第3章 第7节 核能 第8节 能量的转化与守恒（高效培优讲义）科学浙教版九年级上册

第3章 能量的转化与守恒 第7节　核能 第8节　能量的转化与守恒 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 核能 1 题型2 能量的转化与守恒 4 【能力培优练】 8 【链接中考】 17 【重难题型讲解】 题型1 核能 1.原子是由原子核和核外电子构成，而原子核又由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电，核外电子带负电。原子核几乎集中了原子的全部质量。 2.核能：原子核在发生改变的过程中，释放出巨大的能量，称为核能，也叫原子核能或原子能。 3.获得核能的两条途径：核裂变和核聚变。 （1）裂变：是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成 2 个新原子核，并释放能量的过程。发生的是链式反应。 （2）聚变：是使 2 个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。聚变又叫热核反应。太阳的巨大能量就是内部核聚变产生的。 （3）可控制地进行核反应的装置称为核反应堆。人们能够控制裂变反应的速度，但目前还不能控制核聚变反应。 4.原子弹及核潜艇是根据核裂变的原理制造的，氢弹是根据核聚变的原理制造的。 5.核电站 （1）核电站利用核能发电，这是利用核裂变反应释放核能。 （2）核电站中发生的能量转化是：核能→内能→机械能→电能。原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如铀、钚。 6.放射线 （1）大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害，所以建造核电站通常需要修建很厚的水泥防护层，防止放射线的外泄而造成放射线污染。 （2）谨慎控制利用射线可以为人类做许多事情，如可以对机械设备进行探伤；可以治疗肿瘤等疾病。1.比较裂变和聚变 裂变 聚变 核能释放的形式 质量较大的核分裂成质量较小的原子核 两个质量较小的核聚合成一个质量较大的原子核 原料 铀 235 氘和氚 条件 中子轰击 超高温 反应 链式反应 热核反应 是否可控 可控 目前不能控制 污染 放射性污染 没有污染 应用 原子弹、核电站 氢弹 2.三种放射线 射线 组成 穿透本领 α 射线 带正电的氦原子核 不强，用一张厚纸就能把它挡住 β 射线 带负电的电子，是高速运动的粒子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板 γ 射线 实质是一种波长较短的电磁波，不带电（中性） 极强，能穿透水泥墙和几米厚的铅板 【典例1-1】[2025浙江湖州调研]东方超环(EAST),俗称“人造小太阳”,已成功实现403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，对加快实现可控核聚变具有重要意义。下面应用中核能的开发方法与东方超环一样的是（ ） A.氢弹 B.原子弹 C.核动力潜艇 D.核电站 知识归纳:核能的利用分为核裂变和核聚变，核裂变的实例：原子弹､核电站；核聚变的实例：氢弹。 【典例1-2】[2025浙江杭州期末]原子弹与核电站的根本区别是（ ） A.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变 B.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变 C.原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率 D.原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率 【典例1-3】铱−192发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板，这一性质可用于金属内部探伤。结合图示可推知，铱−192发出的物质，最有可能用于金属内部探伤的是________。 跟踪训练1-1 下图是三门核电站的发电流程示意图。在核电站发电时，能量转化的过程是（ ） A.核能￫机械能￫内能￫电能 B.核能￫内能￫机械能￫电能 C.内能￫核能￫机械能￫电能 D.机械能￫核能￫内能￫电能 跟踪训练1-2 下列关于放射性现象､原子核和核能的说法中，正确的是（ ） A.通过对放射性现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成 B.放射性现象有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害 C.目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 D.核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限 题型2 能量的转化与守恒 1.能的转化和转移 （1）自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在不同的物体间相互转移。光合作用是地球上最主要的能量转化过程。 （2）在热传递过程中，能量从一个物体转移到另一物体上，或从物体的一部分转移到另一部分，能的总量保持不变。 2.能量转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 3.能量转化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动还是生命运动，无论是宇宙天体还是微观粒子，都遵循这个定律。 4.能量的转移和转化有一定的方向性。 （1）“永动机” 不可能成功是因为它违背了能量转化和守恒定律。 （2）自然界事物的运动和变化都必须遵循能量转化和守恒定律，但符合能量转化和守恒定律的事件却不一定能够发生。 1.对能量守恒定律的理解 (1)每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度，如机械能、内能、化学能、电能。能量的单位都是焦耳。 (2)各种运动形式可以在一定条件下互相转化，而运动形式的转化过程必须伴随着能量的转化（转移）和守恒。 (3)能量也可以以同种形式从一个物体转移到另一个物体，热传递过程实质上就是内能从一个物体转移到另一个物体的过程。转移能量的多少用热量来度量。 (4)要对外做功，必须消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，能量永远不会消失，也不会创生。 2.转移和转化的区别 物体间发生能量转移时，能的形式不变；而发生能量转化时，能的形式发生了改变。能量的转化是伴随着做功而表现出来的。在确定能量转化的类型和方向时，可先确定消耗什么形式的能，再确定得到什么形式的能，最后进行比较。 【典例2-1】[2024浙江嘉兴期末]下图是小嘉制作的“能的转化与守恒”概念图(部分)。请你在概念图中填入合适的内容。