第2节 新能源的发展
1.了解原子、原子核的结构；了解核裂变、核聚变。 2．知道核能的优点和可能带来的问题；知道太阳能的由来和特点。 3．了解我国和世界核能利用新进展；知道太阳能的利用方式及其新进展。
1．核能
任何物质的原子都是由位于原子中心区域带正电的原子核和绕核旋转带负电的电子组成的；原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成的。
核能：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能。
释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
2．太阳能
太阳能来自太阳内部，是太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变释放出巨大的核能产生的。大部分太阳能是以热和光的形式向四周辐射出去。
目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是光热转换，是用集热器把水等物质加热，把太阳能转化为内能；另一种是光电转换，用太阳能电池把太阳能直接转化为电能。
重难突破
1．原子结构
(1)原子由位于其中心的原子核和绕核高速运动的电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。
(2)原子核几乎集中了原子的全部质量。
(3)原子核带正电，电子带负电，它们所带电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。
(4)原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
2．裂变与聚变的比较
项目 裂变 聚变
定义 质量较大的原子核分裂成较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
条件 用一定速度的中子轰击较大原子核 超高温
释放核能大小 巨大 更加巨大
是否可以控制 可控制链式反应的速度 目前不能人为控制
应用 核电站、原子弹 氢弹
【典例1】我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是( )
A.核能是新能源
B.核能不会对人类造成危害
C.核电站是利用不加控制的核裂变发电的
D.核电站发电时，把核能直接转化为电能
解析 核能是新能源，故A正确；核裂变材料有很强的放射性，使用不当会对人类造成危害，B错误；核电站是利用可控制裂变的链式反应发电的，故C错误；核电站发电过程中，能量由核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能，故D错误。故选A。
答案 A
【典例2】下列有关核聚变的说法正确的是( )
A.我国已经建成了利用核聚变能量发电的核电站
B.氢原子核发生的是热核反应，也叫核聚变
C.核潜艇利用的是可控核聚变释放的能量
D.可控核聚变的能量的转化将不遵守能量守恒定律
解析 我国目前建成使用的核电站全部利用核裂变产生核能，A错误；大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量，核聚变也称为热核反应，B正确；核潜艇利用的是可控核裂变释放的能量，C错误；能量的转化都要遵守能量守恒定律，D 错误。故选B。
答案 B
随堂练习
知识点一 核能
1．关于原子，下列说法正确的是( A )
A.原子是由原子核和核外电子组成的
B.原子是由分子和电子组成的
C.原子核和电子都带负电
D.原子核外的电子都是静止的
2．(2024·山东滨州)2023年12月6日，全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。核电站的核反应堆是利用原子核________(选填“裂变”或“聚变”)时释放的能量进行发电的，电能属于________(选填“一次”或“二次”)能源。
【答案】裂变 二次
知识点二 太阳能
3．维持人体生命活动需要能量，人们从事生产活动也需要能量，这些能量最终主要来自( B )
A.流水和风
B.太阳辐射能
C.绿色植物的能量
D.深埋在地下的煤和石油
4．随着生产和技术的发展，人们开始将太阳能转化为其他形式的能加以利用。比如无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源，利用电磁波实现远程操控。下列说法正确的是( B )
A.电磁波的传播和声音的传播一样，都需要介质
B.太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，通过聚变释放出巨大的核能
C.太阳能汽车消耗的能量可以全部收集起来继续驱动汽车，实现能量循环利用
D.化石能源是以前储存的太阳能，因此属于可再生能源
【解析】根据电磁波的传播特点可知，电磁波的传播不需要介质，故A错误；根据太阳的特性可知，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，通过聚变释放出巨大的核能，故B正确；由于存在能量的损耗，所以太阳能汽车消耗的能量不能全部收集起来继续驱动汽车，实现能量循环利用，故C错误；由于化石能源不能在短时间内获得，所以其属于不可再生能源，故D错误。故选B。
基础巩固
1．(2024·四川乐山)近年来我国在能源和通信领域都有所突破。下列关于能源和通信的说法正确的是( B )
A.空间站与地面控制中心利用超声波实现通信
B.华龙一号核电站核反应堆中发生可控核裂变
C.风能、水能、太阳能、电能均属于一次能源
D.新能源汽车的发动机能量转化率可达100%
2．(多选)下列关于核能的说法正确的是( BD )
A.核能是可再生能源
B.核能是不可再生能源
C.核能发电利用核聚变原理
D.核电站将核能最终转化为电能
3．(2024·山东聊城)2024年5月21日，全球首个陆上商用模块式小型核反应堆“玲龙一号”的主控室正式启动。核反应堆通过________(选填“核聚变”或“核裂变”)产生惊人的能量，核能属于________(选填“一次”或“二次”)能源。
【答案】核裂变 一次
4．如图甲、乙所示分别为太阳系模型和原子结构的示意图。太阳内部释放的能量是由氢原子核________产生的；若将太阳系类比为原子核式结构，我们居住的地球相当于原子结构中的________。
【答案】聚变 核外电子
【解析】在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。若将太阳系类比为原子核式结构，地球围绕太阳转，则地球相当于核外电子。
能力达标
5．某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法不正确的是( C )
A.“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源
B.太阳能电池板主要是由半导体材料制成的
C.锂电池在供电过程中将电能转化为化学能
D.手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据
