可控核聚变、核能技术发展、航天领域成就、新能源汽车发展、天文观测与研究、极端天气与自然灾害-2025年高考物理热点专练

热点02可控核聚变研究、核能技术发展、航天领域成就、新能源

汽车发展、天文观测与研究、极端天气与自然灾害

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I意点解读

可控核聚变研究进展

中国环流三号：2023年8月25日，“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模

式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。

ITER计划：国际热核聚变实验堆(ITER)计划旨在通过国际合作建造世界上最大的托卡马克装置，以

验证核聚变能的科学和技术可行性。

核能技术发展

华能石岛湾高温气冷堆核电站：2023年12月，华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，这是

我国首座第四代核电站，也是全球首个将四代核电技术成功商业化的示范项目。

小型核反应堆研发：小型模块化反应堆(SMR)具有安全性高、灵活性强、建造周期短等优点，受到越

来越多的关注。

航天领域成就

天舟七号货运飞船：2024年1月17日晚成功发射，为中国空间站的运营提供了必需的补给物资和科研

支持。

快舟一号运载火箭：2024年1月5日以“一箭四星”方式成功将四颗卫星送入预定轨道，展现了我国

空间快速响应能力。

天文观测与研究

北京怀柔拍摄到的极光：2023年12月1日晚，北京怀柔地区拍摄到极光，这一现象与太阳活动、地球

磁场等物理知识相关。

引力波探测：引力波是一种时空涟漪，由有质量的物体的加速运动而产生。我国的引力波探测计划也在

积极推进中。

新能源汽车发展

电池技术创新：新能源汽车的核心是电池技术，目前正在不断研发更高能量密度、更安全可靠的电池材

料和电池结构。

自动驾驶技术：自动驾驶技术涉及到多个物理原理，如传感器原理、激光雷达原理、毫米波雷达原理等。

极端天气与自然灾害

暴雨洪涝灾害：强降水引发的洪涝灾害与流体力学中的水流运动、浮力等知识相关。

地震灾害：地震的发生与地壳运动、板块构造等物理知识相关。

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拓展培优练

一、单选题

1.（2024・四川绵阳•一模）"嫦娥五号"带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质;He,洱e是一种清洁的可

