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1.（易错题）随着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关原子核与核能的认识不正确的是（
A.原子核由质子和中子组成
B.核能是原子核的结构发生变化时释放的能量
C.核反应堆产生的中子带正电
D.核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
C
）A.原子核由质子和中子组成
B.核能是原子核的结构发生变化时释放的能量
C.核反应堆产生的中子带正电
D.核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
答案
1.C
解析
【分析】本题考查原子核与核能的相关知识，需逐一分析各选项的正确性，明确原子核组成、核能定义、中子带电性及核废料处理的要点，找出表述不正确的选项。
【解析】逐一分析各选项：
A选项：原子核由质子和中子组成（氢原子核无中子，但该表述为普遍正确的结论），故A正确；
B选项：核能是原子核的结构发生变化（如核裂变、核聚变）时释放的能量，故B正确；
C选项：中子不带电，质子带正电，因此核反应堆产生的中子不带电，该选项说法错误；
D选项：核废料具有放射性，为避免污染环境，一般深埋在人烟稀少的地方，故D正确。本题要求选择不正确的选项，因此答案为C。
【答案】C
【知识点】原子核结构、核能、放射性废物处理
【点评】本题为易错题，核心考查对原子核组成、中子带电性等基础概念的掌握，需注意区分质子与中子的带电情况，避免概念混淆。
【难度系数】0.3
【解析】逐一分析各选项：
A选项：原子核由质子和中子组成（氢原子核无中子，但该表述为普遍正确的结论），故A正确；
B选项：核能是原子核的结构发生变化（如核裂变、核聚变）时释放的能量，故B正确；
C选项：中子不带电，质子带正电，因此核反应堆产生的中子不带电，该选项说法错误；
D选项：核废料具有放射性，为避免污染环境，一般深埋在人烟稀少的地方，故D正确。本题要求选择不正确的选项，因此答案为C。
【答案】C
【知识点】原子核结构、核能、放射性废物处理
【点评】本题为易错题，核心考查对原子核组成、中子带电性等基础概念的掌握，需注意区分质子与中子的带电情况，避免概念混淆。
【难度系数】0.3
2.[2025·连云港]如图所示的为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（
A.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能
B.核反应堆中，将核能转化为电能
C.汽轮机工作时，将内能转化为电能
D.发电机工作时，将内能转化为电能
A
）A.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能
B.核反应堆中，将核能转化为电能
C.汽轮机工作时，将内能转化为电能
D.发电机工作时，将内能转化为电能
答案
2.A
解析
【分析】
要解答本题，需明确核电站发电的完整流程：核反应堆通过可控核裂变释放核能，核能先转化为内能加热水产生蒸汽；蒸汽推动汽轮机，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机，将机械能转化为电能，最终输送到电网。接下来逐一分析选项，判断各说法的正误。
【解析】
选项A：核电站的核反应堆是利用可控核裂变反应释放核能，这是核电站获取核能的正确方式，故A正确。
选项B：核反应堆中，核能首先转化为内能（加热工作介质），并非直接转化为电能，故B错误。
选项C：汽轮机工作时，是将高温高压蒸汽的内能转化为自身转动的机械能，而非电能，故C错误。
选项D：发电机工作时，是将汽轮机传来的机械能转化为电能，不是内能转化为电能，故D错误。
【答案】
A
【知识点】
核电站发电过程、核能利用、能量转化
【点评】
本题考查核电站发电的基本原理，属于基础知识点，需牢记各环节的能量转化和核反应类型，难度较低。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需明确核电站发电的完整流程：核反应堆通过可控核裂变释放核能，核能先转化为内能加热水产生蒸汽；蒸汽推动汽轮机，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机，将机械能转化为电能，最终输送到电网。接下来逐一分析选项，判断各说法的正误。
【解析】
选项A：核电站的核反应堆是利用可控核裂变反应释放核能，这是核电站获取核能的正确方式，故A正确。
选项B：核反应堆中，核能首先转化为内能（加热工作介质），并非直接转化为电能，故B错误。
选项C：汽轮机工作时，是将高温高压蒸汽的内能转化为自身转动的机械能，而非电能，故C错误。
选项D：发电机工作时，是将汽轮机传来的机械能转化为电能，不是内能转化为电能，故D错误。
【答案】
A
【知识点】
