5.“飞轮储能”是飞船在太空中的一种储能方式。当飞船在有阳光的空间飞行时，飞船上的太阳能电池板将光能转化为能供飞船使用，多余的电能用来带动飞船上的飞轮高速旋转。当飞船在没有阳光的空间飞行时，飞轮又带动发电机发电，将飞轮的能转化为电能供飞船使用。

5.电 机械

【分析】本题考查能量转化的相关知识，解题时需明确不同设备的能量转化方向：太阳能电池板的功能是将光能转化为电能，为飞船供电；飞轮高速旋转时具有机械能，带动发电机发电时，将飞轮的机械能转化为电能。
【解析】太阳能电池板可将吸收的光能转化为电能，供飞船使用，故第一个空填“电”；飞轮高速旋转时具有机械能，带动发电机发电的过程中，将飞轮的机械能转化为电能，故第二个空填“机械”。
【答案】电；机械
【知识点】能量转化、太阳能的利用
【点评】本题结合航天飞轮储能场景，考查基础能量转化知识，难度较低，属于易得分题。
【难度系数】0.3

6.我国第三代核电站华龙一号示范工程已全面建成。关于核能的利用，下列说法正确的是
（）

A.核能是可再生能源
B.华龙一号利用聚变产生能量
C.核燃料中的铀原子核由大量质子和电子组成
D.核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方

6.D

【分析】
本题考查核能利用的相关知识，需逐一分析每个选项，结合能源分类、核电站原理、原子核结构、核废料处理等知识点判断正误，最终确定正确答案。
【解析】
A选项：可再生能源是能从自然界源源不断获取的能源，核能利用的核燃料（如铀）属于不可再生能源，因此A错误；
B选项：华龙一号核电站是利用核裂变释放的能量发电，核聚变目前无法实现可控发电，因此B错误；
C选项：原子核由质子和中子组成，电子在原子核外运动，并非原子核的组成部分，因此C错误；
D选项：核废料具有放射性，会危害环境与生物，通常深埋在人烟稀少的地方以降低影响，因此D正确。
【答案】
D
【知识点】
核能利用、能源分类、原子核结构
【点评】
本题围绕核能相关基础概念命题，涵盖能源分类、核电站原理等核心知识点，侧重考查学生对基础概念的掌握程度，题目难度适中。
【难度系数】
0.6

7.某居民楼顶安装有太阳能电池板和太阳能热水器。若太阳能热水器的工作效率为$\eta$，每小时可接收太阳能$Q$，使热水器内水的温度升高$\Delta t$，水的比热容为$c_{水}$，则下列说法正确的是()

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$\frac{Q}{\eta c_{水} \Delta t}$

7.C

【分析】
本题需逐一分析每个选项，结合能源分类、能量转化、热量计算公式的相关知识判断正误：
1. 先明确可再生能源与不可再生能源的区别，判断选项A；
2. 回忆太阳能电池的能量转化效率，判断选项B；
3. 分析太阳能热水器的能量转化形式，判断选项C；
4. 根据热量公式和效率的定义推导水的质量表达式，判断选项D。
【解析】
选项A：可再生能源是可从自然界源源不断获取的能源，太阳能属于可再生能源，A错误；
选项B：太阳能电池的能量转化效率较低，无法将接收的太阳能全部转化为电能，B错误；
选项C：太阳能热水器工作时，将太阳能转化为水的内能，使水温度升高，C正确；
选项D：热水器接收的太阳能为$Q$，效率为$\eta$，则水吸收的热量$Q_{吸}=\eta Q$；根据热量公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，可得水的质量$m=\frac{\eta Q}{c_{水}\Delta t}$，选项中表达式错误，D错误。
【答案】
C
【知识点】
可再生能源、能量转化、热量计算
【点评】
本题考查能源分类、能量转化和热量公式的基础应用，属于常规题型，需准确掌握相关概念和公式，尤其注意效率在热量计算中的应用，避免混淆物理量间的关系。
【难度系数】
0.7

8. 风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的目标。张北—雄安特高压交流输变电工程的投运，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于能。我国自主研发的单个陆上风电机组的功率可达$10^7$ W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 min产生的电能，相当于200 kg焦炭完全燃烧放出的热量。已知焦炭的热值为$3.0×10^7$ J/kg。

8.可再生 太阳 10

【分析】首先判断能源类型：可再生能源是可从自然界源源不断获取的能源，风能符合该特征；其次明确风能来源：大气运动的能量来自太阳辐射，因此风能来源于太阳能；最后计算时间：先根据焦炭质量和热值算出完全燃烧的热量，该热量等于风电机组产生的电能，再结合功率公式计算工作时间，注意单位转换（秒转分钟）。
【解析】1. 能源类型判断：风能可源源不断从自然界获取，属于可再生能源；2. 风能来源：大气运动的能量源于太阳辐射，故风能来源于太阳能；3. 时间计算：200kg焦炭完全燃烧放出的热量$Q=mq=200kg×3.0×10^7J/kg=6×10^9J$，风电机组产生的电能$W=Q=6×10^9J$，由$W=Pt$得工作时间$t=\frac{W}{P}=\frac{6×10^9J}{10^7W}=600s=10min$。
【答案】可再生；太阳；10
【知识点】可再生能源、能源的来源、电能与热量的计算
【点评】本题结合“碳达峰、碳中和”的实际背景，考查能源分类、能源来源及热量与电能的计算，属于基础题，掌握相关概念和公式即可解答。
【难度系数】0.7

