苏科版物理九年级下册18.2 核能18.3 太阳能（知识解读）（学生版）

18.2\o"18.2核能"核能18.3\o"18.3太阳能"太阳能（知识解读）（原卷版）•知识点1核能•知识点2太阳能及其利用•知识点3太阳能的转化•作业巩固训练知识点1核能知识点1核能1、核能（1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。（2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。2、核能优点（1）只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能。（2）核电站可以大大减少燃料的运输量。（3）核能能够解决能源不平衡分布的问题。3、核能缺点（1）核能属于一次能源，它是不可再生能源。（2）核能存在核污染，一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染，会对地球生物造成伤害。

（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。4、核裂变和链式反应（1）核裂变：用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做核裂变。（2）链式反应：原子核裂变时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式反应。如图所示。5、核电站：通过核反应堆把核能转化为内能，得到高温的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能。能量转化顺序为：核能→内能→机械能→电能。※核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。【典例1-1】如图是中国自主设计、建造的全超导托卡马克核聚变实验装置——东方超环的原理图，该装置被称为“人造太阳”，它在1亿摄氏度超高温度下运行了近10秒。下列关于此装置涉及到的物理知识的说法不正确的是（）A．原子是由原子核和电子组成的，某些原子核的结构发生变化时会释放出巨大的能量B．该装置的线圈使用超导材料绕制，这些线圈工作在零下269摄氏度的超低温中，从而实现超导，处于超导状态时的线圈的电阻为0ΩC．“人造太阳”加热功率超过，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达D．核聚变释放的核能属于可再生能源，且清洁无污染【典例1-2】中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，氘核、氚核结合成为氦核，从而实现（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的能量，核能是一种（选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。【变式1-1】陕西省目前筹备的核电项目有4个，包括安康核电站、汉中核电站、延安核电站和商洛核电站。下列说法正确的是（）A．核电站是利用核聚变产生的能量发电的B．核电站汽轮机中喷出的水雾是分子的扩散现象C．原子核是由质子和电子组成的D．核电站的发电机工作时，机械能转化为电能【变式1-2】如图是日本福岛核电站泄漏事故后所囤积的百万吨核废水。据报道，日本政府把福岛核电站废水倾倒进太平洋，这一举动引起世界各国的反对和抗议。（1）福岛核电站工作时主要是将核能转化为电能，核能属于能源。A．可再生B．不可再生（2）日本政府将核废水倾倒入太平洋会带来什么危害？（列举两例）()知识点2太阳能及其利用知识点2太阳能及其利用 1、太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。2、地球上几乎所有的能源都来自太阳能（除：核能、地热能、潮汐能）。3、目前直接利用太阳能的途径主要有两种：一种是用集热器把水等物质加热，例如太阳能热水器；另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。4、优点：十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。5、缺点：分散性广、昼夜稳定性差、可转化率低。【典例2-1】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【典例2-2】“神舟十七号”飞船在飞行过程中，通过与地面控制中心进行信息交流。飞船上的太阳能帆板可以利用太阳能发电，太阳能是太阳内部的氢原子核发生（选填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。【变式2-1】21世纪人类社会正面临“能源危机”。节约能源，从我做起，下列说法正确的是A．太阳的惊人能量来自核聚变 B．核电站的废水可直接排入大海C．煤、石油、天然气属于可再生能源 D．电视机在特机状态下不消耗电能【变式2-2】2024年2月3日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将11颗卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。火箭在加速上升时机械能（选填“变大”“变小”或“不变”）。卫星在太空中使用太阳能电池供电，太阳能来自太阳发生核（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量。知识点3太阳能的转化知识点3太阳能的转化 1、光-热能转换（1）原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能。（2）应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室；2、光-电转换（1）原理：根据光电效应，利用太阳能直接转换成电能。（2）应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品。【典例3-1】我国在城市建设和乡村振兴计划中，非常重视环境保护和新能源的利用。下列说法正确的是（）A．电池是清洁能源 B．风能是可再生能源C．太阳能是不可再生能源 D．太阳能只能转化为内能【典例3-2】2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功发射。探测器着陆区为月球背面南极—艾特肯盆地，计划从月球背面采集更多样品，争取实现2000克的目标。探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可减小对月面的；探测器上展开的太阳能帆板，将太阳能转化为能，供其使用。【典例3-3】小周同学家原来用无烟煤炉烧水，每天约用60℃的热水100L。她参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器。(1)若这台热水器平均每天可将100L的水从15℃加热到65℃，这些水吸收的热量为多少？(2)若无烟煤燃烧放出的热量有20%被水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约无烟煤多少千克？（无烟煤的热值为3.4×107J/kg）（结果保留一位小数）(3)请你说出使用太阳能热水器的优点。（至少说出一点）【变式3-1】某居民楼顶安装有太阳能电池板和太阳能热水器。若太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，使热水器内水温升高Δt，水的比热容为c水。下列说法正确的是（

）A．太阳能是不可再生能源 B．太阳能电池将接收的太阳能全部转化为电能C．太阳能热水器将太阳能转化为内能 D．该热水器内水的质量为【变式3-2】太阳能是（选填“可再生”或“不可再生”）能源，具有安全、清洁等优点。小付家里的太阳能热水器水箱内盛有100kg水，在太阳照射下水温从20℃上升到70℃，则水吸收的热量为J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【变式3-3】有一种太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示．将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．（1）晴天平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J．若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？