核电站发电过程、核能利用、能量转化
【点评】
本题考查核电站发电的基本原理，属于基础知识点，需牢记各环节的能量转化和核反应类型，难度较低。
【难度系数】
0.6
3. 太阳能电池板是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，白天，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电，LED红蓝灯发光时几乎不发热，下列说法正确的是 （
A.太阳能是可再生能源，但不是一次能源
B.LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为光能
C.蓄电池给LED红蓝灯供电时，蓄电池将化学能直接转化为光能
D.白天太阳能电池板不能直接将太阳能转化为电能，而是转化为化学能储存起来
B
）A.太阳能是可再生能源，但不是一次能源
B.LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为光能
C.蓄电池给LED红蓝灯供电时，蓄电池将化学能直接转化为光能
D.白天太阳能电池板不能直接将太阳能转化为电能，而是转化为化学能储存起来
答案
3.B
解析
【分析】
要判断各选项的正误，需明确能源分类、常见装置的能量转化规律：一次能源是直接从自然界获取的能源，可再生能源可源源不断获得；LED灯发光时发热少，能量转化以光能为主；蓄电池放电时是化学能转化为电能；太阳能电池板可直接将太阳能转化为电能。据此逐一分析选项。
【解析】
选项A：太阳能可直接从自然界获取，属于一次能源，同时也是可再生能源，因此A错误。
选项B：LED红蓝灯发光时几乎不发热，说明电能大部分转化为光能，仅少量转化为内能，因此B正确。
选项C：蓄电池给LED灯供电时，先将自身的化学能转化为电能，电能再转化为光能，并非直接将化学能转化为光能，因此C错误。
选项D：白天太阳能电池板直接将太阳能转化为电能，再将电能转化为化学能储存到蓄电池中，并非直接将太阳能转化为化学能，因此D错误。
【答案】
B
【知识点】
能源分类、能量转化
【点评】
本题结合太阳能路灯考查能源分类和常见装置的能量转化，属于基础概念题，需掌握基础能源知识和能量转化规律，难度较低。
【难度系数】
0.7
要判断各选项的正误，需明确能源分类、常见装置的能量转化规律：一次能源是直接从自然界获取的能源，可再生能源可源源不断获得；LED灯发光时发热少，能量转化以光能为主；蓄电池放电时是化学能转化为电能；太阳能电池板可直接将太阳能转化为电能。据此逐一分析选项。
【解析】
选项A：太阳能可直接从自然界获取，属于一次能源，同时也是可再生能源，因此A错误。
选项B：LED红蓝灯发光时几乎不发热，说明电能大部分转化为光能，仅少量转化为内能，因此B正确。
选项C：蓄电池给LED灯供电时，先将自身的化学能转化为电能，电能再转化为光能，并非直接将化学能转化为光能，因此C错误。
选项D：白天太阳能电池板直接将太阳能转化为电能，再将电能转化为化学能储存到蓄电池中，并非直接将太阳能转化为化学能，因此D错误。
【答案】
B
【知识点】
能源分类、能量转化
【点评】
本题结合太阳能路灯考查能源分类和常见装置的能量转化，属于基础概念题，需掌握基础能源知识和能量转化规律，难度较低。
【难度系数】
0.7
4. 将质量很小的原子核在超高温和高压下结合成新的原子核，会释放出巨大的核能，这就是
聚
变，图乙
（填“甲”或“乙”）反映的就是这一核变化。答案
4.聚；乙
解析
【分析】要解决本题，需先明确核裂变与核聚变的概念：核裂变是重原子核在中子轰击下分裂成多个较轻原子核的过程；核聚变是质量很小的原子核在超高温高压条件下结合成新的原子核，释放巨大核能的过程。再结合题图判断：图甲是铀核被中子轰击后分裂，属于核裂变；图乙是氘核与氚核结合成新的原子核，符合核聚变的特点，对应题目描述的核变化。
【解析】根据核聚变的定义：质量很小的原子核在超高温和高压下结合成新的原子核，释放核能，这是核聚变；图甲是铀核的裂变（重核分裂），图乙是氘核和氚核结合的聚变过程，因此答案为“聚”，对应图“乙”。
【答案】聚；乙
【知识点】核聚变、核裂变
【点评】本题考查核裂变与核聚变的区分，核心是掌握两种核变化的概念，结合示意图即可判断，属于基础题。
【难度系数】0.3
【解析】根据核聚变的定义：质量很小的原子核在超高温和高压下结合成新的原子核，释放核能，这是核聚变；图甲是铀核的裂变（重核分裂），图乙是氘核和氚核结合的聚变过程，因此答案为“聚”，对应图“乙”。
【答案】聚；乙
【知识点】核聚变、核裂变
【点评】本题考查核裂变与核聚变的区分，核心是掌握两种核变化的概念，结合示意图即可判断，属于基础题。
【难度系数】0.3
5.(新考法构建思维导图)小荣学习太阳能和核能后,建立了知识结构图,请你帮她补全空格处的内容。
太阳内部 核聚变 → 太阳能
绿色植物 → 光化转换 → 化学能
太阳能电池 → 光电转换 → (1)
能
太阳能热水器 → 光热转换 → (2)能