6．绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳”目标，某市区某高架桥上修建了一段全封闭“光伏声屏障”试验路段。“光伏声屏障”既可以控制噪声，又可以提供电能，比传统的声屏障设备更节能环保。
(1)“光伏声屏障”是通过阻断噪声________的方式来控制噪声的。
(2)“光伏声屏障”路段的每一块玻璃上贴满了81个小光伏电池板，这些光伏电池板利用太阳能的方式是将太阳能转化为________。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约1.7×105 kW·h，相当于完全燃烧________ kg的无烟煤释放的能量。(无烟煤的热值为3.4×107 J/kg)
【答案】(1)传播
(2)电能 1.8×104
【解析】(1)“光伏声屏障”是在声音的传播过程中减弱噪声的，通过阻断噪声传播的方式来控制噪声。
(2)光伏电池板利用太阳能发电，将太阳能转化为电能。
释放的能量
Q＝1.7×105 kW·h
＝1.7×105×3.6×106 J
＝6.12×1011 J
完全燃烧无烟煤的质量
m＝＝
＝1.8×104 kg。 第2节 新能源的发展
1.了解原子、原子核的结构；了解核裂变、核聚变。 2．知道核能的优点和可能带来的问题；知道太阳能的由来和特点。 3．了解我国和世界核能利用新进展；知道太阳能的利用方式及其新进展。
1．核能
任何物质的原子都是由位于原子中心区域带正电的 和绕核旋转带负电的 组成的；原子核又是由带正电的 和不带电的 组成的。
核能：质量较大的原子核发生 或者质量较小的原子核相互 ，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能。
释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
2．太阳能
太阳能来自太阳内部，是太阳内部氢原子核在超高温下发生 释放出巨大的核能产生的。大部分太阳能是以热和光的形式向四周辐射出去。
目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是 转换，是用集热器把水等物质加热，把太阳能转化为内能；另一种是 转换，用太阳能电池把太阳能直接转化为 能。
重难突破
1．原子结构
(1)原子由位于其中心的原子核和绕核高速运动的电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。
(2)原子核几乎集中了原子的全部质量。
(3)原子核带正电，电子带负电，它们所带电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。
(4)原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
2．裂变与聚变的比较
项目 裂变 聚变
定义 质量较大的原子核分裂成较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
条件 用一定速度的中子轰击较大原子核 超高温
释放核能大小 巨大 更加巨大
是否可以控制 可控制链式反应的速度 目前不能人为控制
应用 核电站、原子弹 氢弹
【典例1】我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是( )
A.核能是新能源
B.核能不会对人类造成危害
C.核电站是利用不加控制的核裂变发电的
D.核电站发电时，把核能直接转化为电能
A.我国已经建成了利用核聚变能量发电的核电站
B.氢原子核发生的是热核反应，也叫核聚变
C.核潜艇利用的是可控核聚变释放的能量
D.可控核聚变的能量的转化将不遵守能量守恒定律
1．关于原子，下列说法正确的是( )
A.原子是由原子核和核外电子组成的
B.原子是由分子和电子组成的
C.原子核和电子都带负电
D.原子核外的电子都是静止的
2．(2024·山东滨州)2023年12月6日，全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。核电站的核反应堆是利用原子核________(选填“裂变”或“聚变”)时释放的能量进行发电的，电能属于________(选填“一次”或“二次”)能源。
3．维持人体生命活动需要能量，人们从事生产活动也需要能量，这些能量最终主要来自( )
A.流水和风
B.太阳辐射能
C.绿色植物的能量
D.深埋在地下的煤和石油
4．随着生产和技术的发展，人们开始将太阳能转化为其他形式的能加以利用。比如无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源，利用电磁波实现远程操控。下列说法正确的是( )
A.电磁波的传播和声音的传播一样，都需要介质
B.太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，通过聚变释放出巨大的核能
C.太阳能汽车消耗的能量可以全部收集起来继续驱动汽车，实现能量循环利用
D.化石能源是以前储存的太阳能，因此属于可再生能源
1．(2024·四川乐山)近年来我国在能源和通信领域都有所突破。下列关于能源和通信的说法正确的是( )
A.空间站与地面控制中心利用超声波实现通信
B.华龙一号核电站核反应堆中发生可控核裂变
C.风能、水能、太阳能、电能均属于一次能源
D.新能源汽车的发动机能量转化率可达100%
2．(多选)下列关于核能的说法正确的是( BD )
A.核能是可再生能源
B.核能是不可再生能源
C.核能发电利用核聚变原理
D.核电站将核能最终转化为电能
3．(2024·山东聊城)2024年5月21日，全球首个陆上商用模块式小型核反应堆“玲龙一号”的主控室正式启动。核反应堆通过________(选填“核聚变”或“核裂变”)产生惊人的能量，核能属于________(选填“一次”或“二次”)能源。
4．如图甲、乙所示分别为太阳系模型和原子结构的示意图。太阳内部释放的能量是由氢原子核________产生的；若将太阳系类比为原子核式结构，我们居住的地球相当于原子结构中的________。
5．某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法不正确的是( )
A.“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源
B.太阳能电池板主要是由半导体材料制成的
C.锂电池在供电过程中将电能转化为化学能
D.手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据
6．绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳”目标，某市区某高架桥上修建了一段全封闭“光伏声屏障”试验路段。“光伏声屏障”既可以控制噪声，又可以提供电能，比传统的声屏障设备更节能环保。
(1)“光伏声屏障”是通过阻断噪声________的方式来控制噪声的。
(2)“光伏声屏障”路段的每一块玻璃上贴满了81个小光伏电池板，这些光伏电池板利用太阳能的方式是将太阳能转化为________。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约1.7×105 kW·h，相当于完全燃烧________ kg的无烟煤释放的能量。(无烟煤的热值为3.4×107 J/kg)