①______________; ②____________。 归纳总结：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。 【典例2-2】[2025浙江衢州期末]各种形式的能量都不是孤立的，可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向性的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ） ①燃煤电厂 ②空调 ③树林 ④太阳 A.①②③④ B.②③④① C.④③①② D.②①③④ 【典例2-3】下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（ ） A.太阳能发电 B.闭合开关后，灯泡发光 C.烧水时，水蒸气顶起壶盖 D.冬天，用手摸户外的金属栏杆时感觉到冷 易错警示：能量在两个物体之间转移时，能的形式不变；各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化，能的形式改变。 跟踪训练2-1 [2025浙江杭州调研]下列说法中正确的是（ ） A.电饭锅工作时，将内能转化为电能 B.电风扇工作时，将机械能转化为电能 C.干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能 D.在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能 跟踪训练2-2 [2025浙江温州期末]如图所示，A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始下滑，沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),在小球由A点运动到O点的过程中，小球的重力势能是___________(填“增大”“不变”或“减小”)的，小球在B点的机械能___________(填“大于”“等于”或“小于”)在A点的机械能，小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的_____ (填“𝑎”“𝑏”“𝑐”或“d”)。 跟踪训练2-2 有一种喷气飞行背包(如图),人背上后能通过该设备获得动力，实现自由单人飞翔的梦想。 (1)该背包发动机将汽油燃烧产生的气体通过喷气孔向下喷出，使人获得飞行动力，这利用了物体间力的作用是________,同时说明了力可以改变物体的运动状态。 (2)该背包燃料为汽油，汽油燃烧将______能转化为内能，一部分内能转化为人和飞行背包的机械能，还有部分散失到空气中，但无法再次利用这些内能来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有________。 (3)某次飞行过程中消耗10kg汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量为。 【能力培优练】 1.[2023舟山期末]据报道，2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有一个安全、绿色、用之不竭的能源选项。现阶段，核聚变使用的核材料是下列中的（ ）A A.氢(H) B.氦(He) C.铀(U) D.钚(Pu) 2.[2025金华南苑中学期中]中科院的“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置的调试运行成功，使我国在该领域的研究处于世界前列。氘和氚是核聚变的原料(氘原子核、氚原子核都只有1个质子，但含不同数目的中子)，聚变发生后，氘、氚原子核转变为氦原子核(氦原子核内有2个质子)。根据以上叙述，下列说法正确的是（ ） A.核聚变中原子不变，没有变成新的原子 B.氘原子和氚原子属于不同种元素 C.氘原子和氚原子属于同种元素的两种不同原子 D.氘原子和氚原子相对原子质量相同 3. [2024杭州保俶塔实验学校段考]如图所示为核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，从核能到电能，图中所示的能量转化顺序正确的是（ ） A.核能，化学能，机械能，电能 B.核能，内能，机械能，电能 C.核能，机械能，内能，电能 D.核能，内能，化学能，电能 4.[2025温州十二中月考]如图是获取核能途径的模型图之一。下列叙述错误的是（ ） A.该模型表示的是核聚变 B.原子弹运用的就是该模型所展示的原理 C.该反应会产生放射性物质 D.目前还不能用该反应获得能量的方式来发电 5.[2024浙江金华期末]瀑布从高峰上倾泻而下，驱动发电机转动发电，在此过程中，能量转化的顺序为（ ） A.动能￫重力势能￫电能 B.重力势能￫动能￫电能 C.电能￫重力势能￫动能 D.重力势能￫电能￫动能 6.[2025浙江湖州期末]能量的转化是自然界普遍存在的现象。下列关于能量转化的分析不正确的是（ ） 水果电池 电灯发光 光合作用 光合作用 A.水果电池：电能￫化学能 B.电灯发光：电能￫光能 C.光合作用：光能￫化学能 D.钻木取火：机械能￫内能 7.[2024浙江宁波期末]自然界中能量的形式多种多样。下列对物体所具有能量的形式表述正确的是（ ） A.米饭中储存着化学能 B.被拉弯的弓具有电能 C.遥控器发出的电磁辐射具有声能 D.响度很大的爆炸声可以将玻璃震碎，是因为爆炸声具有光能 8.2023年8月24日，日本启动核污水排海计划。福岛核电站的核污水中含有大量的放射性物质，在海洋环境中，放射性物质通过食物链污染鱼类，最终进入人体，造成不可逆的伤害。下列有关放射性的说法错误的是（ ） A.放射性物质能发出穿透力很强的射线，从而对生物造成伤害 B.放射线有α射线、β射线、γ射线三种，其中β射线的穿透能力最强 C.放射线可以用于医疗，如伽马刀 D.放射性污染危害大，持续时间长 9.[2025杭州树兰中学期末]核电站是利用核反应堆提供能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。下列说法不正确的是（ ） A.日本福岛核污染水是C中流出的水 B.核电站核反应堆利用的是A所示的核反应 C.核反应后有核废料，因此它是化学变化 D.根据核电站原理图，能量转化顺序是核能￫内能￫机械能￫电能 10. [2024永康三校联考]如图是一种太阳能户外满天星LED挂灯，白天利用太阳能电池板在光照下产生电流，给蓄电池供电，晚上自动亮灯。下列有关该户外灯能量转化的描述错误的是（ ） A.白天太阳能电池板将太阳能转化为化学能 B.白天蓄电池将电能转化为化学能 C.晚上蓄电池将化学能转化为电能 D.晚上LED灯将电能转化为光能 11. [2025杭州拱墅期末]如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。当上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列分析正确的是（ ） A.水的机械能始终保持不变 B.