15 [2026 南京玄武模拟]近年来，中国在能源发展领域取得了举世瞩目的成就：
（1）“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术，如图所示，核电站的核反应堆使用（核聚变/核裂变）技术，整个过程的能量转换为核能→→→电能。远距离输电时，为了减小输送过程中的损耗，通常采用输电的办法。
（2）2025年10月，我国人造太阳“夸父启明”成功落座安徽合肥，预计2027年竣工，有望成为人类历史上首个通过（核裂变/核聚变）实现发电的装置。

15. (1) 核裂变 内能 机械能 高压 (2) 核聚变

【分析】
本题考查核能发电、能量转化及高压输电的相关知识。解题思路：首先明确核电站核反应堆的反应类型，梳理能量转化的完整过程，理解高压输电减少损耗的原理；再区分核裂变与核聚变在发电中的应用，尤其是人造太阳对应的反应类型。
【解析】
（1）核电站的核反应堆利用核裂变技术，因为核裂变是可控的链式反应，可用于发电；能量转化过程为：核反应堆中核燃料裂变释放核能，将水加热为高温蒸汽，核能转化为内能；高温蒸汽推动汽轮机转动，内能转化为机械能；汽轮机带动发电机工作，机械能转化为电能。远距离输电时，根据公式$P=UI$，输送功率一定时，提高输电电压可减小输电电流；再根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，输电电流减小能减少输电线上的电能损耗，因此采用高压输电。
（2）太阳的能量来自内部的核聚变反应，人造太阳模拟太阳的能量来源，因此其通过核聚变实现发电。
【答案】
(1) 核裂变 内能 机械能 高压 (2) 核聚变
【知识点】
核能利用、能量转化、高压输电
【点评】
本题围绕能源领域的热点场景考查基础知识点，涵盖核能发电原理、能量转化及高压输电的核心知识，属于识记与理解类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6

16 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。因为其环保的特点，太阳能汽车被诸多国家所提倡。如图所示是一款新型太阳能家用汽车，它的相关数据如表所示，请解答：


（1）太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是（导体/半导体/超导体），若当地每秒钟1 m²接受太阳辐射的光能为1 000 J，则太阳能电池的光电转化的最大效率为。
（2）太阳能汽车搭载有蓄电池，当汽车高速行驶时，太阳能电池提供的电能不足，蓄电池可提供电能，为其提供动力。某一天阳光明媚，一司机开着这辆蓄电池已经充满电的太阳能汽车，从上午10:00到下午3:00在水平路面上匀速行驶 360 km，若太阳能电池达到了最大输出功率，汽车保持此速度时汽车的电动机可将所消耗电能的 90％推动汽车前进，停止时蓄电池电量表显示剩余$\frac{2}{3}$，则该太阳能汽车沿平直公路匀速行驶时，受到的阻力为多少牛？（不计蓄电池对外供电时的能量损失）

16. (1) 半导体 25% (2) 太阳能汽车的行驶时间即光照时间$t=12\ \mathrm{h}+3\ \mathrm{h}-10\ \mathrm{h}=5\ \mathrm{h}$,太阳能电池以最大输出功率工作时输出的电能$W_1=Pt=1.4\ \mathrm{kW}×5\ \mathrm{h}=7\ \mathrm{kW· h}$,蓄电池提供的电能$W_2=(1-\frac{2}{3})W=(1-\frac{2}{3})×15\ \mathrm{kW· h}=5\ \mathrm{kW· h}$,则该太阳能汽车共消耗的电能$W_{\mathrm{电}}=W_1+W_2=7\ \mathrm{kW· h}+5\ \mathrm{kW· h}=12\ \mathrm{kW· h}=4.32×10^7\ \mathrm{J}$,太阳能汽车将电能转化成的机械能$W_{\mathrm{机械}}=\eta W_{\mathrm{电}}=90\%×4.32×10^7\ \mathrm{J}=3.888×10^7\ \mathrm{J}$,太阳能汽车受到的牵引力$F_{\mathrm{牵}}=\frac{W_{\mathrm{机械}}}{s}=\frac{3.888×10^7\ \mathrm{J}}{360×10^3\ \mathrm{m}}=108\ \mathrm{N}$,因为太阳能汽车沿平直公路匀速行驶,根据二力平衡条件可知,太阳能汽车受到的阻力$f=F_{\mathrm{牵}}=108\ \mathrm{N}$

【分析】
1. 第一问：首先明确晶体硅的材料属性，半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，是制作太阳能电池的核心材料；光电转化效率为太阳能电池输出电能与接收太阳能的比值，结合题目隐含的参数可计算得出。
2. 第二问：解题思路为：①计算行驶的光照时间；②分别求出太阳能电池提供的电能和蓄电池提供的电能，两者之和为总消耗电能；③根据电动机的能量转化效率，计算转化的机械能；④利用功的公式计算牵引力，再结合匀速运动的二力平衡条件，得出阻力大小。
【解析】
（1）太阳能电池板的主要材料是晶体硅，属于半导体（半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，适合将太阳能转化为电能）；
光电转化效率计算：已知每秒钟1m²接收太阳辐射1000J（即接收功率为1kW），结合太阳能电池的最大输出功率，可得光电转化效率$\eta=\frac{P_{输出}}{P_{接收}}×100\%=25\%$。
（2）具体步骤：
① 计算行驶时间（光照时间）：$t=15:00 - 10:00=5\ \mathrm{h}$；
② 太阳能电池提供的电能：$W_1=P_1t=1.4\ \mathrm{kW}×5\ \mathrm{h}=7\ \mathrm{kW·h}$；
③ 蓄电池提供的电能：充满电的电能为$15\ \mathrm{kW·h}$，剩余$\frac{2}{3}$，故消耗的电能$W_2=(1-\frac{2}{3})×15\ \mathrm{kW·h}=5\ \mathrm{kW·h}$；
④ 总消耗电能：$W_{\mathrm{电}}=W_1+W_2=7\ \mathrm{kW·h}+5\ \mathrm{kW·h}=12\ \mathrm{kW·h}=4.32×10^7\ \mathrm{J}$；
⑤ 转化的机械能：$W_{\mathrm{机械}}=\eta W_{\mathrm{电}}=90\%×4.32×10^7\ \mathrm{J}=3.888×10^7\ \mathrm{J}$；
⑥ 路程换算：$s=360\ \mathrm{km}=3.6×10^5\ \mathrm{m}$，由$W=Fs$得牵引力$F=\frac{W_{\mathrm{机械}}}{s}=\frac{3.888×10^7\ \mathrm{J}}{3.6×10^5\ \mathrm{m}}=108\ \mathrm{N}$；
⑦ 汽车匀速行驶，根据二力平衡，阻力$f=F=108\ \mathrm{N}$。
【答案】（1）半导体；25% （2）108N
【知识点】半导体的应用，能量转化效率，功的计算，二力平衡条件
【点评】本题以太阳能汽车为背景，结合新能源特点考查材料识别、能量转化及力学与电学的综合计算，需要学生梳理能量转化过程，注意单位统一和二力平衡的应用，是一道联系生活实际的综合性题目。
【难度系数】0.5