发电机 ← 机械能 ← 汽轮机 ← 内能 ← 核变 ← 核反应堆
太阳内部 核聚变 → 太阳能
绿色植物 → 光化转换 → 化学能
太阳能电池 → 光电转换 → (1)
能太阳能热水器 → 光热转换 → (2)能
发电机 ← 机械能 ← 汽轮机 ← 内能 ← 核变 ← 核反应堆
答案
5.(1)电 (2)内 (3)裂
解析
【分析】本题需结合不同能量转换装置的能量转化规律，以及核能的利用类型补全空格。首先明确：太阳能电池的光电转换是将太阳能转化为电能；太阳能热水器的光热转换是将太阳能转化为内能；核反应堆依靠核裂变释放能量，太阳内部为核聚变，据此可确定各空格内容。
【解析】1. 太阳能电池通过光电转换，将太阳能转化为电能，故（1）填“电”；2. 太阳能热水器通过光热转换，将太阳能转化为内能，故（2）填“内”；3. 核反应堆利用原子核裂变释放核能，故（3）填“裂”。
【答案】(1)电 (2)内 (3)裂
【知识点】能量转化、核能利用
【点评】本题以知识结构图形式考查太阳能的利用和核能类型，属于基础概念题，侧重对基础知识的掌握，难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】1. 太阳能电池通过光电转换，将太阳能转化为电能，故（1）填“电”；2. 太阳能热水器通过光热转换，将太阳能转化为内能，故（2）填“内”；3. 核反应堆利用原子核裂变释放核能，故（3）填“裂”。
【答案】(1)电 (2)内 (3)裂
【知识点】能量转化、核能利用
【点评】本题以知识结构图形式考查太阳能的利用和核能类型，属于基础概念题，侧重对基础知识的掌握，难度较低。
【难度系数】0.3
6.中国自主设计、建造的“人造太阳”实验装置完成了1亿摄氏度1 000秒“高质量燃烧”，其反应原理与太阳类似。下列关于此装置涉及的物理知识的说法不正确的是（
A.“人造太阳”是利用核聚变释放核能的
B.“人造太阳”释放的核能不可直接转化为电能
C.“人造太阳”加热功率超过$1×10^7$ W，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达$6×10^3$ kW·h
D.“人造太阳”释放的核能属于可再生能源
D
）A.“人造太阳”是利用核聚变释放核能的
B.“人造太阳”释放的核能不可直接转化为电能
C.“人造太阳”加热功率超过$1×10^7$ W，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达$6×10^3$ kW·h
D.“人造太阳”释放的核能属于可再生能源
答案
6.D
解析
【分析】
本题围绕“人造太阳”这一科技热点，考查核能、能源分类、电能计算等知识，需逐一分析各选项的正确性：首先明确“人造太阳”的反应原理是核聚变，再结合核能的转化、能源分类、电能计算方法判断每个选项的对错，最终选出不正确的选项。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：“人造太阳”模拟太阳的核聚变反应，利用轻核聚变释放核能，该说法正确，不符合题意；
B选项：核能释放后，需先转化为内能，再通过热机转化为机械能，最后才能转化为电能，无法直接转化为电能，该说法正确，不符合题意；
C选项：发电功率$P=1×10^7 W=10^4 kW$，时间$t=1h$，发电效率$\eta=60\%$，则发电量$W=Pt\eta=10^4 kW×1h×60\%=6×10^3 kW·h$，计算正确，不符合题意；
D选项：核能的核燃料属于矿产资源，消耗后短期内无法再生，属于不可再生能源，该说法错误，符合题意，故本题选D。
【答案】
D
【知识点】
核能、能源分类、电能计算
【点评】
本题结合科技热点考查基础物理知识，既联系实际又巩固了核心概念，难度适中，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
本题围绕“人造太阳”这一科技热点，考查核能、能源分类、电能计算等知识，需逐一分析各选项的正确性：首先明确“人造太阳”的反应原理是核聚变，再结合核能的转化、能源分类、电能计算方法判断每个选项的对错，最终选出不正确的选项。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：“人造太阳”模拟太阳的核聚变反应，利用轻核聚变释放核能，该说法正确，不符合题意；
B选项：核能释放后，需先转化为内能，再通过热机转化为机械能，最后才能转化为电能，无法直接转化为电能，该说法正确，不符合题意；
C选项：发电功率$P=1×10^7 W=10^4 kW$，时间$t=1h$，发电效率$\eta=60\%$，则发电量$W=Pt\eta=10^4 kW×1h×60\%=6×10^3 kW·h$，计算正确，不符合题意；
D选项：核能的核燃料属于矿产资源，消耗后短期内无法再生，属于不可再生能源，该说法错误，符合题意，故本题选D。
【答案】
D
【知识点】
核能、能源分类、电能计算
【点评】