水的重力势能增大，动能减小 C.水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能 D.水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能 12.[2024嵊州期末]中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，此技术的应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（ ） A.钍基熔盐堆不产生核废料 B.钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆 C.钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低 D.钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量 13.如图所示，下列关于能量的叙述不正确的是（ ） A.甲图中的食物燃烧时，将储存在食物中的化学能转化为内能 B.乙图中的塞子弹出，是水蒸气的机械能转移给了塞子 C.丙图，植物光合作用过程中，把太阳能转化为化学能贮存在有机物中 D.丁图，氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的 14. [2024湖州长兴二模]假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫，他发现到达高山上时包里的薯片出现“高反”现象——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊。下列说法正确的是（ ） A.袋里的气体对外做功，内能减少了 B.袋里的气体从外界吸热，内能增加了 C.从浙江到达布达拉宫后，薯片的重力势能变小了 D.高山上温度低一些，所以整个过程中能量不守恒 15.[2024杭州开元中学期中]下列关于“能量的转化”说法中正确的是（ ） A.压缩的弹簧将小球弹出是动能转化为弹性势能 B.滑雪运动员从高山上急速滑下是重力势能转化为动能 C.高空跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，没有能量的转化 D.“嫦娥一号”卫星发射升空，它加速上升过程中，机械能不变 16.中国古代玩具“饮水鸟”被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚(乙醚极易汽化)，乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，“饮水鸟”的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。则（ ） A.“饮水鸟”其能量转化过程不遵循能量守恒定律 B.即使没有能量补充，“饮水鸟”也不会停止运动 C.下球中乙醚汽化的过程，是通过热传递的方式改变了内能大小 D.“饮水鸟”将机械能转化为内能，使乙醚内能增加发生汽化现象 17. [2024山东青岛中考]如图是小明家附近山景公园的等高线图。周末小明爬山锻炼身体，他的质量是60kg，在他匀速下山过程中，下列判断不正确的是(g取10N/kg)（ ） A.小明的机械能守恒 B.小明的动能逐渐增大 C.小明的重力势能逐渐减小 D.小明从B点到A点重力做功6×103J 18.如图所示是某科技馆展出的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，光电转换器的能量转化过程是________________，该过程中能的总量_________(填“增加”“减少”或“保持不变”)。 19.用你学过的关键词填空。 (1)核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的________(填“核聚变”或“核裂变”)。 (2)单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是____________冲程。 (3)火箭的燃料是液氢，这是由于液氢的____________较大。 (4)植物进行光合作用将太阳能转化成化学能，这些化学能无法重新变成太阳能，这说明能量的转化和转移有一定的______________。 20.中国古代玩具“饮水鸟”曾经让科学家爱因斯坦也惊叹不已。“饮水鸟”内装有乙醚液体，鸟头(上球)四周包有棉花，平时如图甲所示，鸟身(下球)略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸气。当给鸟嘴滴上水后，水蒸发吸热，使上球中乙醚蒸气的温度下降，气压减小，小于下球中乙醚蒸气的气压，下球中的乙醚被压到上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙所示的状态，鸟嘴“喝水”。 同时上､下球中的乙醚蒸气混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，“饮水鸟”的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。根据以上分析，“饮水鸟”可以看成________(填写一种机械装置的名称),“饮水鸟”获得的机械能是由气体的____________能转化而来的。 21.阅读下列材料并回答问题。 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，创造了新的世界纪录。中国“环流器”是我国探索受控核聚变的重要装置。要实现受控核聚变，需要将超高温状态下的核燃料，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。为此科学家们想到了利用磁场来约束，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，线圈用超导材料制成，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，因此可以被“托举”在磁场中，避免与容器直接接触。 核聚变与已经实现和平利用的核裂变相比，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，且核聚变的材料氘核在海水中储量丰富，同时核聚变更为安全、清洁。 (1)下列与“人造太阳”获取能量方式一致的有______。 A.原子弹 B.氢弹 C.核电站 (2)在超高温状态下核燃料可以被“托举”在磁场中，原因是磁场对运动的_________可以产生力的作用。 (3)与核裂变相比，核聚变的优点是____________________________________。 (4)超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流的原因是___________________________________。 