9.我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖，其工作流程如图所示。核燃料反应堆内有低浓度的铀235原子核，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路。一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在
蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的余热取出来通过管道送给居民的过程。单个机组，如果仅供电，那么它每秒提供的电能为$1.25× 10^{9}\ \mathrm{J}$；如果在供电的同时进行供热，那么它每秒提供的电能为$1.21× 10^{9}\ \mathrm{J}$，热量为$2× 10^{8}\ \mathrm{J}$，单个机组核燃料反应堆产生的能量的使用效率提高了3.2个百分点，即两者效率之差为3.2%。已知焦炭的热值为$3.0× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$。

(1)核燃料反应堆中的铀235原子核是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生（填物态变化名称），吸收热量。
(2)在下列空格中将核能发电的能量转化过程补充完整。核能→内能→→电能。
(3)若给居民供热$5.4× 10^{15}\ \mathrm{J}$，则相当于完全燃烧kg标准焦炭产生的热量。
(4)单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为J。

9.(1)不可再生 汽化
(2)机械能
(3)$1.8×10^8$
(4)$5×10^9$
【解析】(1)核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电,核能用完后不能再生,属于不可再生能源。蒸汽发生器中的水是液体,被加热后变成了水蒸气,水蒸气是气体,水由液态变为气态是汽化过程,汽化吸热。(2)核能发电的能量转化过程是:核能→内能→机械能→电能。(3)根据$Q_{放}=q_{焦炭}m$可得,燃烧焦炭的质量$m=\frac{Q_{放}}{q_{焦炭}}=\frac{5.4×10^{15}\ \mathrm{J}}{3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}}=1.8×10^8\ \mathrm{kg}$。(4)由题知,单个机组,如果仅供电,那么它每秒提供的电能为$1.25×10^9\ \mathrm{J}$,如果在供电的同时进行供热,那么它每秒提供的电能为$1.21×10^9\ \mathrm{J}$,热量为$2×10^8\ \mathrm{J}$。设单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为$E$,则单个机组仅供电时,其能量使用效率$\eta_1=\frac{W_电}{E}$,单个机组在供电的同时进行供热,其能量使用效率$\eta_2=\frac{W_电'+Q}{E}$,因为单个机组核燃料反应堆产生的能量的使用效率提高了3.2 个百分点,所以$\eta_2-\eta_1=3.2\%$,即$\frac{W_电'+Q}{E}-\frac{W_电}{E}=3.2\%$,则单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量$E=\frac{W_电'+Q-W_电}{3.2\%}=\frac{1.21×10^9\ \mathrm{J}+2×10^8\ \mathrm{J}-1.25×10^9\ \mathrm{J}}{3.2\%}=5×10^9\ \mathrm{J}$。

【分析】
本题围绕海阳核电厂的工作流程，考查能源分类、物态变化、能量转化、热值及效率的相关计算。解题时需先明确每个问题对应的知识点：(1)判断能源类型需依据可再生与不可再生能源的定义，判断物态变化需明确物质状态变化；(2)能量转化需梳理核电站各环节的能量形式；(3)热值计算直接套用公式；(4)效率计算需利用效率差建立等式求解总能量。
【解析】
(1) 铀235是核燃料，短期内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源；二回路中的水由液态变为气态水蒸气，该物态变化为汽化，汽化过程吸收热量。
(2) 核能发电时，核反应释放的核能转化为内能，加热水产生水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化为机械能，最终带动发电机转化为电能，故中间环节为机械能。
(3) 根据热值公式$Q_{放}=mq$，可得完全燃烧焦炭的质量$m=\frac{Q_{放}}{q_{焦炭}}=\frac{5.4×10^{15}\ \mathrm{J}}{3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}}=1.8×10^8\ \mathrm{kg}$。
(4) 设核燃料反应堆每秒产生的能量为$E$，仅供电时效率$\eta_1=\frac{W_{电}}{E}$，供电同时供热时效率$\eta_2=\frac{W_{电}'+Q}{E}$，由效率差为3.2%得：$\frac{W_{电}'+Q}{E}-\frac{W_{电}}{E}=3.2\%$，代入数值：$\frac{1.21×10^9\ \mathrm{J}+2×10^8\ \mathrm{J}-1.25×10^9\ \mathrm{J}}{E}=0.032$，解得$E=5×10^9\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1)不可再生；汽化 (2)机械能 (3)$1.8×10^8$ (4)$5×10^9$
【知识点】
不可再生能源、物态变化、热值与效率计算
【点评】
本题结合实际核电站工作场景，将物理知识与生活应用结合，既考查基础概念的理解，又涉及公式的应用计算，需要学生理清能量流动关系，难度适中。
【难度系数】
0.6