1、知识点知识点 2020 核能和能量守恒核能和能量守恒 一、核能及其利用 核能指原子核在转变过程中所释放出的能量又称为原子能等。核反应包括 重核裂变和轻核聚变两种类型。 重核裂变指原子量较大的原子核裂变成若干个较小原子核，同时释放巨大能量的过程。核裂变通过链式反应进行，其原理是通过中子轰击原子核，裂变后产生更多的中子，再由这些中子去撞击更多的原子核进行裂变的过程。目前核裂变的主要原料是铀元素和钚元素。较低浓度核裂变原料可用于核电原料，原子弹则需较高浓度的核裂变原料。目前的核电站都是采用可控条件下的重核裂变方式进行的，其能量转化过程为核能内能机械能电能。 思维导图 教材精析 轻核聚变是指若干个原子
2、量较小的原子核在极高温度下合成为一个稍大一点的原子核，同时释放出大量能量的过程。核聚变的条件是极高温度，所以又称为热核反应，氢弹通常需要原子弹来引爆就是这个道理。由于人类还不能对核聚变的进程进行控制，所以目前为止，轻核聚变的民用化还在研究过程中。 核反应具有放射性，主要放出 、 等多种射线，高强度的放射线对生物具有极大的伤害，低强度的射线可以应用在医学、科研、生产实践中。 二、能量的转化与守恒 能量可以相互转化或转移。能量的转化过程会改变能量的形式，如可燃物燃烧可将化学能转化为内能，生物通过呼吸作用将化学能转化为内能，光伏发电能将光能直接转化为电能。能量的转移过程能量的形式不变，如热量可能从高
3、温物体通过热传递转移到低温物体。 能量的转化和守恒定律：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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。能量的转化和转移都是具有方向性的，是不可逆的。 从能量的转化和守恒定律可知，“永动机”是不能实现的，同时提高能量利用效率和节能对人类具有重要意义。 Gy1 （2021 浙江湖州 中考真题）太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中，错误的是（ ） A煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能 B生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的 C地球上的水循环是由太阳能推动
4、的 D太阳能来源于太阳内部的核裂变 【答案】D 【详解】 A煤、石油、天然气的化学能归根结底来自太阳能，故 A 正确，不符合题意； B生态系统中能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始典例精讲 的，故 B 正确，不符合题意； C太阳辐射能维持地表的温度，地球上的水循环是由太阳能推动的，故 C 正确，不符合题意； D太阳能来源于太阳内部的核聚变，故 D 错误，符合题意。 故选 D。 Gy2 （2020 浙江 中考真题）图表示用中子轰击铀235原子核产生氪核和钡核模型。下列叙述正确的是（ ） A该模型表示的是核聚变 B该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链
5、式反应 C该反应不会产生放射性物质 D不能用该反应获得能量的方式来发电 【答案】B 【详解】 A、该模型表示的是核裂变，该选项说法不正确； B、该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，该选项说法正确； C、过程中产生的氪原子具有放射性，该选项说法不正确； D、可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，该选项说法不正确。 故选 B。 Gy3 （2019 浙江衢州 中考真题）下列用电器主要利用电流热效应工作的是（ ） A电饭煲 B电视机 C洗衣机 D油烟机 【答案】A 【详解】 A. 电饭煲是利用了电流的热效应，来产生热量来给食物加热的，故 A 符合题意； B. 电视机主要将电能转
6、化为光能与声能，不是利用电流热效应来工作的，故 B 不合题意。 C. 洗衣机主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应来工作的，故 C 不合题意； D. 油烟机主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应来工作的，故 D 不合题意； Gy4 （2018 浙江浙江 中考真题）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（ ） A电能机械能光能 B光能机能电能 C光能电能机械能 D机械能电能光能 【答案】C 【详解】 太阳能板把太阳能（光能）转化为电能，供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合。综上所述此过程中发生的能量转换与答案 C 一
7、致。 故选 C。 Gy5 （2015 浙江绍兴 中考真题）如图 AOB 是光滑轨道，A 点的高度 H 大于 B 点的高度，让小球由 A 点静止开始自由落下，沿轨道 AOB 到达 B 点后离开（不计空气阻力） ，则小球离开 B 点后的运动轨迹最符合实际的是（ ） Aa Bb Cc Dd 【答案】C 【详解】 小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，故轨迹 d不符合实际；不计阻力，小球机械能守恒，小球上升的最大高度不可能超过 H，故轨迹 a不符合实际；小球运动到最高点时，仍具有水平方向的速度，故动能不为 0，由机械能守恒知小球离开 B点后在运动轨迹最高点处的势能小于小球位于 A点
8、时的势能，所以最符合实际的轨迹是 c。 Gy6 （2021 浙江宁波 中考真题）2021 年 5 月 10 日，成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。 （1）电瓶车自燃的原因很多，常见的是由于电源短路，形成大电流并产生大量的热。这一过程中，化学能转化为电能，电能再转化为_能。 （2）针对上述电梯内电瓶车自燃隐患，宁波市未雨绸缪，早就采取了相应的措施，其中“阻车感应系统”已在多个小区推行。如图所示是某阻车感应系统在电梯轿厢内的信息传递示意图，一旦电瓶车进入电梯，就会被摄像头检测到，语音告警器将进行语音提示， 同时电梯门不会关闭。 这一信息传递过程与反射弧类似，图中的_（填序号）类似于反射弧中
9、的感受器。 （3）电动汽车一般由电池包供电。若电池包意外进水，可能引发电动汽车自燃，其机理如下：水电解可燃性气体累积遇明火，气体燃烧引燃整车。这里的可燃性气体是_。 【答案】 内 氢气（H2） 【详解】 （1）1电源短路时，电源的化学能先转化为电能，电流通过导体时会产生大量的内能，使得导体的温度升高，容易发生火灾。 （2）2一旦电瓶车进入电梯，会被摄像头检测到，同时发出语音提示，摄像头相当于反射弧中的感受器。 （3）3水电解后生成氢气和氧气，氢气是可燃性气体。 Gy7 （2019 浙江舟山 中考真题）2019 年 1 月，嫦娥四号月球探测器成功着落月球背面，它是人类首次着落月球背面的探测器。
10、（1）为抵御漫长而寒冷的月夜，嫦娥四号携带了小型核电池提供能量，该电池利用放射性核物质衰变产生的能量而发电，其能量转化的过程是_。 （2）人类在地球上只能看到月球正面的月相变化，但事实上，月球背面与正面有同等的光照机会。 若月球正面的月相恰好是满月，此时月球背面呈现的“月相”应该是_。 【答案】 核能转化为电能 朔（新月） 【详解】 （1）嫦娥四号携带的小型核电池利用放射性核物质衰变产生的能量而发电，其能量转化的过程是核能转化为电能。 （2）由于月球是一个不透明的球体，太阳只能照亮月球的一半，因此月球背面也会出现月相，而背面的月相与我们看到的月球正面的月相相反。所以当月球正面的月相恰好是满月时
11、，此时月球背面呈现的“月相”应该是新月或称为朔。 Gy8 （2020 浙江嘉兴 中考真题）十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门 A、打开阀门 B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。 （1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是_。 （2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的_冲程相似。 （3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 11106帕，若活塞面积为 01 米2 ，则活塞受到蒸汽的压力是多少？_ （4）蒸汽机活塞
12、往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为 200 千克，活塞每次上升高度为 06 米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功_？假设活塞每分钟向上运动 100 次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？_ 【答案】 内能机械能 做功 1.1105N 600J 1000W 【详解】 (1)1 蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是内能转化成机械能。 (2)2蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似。 (3)3活塞受到蒸汽的压力是 F=pS=1.1106 Pa0.1m2 =1.1105 N (4)45根据图片可知，根据相似三角形原理得到 hh物塞=2LL 即 0.6hm物=2LL 解得 h物
13、=0.3m 活塞上升一次蒸汽机对物体做了功 W有 =G物h物= m物gh物 =200kg 10N/kg 0.3m = 600J 蒸汽机对物体做功的功率 P有=Wt有 =100 600J60s=1000W Gy9 （2019 浙江台州 中考真题）某电子打火机打火原理如图，压电陶瓷受到撞击时表面电荷重新分布，产生高电压，发出电火花点燃气体。撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是_；放电时，两块压电陶瓷的连接方式是_联。 【答案】 机械能电能 并 【详解】 （1）撞击时，消耗了机械能，产生高压，形成火花放电，即得到了电能，通过压电陶瓷实现的能量转化是机械能电能； （2） 将压电陶瓷看作电源， 将电火花
14、看作用电器， 每块压电陶瓷都能独立产生电火花， 即有两条通路存在，那么它们是并联 Gy10 （2019 浙江绍兴 中考真题）某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台 AB 上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台 BC，最后在 C 点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与 AB、AB 与 BC 都平滑连接，AB 与 BC 材料相同，且长度均为 1 米，空气阻力忽略不计。 （1）若货物对 AB 的压力小于对 BC 的压力，则货物在 AB 上减小的机械能_（选填“大于”、“等于”或“小于”）在 BC 上减小的机械能。 （2）若机械手臂每隔 3 秒钟取走一件
15、货物，传送带运动的速度为 0.8 米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离 d 至少为_米。 【答案】 小于 2.4 【详解】 （1）AB 和 BC 段材料相同，即粗糙程度相同，因为 AB 段的压力小于 BC 段的压力，所以 AB 段的摩擦力小于 BC 段的摩擦力； 根据 W=Fs 可知， 当它们长度相同时， AB 段克服摩擦做的功小于 BC 段克服摩擦做的功；因为货物机械能的减少量就等于克服摩擦做的功，所以货物在 AB 段减小的机械能小于在 BC 段减小的机械能； （2）货物之间的距离至少为：s=vt=0.8m/s3s=2.4m。 Gy11 （2019 浙江衢州 中考真题） 2019
16、年衢江抽水蓄能电站开建， 其工作原理如图， 用电低谷时 （如深夜） ，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。 （1）蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将_能转化为水的机械能。 （2）抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电站上、下水库的高度差比较_，有利于蓄能与发电。 【答案】 电 大 【详解】 （1）蓄能时，水被抽到上水库，消耗电能，将电能转化为水的机械能。 （2）抽水蓄能电站要有利于蓄能与发电。所以建造这种电站要有利于兴建两个水库，且两个水库的距离较近并有一定的落差，所以选址衢江黄坛口，不仅因
17、当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电站上、下水库的高度差比较大。 Gy12 （2018 浙江嘉兴 中考真题）如图所示, 用酒精灯给水加热一段时间后, 观察到软木塞冲出试管口。 （1）软木塞冲出试管口, 说明力能改变物体的_。 （2）此过程中, 水蒸气减少的内能_( 选填“大于”、“等于” 或“小于” )软木塞增加的机械能, 这与热机的_冲程相似。 【答案】 (1)运动状态 （2）大于 做功 【详解】 能量转化关系 做功可以改变物体的内能 （1）软木塞冲出试管口，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运 动状态； （2）水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为
18、软木塞的机械能，由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能；热机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能。该过程与热机的做功冲程能量转化相同。 Gy13 （2021 浙江衢州 中考真题）“加氢几分钟，畅行数百里”，这是 2021 上海车展上为氢能源汽车打出的标语。氢能源汽车使用的是氢燃料电池（如图所示） 。电池工作时在催化剂的作用下，氢原子失去电子形成氢离子，穿过电极 A 通过电解液移动到电极 B 与氧离子结合形成水分子；而电子则从电极 A 经外部电路通过电动机到达电极 B，形成电流。 （1）氢燃料电池工作时是将化
19、学能直接转化为_能。 （2）氢气是氢燃料电池的原料，可以在用电低谷时，利用电网多余电能电解水来制取。已知 1.2kg 氢气大约可供某款氢能源汽车行驶 100km，请根据化学方程式计算，制取 1.2kg 氢气至少需要电解多少质量的水_。 （3）氢燃料电池工作时，通过电动机的电流方向是：_。 （4）世界能源组织提出：在制氢过程中基本上没有碳排放而得倒的氢气称为绿氢。下列方式可制得绿氢的是_。 A水力发电制氢 B太阳能发电制氢 C火力发电制氢 D核能发电制氢 【答案】 电 解：设制取 1.2kg 氢气需要电解水的质量为 x 2222H O2HO3641.2kgx通电 3641.2kgx x=10.8
20、kg 答：需要电解水的质量为 10.8kg。 B电动机A 或 BA 或向左 ABD 【详解】 （1）电池是将化学能转化为电能的装置，故氢燃料电池是将化学能直接转化为电能。 （2）解析见答案。 （3）由题目信息电子则从电极 A 经外部电路通过电动机到达电极 B，形成电流，而电流的方向与电子的流向相反，故电动机内电流从 B 极到 A 极。 （4）在制氢过程中基本上没有碳排放而得倒的氢气称为绿氢； A、水力发电制氢过程中不排放碳，可制得绿氢； B、太阳能属于清洁能源，太阳能发电制氢过程中不排放碳，可制得绿氢； C、火力发电，燃烧化石燃料，排放二氧化碳，不能制得绿氢； D、核能发电制氢过程中不排放碳，
21、可制得绿氢。 故选 ABD。 一、选择题一、选择题 1 （2021 浙江上城 二模）人类在探索自然规律的过程中，提出了质量守恒定律、能量的转化与守恒定律等守恒观。下面事实属实并能用相关守恒定律解释的是（ ） 选项 事实 解释 A 被生产者固定的太阳能，可以在生态系统中循环流动 能量转化与守恒定律 B 木块从粗糙的斜面静止释放，其动能的增加量等于重力势能的减少量 能量转化与守恒定律 C 石灰石与盐酸充分反应后，固体质量大大减少 质量守恒定律 D 双氧水与二氧化锰制取氧气后，二氧化锰的质量没有变化 质量守恒定律 课堂小练 AA BB CC DD 2 （2021 浙江金华 模拟预测）2019 年 1
22、 月 11 日，我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星 2D”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星 2D”卫星是我国最新研制的通信广播卫星，可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是（ ） A高温下，火箭头上的涂层熔化放热 B“中星 2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能 C“中星 2D”离地球越远时动能越大 D“中星 2D”离地球越远受地球的引力越小，因此质量也变小 3 （2020 浙江湖州 模拟预测）党的十九大提出要建设交通强国，高铁引领世界也是中国梦的一部分。电力动车组一般靠电力机车提供动力，列车到站前停止
23、供电，电动机线圈随车轮转动，带动发电机发电，这个过程车速从 200km/h 减到 90km/h，在 90km/h 以下才进行机械刹车，下列说法正确的是（ ） A列车刹车后难以立刻停下来是因为受到了惯性的作用 B机械刹车过程是机械能转化为内能 C列车进站时车体附近空气流速大压强大，人靠太近会被推向列车 D减速发电过程中是应用通电导体在磁场中受力的原理 4 （2020 浙江温州 模拟预测）下列有关能量转化和守恒的说法正确的是（ ） A用电器通电工作时，将其他形式的能转化为电能 B氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，该反应将内能转化为化学能 C植物光合作用合成有机物，说明能量可以创生 D“既要马儿跑，又要
24、马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律 5 （2020 浙江衢州 模拟预测）2019 年 1 月 11 日，我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星 2D”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星 2D”卫星是我国最新研制的通信广播卫星，可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是（ ） A“中星 2D”环绕着地球运动是受平衡力的作用 B“中星 2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能 C“中星 2D”离地球越远时动能越大 D“中星 2D”离地球越远受地球的引力越小，因此质量也变轻 6 （2020 全国 一模）如图是安装在列
25、车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块，和为垫块，楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，在列车刹车时车厢间会相互挤压，缓冲器中的弹簧都被压缩。此过程中（ ） A缓冲器的机械能守恒 B克服摩擦做功消耗机械能 C垫块的动能全部转化成内能 D弹簧的弹性势能全部转化为动能 7 （2021 浙江苍南 一模）2020 年 9 月国务院批准建设苍南三澳核电站，该电站发电原理如图，下列关于核电站的说法正确的是（ ） A核电站中的核能释放是不可控制的 B当前的核电站是利用核聚变原理工作的 C核泄漏释放的放射性物质对人体是无害的 D核电站中能的转化过程是：核能内能机械能电能 8 （2020 浙江 杭州市保俶塔实验学校
26、二模）太阳是离地球最近的恒星，地球是人类共同的家园。下列叙述中，正确的是（ ） A太阳的大气层由外向内分为光球层、色球层、日冕层三层 B太阳上每时每刻都在发生核裂变，向外释放巨大的核能 C地球上的冰川水都分布在地球的南北两极 D地球上的地震主要发生在板块交界的地方 二、填空题二、填空题 9 （2021 浙江嘉兴 二模）如图为太阳、地球和月球运行关系示意图，图中圆弧实线表示地球围绕太阳公转的轨道，圆形虚线表示月球围绕地球公转的轨道。 （1）当地球和月球运行到图示位置时，地处嘉兴的人们在当晚看到的月相是_。 （2）此时，在月球背面，需要太阳能供能的“嫦娥四号月球车”处于休眠状态吗？_ 10 （20
27、21 浙江丽水 三模）将两个完全相同的铜质球甲、乙按如图所示放置，其中甲放置在水平桌面，乙悬挂在不可伸长的细线上，且两球重心位于同一高度，当两球吸收相等的热量之后，比较两个球哪个温度高_理由_。 11 （2020 浙江衢州 模拟预测）浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内的岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的天然绿色能源。请回答： （1）举世闻名的西藏羊八井地热电站，利用了深层地热发电，其发电原理简图如图所示，地热井口喷出来的水汽混合物经处理后，蒸汽送入汽轮机进行发电，现总装机容量已经达到 2.5107W。地热发电站的能量转化情况是_； 发电机是根据_原理制成的； 若羊八井地热电站一
28、天的发电量可供 100 台 220V 1000W 微波炉正常工作 150 天，则该发电站的供电效率是多少_？（请列式计算） （2）存在于岩石圈中的地下水不是纯净的 H2O，而是含有各种气体、离子、有机物和微生物等的混合物。主要的气体成分是 O2、N2和 CO2 ，其中的 CO2主要来自土壤，有机质的发酵与植物的_（填生理作用）使土壤中源源不断产生 CO2 ，并溶入流经土壤的地下水中。在高温下，含碳酸盐类的岩石（以 CaCO3为例）也可以变质生成 CO2 ，相应的化学方程式是_ 。 12（2020 浙江路桥 一模） 获“要因斯相世界科学奖”的王中林数授， 带领团队构建了世界上最小的发电机摩擦纳米
29、发电机它可以在人走路、说话、心既、肌肉收增等运动时，使其组成的材料之间摩擦引起电荷转移，将_能转化为电能。为提高发电效率，在压力一定时，可以通过_来增大摩擦。 13 （2020 浙江 绍兴市柯桥区杨汛桥镇中学一模）寒假里小金和小徐一起玩了一回极速滑雪，如图甲。为研究方便将其简化为模型，如图乙。设小徐和小金及坐垫的总质量分别为 m和 M，他们分别从轨道 A点以初速度为 0 向下滑行，求： （1）小金及坐垫由 A 点到达 B 点时，重力做功为_； （2）设曲线轨道光滑，则小徐和小金由 A点到达 B点时的速度 vm=vM，请证明之（已知 Mm，动能表达式212Emv）_； 14 （2020 浙江瓯海
30、 二模）用图 1 所示实验装置（夹持装置未画出）加热试管使水沸腾时，观察到试管口有“白气”，且上方的小风车开始转动。请利用所学的知识回答下列问题： （1）试管口“白气”形成过程中发生的物态变化有_。 （2）图 1 实验中能量转化方式与图 2 中汽油机的哪一个冲程相同？_（选填图 2 中编号） 15 （2022 浙江瑞安 一模）2021 年 12 月 3 日，南方首个核能供暖项目在浙江投入试运行。下图是核能供暖工作示意图： 泰山核电站核岛换热站用户 （l）核能供暖过程是把核能最终转化为_能。 （2）秦山核电站获得核能的方式是_。 （3）若换热站与用户之间的能量利用效率为 ，空气的比热为 c，一套
31、 70 平方米的房子内的空气总质量为m，欲将室内空气温度从 4提高到 24，换热站提供的总热量至少为_。 （用 、c、m表示） 16 （2021 浙江 宁波外国语学校一模）2021 年 3 月 20 日傍晚，日本宫城县海域发生里氏 6.9 级地震。 （1）日本地震专家认为，从震源深度来看，这可能是下沉于大陆一侧的_（填“太平洋板块”或“印度洋板块”）附近发生的地震。 （2） 如图所示为福岛核电站， 其附近地区在本次地震中暂未发现异常。 目前核电站获得核能采用_ （填“轻核聚变”或“重核裂变”）的方式。 17 （2021 浙江瑞安 一模）2020 年底，“嫦娥五号”探测器成功登月，在月球表面采集
32、 2 千克月壤返回地球。 （1）如图是“嫦娥五号”传回的近距拍摄的月球背面图，其中 A处是_。 （2）带回的月壤中含有氦3 原子，在高温条件下两个氦3 原子的原子核会结合一起，发生核反应。该核反应是_（选填“核聚变”或“核裂变”） 。 18 （2020 浙江 一模）2019 年 4 月 23 日，中国人民海军成立 70 周年阅兵仪式在黄海举行。在仪式上，我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅。 (1)新型核潜艇是以核反应堆为动力来源设计的潜艇。核燃料在反应堆内是通过核_ (选填“裂变”或“聚变”)的方式，把核能转化为电能； (2)新型核潜艇舰体采用钛合金材料，钛合金属于_（选填“金属”或“有机合
33、成”）材料。 19 （2020 浙江吴兴 一模）如图所示，为了形象的描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图；图乙表示的是_。核能发电是通过核能_机械能电能的转化途径为人类服务。核电站一般建在海边，方便用水来给高温的核反应堆降温，这是用_的方法来改变内能的。 三、简答题三、简答题 20 （2020 浙江龙湾 一模）2018 年，我国宣布在松辽盆地成功实施深度为 7018 米的大陆科学钻探工程。在44007018 米的深度地层范围内发现了 150240高温干热岩，揭示了松辽盆地具有良好的地热开发应用潜力。 （1）如图为地球内部圈层结构图。钻井深度到 7018 米，位于图中的结构是
34、_。 （2）干热岩温度高，可用于地热发电，其发电原理是冷水遇到干热岩，形成高温水汽推动汽轮机，带动发电机发电。高温水汽的形成是通过_的方式来改变水的内能。 （3）冷水遇到干热岩，形成高温水汽。水汽形成过程中发生的物态变化是_。 21 （2020 浙江湖州 模拟预测）中国科研人员首次在自然界中发现金属铀。金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用。此反应堆获得核能的途径是_(填“裂变”或“聚变”)。目前工业上的金属铀可用四氟化铀(UF4)和镁通过热还原法来制备，化学方程式为 UF42Mg一定温度U2MgF2，此反应属于基本反应类型中的_反应。 参考答案参考答
35、案 1C 【详解】 A.被生产者固定的太阳能在生态系统中是单向流动的，无法证明其能量守恒，故 A 错误。 B.下面粗糙，木块的重力势能有一部分转化为内能，所以其动能的增加量不等于重力势能的减少量，故 B错误。 C.石灰石与盐酸充分反应后，生成氯化钙、水和二氧化碳气体，则固体质量大大减少，故 C 正确。 D.二氧化锰是催化剂，不参与反应，无法证明质量守恒，故 D 错误。 故选 C。 2B 【详解】 A.熔化是指物质从固态变成液态的过程，熔化吸热，故 A 错误； B.从能量转化的角度分析可知，“中星 2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能，故 B 正确； C. “中星 2D”离地球越远时，重力势
36、能越大，动能越小，故 C 错误； D. “中星 2D”离地球越远受地球的引力越小，但质量不随它的形状、物态和位置而变化，是不变的，故 D 错误。 故选 B。 3B 【详解】 A. 惯性是物体本身的一种性质，不是力，故 A 错误； B. 机械刹车时，消耗车自身的机械能，产生内能，故是将机械能转化为内能的过程，故 B 正确； C. 乘客离列车太近，列车开动时，使人和列车之间的空气流动速度快，压强变小，离站台远的地方气体相对流速较慢，压强较大，人在内外压强差的作用下，被强大的气流压向列车，从而造成危险，故 C 错误。 D. 减速发电，即相当于一个发电机，所以是电磁感应现象，故 D 错误； 4D 【详
37、解】 A、用电器通电工作时，消耗了电能，得到了其它形式的能，因此将电能转化为其他形式的能，选项错误； B、氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，通过化学反应得到了热量，因此将化学能转化为了内能，选项错误； C、能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，选项错误； D、马儿跑的时候需要消耗能量，而草能够为马儿提供能量，因此“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，选项正确，故选 D。 5B 【详解】 A、物体做匀速直线运动时，受到平衡力的作用，“中星 2D” 做匀速圆周运动，故没有受到平衡力的作用，错误； B、“中星 2D” 所需的电能由太阳能转化而来，正确； C、“中星 2D”离地
38、球越远，重力势能越大，动能越小，错误； D、质量是物体的一种属性，与距离无关，错误。 6B 【详解】 A通过克服摩擦力做功，系统的机械能向内能转化，故机械能减小，故 A 错误； B克服摩擦做功消耗机械能，转化为内能，故 B 正确； C垫块的动能转化为弹性势能和内能，故 C 错误； D弹簧的弹性势能转化为动能和内能，故 D 错误。 故选 B。 7D 【详解】 A.核电站中发生的是可控的核裂变，故 A 错误。 B.当前的核电站是利用核裂变的原理工作的，故 B 错误。 C.长时间接受核辐射会使正常细胞发生癌变，故 C 错误。 D.核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水
39、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，则整个过程中能量转化的正确顺序是：核能内能机械能电能，故 D 正确。 故选 D。 8D 【详解】 A、太阳的大气层由内到外分为光球层、色球层、日冕层三层，故 A 错误； B、太阳上发生的核聚变，故 B 错误； C、地球上的冰川主要分布在南北两极，一些寒带地区和高山上也存在冰川水，故 C 错误； D、地震是地壳运动导致的，而板块交界处板块运动最活跃，所以地球的地震带主要分布在板块交界处，故 D 正确。 故答案为 D。 9 新月 不是 【详解】 （1）当地球和月球运行到图示位置时，月球表面看到是全是黑暗的，因此地处嘉兴的人
40、们在当晚看到的月相是新月。 （2）由图可知，地球、月球、太阳在一条直线上，此时“嫦娥四号月球车”为太阳能供能的适合位置，因此 需要太阳能供能的“嫦娥四号月球车”并不是处于休眠状态。 10 乙 见解析 【详解】 12两球质量相同，当它们吸收相等的热量时，两球吸热后体积膨胀，体积变大；甲球重心上升，重力势能增大，即克服重力做功，将内能转化为机械能，内能减少；乙球重心下降，重力势能减小，即重力对乙球做功，将机械能转化为内能，因此内能增大，乙的温度高。 11 地热能转化成机械能，再转化成电能 电磁感应 60% 呼吸作用 CaCO3 高温CaO+CO2 【详解】 (1)1地热发电站的能量转化情况是地热能
41、转化成机械能，再转化成电能。 2发电机是根据电磁感应原理制成的。 3该地热电站一天的发电量 W2=P1t1=2.5104kw24h=6105kw h 微波炉消耗的总电能 W2=P2t2=1kw15024h100=3.6105kw h 供电效率 =21WW100%=553.6 10 kw h6 10 kw h100%=60% (2)4有机质的发酵与植物的呼吸作用使土壤中源源不断产生 CO2 ，并溶入流经土壤的地下水中。 5碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳反应的化学方程式为：CaCO3 高温 CaO+CO2。 12 机械 增大接触面的粗糙程度 【详解】 1由题意可知，摩擦纳米发电机在工作时消耗了
42、机械能，电能增加，故将机械能转化为电能。 2摩擦力的大小和压力的大小、接触面的粗糙程度有关，故在压力一定时，可以使其组成的材料的接触面变粗糙，即通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，从而增大机械能，以提高发电效率。 13 W= Mg(H-h) 见解析 【详解】 （1）由图可知，由 A 点到达 B 点时的竖直高度差 h=H-h， 则小金和座垫的重力所做的功 W=Gh=Mg（H-h） （2）轨道光滑则机械能守恒，重力势能全部转化为动能， 小金 2M1()2Mg HhMv 小徐 2m1(- )2mg H hmv 即 2 ()Mmvvg Hh 14 先汽化后液化 丙 【详解】 (1)1由图 1 知，加热
43、试管使水沸腾，水汽化为水蒸气，水蒸气推动小风车做功，使之不停地转动，这一过程中内能转化为机械能，内能减少温度降低，水蒸气遇冷液化为小水珠。 (2)2甲图两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 乙图进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，属排气冲程，没有能量转化； 丙图两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能； 丁图进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化； 可见，图 1 实验中能量转化方式与图 2 中汽油机的丙冲程相同。 15 内 重核裂变#裂变#核裂变 20cm 【详解】 （1）1核能供暖过程是把核能最终转化为内（热）能。 （2
44、）2核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中。聚变主要应用在氢弹上。目前核电站是利用核裂变获得能量的。 （3）3欲将室内空气温度从 4提高到 24，需要的热量为 0244Qcm ttcm吸（）= 若换热站与用户之间的能量利用效率为 ，换热站提供的总热量至少为 24420cmQ放 16 太平洋板块 重核裂变 【详解】 （1）日本位于亚欧板块与太平洋板块的交界处，地壳比较活跃，多火山地震发生。 （2）核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量，当前核电站获得核能的途径是重核裂变。 17 环形山 核聚变 【详解】 （1）1由图
45、可知，A 处为碗状凹坑结构，是环形山。 （2）2核聚变是两个较轻的原子核在超高温条件下结合为一个较重的原子核。故两个氦3 原子的原子核结合在一起，发生的核反应为核聚变。 18 裂变 金属 【详解】 (1)1核燃料在反应堆内是通过核裂变的方式，把核能转化为电能的。 (2) 2由于钛是一种金属，可知钛合金属于金属合金，结合分析可得钛合金应该属于金属材料。 【点睛】 本题难度不大，重在考查裂变和聚变，及金属材料和有机合成材料的概念。 19 聚变 内能 热传递 【详解】 1在图乙中，质量较小的原子结合成质量较大的原子，因此表示的是聚变。 2核能发电是利用核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，
46、推动蒸汽轮机转动，从而带动发电机发电的，核能发电能量转化过程：核能内能机械能电能的转化途径为人类服务。 3核电站一般建在海边，方便用水来给高温的核反应堆降温，通过热传递的方法来改变内能的。 20 地壳 热传递 汽化 【详解】 （1）读地球内部圈层结构图可知，地壳的平均厚度为 33 千米，而钻井深度到 7018 米，因此钻井位于图中的结构是地壳。 （2）干热岩温度高，可用于地热发电，其发电原理是冷水遇到干热岩，形成高温水汽推动汽轮机，带动发电机发电。原本的水是冷水，冷水遇到干热岩，干热岩是高温的物体，它放出热量，冷水吸收热量，内能增加，温度升高，因此这是内能的转移，即改变了水的内能。因此高温水汽
47、的形成是通过热传递的方式来改变水的内能。热传递是改变物体内能的方法，热传递的特点：高温的物体放出热量，内能减少，温度降低；低温的物体吸收热量，内能增加，温度升高。高温物体把内能转移给低温物体，直至各物体温度相同（称为热平衡） 。 （3） 物质由液态变为气态叫汽化；汽化过程中吸热，而冷水遇到干热岩，形成了高温水汽，符合汽化的特征，因此水汽形成过程中发生的物态变化是汽化。 21 裂变 置换 【详解】 核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量核反应堆是利用原子核裂变的链式反应产生的能量；由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应是置换反应，故 UF4+2Mg一定温度 U+2MgF2属于置换反应。