（2）若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]一、单选题1．2023年中国十大科技进展新闻包括：全球首座第四代核电站商运投产；神舟十六号返回；液氮温区镍氧化物超导体首次发现；世界首个全链路全系统空间太阳能电站地面验证系统落成启用。下列对这些科技进展所包含的物理知识，说法正确的是（）A．第四代核电站利用核裂变释放能量B．神舟十六号利用超声波与地面指挥中心传递信息C．超导体材料可制成电热器的发热体D．太阳能是一种清洁的不可再生能源2．雾霾纪录片《穹顶之下》讲述了我们面临的严峻的大气污染问题，下列说法正确的是A．雾霾的扩散属于扩散现象B．大力发展太阳能、风能等清洁能源，能有效减少环境污染C．为减少大气污染，提倡市民开车出行D．化石能源的燃烧是雾霾的重要来源，化石能源是可再生能源3．如图所示是我国新疆哈密塔式光热发电站。它通过14500面定日镜将太阳光聚集到集热塔，送入集热塔中的熔盐被加热，当熔盐温度升高到时会被送入保温罐储存起来．在需要的时候从保温罐中打出熔盐，与换热系统中的水换热，产生高温高压水蒸气，推动汽轮机发电。下列说法正确的是（）A．太阳能是一次能源，是可再生能源B．该发电站直接将太阳能转化为电能C．该发电站利用熔盐作为储热介质，主要是利用熔盐的吸热能力强D．相比火力发电站，该发电站的优点是清洁无污染，弊端是只能白天发电4．科技强国，中国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新“中国高度”。下列有关说法正确的是（）A．宇航员在空间站中利用电磁波向大家拜年B．中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是核裂变C．祝融号火星车使用的“中国芯”是由超导体材料制成的D．长征五号遥五重型运载火箭用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多5．“加快建设新能源体系”被写近两会的工作报告，推动了我国新能源、新材料及新信息产业的发展。电动汽车、锂电池、光伏产品“新三鲜”出口量倍增，芯片技术取得重大突破，燃气轮机、第四代核电机组等高端设备先后投产使用。下列相关说法正确的是（）A．锂电池充电时相当于电路中的电源B．光伏发电将太阳能转化为电能C．芯片上的晶体管用超导体材料制成D．核电机组工作利用的核能属于可再生能源6．科技强国，中国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新“中国高度”。下列有关说法正确的是（）A．如图甲，宇航员在空间站中向大家拜年的信号是通过超声波传回地面的B．如图乙，长征系列火箭用液态氢作燃料，利用了液态氢比热容大的特点C．如图丙，3A6000电脑芯片的主要制作材料是半导体D．如图丁，中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是核裂变7．有关下列设备和装置的说法中正确的是（）A．微波炉利用红外线对食物进行加热 B．光导纤维是利用电磁波进行通信的C．目前建造的核电站利用热核反应来工作的 D．太阳能汽车行驶时将太阳能直接转化为机械能8．近年来，我国科技创新成果硕果累累。下列说法正确的是（）A．海域“可燃冰”（天然气水合物）开采成功，可燃冰属于可再生能源B．新一代可控核聚变研究装置“人造太阳”成功运行，目前运行的核电站也是利用核聚变获得核能的C．“嫦娥一号”将月壤样品带回地球后，样品的质量变大D．“北斗+5G”实现汽车无人驾驶，北斗卫星与无人驾驶汽车之间通过电磁波传递信息二、填空题9．我国“人造太阳”关键技术已达到全球领先水平，“人造太阳”是氘核和氚核在超高温条件下发生核（选填“裂变”或“聚变”）释放出巨大的能量，从而获得上亿度的高温，这种核反应与我国目前正在运行的核电站反应堆工作原理（选填“相同”或“不同”）；核能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源。10．空间站的航天员在“天宫课堂”为同学们授课，开展内容丰富的航天科普教育。(1)如图甲所示，航天员桂海潮使用普通球拍击打水球时，水球直接粘到了球拍的表面，这是因为球拍表面与水球的分子之间存在。(2)如图乙所示，航天员王亚平将蓝色颜料注入水球后，水球变成了色泽均匀的蓝色水球，说明分子在。(3)空间站的能源主要靠太阳能电池板，其主要材料是（填“半导体”或“超导体”），工作时将太阳能直接转化为能。11．如图为太阳能交通指示灯。指示灯上方有一块太阳能电池板接收太阳能为电路中的蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的。指示板上某一个LED灯珠熄灭后，其余LED灯珠仍可正常工作，则指示板上的LED灯珠之间的连接方式是联。太阳能来自于太阳内部的核（选填“聚”或“裂”）变。12．光伏发电是将能转化为电能；核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用；“北斗卫星”向手机传送信息，传播媒介是。13．微观世界与宏观世界有着诸多联系。原子的结构模型会让我们联想到八大行星围绕太阳公转；太阳能够源源不断地释放能量，是因为太阳内部的氢原子核不停地发生着。三、计算题14．有一个能装50kg水的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2m2，该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×106J/(h·m2)求：（1）如果每天接收太阳能的时间为8h，则该晒水箱每天可以接收多少焦的太阳能？（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有60%，那么，在1标准大气压下，该晒水箱一天吸收的太阳能可使这50kg、温度25℃的水升高多少℃？15．太阳能汽车就是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。我国研制的一辆太阳能实验车，电池板的有效面积是S=8m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P=1kW。在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：（1）该太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？（2）如果这辆汽车的电动机将电能