本题结合科技热点考查基础物理知识，既联系实际又巩固了核心概念，难度适中，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
7. 某公司正在设计一款太阳能无人驾驶“汽车”，其设计方案中有以下一段描述：
整车质量为 500 kg，最高速度为 10 m/s。当该车在平直公路上以最高速度匀速行驶时，所受阻力为车重的 0.02。所铺设太阳能电池板面积为 8 m²，该太阳能电池板的能量转化效率为 20%，太阳能电池板可直接给电机供电，也可将产生的电能全部充入蓄电池中。电机可将输入电功率的 80%转化为汽车行驶所需的机械功率。当该车在晴朗的白天以最高速度在平直公路上匀速行驶 1 h时，g 取 10 N/kg。
(1)该车所受的阻力为
(2)维持该车行驶所需的机械功率为
(3)若在此次行驶过程中，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射平均功率为 1 000 W，则可向蓄电池充入
整车质量为 500 kg，最高速度为 10 m/s。当该车在平直公路上以最高速度匀速行驶时，所受阻力为车重的 0.02。所铺设太阳能电池板面积为 8 m²，该太阳能电池板的能量转化效率为 20%，太阳能电池板可直接给电机供电，也可将产生的电能全部充入蓄电池中。电机可将输入电功率的 80%转化为汽车行驶所需的机械功率。当该车在晴朗的白天以最高速度在平直公路上匀速行驶 1 h时，g 取 10 N/kg。
(1)该车所受的阻力为
100
N。(2)维持该车行驶所需的机械功率为
1 000
W。(3)若在此次行驶过程中，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射平均功率为 1 000 W，则可向蓄电池充入
$1.26×10^6$
J的电能。答案
7.(1)100 (2)1 000 (3)$1.26×10^6$
【点拨】(1)由题意知，阻力 $f=0.02G=0.02\ mg=0.02×500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=100\ \mathrm{N}$。(2)因为该车匀速直线行驶，由二力平衡可知，牵引力 $F=f=100\ \mathrm{N}$,维持该车行驶所需的机械功率 $P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=100\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m/s}=1\ 000\ \mathrm{W}$。(3)已知太阳能电池板面积为 $8\ \mathrm{m}^2$,该太阳能电池板的能量转化效率为 20%,则输入功率 $P_\mathrm{输}=1\ 000\ \mathrm{W}×8×20\%=1\ 600\ \mathrm{W}$,已知电机可将输入电功率的 80%转化为汽车行驶所需的机械功率,则输入电机功率 $P_1=\frac{P}{80\%}=\frac{1\ 000\ \mathrm{W}}{80\%}=1\ 250\ \mathrm{W}$,可向蓄电池充入的电能 $W=P_2t=(1\ 600\ \mathrm{W}-1\ 250\ \mathrm{W})×3\ 600\ \mathrm{s}=1.26×10^6\ \mathrm{J}$。
【点拨】(1)由题意知，阻力 $f=0.02G=0.02\ mg=0.02×500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=100\ \mathrm{N}$。(2)因为该车匀速直线行驶，由二力平衡可知，牵引力 $F=f=100\ \mathrm{N}$,维持该车行驶所需的机械功率 $P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=100\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m/s}=1\ 000\ \mathrm{W}$。(3)已知太阳能电池板面积为 $8\ \mathrm{m}^2$,该太阳能电池板的能量转化效率为 20%,则输入功率 $P_\mathrm{输}=1\ 000\ \mathrm{W}×8×20\%=1\ 600\ \mathrm{W}$,已知电机可将输入电功率的 80%转化为汽车行驶所需的机械功率,则输入电机功率 $P_1=\frac{P}{80\%}=\frac{1\ 000\ \mathrm{W}}{80\%}=1\ 250\ \mathrm{W}$,可向蓄电池充入的电能 $W=P_2t=(1\ 600\ \mathrm{W}-1\ 250\ \mathrm{W})×3\ 600\ \mathrm{s}=1.26×10^6\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
本题是力学与能量转化的综合计算题，需逐步梳理各物理量的关系：
1. 第一问求阻力，根据题意阻力是车重的0.02倍，先计算车的重力，再乘以0.02即可；
2. 第二问求行驶所需的机械功率，汽车匀速行驶时牵引力与阻力平衡，大小相等，机械功率可利用公式$P=Fv$计算；
3. 第三问求充入蓄电池的电能，需先算出太阳能电池板转化后的总功率，再减去电机行驶所需的输入功率，得到可充入蓄电池的功率，最后乘以行驶时间得到电能。
【解析】
(1) 车的重力$G=mg=500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$，阻力$f=0.02G=0.02×5000\ \mathrm{N}=100\ \mathrm{N}$；
(2) 汽车匀速行驶，牵引力$F=f=100\ \mathrm{N}$，机械功率$P=Fv=100\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m/s}=1000\ \mathrm{W}$；
(3) 太阳能电池板总输入功率$P_{\mathrm{太}}=1000\ \mathrm{W/m^2}×8\ \mathrm{m^2}=8000\ \mathrm{W}$，转化后输出功率$P_{\mathrm{电}}=P_{\mathrm{太}}×20\%=8000\ \mathrm{W}×0.2=1600\ \mathrm{W}$；电机行驶需要的输入功率$P_{\mathrm{机入}}=\frac{P}{80\%}=\frac{1000\ \mathrm{W}}{0.8}=1250\ \mathrm{W}$；可充入蓄电池的功率$P_{\mathrm{充}}=P_{\mathrm{电}} - P_{\mathrm{机入}}=1600\ \mathrm{W}-1250\ \mathrm{W}=350\ \mathrm{W}$；行驶时间$t=1\ \mathrm{h}=3600\ \mathrm{s}$，充入电能$W=P_{\mathrm{充}}t=350\ \mathrm{W}×3600\ \mathrm{s}=1.26×10^6\ \mathrm{J}$。
【答案】(1)100；(2)1000；(3)$1.26×10^6$
【知识点】重力计算、功率计算、能量转化效率
【点评】本题结合力学与能量转化知识，考查学生对物理公式的应用能力，第三问需理清各功率间的关系，是解题难点，整体难度适中。
【难度系数】0.6
本题是力学与能量转化的综合计算题，需逐步梳理各物理量的关系：
1. 第一问求阻力，根据题意阻力是车重的0.02倍，先计算车的重力，再乘以0.02即可；
2. 第二问求行驶所需的机械功率，汽车匀速行驶时牵引力与阻力平衡，大小相等，机械功率可利用公式$P=Fv$计算；
3. 第三问求充入蓄电池的电能，需先算出太阳能电池板转化后的总功率，再减去电机行驶所需的输入功率，得到可充入蓄电池的功率，最后乘以行驶时间得到电能。
【解析】
(1) 车的重力$G=mg=500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$，阻力$f=0.02G=0.02×5000\ \mathrm{N}=100\ \mathrm{N}$；
(2) 汽车匀速行驶，牵引力$F=f=100\ \mathrm{N}$，机械功率$P=Fv=100\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m/s}=1000\ \mathrm{W}$；
(3) 太阳能电池板总输入功率$P_{\mathrm{太}}=1000\ \mathrm{W/m^2}×8\ \mathrm{m^2}=8000\ \mathrm{W}$，转化后输出功率$P_{\mathrm{电}}=P_{\mathrm{太}}×20\%=8000\ \mathrm{W}×0.2=1600\ \mathrm{W}$；电机行驶需要的输入功率$P_{\mathrm{机入}}=\frac{P}{80\%}=\frac{1000\ \mathrm{W}}{0.8}=1250\ \mathrm{W}$；可充入蓄电池的功率$P_{\mathrm{充}}=P_{\mathrm{电}} - P_{\mathrm{机入}}=1600\ \mathrm{W}-1250\ \mathrm{W}=350\ \mathrm{W}$；行驶时间$t=1\ \mathrm{h}=3600\ \mathrm{s}$，充入电能$W=P_{\mathrm{充}}t=350\ \mathrm{W}×3600\ \mathrm{s}=1.26×10^6\ \mathrm{J}$。
【答案】(1)100；(2)1000；(3)$1.26×10^6$
【知识点】重力计算、功率计算、能量转化效率
【点评】本题结合力学与能量转化知识，考查学生对物理公式的应用能力，第三问需理清各功率间的关系，是解题难点，整体难度适中。
【难度系数】0.6