控核聚变燃料。已知;He与；H聚变时的核反应方程为：；H+；Hef；He+：H。己知;H的比结合能为1Q9

MeV,；He的比结合能为2.57MeV,；He的比结合能为7.07MeV。则该核聚变反应释放的核能约为

（）

A.3.3MeVB.4QMeVC.17.6MeVD.18.4MeV

2.（2024・山东烟台•三模）近日，中国科学家在人造太阳领域取得了重大突破，新一代人造太阳“中国环流

三号”成功完成了一系列实验，并取得了重大科研进展，标志着我国掌握了可控核聚变高约束先进控制技

术。若两个笊核对心碰撞发生核聚变，核反应方程为:H+；H-＞；He+X。其中笊核的比结合能为氮核

的比结合能为瓦，下列说法中正确的是（）

A.X为质子

B.该核反应前后核子的总质量相等

C.该核反应释放的核能为3当-4瓦

D.氢核的比结合能及小于笊核的比结合能区

3.（2024•江苏,模拟预测）2023年4月12日，中国有"人造太阳"之称的全超导托卡马克核聚变实验装置

（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又迈出

了重要的一步，以下反应中属于核聚变的是（）

A.；4N+；Hef?o+；H

B.92U-NoTh+2He

C.:H+：HTHe+；n

D.rU+in^Ba^Ke+3^n

4.（2024•浙江宁波•二模）2023年8月，新一代"人造太阳"中国环流三号首次实现100万安培等离子体电

流下的高约束模式运行，标志着我国在可控核聚变领域达到了国际领先水平。"人造太阳”内部发生的一种

核反应，其反应方程为:H+：H7；He+X+17.6MeV,已知:H的比结合能为&,；H的比结合能为E2,

:He的比结合能为E3,光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（）

A.核反应方程中X为［e

B.；He的结合能为17.6MeV

C.核反应中的质量亏损可表示为4区-（2：+3爸）

C

D.半衰期为12.46年，现有100个氤原子核，经过12.46年后剩下50个病原子核

5.（2024・湖北•二模）2023年8月，"中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运

行，标志着我国在可控核聚变领域达到了国际领先水平。下列关于核聚变的说法正确的是（）

A.轻核聚变过程，原子核的比结合能变大

B.轻核聚变在常温常压下即可自发地进行

C.轻核聚变过程，生成物的质量大于反应物的质量

D.与核裂变反应相比，核聚变的产能效率更低

6.（2024•江西•一模）我国自主研发的“玲珑一号”是全球首个陆上商用小型核反应堆，未来或将应用于我国

的核动力航母。"玲珑一号"中有一种核反应方程是^U+^n-BBa+iKr+Sl+Y，则（）

A.；6口比堞Ba的比结合能大

B.核反应方程中的尤等于88

c.y射线是铀235由高能级向低能级跃迁放出的

D.y射线的频率比X射线的频率低

7.（2024・江苏•模拟预测）我国玲龙一号（ACP100）为全球首个陆上商用小型模块化核反应堆，核反应方

程为置U+[XT鲁Ba+器Kr+3；X,其中X为C）

A.HB.pC.nD.e

8.（2024・四川眉山•模拟预测）"灵楼准拟泛银河，剩摘天星几个"，曾经，古人对天宫充满向往，如今，梦

想走进现实，中国空间站被称为“天宫"，中国货运飞船是"天舟"，2022年5月10日01时56分，天舟四

号货运飞船被长征七号运载火箭成功送入太空，8时54分，天舟四号成功相会"天宫"（空间站天和核心

舱），天和核心舱距离地面约九=390km,地球北极的重力加速度为g,地球赤道表面的重力加速度为g°,

地球自转的周期为T,天和核心舱轨道为正圆，地球为球体根据题目的已知条件，（G未知）下列说法错误

的是（）

A.可以求出天舟四号的线速度B.可以求出地球的质量

C,可以求出地球的半径D.可以求出天舟四号的周期

9.（2024・湖南怀化•二模）北京时间2024年1月18日1时46分，天舟七号货运飞船成功对接于空间站天

和核心舱后向端口，中国空间站基本构型由"T"字型升级为"十"字型。"中国空间站”在距地面高400km左右

的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降

2km,空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行轨道高度为人，经过一

段时间轨道高度下降了A/z（M■h）,在这一过程中其机械能损失为AE。已知引力常量为G,地球质量

为地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,空间站质量为机。规定距地球无限远处为地球引力零

势能点，地球附近物体的引力势能可表示为"，其中M为地球质量，机为物体质量，厂为物体到

r

地心距离。则下列说法中正确的是（）

A.〃中国空间站〃受阻力影响高度下降后运行速率减小

〃中国空间站〃正常在轨做圆周运动的线速度大小为、国-

B.

7R+h

GMm

C."中国空间站"正常在轨做圆周运动的动能大小为Q

GMmGMm

D.“中国空间站〃轨道高度下降M时的机械能损失加二2(R+h-Ah)~2(R+h)

10.（2024•浙江湖州•二模）北京时间2024年1月5日19时20分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号

甲运载火箭，成功将天目一号气象星座15-18星发射升空，卫星顺利进入距地面高度约500km的预定轨

道，至此天目一号气象星座阶段组网完毕。取地球同步卫星距地面高度3.6x104km,则气象星座15-18星

()

A.与地球同步卫星具有相同的动能

B.比地球同步卫星具有更大的绕行角速度

C.与地球同步卫星绕地球转动的周期之比为

D.环绕地球的速度大于第一宇宙速度

11.（2024•山东济南•二模）2024年1月5日，我国“快舟一号”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，以

"一箭四星"方式，将"天目一号"掩星探测星座15~18星送入预定轨道（轨道近似为圆轨道，高度在

400~600km之间）。我国的第一颗卫星"东方红一号”于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心由长征一号运

载火箭送入工作轨道（近地点距地球表面的距离441km、远地点距地球表面的距离2368km）。已知地球的

半径为6400km,下列说法正确的是（）

A."东方红一号"卫星运动的周期小于“天目一号"卫星运动的周期

B.”东方红一号"卫星的加速度大小可能等于“天目一号"卫星的加速度大小

C."天目一号"卫星的运行速度可能大于7.9km/s

D."天目一号"卫星从发射到进入预定轨道的整个过程均处于失重状态

12.（2024•重庆北倍•模拟预测）2024年1月，我国使用运载火箭成功将"爱因斯坦探针卫星"送入预定轨

道，用于捕捉爱因斯预言的黑洞、引力波等天文现象。该卫星在距地面约600km的轨道上绕地球稳定运

行，已知地球半径为6.4x103]^,同步卫星的轨道半径约为4.2x104km,则该卫星（）

A.处于完全失重状态，所受合力为零B.运行速度大于7.9km/s

C.向心加速度约为地球表面重力加速度的£倍D.运行周期约为地球自转周期的返倍

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13.（2024•福建莆田•三模）2023年中国利用FAST发现了纳赫兹引力波，其来源于星系中心的质量非常大

的黑洞相互绕转的时候发出来的引力波。假设宇宙中发现了一对相互绕转的超大质量双黑洞P与Q系统，

两黑洞绕它们连线上某点做匀速圆周运动。若黑洞P、Q的质量分别为M/、M2,则黑洞P、Q（）

A.转动的周期不同B.做匀速圆周运动的向心力大小不同

C.轨道半径之比为D.动能之比为

14.（2024・福建厦门•三模）两颗中子星绕二者连线上的某点做圆周运动组成双星系统，并以引力波的形式

向外辐射能量。经过一段时间，两颗中子星的间距减小为原来的p倍，运行周期变为原来的q倍，若两星

可视为质量均匀分布的球体，则利用牛顿力学知识可得（）

23

A.p2q3=1B.不~=1C.p"=1D.-^-=1

qQ

15.（2024•云南•模拟预测）我国的新能源汽车发展迅速，多项指标处于世界领先地位，“急动度〃就是其中

之一.急动度是描述加速度变化快慢的物理量，即/=如图为某新能源汽车由静止开始启动过程中的

t

急动度j随时间/的变化规律.下列关于汽车运动的说法正确的是（）

A.05s内，汽车做加速度减小的加速运动

B.05s内，汽车加速度变化量大于2m/s?

C.0~10s内，汽车在5s时的速度最大

D.510s内，汽车所受的合外力为定值

16.（2024•浙江温州•三模）新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智

能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈

固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资

料得知，当输入端“b接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V,电池系统的电流为20A。

若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（)

A.为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板

B.若输入端成接上380V直流电，也能正常充电

C.供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30

D.M端的输入功率大于12kW

二、解答题

17.（2024•北京西城•一模）我国的东方超环（EAST）是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。该装

置需要将高速运动的离子变成中性粒子，没有被中性化的离子对实验装置有很大的破坏作用，因此需要利

用"偏转系统"将其从粒子束中剥离出来。"偏转系统"的原理简图如图1所示，包含中性粒子和带电离子的

混合粒子进入由一对平行带电极板构成的匀强电场区域，混合粒子进入电场时速度方向与极板平行，极板

右侧存在匀强磁场区域。离子在电场磁场区域发生偏转，中性粒子继续沿原方向运动，到达接收器。已知

离子带正电、电荷量为外质量为“，速度为V,两极板间距为乩离子和中性粒子的重力可忽略不计，不

考虑粒子间的相互作用。

（1）两极板间不加电压，只利用磁场使离子发生偏转，若恰好所有离子均被图1中的吞噬板吞噬，求磁

场的磁感应强度的大小及

（2）以下极板左端点为坐标原点建立坐标系，沿板建立x轴，垂直板建立y轴，如图1所示。假设离子在

混合粒子束中是均匀分布的，单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为/在两极板间加电压

U,恰好所有离子均被吸附在下极板。

a.求极板的长度L,并分析落在x轴上坐标为xx+Ax范围内的离子，进入电场时通过y轴的坐标范

围。

b.离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律，若单位时间内落在下极板尤位置附近单位长度上的离子数

量为公，求"，随x变化的规律，在图2中作出公-x图像，说明图线与横轴所围面积的物理意义。（若Ar远

小于x,贝!!(尤+Ax)2xx2+2xAx)

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