【链接中考】 1. [2025慈溪一模]江南造船厂在2023年底正式发布了全球首型、世界最大24000TEU级核动力集装箱船型。该船获得核能的途径是（ ） A.轻核裂变 B.轻核聚变 C.重核聚变 D.重核裂变 2.[2023浙江舟山调研]图甲和图乙是释放核能的两种方式的示意图，请回答下列问题: 甲 乙 (1)图________所示是核电站的工作原理。 (2)图乙是核__________(填“聚变”或“裂变”)的示意图，目前还不能人为控制。 3.[2025浙江宁波模拟]“绿电”越来越受到全世界的欢迎，风力发电就是绿色电力。一台中型的风力发电机，在风力稳定的情况下，风机叶片的旋转速度比电风扇慢许多，转一圈平均需3s,风机叶片转200圈可以发电250kW⋅h。请回答下列问题: (1)从能量转化的角度分析，风力发电是将________转化为电能。 (2)在风力稳定的情况下，该发电机发电功率为____________W。 13 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 能量的转化与守恒 第7节　核能 第8节　能量的转化与守恒 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 核能 1 题型2 能量的转化与守恒 4 【能力培优练】 8 【链接中考】 17 【重难题型讲解】 题型1 核能 1.原子是由原子核和核外电子构成，而原子核又由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电，核外电子带负电。原子核几乎集中了原子的全部质量。 2.核能：原子核在发生改变的过程中，释放出巨大的能量，称为核能，也叫原子核能或原子能。 3.获得核能的两条途径：核裂变和核聚变。 （1）裂变：是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成 2 个新原子核，并释放能量的过程。发生的是链式反应。 （2）聚变：是使 2 个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。聚变又叫热核反应。太阳的巨大能量就是内部核聚变产生的。 （3）可控制地进行核反应的装置称为核反应堆。人们能够控制裂变反应的速度，但目前还不能控制核聚变反应。 4.原子弹及核潜艇是根据核裂变的原理制造的，氢弹是根据核聚变的原理制造的。 5.核电站 （1）核电站利用核能发电，这是利用核裂变反应释放核能。 （2）核电站中发生的能量转化是：核能→内能→机械能→电能。原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如铀、钚。 6.放射线 （1）大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害，所以建造核电站通常需要修建很厚的水泥防护层，防止放射线的外泄而造成放射线污染。 （2）谨慎控制利用射线可以为人类做许多事情，如可以对机械设备进行探伤；可以治疗肿瘤等疾病。 ★特别提醒 1.比较裂变和聚变 裂变 聚变 核能释放的形式 质量较大的核分裂成质量较小的原子核 两个质量较小的核聚合成一个质量较大的原子核 原料 铀 235 氘和氚 条件 中子轰击 超高温 反应 链式反应 热核反应 是否可控 可控 目前不能控制 污染 放射性污染 没有污染 应用 原子弹、核电站 氢弹 2.三种放射线 射线 组成 穿透本领 α 射线 带正电的氦原子核 不强，用一张厚纸就能把它挡住 β 射线 带负电的电子，是高速运动的粒子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板 γ 射线 实质是一种波长较短的电磁波，不带电（中性） 极强，能穿透水泥墙和几米厚的铅板 【典例1-1】[2025浙江湖州调研]东方超环(EAST),俗称“人造小太阳”,已成功实现403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，对加快实现可控核聚变具有重要意义。下面应用中核能的开发方法与东方超环一样的是（ ） A.氢弹 B.原子弹 C.核动力潜艇 D.核电站 【答案】A 【解析】东方超环是有关核聚变的实验装置，氢弹利用的是核聚变，原子弹､核动力潜艇､核电站都是利用的核裂变。故选A。 知识归纳:核能的利用分为核裂变和核聚变，核裂变的实例：原子弹､核电站；核聚变的实例：氢弹。 【典例1-2】[2025浙江杭州期末]原子弹与核电站的根本区别是（ ） A.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变 B.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变 C.原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率 D.原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率 【答案】C 【解析】原子弹是利用原子核裂变时释放出大量的能量来工作的，核电站也是利用原子核裂变时释放出大量的能量来工作的，只不过核电站可以人为控制链式反应的速率。故选C。 【典例1-3】铱−192发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板，这一性质可用于金属内部探伤。结合图示可推知，铱−192发出的物质，最有可能用于金属内部探伤的是________。 【答案】𝛾射线 【解析】分析题图，确认不同射线的穿透能力。可见光和α射线不能穿透厚纸板，因此它们的穿透能力最弱；β射线可以穿透厚纸板，不能穿透薄钢板；γ射线可以穿透厚纸板､薄钢板和混凝土，可见γ射线穿透能力最强。因此最有可能用于金属内部探伤的是𝛾射线。 跟踪训练1-1 下图是三门核电站的发电流程示意图。在核电站发电时，能量转化的过程是（ ） A.核能￫机械能￫内能￫电能 B.核能￫内能￫机械能￫电能 C.内能￫核能￫机械能￫电能 D.机械能￫核能￫内能￫电能 【答案】B 【解析】由核能发电的过程可知，核能发电的能量转化过程是：核能￫内能￫机械能￫电能，B正确。 跟踪训练1-2 下列关于放射性现象､原子核和核能的说法中，正确的是（ ） A.通过对放射性现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成 B.放射性现象有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害 C.目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 D.核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限 【答案】B 【解析】原子核是由质子和中子组成的，A选项错误；放射性现象在工业､农业､医疗等领域都有广泛的应用，但是过量的辐射对人体是有危害的，B选项正确；核电站是利用核裂变释放的核能来发电的，C选项错误；铀是核裂变的原料，不是核聚变的原料，D选项错误。 题型2 能量的转化与守恒 1.能的转化和转移 （1）自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在不同的物体间相互转移。光合作用是地球上最主要的能量转化过程。 （2）在热传递过程中，能量从一个物体转移到另一物体上，或从物体的一部分转移到另一部分，能的总量保持不变。 2.能量转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 3.能量转化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动还是生命运动，无论是宇宙天体还是微观粒子，都遵循这个定律。 4.能量的转移和转化有一定的方向性。 （1）“永动机” 不可能成功是因为它违背了能量转化和守恒定律。 （2）自然界事物的运动和变化都必须遵循能量转化和守恒定律，但符合能量转化和守恒定律的事件却不一定能够发生。 ★特别提醒 1.对能量守恒定律的理解 (1)每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度，如机械能、内能、化学能、电能。能量的单位都是焦耳。 (2)各种运动形式可以在一定条件下互相转化，而运动形式的转化过程必须伴随着能量的转化（转移）和守恒。 (3)能量也可以以同种形式从一个物体转移到另一个物体，热传递过程实质上就是内能从一个物体转移到另一个物体的过程。转移能量的多少用热量来度量。 (4)要对外做功，必须消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，能量永远不会消失，也不会创生。 2.转移和转化的区别 物体间发生能量转移时，能的形式不变；而发生能量转化时，能的形式发生了改变。能量的转化是伴随着做功而表现出来的。在确定能量转化的类型和方向时，可先确定消耗什么形式的能，再确定得到什么形式的能，最后进行比较。 【典例2-1】[2024浙江嘉兴期末]下图是小嘉制作的“能的转化与守恒”概念图(部分)。请你在概念图中填入合适的内容。①______________; ②____________。 【答案】机械能 做功 【解析】动能和势能统称为机械能，故①为机械能。能量通过做功的方式进行相互转化，故②为做功。 归纳总结：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。 【典例2-2】[2025浙江衢州期末]各种形式的能量都不是孤立的，可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向性的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ） ①燃煤电厂 ②空调 ③树林 ④太阳 A.①②③④ B.②③④① C.④③①② D.②①③④ 【答案】C 【解析】地球上大部分能量都直接或间接来自太阳能，太阳能先转化为树木的化学能，树木在一定的条件下转化为煤，煤燃烧将化学能转化为内能，内能再通过设备转化为机械能，发电机把机械能转化为电能使空调工作，所以按能量转化的顺序排列为:④③①②,故C正确。故选C。 【典例2-3】下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（ ） A.太阳能发电 B.闭合开关后，灯泡发光 C.烧水时，水蒸气顶起壶盖 D.冬天，用手摸户外的金属栏杆时感觉到冷 【答案】D 【解析】太阳能发电，将太阳能转化为电能，故A不符合题意。闭合开关，灯泡发光，电流做功将电能转化为光能和内能，故B不符合题意。水蒸气把壶盖顶起来，水蒸气对壶盖做功，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故C不符合题意。冬天，用手摸户外的金属栏杆时，手的温度比金属栏杆的温度高，内能从手转移到金属栏杆上，使手的温度降低，所以感到冷，此过程只发生能量的转移，故D符合题意。 易错警示：能量在两个物体之间转移时，能的形式不变；各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化，能的形式改变。 跟踪训练2-1 [2025浙江杭州调研]下列说法中正确的是（ ） A.电饭锅工作时，将内能转化为电能 B.电风扇工作时，将机械能转化为电能 C.干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能 D.在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能 【答案】D 【解析】电饭锅工作时，主要将电能转化为内能，A错误；电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，B错误；干电池给灯泡供电时，主要将化学能转化为电能，C错误；在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能，D正确。故选D。 跟踪训练2-2 [2025浙江温州期末]如图所示，A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始下滑，沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),在小球由A点运动到O点的过程中，小球的重力势能是___________(填“增大”“不变”或“减小”)的，小球在B点的机械能___________(填“大于”“等于”或“小于”)在A点的机械能，小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的_____ (填“𝑎”“𝑏”“𝑐”或“d”)。 【答案】减小 等于 𝑐 【解析】小球由A点运动到O点的过程中，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小；轨道光滑，且不计空气阻力，小球的机械能守恒，所以小球在B点的机械能等于在A点的机械能。小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于其在A点时的重力势能，整个过程中，机械能守恒，a曲线的最高点超过了A点的高度，故轨迹不是a曲线；b曲线的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有水平向右运动的速度，所以小球若是沿b曲线运动的，则小球在b曲线最高点时的机械能大于其在A点时的机械能，故轨迹不是b曲线；C曲线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，所以小球在C曲线最高点时的机械能可能与其在A点时的机械能相等，故轨迹是C曲线；小球离开轨道时，由于惯性，还会继续向上运动一段距离，故轨迹不是d曲线。 跟踪训练2-2 有一种喷气飞行背包(如图),人背上后能通过该设备获得动力，实现自由单人飞翔的梦想。 (1)该背包发动机将汽油燃烧产生的气体通过喷气孔向下喷出，使人获得飞行动力，这利用了物体间力的作用是________,同时说明了力可以改变物体的运动状态。 (2)该背包燃料为汽油，汽油燃烧将______能转化为内能，一部分内能转化为人和飞行背包的机械能，还有部分散失到空气中，但无法再次利用这些内能来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有________。 (3)某次飞行过程中消耗10kg汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量为。 【答案】(1)相互的 （2）化学 方向性 (3) 4.6×108 【解析】(1)背包发动机将汽油燃烧产生的气体通过喷气孔向下喷出，由于物体间力的作用是相互的，气体会给背包施加向上的力，从而使人获得飞行动力。 (2)汽油是一种燃料，本身具有化学能，汽油燃烧时将化学能转化为内能，一部分内能转化为人和飞行背包的机械能，还有部分内能会散失到空气中，但无法再次利用这些内能来对人和飞行背包做功，这说明能量的转移和转化具有方向性。 (3)10kg汽油完全燃烧放出的热量为 。 【能力培优练】 1.[2023舟山期末]据报道，2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有一个安全、绿色、用之不竭的能源选项。现阶段，核聚变使用的核材料是下列中的（ ）A A.氢(H) B.氦(He) C.铀(U) D.钚(Pu) 【答案】A 【解析】目前的核聚变主要将氘核和氚核融合成氦核并释放能量，氘、氚属于氢元素。故选A。 2.[2025金华南苑中学期中]中科院的“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置的调试运行成功，使我国在该领域的研究处于世界前列。氘和氚是核聚变的原料(氘原子核、氚原子核都只有1个质子，但含不同数目的中子)，聚变发生后，氘、氚原子核转变为氦原子核(氦原子核内有2个质子)。根据以上叙述，下列说法正确的是（ ） A.核聚变中原子不变，没有变成新的原子 B.氘原子和氚原子属于不同种元素 C.氘原子和氚原子属于同种元素的两种不同原子 D.氘原子和氚原子相对原子质量相同 【答案】C 【解析】核聚变中，生成了新的原子，故A错误；氘原子和氚原子质子数相同，属于同种元素，故B错误；氘原子核、氚原子核都只有1个质子，但含有不同数目的中子，因此氘原子和氚原子是氢的两种同位素，故C正确；质子数与中子数相同，相对原子质量相同，氘原子和氚原子的中子数不同，质子数相同，所以相对原子质量一定不同，故D错误。故选C。 3. [2024杭州保俶塔实验学校段考]如图所示为核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，从核能到电能，图中所示的能量转化顺序正确的是（ ） A.核能，化学能，机械能，电能 B.核能，内能，机械能，电能 C.核能，机械能，内能，电能 D.核能，内能，化学能，电能 【答案】B 【解析】核能发电的能量传递和转化过程是核能￫水和蒸汽的内能￫发电机转子的机械能￫电能，故选B。 4.[2025温州十二中月考]如图是获取核能途径的模型图之一。下列叙述错误的是（ ） A.该模型表示的是核聚变 B.原子弹运用的就是该模型所展示的原理 C.该反应会产生放射性物质 D.目前还不能用该反应获得能量的方式来发电 【答案】B 【解析】该模型表示的是核聚变，故A正确；原子弹及核电站都是利用重核的裂变，故B错误；该反应会产生放射性物质，故C正确；可以通过核裂变来发电，由于目前对核聚变技术掌握还不成熟，所以还不能用该反应获得能量的方式来发电，故D正确。故选B。 5.[2024浙江金华期末]瀑布从高峰上倾泻而下，驱动发电机转动发电，在此过程中，能量转化的顺序为（ ） A.动能￫重力势能￫电能 B.重力势能￫动能￫电能 C.电能￫重力势能￫动能 D.重力势能￫电能￫动能 【答案】B 【解析】瀑布从高峰上倾泻而下时，水的重力势能减小，转化为动能，水的动能驱动发电机转动发电，将动能转化为电能，故B正确，A､C､D错误。 6.[2025浙江湖州期末]能量的转化是自然界普遍存在的现象。下列关于能量转化的分析不正确的是（ ） 水果电池 电灯发光 光合作用 光合作用 A.水果电池：电能￫化学能 B.电灯发光：电能￫光能 C.光合作用：光能￫化学能 D.钻木取火：机械能￫内能 【答案】A 【解析】水果电池将化学能转化为电能，A错误；电灯发光是将电能转化为光能，B正确；光合作用是植物在光照的条件下，发生了化学反应，因此是：将光能转化为了化学能，C正确；钻木取火，克服摩擦做功，是将机械能转化为内能，D正确。故选A。 7.[2024浙江宁波期末]自然界中能量的形式多种多样。下列对物体所具有能量的形式表述正确的是（ ） A.米饭中储存着化学能 B.被拉弯的弓具有电能 C.遥控器发出的电磁辐射具有声能 D.响度很大的爆炸声可以将玻璃震碎，是因为爆炸声具有光能 【答案】A 【解析】米饭中储存着化学能，故A正确；被拉弯的弓具有弹性势能，故B错误；遥控器发出的电磁辐射具有电磁能，故C错误；响度很大的爆炸声可以将玻璃震碎，因为爆炸声具有声能，故D错误。 8.2023年8月24日，日本启动核污水排海计划。福岛核电站的核污水中含有大量的放射性物质，在海洋环境中，放射性物质通过食物链污染鱼类，最终进入人体，造成不可逆的伤害。下列有关放射性的说法错误的是（ ） A.放射性物质能发出穿透力很强的射线，从而对生物造成伤害 B.放射线有α射线、β射线、γ射线三种，其中β射线的穿透能力最强 C.放射线可以用于医疗，如伽马刀 D.放射性污染危害大，持续时间长 【答案】B 【解析】放射线有α射线、β射线、γ射线三种，其中穿透能力最强的是γ射线。故选B。 9.[2025杭州树兰中学期末]核电站是利用核反应堆提供能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。下列说法不正确的是（ ） A.日本福岛核污染水是C中流出的水 B.核电站核反应堆利用的是A所示的核反应 C.核反应后有核废料，因此它是化学变化 D.根据核电站原理图，能量转化顺序是核能￫内能￫机械能￫电能 【答案】C 【解析】日本福岛核污染水是核反应堆冷却过程中产生的具有放射性元素的水，即C中流出的水，故A正确；核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备，图乙A是核裂变反应过程，图乙B是核聚变反应过程，故B正确；核反应中有新原子核产生，而化学反应是原子的重新组合，在反应前后原子种类和原子个数是保持不变的，不属于化学变化，故C不正确；核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的蒸汽，蒸汽会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故D正确。故选C。 10. [2024永康三校联考]如图是一种太阳能户外满天星LED挂灯，白天利用太阳能电池板在光照下产生电流，给蓄电池供电，晚上自动亮灯。下列有关该户外灯能量转化的描述错误的是（ ） A.白天太阳能电池板将太阳能转化为化学能 B.白天蓄电池将电能转化为化学能 C.晚上蓄电池将化学能转化为电能 D.