。根据以上猜想，小明设计实验方案，进行了实验探究，实验数据记录如表所示： 序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间（min） 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.3 10 白色 5 (1)该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过 反映。 (2)由表中1、3两组数据，可初步得到的结论是 。由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用 色较好。 (3)在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。 【答案】(1)LED灯发光时间 (2) 光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关 黑 (3)光电板吸收太阳能的多少是否与光电板的角度有关 【规范解答】（1）通过比较表格中的数据可知，该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯发光时间反映。 （2）[1]由表中1、3两组数据，即它们的面积不同，光照时间和颜色相同，LED灯发光时间不同，可初步得到的结论是光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关。 [2]由表中3、4数据分析可知，制作太阳能光电板用黑色较好。 （3）在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，可提出一个可探究的科学问题：光电板吸收太阳能的多少是否与光电板的角度有关。 10．（2025·山西太原·一模）阅读短文，回答问题： 潮汐发电 月球围绕地球转动时引潮力方向不同，海水会涨潮和退潮，形成潮汐。潮汐发电过程如下：在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水堤坝，形成水库；涨潮时海水的水位高于大坝内水位，海水通过大坝上的孔洞流入水库，带动安装在孔洞内的水轮发电机发电；退潮时水库内水位高于大坝外海水水位，海水通过大坝上的孔洞流回大海，仍能带动孔洞内的水轮发电机发电。潮汐能具有储量巨大、无污染等优点，但其对地理环境有特定要求、建设成本较高。东南沿海地区的江厦潮汐电站是我国目前最大的潮汐能发电站，1985年完成全部建设，至今仍保持亚洲第一、世界第三的规模，在优化能源结构和经济发展中发挥着重要作用。 (1)潮汐产生的原因是 。 (2)根据文中描述推测，图反映海水 （选填“涨潮”或“退潮”）时的情景；此过程中，水库内水的重力势能将 。， (3)相比火力发电，借助潮汐的能量发电的优势之一是 。 【答案】(1)月球围绕地球转动时引潮力方向不同。 (2) 涨潮 变大 (3)无污染 【规范解答】（1）由文中第一句话可得，潮汐产生的原因是月球围绕地球转动时引潮力方向不同。 （2）[1]图中水流方向从海洋流向水库，海水的水位高于大坝内水位，根据文中描述可推测，图反映海水涨潮时的情景。 [2]涨潮过程中，水库内水的高度增大，质量变大，所以重力势能变大。 （3）根据材料可知，相比火力发电，借助潮汐的能量发电的优势有：储能巨大，无污染等。 培优拔高 11．（2025·内蒙古赤峰·二模）2025年3月，我国在内蒙古发现22万吨级钍矿。钍在中子轰击下可转化为核燃料铀，1吨钍的发电量相当于350万吨煤炭。若合理开发，这些钍资源可支撑我国能源需求数万年。以下关于钍的说法中，不正确的是（　　） A．钍资源属于可再生资源 B．钍转化为铀的过程属于核反应 C．与煤炭相比，钍发电的能量更高 D．钍基核能发电产生的放射性废物少，符合绿色发展理念 【答案】A 【规范解答】A．钍资源是一种矿产资源，在短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生资源，故A错误，符合题意； B．钍在中子轰击下可转化为核燃料铀，即钍转化为铀的过程中，原子核发生了变化，故属于核反应，故B正确，不符合题意； C．由“1吨钍的发电量相当于350万吨煤炭”可知，与煤炭相比，钍发电的能量高，故C正确，不符合题意； D．一般来说钍基核燃料循环相对传统核燃料循环产生的放射性废物少，符合绿色发展理念，故D正确，不符合题意。 故选A。 12．（24-25九年级下·湖北黄石·阶段练习）2025年4月10日，日本开始福岛核电站发生核泄漏后第12轮核污染水排海，该事件会影响到全球海洋环境、食品安全和人类健康等方面，我国全面暂停进口原产地为日本的水产品，以下分析正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．福岛核电站是利用聚变产生能量 C．核污染水仍具有放射性，但人类食用排海周边生物不影响健康 D．福岛核电站发电的能量转化是：核能→电能 【答案】D 【规范解答】A．核能是不可再生能源，故A错误； B．福岛核电站是利用核裂变产生的能量，故B错误； C．核污染水仍具有放射性，一旦排放后，在海洋环境中，放射性物质会通过食物链最终进入人体，人类食用排海周边生物会影响健康，故C错误； D．在核能发电的过程中，核能先转化为水的内能，产生高温高压的蒸气，再推动汽轮机做功，将内能转化为机械能，汽轮机带动发电机，将机械能转化为电能，福岛核电站发电的能量转化是：核能→电能，故D正确。 故选D。 13．（2025·山东日照·二模）下列关于材料、信息和能源的说法正确的是（　　） A．煤、石油、天然气这些属于可再生能源 B．现在遍布全球的通讯技术所依赖的媒介是电磁波 C．计算机和手机里面的集成电路是由超导体材料制成的 D．核电站利用的是核聚变产生的能量 【答案】B 【规范解答】A．煤、石油、天然气是远古时期的动植物体经过漫长的地质年代形成的，短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误； B．现在遍布全球的通讯技术，如卫星通信、移动通信、无线电广播等，都是依靠电磁波来传递信息的，故B正确； C．计算机和手机里面的集成电路是由半导体材料制成的，比如硅等。超导体材料是指在一定条件下电阻为零的材料，目前超导体材料还没有广泛应用于集成电路的制造，故C错误； D．目前已建成的核电站，都是利用核裂变产生的能量来发电的，因为核裂变比较容易控制，而核聚变不容易控制，尚未成为核电站的主要能量来源，故D错误。 故选B。 14．（2025·湖南衡阳·二模）下列有关光现象的说法，正确的是（　　） A．手影是由于光的直线传播所成的虚像 B．阳光下，利用太阳灶可以把水烧开，说明光具有能量 C．晚上可以看到自行车尾灯“发光”，说明自行车尾灯是光源 D．岸上的小猫看到水中的鱼是由于光的反射所成的实像 【答案】B 【规范解答】A．手影是由于光的直线传播，光被手挡住后，在后面形成的阴影区域，不是虚像，故A错误； B．阳光下，利用太阳灶可以把水烧开，是因为太阳灶将光能转化为内能，说明光具有能量，故B正确； C．晚上可以看到自行车尾灯“发光”，是因为尾灯反射了其他光源的光，自行车尾灯自身不能发光，不是光源，故C错误； D．岸上的小猫看到水中的鱼，是由于光的折射所成的虚像，不是光的反射，也不是实像，故D错误。 故选B。 15．（24-25九年级上·广东汕头·阶段练习）《辽宁省加快推进清洁能源强省建设实施方案》指出，到2030年，辽宁省核电装机达到1400万千瓦，发电量占比达到30%，核电站是利用反应堆发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）发电的，反应堆的“水冷却系统”是利用 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能的，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。 【答案】 核裂变 热传递 一次 【规范解答】[1]利用核能的方式有核裂变和核聚变。核电站是利用反应堆发生核裂变发电的。 [2]改变内能有热传递和做功两种方式，反应堆的“水冷却系统”工作时吸收热量，温度升高，内能增大，是利用热传递的方式改变内能的。 [3]核能可以从自然界直接获取，属于一次能源。 16．（2025·广东潮州·一模）如图是中国空间站拍到的2025年第一缕阳光，空间站是通过 波将画面传递到地面控制中心的，这种波在真空中的传播速度约为 。太阳向外以光和热辐射的能量来自太阳内部的核 （选填“裂变”或“聚变”）。 【答案】 电磁 聚变 【规范解答】[1][2]空间站是通过电磁波将画面传递到地面控制中心的，电磁波可以在真空中传播，且在真空中的传播速度约为。 [3]太阳向外以光和热辐射的能量来自太阳内部的核聚变，在太阳的核心，氢原子核会融合成氦原子核，释放出大量的能量，这一过程以光和热的形式向外传播。 17．（2025·广东茂名·二模）2024年，阳江核电站成为我国年发电量最大核电站。核电站是利用核 的方式获取能量的，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出目前核能发电的一条不足 。 【答案】 裂变 不可再生 见详解 【规范解答】[1]目前人类能安全可控的核获得核能的方式是核裂变，阳江核电站是利用核裂变的方式获取能量的，太阳是利用核聚变获取能量。 [2]因为生产核能所用的铀等材料是有限的资源，故核能属于不可再生能源， [3]目前核能发电的一条不足是：会产生放射性废物，这些废物具有强放射性，处理和处置难度大，需要面对长期的环境风险和高昂的处理成本。 18．（2025·四川南充·三模）能源革命正在重塑世界格局，地热能作为地球赋予人类的宝藏，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；在广袤的宇宙中，太阳内部每时每刻都在进行着剧烈的核 （选填“聚变”或“裂变”）反应，源源不断地为地球输送着光和热。 【答案】 可再生 聚变 【规范解答】[1]地热能可以从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源。 [2]太阳内部每时每刻都在进行着剧烈的核聚变反应，氢原子核在超高温下聚变成氦原子核，释放出巨大的能量，源源不断地为地球输送着光和热。 19．（24-25九年级下·贵州铜仁·阶段练习）2025年4月17日，全球首艘15万吨级智慧渔业大型养殖工船“国信1号2-1”交付运营。该工船以“船载舱养”模式开展鱼种养殖，这种模式通过抽取深层优质海水在隔离的鱼舱中进行集约化养殖，这种环境可控的特点使得养殖条件更加稳定，有利于鱼类的生长和健康。养殖工船的发展对于人类开发海洋水域资源，变蓝色海洋为蓝色粮仓，实现海洋渔业从“以捕为主”向“以养为主”的深蓝渔业转变具有重要意义，请回答： (1)船舶甲板上装有大面积的光伏板用于供电，利用的是哪种能量？ (2)抽水管需要抽取深层优质海水进行舱内养殖，对抽水管的设计有什么要求？请你结合所学知识，说说你的看法。 【答案】(1)太阳能 (2)抽水管要耐高压。 【规范解答】（1）船舶甲板上装有大面积的光伏板用于供电，光伏板将太阳能转化为电能，利用的是太阳能。 （2）深层优质海水由于深度大，根据液体压强公式可知，随着抽水管进入海水的深度越深，受到的压强越大，因此，抽水管要耐高压。 20．（23-24九年级上·广东江门·期中）阅读短文，回答问题。 太阳能汽车 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车，它主要由太阳能电池板、蓄电池和电动机组成。在车体的外部贴放太阳能电池板，通过太阳能电池板将太阳能直接转化成电能并储存在蓄电池中，使用时通过蓄电池提供电能，驱动车辆行驶。相比于传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。太阳能汽车由于没有内燃机，在行驶时也不会有燃油汽车内燃机的轰鸣声。太阳能汽车的研究开发长期以来一直受到普遍关注，被诸多国家所提倡，太阳能汽车产业日益蓬勃发展。 请回答下列问题： (1)太阳能是原子核 变释放出来的能量，属于 （选填“可”或“不可”）再生能源； (2)太阳能汽车在阳光下行驶时的能量转化过程是将太阳能先转化为 能，再转化为 能。在夜间没有阳光的时候，太阳能汽车也能行驶，这 （选填“违背”或“不违背”）能量守恒定律； (3)太阳能汽车的速度可通过控制输入电机的 来改变； (4)为了使车身更为轻便，太阳能汽车大量使用了轻合金、复合材料等来制造，主要原因是它具有较小的______。 A．质量 B．密度 C．比热容 【答案】(1) 聚 可 (2) 电 机械 不违背 (3)电流 (4)B 【规范解答】（1）[1][2]太阳能是原子核聚变释放出来的能量，核聚变释放出的大量太阳能辐射到地球，太阳能可以源源不断地从太阳获取，属于可再生能源。 （2）[1][2][3]太阳能汽车在阳光下行驶时，太阳能电池板将太阳能先转化为电能，汽车消耗电能，再转化为机械能。在夜间没有阳光的时候，太阳能汽车也能行驶，这是利用了蓄电池储存的电能，将电能转化为汽车的机械能，这不违背能量守恒定律。 （3）太阳能汽车的速度可通过控制输入电机的电流来改变，电流越大，电机转的越快，速度越大。 （4）为了使车身更为轻便，太阳能汽车大量使用了轻合金、复合材料等来制造，主要原因是它具有较小的密度，由可知，车身体积一定时，材料密度越小，车身质量越小；比热容表示物质的吸热能力，与车身的质量无关，故选B。 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题22.2 新能源的发展 （知识梳理+5个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共40题） 知识梳理 技巧点拨 1 知识点梳理01：核能 1 知识点梳理02：裂变 2 知识点梳理03：聚变 4 优选题型 考点讲练 6 考点1：核能及其原理 6 考点2：裂变及其应用 7 考点3：聚变及其应用 7 考点4：太阳能的来源 8 考点5：太阳能的利用 8 中考真题 实战演练 9 难度分层 拔尖冲刺 11 基础夯实 11 培优拔高 13 知识点梳理01：核能 1.原子的结构 （1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。 （2）原子核几乎集中了原子的全部质量。 （3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。 （4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。 Li Be 类比法理解原子核的链式结构 原子的核式结构与太阳系结构类似。如图所示，太阳系的中心是太阳，其他行星围绕太阳运行；原子的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子绕核运动。 原子结构 太阳系 2.核能 （1）质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使他们它们分裂或结合极其困难，因此原子核十分牢固。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。释放核能的方式有两种：核裂变、核聚变。 （2）核能是直接从自然界获得的，属于一次能源。核能也属于新能源。 知识点梳理02：裂变 1.裂变 用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。 培优拓展： 1938年底，科学家们发现，铀235的原子核被中子轰击后，会分裂成质量相近的两个原子核，同时放出二至三个中子。后来我国物理学家钱三强与何泽慧又发现铀原子核被中子轰击后，还会分裂成三个甚至四个碎片，称为三分裂或四分裂现象。 2.链式反应 （1）类比理解链式反应 将火柴搭成图甲所示的结构，点燃第一根火柴会引燃两根火柴，接着会引燃四根火柴… 甲 乙 （2）链式反应 如图乙所示，一个铀235原子核在一个中子轰击下发生裂变，释放出核能，同时产生几个新的中子，这几个新的中子又轰击其他铀核，导致其他铀核发生裂变，产生更多的中子…裂变反应将自动进行下去，参与反应的铀核数量越来越多，释放出巨大的能量。 3.裂变的利用 （1）核电站 ①核反应堆及核电站的工作原理 如图所示，控制链式反应的速度，使核能能够缓慢、平稳地释放的装置，叫做核反应堆。核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽，在驱动汽轮机带动发电机发电。 ②核反应堆中的能量转化 ③核电站的特点 a.消耗的热量少，产生的能量巨大； b.产生废渣少，对大气基本无污染； c.核反应会产生危害极大的射线，因而要采取严格的安全措施。 （2）原子弹 链式反应如果不加控制，大量原子核就会再一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，以致引起威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。 辨析比较： 发电类型 能量转化 应用范围 对环境的影响 火力发电 化学能→内能→机械能→电能 广泛 污染较大 水力发电 机械能→电能 较广泛 没有污染，但会破坏生态系统 风力发电 风能→电能 较小 没有污染 太阳能发电 太阳能→电能 较小 没有污染 核能发电 核能→内能→机械能→电能 较小 污染较小（安全使用情况下） 知识点梳理03：聚变 1.聚变（热核反应） 将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子组成）与氚核（由一个质子和两个中子组成），在超高温下结合成新的原子核-氦核，也会释放出巨大的核能（如图所示），这就是聚变。聚变反应要求一开始就要有很高的温度，因此核聚变也称为热核反应。 2.聚变的应用 大量氢核的聚变，可以在瞬间放出惊人的能量。氢弹就是利用核聚变原理制造的已知比原子弹威力还要大的核武器。迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制条件下进行。科学家经过几十年的艰苦探索，已经取得一定进展，但要真正安全、和平的利用核聚变所释放的核能，还要做长期艰苦的努力。 3.可控核聚变释放的核能作为一种新能源，具有显著的特点 （1）燃料丰富且运营成本低，核聚变的燃料之一—氘核在海水中大量存在，足以功全世界使用几百亿年。 （2）不污染环境，是一种真正的清洁能源。 4.裂变与聚变的比较 比较 裂变 聚变 定义 较大的原子核分裂为较小的原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大一种的过程 条件 用中子轰击较大的原子核 超高温 释放核能大小 巨大 更加巨大 知否可以控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能认为控制 应用 原子弹、核电站 氢弹 5.核能的特点 核能的优点 （1）储量丰富，核能总量十分巨大，它能极大地补充人类能源的不足； （2）核燃料能量密集，便于储运； （3）不排放污染气体，不会造成空气污染； （4）不排放二氧化碳气体，不会加重地球温室效应。 核能的缺点 （1）核能属于一次能源，会越用越少； （2）一旦发生核泄漏，会对地球生物造成严重的危害； （3）核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。 选址及废物处理 （1）核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区； （2）核电站建在离人群较远的地方，避免对人畜造成伤害； （3）核废料要特殊处理后深埋在人烟稀少的地方。 考点1：核能及其原理 【典例精讲】（2025·广东珠海·三模）核电站发电利用的是原子核发生 （填“裂变”或“聚变”）时释放的能量，其核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源，其巨大能量来自图 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 【变式训练01】（2025·福建漳州·模拟预测）2025年1月20日中国有“人造太阳”之称的EAST创造了新世界纪录，实现1亿摄氏度1066秒稳态运行，突破核聚变的控制难题，标志着核能源研究重大跨越。关于核能的利用，下列说法正确的是（　　） A．核能是属于可再生能源 B．核聚变反应中，核能转化为内能 C．核聚变和核裂变的原料是相同的 D．核聚变反应中，核能转化为化学能 【变式训练02】（2025·广东中山·三模）黄旭华院士（1926.3.12﹣2025.2.6）是中国核潜艇之父，共和国勋章获得者，为祖国的核潜艇事业隐姓埋名三十年，最终带领团队研制出中国第一艘核潜艇。潜艇的动力来源于一座功率很大的核反应堆，核反应堆主要利用图中 （选填“a”或“b”）的过程获得能量，该反应过程在核反应堆里是 （选填“可控”或“不可控”）的，核能是一种 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 考点2：裂变及其应用 【典例精讲】（2025·四川南充·模拟预测）下列关于信息、能源和材料的说法中正确的是（　　） A．广播电台靠稳定的电流而发射电磁波 B．制作手机芯片的主要材料是超导体 C．核电站是利用核聚变释放的能量进行发电的 D．手机在通话时涉及到的波既有电磁波又有声波 【变式训练01】（2025·河南平顶山·三模）2024年5月25日，我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成，关于核能的利用，下列说法正确的是（　　） A．核能是不可再生能源 B．“华龙一号”是利用聚变产生能量 C．核燃料中的铀原子核由大量质子和电子组成 D．核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 【变式训练02】（2025·江苏无锡·一模）原子的中心是 ，其周围有一定数目的 在运动。核电站获取能量的主要方式是利用核 （选填“裂变”或“聚变”）释放能量。 考点3：聚变及其应用 【典例精讲】（2025·新疆阿克苏·三模）关于太阳内部核反应的说法正确的是（　　） A．是核裂变，反应吸收能量 B．是核裂变，反应放出能量 C．是核聚变，反应吸收能量 D．是核聚变，反应放出能量 【变式训练01】（2025·福建福州·模拟预测）2025年1月，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度、1066秒高约束模式等离子体运行。“人造太阳”模拟了太阳的核 （选填“聚变”或“裂变”）；反应原理，释放巨大能量。目前核电站反应堆释放的核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【变式训练02】（2025·山东济宁·二模）如图所示是我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。其反应原理与太阳类似，即通过核 变，释放巨大的核能。核反应的主要原料是氘，它可以从海水中提取，1 L海水中含有的氘，这些氘完全核反应所释放的能量相当于300L汽油完全燃烧所释放的能量，为 J。（ρ汽油=0.71×103 kg/m3，q汽油=4.6×107 J/kg）。 考点4：太阳能的来源 【典例精讲】（2025·湖北武汉·二模）课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的机械能”（如图），引发了小聪一些联想，下列说法错误的是（　　） A．太阳能实质上是太阳内部链式反应释放出的能量 B．太阳能是可再生能源，电能是二次能源 C．太阳光中的可见光是电磁波 D．太阳能电池使用的主要材料是硅，硅是半导体 【变式训练01】（2024·新疆·三模）下面应用中与太阳内部的核反应方式一样的是（　　） A．氢弹 B．原子弹 C．核动力潜艇 D．核电站 【变式训练02】（2025·江苏宿迁·三模）2025年1月27日太阳能无人机“云帆1号”成功试飞，它具有续航长，轻便灵活的特点，其外壳采用的是高强度、密度 （选填“大”或“小”）的碳纤维复合材料制成，太阳能电池板能量源自太阳的核 （选填“裂变”或“聚变”），地面操控人员与无人机之间是通过 米传递信息。 考点5：太阳能的利用 【典例精讲】（25-26九年级上·全国·随堂练习）题图甲、乙所示分别是我国研发出的首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车。甲车是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的 能转化为机械能；乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将 能转化为电能。 【变式训练01】（2025·河南周口·三模）近年来，我国科技创新能力日益增强，各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。下列说法正确的是（    ） A．航天器的太阳能电池板吸收的太阳能来自太阳内部发生的核聚变 B．智能机器人的控制芯片是用超导体制成的 C．北斗卫星与手机的导航系统通过超声波传递信号 D．我国研制出的高能量密度石墨烯航空电池，在充电时电池将电能转化为化学能 【变式训练02】（2025·河南平顶山·二模）太阳能作为清洁、无污染的可再生能源，蕴含着巨大的价值。科学家们正在研究一种太空电站，即在地球同步轨道上建立太阳能电站并向地面“无线缆输送”电能，其示意图如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．向地面“无线缆输送”电能利用的微波是一种超声波 B．太阳能来源于太阳内部的核聚变所释放出的能量 C．这种太空电站工作的过程是将太阳能转化为电能 D．太空电站将能量传递到地球，能量的总和将不再守恒 1．（2025·湖南永州·中考真题）关于信息和能源，下列说法不正确的是（　　） A．我国的北斗卫星定位系统是利用电磁波进行定位的 B．目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电的 C．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息 D．以风能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向 2．（2025·陕西西安·中考真题）2022年，俄乌战事吃紧，核武器的使用问题被推到了风口浪尖。原子弹发生爆炸时发生的是核 变，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 3．（2025·四川成都·中考真题）人类对能量的利用都是通过能量的转化或转移实现的，对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（　　） A．现代化生活是以电能为中心的能量转化和利用的过程 B．能量总是守恒的，通过精心设计，永动机是可以实现的 C．燃油汽车废气带走约33%的能量，新能源汽车效率为100% D．生产生活中利用煤、石油、水的能量，追根溯源都来自地球 4．（2025·广东湛江·中考真题）核能属于 能源（填“一次”或“二次”）。核电站是通过核反应堆可控 （选填“裂变”或“聚变”）释放核能来获取电能的。在地球上以探索 清洁能源 为目的的“中国环流器二号M”被称为“人造太阳”，它主要是让氢原子核在超高温下发生 （选填“裂变”或“聚变”）。 5．（2025·安徽合肥·中考真题）阅读下面短文，回答问题。 太阳能热水器 太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点。如图，当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热，小明家里太阳能热水器配有一台电动水泵，它电机的铭牌如下： 有一天，小明为了探究家里太阳能热水器的节能效果，每隔1小时记录装满水时太阳能热水器的水温，记录数据如下表 时刻 8：00 9：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00 16：00 17：00 温度℃ 36 38 41 45 49 55 58 60 61 61 请回答以下问题： (1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸收太阳能是通过 方式进行，随着水温升高，其 能增加。 (2)哪一小时太阳能热水器升温速度最快？答： 至 。 (3)水泵工作时，将水从地面匀速提升至屋面上太阳能热水器内，水的动能 ，重力势能 （填“增大、减小、不变”）。 (4)若使用配套电机以0.2kW正常工作时，在5min内将做功 J。 基础夯实 1．（2025·四川·模拟预测）随着科技发展，各种现代技术不断得到运用。下列关于信息、能源和材料说法正确的是（　　） A．水能和电能均属于一次能源 B．光纤通信以电流为载体传递信号 C．现有核电站是利用原子核聚变获取的能量发电 D．能量的转化和转移具有方向性 2．（2025·河北沧州·一模）如图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风能属于不可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核聚变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．太阳能电池的能量转化率可达 3．（2025·湖北武汉·二模）太阳是人类能源的宝库，下列说法错误的是（　　） A．太阳能是一次能源 B．太阳能是太阳内部发生聚变释放的能量 C．太阳能电池把太阳能转化为电能 D．集热器可以吸收太阳辐射并将其转化为化学能 4．（24-25九年级上·广东汕头·阶段练习）下列有关材料、能源、信息的说法正确的是（　　） A．天然气属于可再生能源 B．太阳能释放的能量是核裂变产生的 C．手机通话是利用超声波传送 D．半导体材料可制成二极管、三极管等元件 5．（2025·安徽淮南·一模）我国太空电站于2025年3月试验成功。太空电站距离地面高度约为，需要通过火箭发射完成。当太空电站发电时，是将 （填“卫星的机械能”或“太阳能”）转化为电能。 6．（24-25九年级上·吉林·期末）成都混团世乒赛，国乒队卫冕冠军，各网络平台第一时间通过 传递信息。太阳时刻都在进行着核 。 7．（2025·湖南衡阳·二模）2025年3月28日，中核集团高调宣布，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核温度与电子温度的双亿度突破，综合参数跃居世界前列。它的反应原理和太阳一样，利用核 所释放的核能转化成 能，从而获得上亿摄氏度的超高温度。 8．（2025·青海西宁·一模）我国在核能利用方面取得了巨大成就，核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，我国完全自主知识产权的“华龙一号”核电站是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）发电的。 9．（2025·山西临汾·一模）据统计，我省光伏发电输出创历史新高，光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸收太阳能的多少是技术关键，它与什么因素有关？小明猜想光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积、光照时间、光电板的颜色有关。根据以上猜想，小明设计实验方案，进行了实验探究，实验数据记录如表所示： 序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间（min） 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.3 10 白色 5 (1)该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过 反映。 (2)由表中1、3两组数据，可初步得到的结论是 。由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用 色较好。 (3)在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。 10．（2025·山西太原·一模）阅读短文，回答问题： 潮汐发电 月球围绕地球转动时引潮力方向不同，海水会涨潮和退潮，形成潮汐。潮汐发电过程如下：在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水堤坝，形成水库；涨潮时海水的水位高于大坝内水位，海水通过大坝上的孔洞流入水库，带动安装在孔洞内的水轮发电机发电；退潮时水库内水位高于大坝外海水水位，海水通过大坝上的孔洞流回大海，仍能带动孔洞内的水轮发电机发电。潮汐能具有储量巨大、无污染等优点，但其对地理环境有特定要求、建设成本较高。东南沿海地区的江厦潮汐电站是我国目前最大的潮汐能发电站，1985年完成全部建设，至今仍保持亚洲第一、世界第三的规模，在优化能源结构和经济发展中发挥着重要作用。 (1)潮汐产生的原因是 。 (2)根据文中描述推测，图反映海水 （选填“涨潮”或“退潮”）时的情景；此过程中，水库内水的重力势能将 。， (3)相比火力发电，借助潮汐的能量发电的优势之一是 。 培优拔高 11．（2025·内蒙古赤峰·二模）2025年3月，我国在内蒙古发现22万吨级钍矿。钍在中子轰击下可转化为核燃料铀，1吨钍的发电量相当于350万吨煤炭。若合理开发，这些钍资源可支撑我国能源需求数万年。以下关于钍的说法中，不正确的是（　　） A．钍资源属于可再生资源 B．钍转化为铀的过程属于核反应 C．与煤炭相比，钍发电的能量更高 D．钍基核能发电产生的放射性废物少，符合绿色发展理念 12．（24-25九年级下·湖北黄石·阶段练习）2025年4月10日，日本开始福岛核电站发生核泄漏后第12轮核污染水排海，该事件会影响到全球海洋环境、食品安全和人类健康等方面，我国全面暂停进口原产地为日本的水产品，以下分析正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．福岛核电站是利用聚变产生能量 C．核污染水仍具有放射性，但人类食用排海周边生物不影响健康 D．福岛核电站发电的能量转化是：核能→电能 13．（2025·山东日照·二模）下列关于材料、信息和能源的说法正确的是（　　） A．煤、石油、天然气这些属于可再生能源 B．现在遍布全球的通讯技术所依赖的媒介是电磁波 C．计算机和手机里面的集成电路是由超导体材料制成的 D．核电站利用的是核聚变产生的能量 14．（2025·湖南衡阳·二模）下列有关光现象的说法，正确的是（　　） A．手影是由于光的直线传播所成的虚像 B．阳光下，利用太阳灶可以把水烧开，说明光具有能量 C．晚上可以看到自行车尾灯“发光”，说明自行车尾灯是光源 D．岸上的小猫看到水中的鱼是由于光的反射所成的实像 15．（24-25九年级上·广东汕头·阶段练习）《辽宁省加快推进清洁能源强省建设实施方案》指出，到2030年，辽宁省核电装机达到1400万千瓦，发电量占比达到30%，核电站是利用反应堆发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）发电的，反应堆的“水冷却系统”是利用 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能的，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。 16．（2025·广东潮州·一模）如图是中国空间站拍到的2025年第一缕阳光，空间站是通过 波将画面传递到地面控制中心的，这种波在真空中的传播速度约为 。太阳向外以光和热辐射的能量来自太阳内部的核 （选填“裂变”或“聚变”）。 17．（2025·广东茂名·二模）2024年，阳江核电站成为我国年发电量最大核电站。核电站是利用核 的方式获取能量的，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出目前核能发电的一条不足 。 18．（2025·四川南充·三模）能源革命正在重塑世界格局，地热能作为地球赋予人类的宝藏，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；在广袤的宇宙中，太阳内部每时每刻都在进行着剧烈的核 （选填“聚变”或“裂变”）反应，源源不断地为地球输送着光和热。 19．（24-25九年级下·贵州铜仁·阶段练习）2025年4月17日，全球首艘15万吨级智慧渔业大型养殖工船“国信1号2-1”交付运营。该工船以“船载舱养”模式开展鱼种养殖，这种模式通过抽取深层优质海水在隔离的鱼舱中进行集约化养殖，这种环境可控的特点使得养殖条件更加稳定，有利于鱼类的生长和健康。养殖工船的发展对于人类开发海洋水域资源，变蓝色海洋为蓝色粮仓，实现海洋渔业从“以捕为主”向“以养为主”的深蓝渔业转变具有重要意义，请回答： (1)船舶甲板上装有大面积的光伏板用于供电，利用的是哪种能量？ (2)抽水管需要抽取深层优质海水进行舱内养殖，对抽水管的设计有什么要求？请你结合所学知识，说说你的看法。 20．（23-24九年级上·广东江门·期中）阅读短文，回答问题。 太阳能汽车 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车，它主要由太阳能电池板、蓄电池和电动机组成。在车体的外部贴放太阳能电池板，通过太阳能电池板将太阳能直接转化成电能并储存在蓄电池中，使用时通过蓄电池提供电能，驱动车辆行驶。相比于传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。太阳能汽车由于没有内燃机，在行驶时也不会有燃油汽车内燃机的轰鸣声。太阳能汽车的研究开发长期以来一直受到普遍关注，被诸多国家所提倡，太阳能汽车产业日益蓬勃发展。 请回答下列问题： (1)太阳能是原子核 变释放出来的能量，属于 （选填“可”或“不可”）再生能源； (2)太阳能汽车在阳光下行驶时的能量转化过程是将太阳能先转化为 能，再转化为 能。在夜间没有阳光的时候，太阳能汽车也能行驶，这 （选填“违背”或“不违背”）能量守恒定律； (3)太阳能汽车的速度可通过控制输入电机的 来改变； (4)为了使车身更为轻便，太阳能汽车大量使用了轻合金、复合材料等来制造，主要原因是它具有较小的______。 A．质量 B．密度 C．比热容 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $