3.7-3.8核能能量的轉化與守恒

學習目錄

目錄

模塊一知識網絡....................................................................................................................................1

模塊二知識掌握....................................................................................................................................2

知識點一、核能..............................................................................................................................2

知識點二、能量的轉化與守恒......................................................................................................2

【鞏固提高】..........................................................................................................................................6

知識重點

模塊一知識網絡

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模塊二知識掌握

知識點一、核能

1、原子結構

原子核質子（帶正電）

中子（不帶電）

核外電子（不帶電）

2、核能：原子核在發生改變的過程中，釋放出巨大的能量。也叫原子核能或原子能。

獲得核能裂變：是質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放能量的過程。

的兩條途原子彈、核電站、核潛艇是根據裂變的原理制造的，

徑：聚變：2個質量較小的原子核，在超高溫條件下聚合成質量較大的一個新核，同時釋放出

裂變和聚能量的過程。聚變又叫熱核反應。

變氫彈是根據聚變的原理制造的

核電站

1、核電站利用核能發電，它的核心設備是核反應堆。核反應堆是通過可以控制的裂變反應釋放核能的

設備。

2、核電站中發生的能量轉化是：核能→內能→機械能→電能。我國第一座核電站是浙江秦山核電站

3、原子核的裂變和聚變都會產生一些發射性物質，如α射線、β射線、γ射線。

其中可以用于機械設備探傷、種子變異、治療腫瘤的是。

知識點二、能量的轉化與守恒

1、能的轉化和守恒定律：能量既不會消失，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者

從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。

2、能的轉化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。無論是機械運動，還是生命運

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動，無論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個定律。

3、能量的轉移和轉化有一定的方向性。

*“永動機”不可能成功是因為它違背了能的轉化的守恒定律。

*自然界的事物的運動和變化都必須遵循能量轉化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件卻不一

定能夠發生。

[例題1]（2023?拱墅區模擬）電影《厲害了，我的國》自今年3月2日在全國上映來燃爆各大影院，

特別是作為大國工程和“一帶一路”國家名片的“華龍一號”核電機組（如圖），代表創新成果

的人造太陽，在影片中亮相，再次彰顯了大國實力，很是搶鏡！以下關于核電站說法正確的是

（）

A．利用核聚變原理

B．利用核裂變原理

C．核能直接轉化為電能

D．核能是原子內部的化學反應釋放出來的能量

[例題2]（2023?溫州模擬）2020年12月，溫州首個核電站三澳核電站獲國家批準建設。該核電站

的發電原理及電能輸送如圖所示，則以下敘述不正確的是（）

A．核反應堆里的是核裂變反應

B．汽輪機將機械能轉化為內能

C．發電機的主要原理是電磁感應

D．電網在輸送電能時會消耗電能

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[例題3]（2022秋?舟山期末）2022年12月，核聚變研究領域取得突破性進展。科學家在使用激光

的聚變實驗中首次實現了凈能量增益，即產生的能量比注入的能量還要多。這意味著，人類未

來有望結束對化石燃料的依賴，或將擁有個安全、綠色、用之不竭的能源選項。核聚變使用的

核材料是下列中的（）

A．氫（H）B．氦（He）C．鈾（U）D．钚（Pu）

[例題4]（2022秋?婺城區期末）如圖，利用核能發電是人類和平利用核能的一個重要方向。下列

有關核電站的敘述正確的是（）

A．核反應堆是利用核聚變的原理工作的

B．核反應堆中發生的鏈式反應是可控的

C．其能量轉化為：核能→機械能→內能→電能

D．核反應堆產生的廢料對環境和人體是無害的

[例題5]（2022秋?衢江區校級期末）如圖所示，用中子轟擊鈾﹣235原子核產生氪核和鋇核，釋放

出核能。下列說法正確的是（）

A．核能是一種可再生能源

B．該模型表示的是核聚變

C．目前核電站是利用核裂變反應發電的

D．該反應不會產生放射性物質

[例題6]（2023?鄞州區一模）如圖是太陽能電池路燈，白天太陽能電池板將太陽能轉化為電能，這

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種能量通過再次轉化儲存在大容

量蓄電池內。夜晚蓄電池給路燈供電。下列說法正確的是（）

A．路燈上的塑料燈罩和鋁合金燈柱都屬于有機合成材料

B．夜晚蓄電池給路燈供電時將光能轉化為電能

C．白天給蓄電池充電時將化學能轉化為電能

D．路燈的燈柱用合金材料制成是因為合金比純金屬具有更好的性能

[例題7]（2023?天臺縣一模）馬丁噴氣背包是“世上操作最簡單的飛行器”，它很好駕馭，你只要

系好安全帶，旋轉操作桿，它就會帶你離開地面，如圖所示。

（1）飛行背包發動燃料為汽油，則汽油燃燒時將能轉化為內能。

（2）噴氣飛行背包向下快速噴氣，使人騰空而起，說明物體間。

（3）要使“火箭人”懸停在空中，背包噴出氣體的方向應該是。

[例題8]（2023?杭州一模）滑雪是北京冬奧會的項目之一，里面蘊含著很多科學知識。

（1）圖甲的運動員保持該姿勢不變沿著坡面自由下滑，速度逐漸增大，他的機械能（選填

“變大”、“變小”或“不變”）。

（2）若某段坡而的高度為H、長度為L、粗糙程度相同，重為G的運動員保持姿勢不變恰好沿

該坡面自由勻速滑下，滑行時的模擬圖如圖乙所示，則受到的摩擦力方向為沿坡面（選填

“向下”或“向上”），受到的摩擦力大小為（用題中的字母表示），忽略空氣阻力。

[例題9]（2023?下城區模擬）如圖所示，A點的高度H大于B點的高度h，讓小球從A點由靜止

開始自由落下，沿光滑軌道AOB到達B點后離開（不計空氣阻力），則小球由A點運動到O

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點的過程中，小球的重力勢能是的（填“增大”“不變”或“減小”），小球在B點的機械

能在A點的機械能（填“大于”“等于”或“小于”），小球離開B點后的運動軌跡應該是

圖中的曲線。

[例題10]（2022秋?余姚市期末）北京時間2022年11月12日10時03分，搭載天舟五號貨運飛船

的長征七號火箭，在我國文昌航天發射場點火發射（如圖甲所示），約10分鐘后，天舟五號貨

運飛船與火箭成功分離并進入預定軌道，飛船太陽能帆板順利展開工作（如圖乙所示），發射

取得圓滿成功。

（1）火箭點火，燃料燃燒發生的是（選填：“物理”或“化學“）變化。

（2）搭載在飛船上的補給物資送達我國空間站時，補給物資的質量將（選填：“變大”、

“變小”或“不變”）。

（3）飛船太陽能帆板順利展開工作，就是在太陽光照射下，能為飛船上的電器設備提供能量。

太陽能帆板工作時是將能轉化為能。

【鞏固提高】

1.（2022秋?余杭區校級月考）發展核能是解決能源危機的主要出路之一。如圖所示為核電站工

作流程，關于流程中各裝置的能量轉化，正確的是（）

A．核反應堆：核能轉化為機械能

B．蒸汽輪機：機械能轉化為內能

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C．發電機：電能轉化為機械能

D．應用：電能轉化為化學能

2.（2021秋?湖州期末）2021年12月3日，中國南方首個核能供熱項目在浙江海鹽正式投運。下

列相關說法錯誤的是（）

A．核電站利用核裂變釋放的核能

B．核反應堆將核能轉化為內能

C．核反應堆中鏈式反應是可以控制的

D．核電站產生的核廢料對環境沒有污染

3.（2022?海曙區校級三模）對下面的四幅圖描述錯誤的是（）

A．甲圖說明發聲的音叉在振動

B．乙圖將直導線AB南北朝向放置，閉合開關后實驗現象更明顯

C．丙圖的核能釋放方式也叫熱核反應

D．丁圖說明摩擦可以創造電荷，使物體帶上靜電，所以能吸引輕小物體

4.（2021秋?新昌縣期末）關于核電站，小科總結了以下四種說法，其中正確的是（）

A．核電站是利用氫核的聚變產生的能量來發電的

B．核電站的核心是利用核反應堆控制核能平穩地釋放

C．核電站的反應堆中放出的核能可以直接轉化為電能

D．核電站產生的廢料可以直接排放到大海中

5.（2021秋?柯橋區期末）2021年12月20日，全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站——山東

榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程送電成功。關于核能的應用，下列說法中正確的是（）

A．原子彈是根據核聚變的原理制成的

B．現有核電站核變原理與氫彈核變原理相同

C．核能有核輻射危險，我們應該完全杜絕核能發電

D．核電站發電的能量轉化過程是：核能→內能→機械能→電能

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6.（2022?寧波）核酸檢測采樣時使用的“采樣拭子”，其頂端是如圖所示的植絨拭子，安全、無

毒。有一種植絨方式是：植絨機產生數萬伏的高壓靜電，通過電子轉移讓噴頭中的絨毛帶上負

電荷，然后在被植絨物體表面噴涂上膠粘劑，移動噴頭靠近被植絨物體，絨毛在高壓靜電作用

下從噴頭中飛升到被植絨物體表面，呈垂直狀植在涂有膠粘劑的物體表面。上述植絨過程中蘊

含了許多科學知識，下列描述不合理的是（）

A．噴頭中的絨毛帶上負電荷，是由于絨毛得到了電子

B．以移動的噴頭為參照物，被植絨物體是運動的

C．絨毛能在高壓靜電作用下運動，是由于能量可以創生

D．絨毛從噴頭中飛升到被植絨物體表面，是由于力能改變物體的運動狀態

7.（2022?溫州模擬）2019年8月23日，由俄羅斯建造的世界首座浮動核電站——“羅蒙諾索夫

院士”號浮動核電站開赴北極圈，這座海上浮動式核電站發電量達70百萬瓦，足夠3.5萬戶家

庭使用。下列有關浮動核電站的說法不正確的是（）

A．能量轉化時先將核能轉化為化學能

B．獲得核能的途徑是核裂變

C．發電量達70百萬瓦指的是發電功率

D．受到的浮力大小等于它的重力

8.（2022秋?海曙區期中）物質具有能量，能量有各種形式，并且各種形式的能量可以相互轉化。

白溪水電站發電時，其能量的形式轉化是（）

A．電能轉化為水能B．水能轉化為電能

C．光能轉化為電能D．風能轉化為電能

9.（2022秋?北侖區期中）關于能量，下列說法錯誤的是（）

A．我們周圍的物質都具有能量

B．不同形式的能量可以相互轉化

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C．0℃的冰塊沒有能量

D．聲音既能傳遞信息又能傳遞能量

10.（2022秋?鎮海區期末）汽車燃燒汽油前進，汽油的能轉化為汽車向前運動的能，

近幾年電動汽車技術不斷成熟，電動汽車是通過能轉化為汽車運動的能量。

11.（2023?婺城區三模）“自熱火鍋”給我們的生活帶來一定的便利。小龍同學就某種自熱火鍋的

“自熱”原理產生了興趣，查閱到的相關資料如下。

①自熱火鍋食用方法：下層底盒中倒入適量冷水，打開加熱包塑料膜，將加熱包放入涼水中，放

上上層食材盒，倒入一定食用冷水，蓋上蓋子，15分鐘后，即可開蓋食用。（圖乙為自熱火鍋結

構示意圖）、

②加熱包內含有鐵粉、鋁粉、焦炭粉、生石灰等物質，其中的金屬粉末與炭粉在熱水中發生化學

反應，可短時間放出大量的熱，后續緩慢放熱。

③自熱火鍋工作時，下層加熱盒中空氣溫度隨時間變化的圖像如下圖丙所示。

（1）自熱火鍋在加熱食物過程中的能量轉化：。

（2）為解釋自熱火鍋的工作原理，請結合上述材料，對0a、ab、bc各段的溫度變化做出解釋。

12.（2022秋?臨海市期末）臺州已成為發電大市，有多種發電方式。如圖甲所示為三門核電站發

電流程圖，目前核電站主要利用（選填“核聚變”或“核裂變”）獲得核能。如圖乙所示

為溫嶺江廈潮汐發電的原理圖，從能量轉化角度來說，就是利用海水的能，通過水輪發電

機轉化為電能。

13.（2023春?義烏市期中）2020年12月17日，嫦娥五號順利完成月面采樣，攜帶2千克月壤成

功返回地球。

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（1）探測車在采集月球表面月壤樣本時，機械臂簡化圖如圖乙所示，OB＝4OA，不計自身重力，

當采集2千克月壤時，在A點至少需要施加N的拉力。（月球表面g取1.6牛/千克）

（2）月壤中含有豐富的理想能源氦﹣3，有科學家推測氦﹣3原子核能發生如圖丙所示的核聚變

反應，釋放巨大的能量。圖丁中能正確表示圖丙“M