晚上LED灯将电能转化为光能 【答案】A 【解析】白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，A错误；白天蓄电池充电，将电能转化为化学能，B正确；晚上蓄电池放电，将化学能转化为电能，C正确；晚上LED灯将电能转化为光能，D正确。故选A。 11. [2025杭州拱墅期末]如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。当上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列分析正确的是（ ） A.水的机械能始终保持不变 B.水的重力势能增大，动能减小 C.水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能 D.水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能 【答案】C 【解析】上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，水的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，由于水会克服阻力做功，使得一部分机械能转化为内能，所以水的机械能减小，故A、B错误；水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能，C正确；水轮机带动发电机发电时，水的机械能转化为电能，D错误。故选C。 12.[2024嵊州期末]中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，此技术的应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（ ） A.钍基熔盐堆不产生核废料 B.钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆 C.钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低 D.钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量 【答案】D 【解析】由题意可知，钍基熔盐堆具有产生核废料非常少的优点，但不能说钍基熔盐堆不产生核废料，故A错误；钍基熔盐堆使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源，所以钍基熔盐堆可以建在内陆，故B错误；钍基熔盐堆具有热转换效率高的优点，所以钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要高，故C错误；中国成功研发出了先进核裂变能--钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量，故D正确。故选D。 13.如图所示，下列关于能量的叙述不正确的是（ ） A.甲图中的食物燃烧时，将储存在食物中的化学能转化为内能 B.乙图中的塞子弹出，是水蒸气的机械能转移给了塞子 C.丙图，植物光合作用过程中，把太阳能转化为化学能贮存在有机物中 D.丁图，氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的 【答案】B 【解析】食物燃烧时，将化学能转化为内能，故A说法正确；乙图中的塞子弹出，是水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，故B说法错误；丙图，植物光合作用是把太阳能转化为化学能贮存在有机物中，故C说法正确；氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的，故D说法正确。故选B。 14. [2024湖州长兴二模]假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫，他发现到达高山上时包里的薯片出现“高反”现象——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊。下列说法正确的是（ ） A.袋里的气体对外做功，内能减少了 B.袋里的气体从外界吸热，内能增加了 C.从浙江到达布达拉宫后，薯片的重力势能变小了 D.高山上温度低一些，所以整个过程中能量不守恒 【答案】A 【解析】根据题意可知，薯片包装袋膨胀的过程，里面的气体对袋子做功，将内能转化为机械能，则内能减小，不是从外界吸热，故A正确，B错误；从浙江到达布达拉宫后，薯片的质量不变，高度增大，则重力势能增大，故C错误；整个过程遵守能量守恒定律，故D错误。故选A。 15.[2024杭州开元中学期中]下列关于“能量的转化”说法中正确的是（ ） A.压缩的弹簧将小球弹出是动能转化为弹性势能 B.滑雪运动员从高山上急速滑下是重力势能转化为动能 C.高空跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，没有能量的转化 D.“嫦娥一号”卫星发射升空，它加速上升过程中，机械能不变 【答案】B 【解析】压缩的弹簧具有弹性势能，将小球弹出，小球具有动能，是弹性势能转化为动能，故A错误；滑雪运动员从高山上急速滑下时，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小，是重力势能转化为动能，故B正确；跳伞运动员在空中匀速下落过程中，由于克服空气阻力做功，机械能转化为内能，故C错误；“嫦娥一号”卫星发射升空，它加速上升过程中，质量不变，速度变大，高度变大，重力势能和动能都变大，所以机械能变大，故D错误。故选B。 16.中国古代玩具“饮水鸟”被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚(乙醚极易汽化)，乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，“饮水鸟”的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。则（ ） A.“饮水鸟”其能量转化过程不遵循能量守恒定律 B.即使没有能量补充，“饮水鸟”也不会停止运动 C.下球中乙醚汽化的过程，是通过热传递的方式改变了内能大小 D.“饮水鸟”将机械能转化为内能，使乙醚内能增加发生汽化现象 【答案】C 【解析】“饮水鸟”的能量转化过程遵循能量守恒定律，A错误；“饮水鸟”与外界通过热传递发生了能量的转移，如果没有能量补充，“饮水鸟”会停止运动，B错误；下球中乙醚汽化的过程，是通过热传递的方式改变内能，C正确；“饮水鸟”中乙醚通过热传递使内能增加，而不是通过将机械能转化为内能，D错误。故选C。 17. [2024山东青岛中考]如图是小明家附近山景公园的等高线图。周末小明爬山锻炼身体，他的质量是60kg，在他匀速下山过程中，下列判断不正确的是(g取10N/kg)（ ） A.小明的机械能守恒 B.小明的动能逐渐增大 C.小明的重力势能逐渐减小 D.小明从B点到A点重力做功6×103J 【答案】ABD 【解析】小明质量不变，在他匀速下山过程中，速度不变，高度减小，则动能不变，重力势能减小，机械能减小，故A、B错误，C正确；小明从B点到A点，下降的高度h=200 m-100 m=100 m,重力做功W=Gh=mgh=60 kg×10 N/kg×100 m=6×104 J,D错误。故选A、B、D。 18.如图所示是某科技馆展出的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，光电转换器的能量转化过程是________________，该过程中能的总量_________(填“增加”“减少”或“保持不变”)。 【答案】光能转化为电能 保持不变 【解析】高效光电转换器将光能转化为电能。能量既不能产生，也不能消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，能量的总量保持不变。 19.用你学过的关键词填空。 (1)核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的________(填“核聚变”或“核裂变”)。 (2)单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是____________冲程。 (3)火箭的燃料是液氢，这是由于液氢的____________较大。 (4)植物进行光合作用将太阳能转化成化学能，这些化学能无法重新变成太阳能，这说明能量的转化和转移有一定的______________。 【答案】（1）核裂变 （2）做功 （3） 热值 （4）方向性 【解析】（1）核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核裂变。 （2）单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是做功冲程。 （3）火箭的燃料是液氢，这是因为液氢的热值较大 （4）植物进行光合作用将太阳能转化成化学能，这些化学能无法重新变成太阳能，这说明能量的转化和转移有一定的方向性。 20.中国古代玩具“饮水鸟”曾经让科学家爱因斯坦也惊叹不已。“饮水鸟”内装有乙醚液体，鸟头(上球)四周包有棉花，平时如图甲所示，鸟身(下球)略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸气。当给鸟嘴滴上水后，水蒸发吸热，使上球中乙醚蒸气的温度下降，气压减小，小于下球中乙醚蒸气的气压，下球中的乙醚被压到上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙所示的状态，鸟嘴“喝水”。 同时上､下球中的乙醚蒸气混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，“饮水鸟”的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。根据以上分析，“饮水鸟”可以看成________(填写一种机械装置的名称),“饮水鸟”获得的机械能是由气体的____________能转化而来的。 【答案】 杠杆 内 【解析】“饮水鸟”可以绕固定点转动，因此其相当于一个杠杆；由题意可知，当给鸟嘴滴上水后，水蒸发吸热，使上球中乙醚蒸气的温度下降，气压减小，小于下球中乙醚蒸气的气压，下球中的乙醚液体被压到上球，于是整个鸟的重心上移，形成如题图乙所示的状态，所以“饮水鸟”工作时可以把气体的内能转化为机械能。 21.阅读下列材料并回答问题。 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，创造了新的世界纪录。中国“环流器”是我国探索受控核聚变的重要装置。要实现受控核聚变，需要将超高温状态下的核燃料，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。为此科学家们想到了利用磁场来约束，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，线圈用超导材料制成，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，因此可以被“托举”在磁场中，避免与容器直接接触。 核聚变与已经实现和平利用的核裂变相比，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，且核聚变的材料氘核在海水中储量丰富，同时核聚变更为安全、清洁。 (1)下列与“人造太阳”获取能量方式一致的有______。 A.原子弹 B.氢弹 C.核电站 (2)在超高温状态下核燃料可以被“托举”在磁场中，原因是磁场对运动的_________可以产生力的作用。 (3)与核裂变相比，核聚变的优点是____________________________________。 (4)超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流的原因是___________________________________。 【答案】（1）B （2）带电粒子 （3）能量更大、原材料更多、更安全、清洁 （4）超导材料电阻为零，对电流没有阻碍作用，同等条件下，通过的电流更大 【解析】(1)“人造太阳”是可控核聚变装置，氢弹也利用了核聚变，只是不可控；原子弹和核电站利用的是核裂变，故选B；(2)由材料可知，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用；(3)从材料最后一段总结概括即可；(4)超导材料电阻为零，对电流没有阻碍作用，同等条件下，通过的电流更大。 【链接中考】 1. [2025慈溪一模]江南造船厂在2023年底正式发布了全球首型、世界最大24000TEU级核动力集装箱船型。该船获得核能的途径是（ ） A.轻核裂变 B.轻核聚变 C.重核聚变 D.重核裂变 【答案】D 【解析】核动力集装箱船是通过重核裂变获取能量的，故选D。 2.[2023浙江舟山调研]图甲和图乙是释放核能的两种方式的示意图，请回答下列问题: 甲 乙 (1)图________所示是核电站的工作原理。 (2)图乙是核__________(填“聚变”或“裂变”)的示意图，目前还不能人为控制。 【答案】（1）甲 （2）聚变 【解析】（1）题图甲表示核裂变，是核电站的工作原理。 （2）图乙是核聚变的示意图，目前还不能人为控制。 3.[2025浙江宁波模拟]“绿电”越来越受到全世界的欢迎，风力发电就是绿色电力。一台中型的风力发电机，在风力稳定的情况下，风机叶片的旋转速度比电风扇慢许多，转一圈平均需3s,风机叶片转200圈可以发电250kW⋅h。请回答下列问题: (1)从能量转化的角度分析，风力发电是将________转化为电能。 (2)在风力稳定的情况下，该发电机发电功率为____________W。 【答案】（1）机械能 （2） 1.5×106 【解析】(1)风力发电是将机械能转化为电能。 (2)根据W=Pt可知该发电机发电功率。 1 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $