【单元考点大通关】人教版九年级物理全册第二十二章精讲精炼学案（含解析）
文档属性
| 名称 | 【单元考点大通关】人教版九年级物理全册第二十二章精讲精炼学案（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-10-09 20:15:16 | ||
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文档简介
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人教版9年物理全册单元考点大通关学案（全国通用）
第二十二章 能源与可持续发展
1.知道什么是能源，能源可以划分为哪些种类。
2.知道什么是核能，怎样利用核能，核能有什么优点和缺点。
3.知道为什么说太阳是一个巨大的核能火炉，为什么太阳是地球的能源之母，怎样利用太阳能。
4.知道人类文明的进步与能量转化有什么关系。
5.知道世界和我国能源利用的现状如何，能源开发与可持续发展有什么关系。
一、能源利用的现状和面临的挑战
1.人类利用能源的历程
（1）能量
①物质的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。
②常见的能量：如机械能、内能、化学能、电能、核能等。
（2）能源
①能够提供能量的物质资源叫做能源。
②生产和生活中利用的各种能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。
（3）常见的能源
能源种类 来源（形成）
化石能源 煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的
生物质能 自然界中有生命的物质提供的能量，食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能
太阳能 由太阳辐射提供的能量，主要表现就是常说的太阳光线
水能、风能 由自然界中的流水和流动的空气提供的能量
地热能 由地球内部提供的一种内能，来自地球内部的熔岩
电能 由其他形式的能转化而成供各种用电器使用的能源
人类利用能源的历程
能源利用历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量转化
火的利用 钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。现在，柴薪仍是某些地区的重要生活能源. 第一次能源革命的标志，使人支配了一种自然力 化学能→内能
化石能源的利用 蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，导致了第二次能源革命，使人类进入工业化社会.。化石能源是当今世界的主要能源 第二次能源革命的标志，引发了世界性的工业革命 化学能→内能→机械能
电能的利用 19世纪以来，电磁感应现象的发现，发明了发电机，使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的电能。电能最终通过用电器转化为光能、内能、机械能等其他形式的能，为人类所用. 电能的利用是人类进人现代文明社会的标志 机械能→电能
核能的利用 20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕 第三次能源革命的标志，开始了开发利用核能的新纪元 核能→电能
（5）能源的分类
分 类 概 念 实 例
按获取方式 一次能源 可直接从自然界获得的能源 化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等。
二次能源 无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源 电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等。
按对环境的影响 清洁能源 使用时对环境没有污染或污染较轻的能源 太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等。
污染能源 使用时对环境污染较重的能源 煤、石油、柴薪等。
按人类开发早晚 常规能源 人类已经利用多年的能源 煤、石油、天然气及水能等。
新能源 人类新近才开始利用的能源 核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等。
按是否可以再生 不可再生能源 越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气等化石能源，核能等
可再生能源 可以在自然界里源源不断地得到的能源 风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等
注意：理解和判断的类别应注意的两个方面：
（1）不可再生能源和可再生能源都是对于一次能源来说的。
（2）常规能源和新能源的划分是相对的，它们的本质区别是利用时间上差异。随着时间的推移和科技的进步，现在所说的新能源会逐渐称为常规能源。
2.能源利用面临的挑战
（1）能量的转化、能量的转移，都是具有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的.有些能量可以利用，有些则不能.能源的利用是有条件的，我们所利用的能量是有限的。
（2）随着人类文明的不断发展，能源消耗持续增长，特别是近几十年来，能源消耗量的增长速度明显加快，而且化石能源开发利用后将不可再生，人类将面临能源危机。
（3）在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响.例如，由于现代生活中化石能源的广泛使用，燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳，加剧了地球的温室效应.此外，煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质.燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，对人和环境造成危害.开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
二、新能源的发展
1.核能
（1）分子是由原子构成的，原子的中心是原子核，原子核周围有一定数目的电子在运动。
（2）原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电。
（3）一旦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，就有可能释放出的惊人能量。这种能量就是核能。
2. 裂变
(1）裂变 用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，发现一个核分裂成两个质量中等大小的原子核，同时释放出大量的能量。
（2）裂变的能量巨大1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
（3）链式反应
用中子轰击铀原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核...于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。
（4）裂变的应用
①核电站
核电站利用裂变产生的核能发电，核心设备是核反应堆。1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
核电站发电时的能量转化：核能→内能→机械能一电能。
②原子弹
链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。根据这一原理，人们制造出毁灭性武器——原子弹。
3.聚变
（1）如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核氢核，也会释放出巨大的核能，这就是聚变，也称为热核反应。
（2）氢弹
氘核和氚核都属于氢核的一种。
大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
裂变和聚变都可以释放能量（核能）。原子弹爆炸、核电站核反应堆中发生的是裂变；氢弹爆炸、太阳内部发生的是聚变。
4. 核电站和核废料处理
（1）核泄漏的危害
核电站一旦发生核泄漏事故，就可能产生严重的危害。科学家们制定了严格的安全措施和安全标准。
（2）核废料的处理
核电站使用过的核燃料成为核废料。由于核废料仍具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
三、太阳能
1.太阳——巨大的“核能火炉”
（1）太阳的结构 从内到外依次是太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气 。
（2）太阳能的来源——氢核聚变 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。
（3）太阳能的传递——热辐射 大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。
2.太阳是人类能源的宝库
（1）地球上大多数能源来自于太阳能
由于化石能源、水能、风能、生物质能等都是来太阳能，所以说太阳是人类能源的宝库。人类利用这些能量，实际上都是间接地利用太阳能。
（2）化石能源的形成
远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了石油和煤。在石油形成过程中还放出天然气。
（3）风能的形成
由于地球表面各个部位吸收太阳热量的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样，于是，暖空气膨胀变轻后（密度变小）上升，冷空气冷却变重（密度变大）后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。
（4）水能的形成
阳光晒暖了地球表面的水，水吸热蒸发变为水蒸气上升到高空中，水蒸气液化形成的小水滴或凝华成的小冰晶悬浮在高空中形成云；云中的小水滴或小冰晶相互聚集，最后下降成为雨，雨落到地面，汇入江、河、湖、海中而流动，成为具有动能的水。
3.太阳能的利用
（1）光电转换
指太阳能直接转化为电能。
①光电池（太阳能电池）
光电池也叫太阳能电池，是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件，直接把太阳光转变成电。
②太阳能电池的一些应用
太阳能电池在生活、生产、航空航天、交通、通信等领域中有着重要的应用。
③光伏发电
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应，将光能直接转变为电能的一种技术。
（2）光热转换
①集热器
集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，把太阳能直接转化为内能。
②太阳能热电站
这种发电站先将太阳能转变成内能，然后再通过机械能装置转变成电能。
③光化转换
光化转换是指把太阳能转化为化学能，储存在生物质内。比如绿色植物的生长就是靠太阳能转化的化学能，所以通过光合作用的植物把太阳能转化为化学能。
4.太阳能的优缺点
（1）优点
①太阳能取之不尽、用之不竭，是人类可以利用的永久性能源。
②太阳能分布广阔，不需要挖掘、开采和运输。
③太阳能是一种清洁能源，使用时没有污染。
（2）缺点
①太阳能到达地球上非常分散，接收装置的面积大，造价高。
②太阳能的利用受气候、昼夜的影响很大。因此必须有贮存装置，这不仅增加了技术上的困难，也使造价增加。
③太阳能电池的成本高，而且每个太阳能电池产生的电压较低。
5.核能、潮汐能与地热能不是太阳能
（1）潮汐能
不是来源于太阳能，是因月球引力的变化引起潮汐现象，导致海平面周期性升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量。
（2）地热能
不是来源于太阳能，是来源于地球熔融岩浆和放射性物质衰变，这部分能量通过地壳运动被推压到地面，从而被发现和利用。
（3）核能
不是来源于太阳能，来自于原子核内部裂变或聚变释放的能量。
1.太阳能的转化
（1）光-热能转换
原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能
应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室
（2）光-电转换
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转换成电能
应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品
2.太阳能的利用
（1）目前直接利用太阳能的途径主要有两种：一种是用集热器把水等物质加热，例如太阳能热水器；另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能．
（2）太阳能利用的优缺点：太阳能既是一次能源，又是可再生的新能源，人类正在大量的开发使用太阳能，因为太阳能有储量巨大、供应时间长久、分布广阔、容易获取、使用安全、无污染等优点；但是太阳能在使用过程中也有一定的缺点，如太阳能太分散、功率受季节、时间因素影响大，转换时效率低等都影响了太阳能的广泛使用。
考点1. 能源的利用和对环境的危害
【例题1】（2025 银川校级三模）我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是（ ）。
【答案】A
【解析】可再生资源是指能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。太阳能、水能、风能、地热能、生物资源都是可再生资源，没有碳排放；火力发电燃烧煤等物质，有碳排放限制。
【解答】太阳能、水能、光伏发电都是可再生资源，没有碳排放，火力发电燃烧煤等物质，有碳排放，故A符合题意。故选：A。
【例题2】（2025 良庆区模拟）2024年六五环境日国家主场活动在南宁举行。期间，小明利用垃圾钳捡垃圾，并进行分类，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．保护环境，人人有责 B．垃圾钳是省力杠杆
C．可利用垃圾来发电 D．垃圾钳是费力杠杆
【答案】B
【解析】（1）要有效地回收垃圾，对生活垃圾进行分类和分装，有效保护环境；利用垃圾发电可变废为宝，减少煤炭消耗。
（2）结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】A、保护环境，人人有责，故A正确；
BD、垃圾钳在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以垃圾钳是费力杠杆，能省距离，故D正确，B错误；
C、可利用垃圾来发电，废物利用，变废为宝，故C正确。
【例题3】（2025 广州）对比图中我国2017年发电量和2030年预测发电量，预测（ ）
A．火电发电量将减少
B．水电发电量占总发电量的比例将增加
C．核能发电量在增大
D．风电发电量占总发电量的比例将减小
【答案】C
【解析】根据图中提供的信息进行解答。
【解答】A、由图可知我国2017年火电发电量为46627kW h,2030年火电发电量为47570kW h,火电发电量将增加，故A错误；
B、由图可知到2030年我国水电发电量占发电量的18%，与2017年相比比例不变，故B错误；
C、由图可知我国2017年核能发电量为2481kW h,2030年核能发电量为3600kW h,核能发电量在增加，故C正确；
D、由图可知我国2017年风电发电量占发电量的5%，2030年风力发电量占发电量的12%，风电发电量占总发电量的比例将增加，故D错误。
考点2. 新能源的发展
【例题4】（2025 无锡一模）如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是（ ）
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→核能→机械能→电能
D．机械能→核能→内能→电能
【答案】B。
【解析】核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。
【解答】核电站中的核反应堆发生的是裂变反应；由核能发电的过程可知，核能发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能。
【例题5】（2025 盐城校级模拟）如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆将核能转化为电能
B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能
D．各种用电器将其他形式的能转化为电能
【答案】C。
【分析】核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。
【解答】A、核反应堆是通过裂变反应来释放核能的，将核能转化为内能，故A错误；
B、水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；
C、蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故C正确；
D、用电器是将电能转化为其他形式的能，故D错误。
【例题6】（2025 二道区校级三模）“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（ ）
A．核能 B．动能 C．光能 D．势能
【答案】A
【解析】核裂变利用的是核能，据此回答。
【解答】核裂变与核聚变是核能释放的两种形式，故核裂变释放的是核能。
考点3. 能源危机与节约能源
【例题7】2025 雷州市一模）推动绿色发展，建设美丽家乡是我们共同的追求。下列做法不利于实现这一目标的是（ ）
A．积极植树造林，防沙降尘 B．大力推广使用一次性餐具
C．回收废旧电器，节约资源 D．农业上合理施用化学肥料
【答案】B。
【解析】（1）植物造林，防沙降尘，利于环境保护。
（2）经常使用一次性餐具会造成资源浪费。
（3）回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染。
（4）合理使用化肥、农药可以减少水污染。
【解答】A.植物造林，防沙降尘，利于环境保护，故A正确，不符合题意；
B.经常使用一次性餐具会造成资源浪费，故B错误，符合题意；
C.回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染，故C正确，不符合题意；
D.农业上合理施用化学肥料，合理使用化肥、农药可以减少水污染，故D正确，不符合题意。
【例题8】（2025 海港区模拟）2024年4月至10月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”，秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不正确的是（ ）
A．园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B．园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C．园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D．因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
【答案】D。
【分析】（1）超导体的电阻为0，通电不会发热；
（2）电能转化效率高，一般的电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%；
（3）淡水资源越来越少，要节约用水；
（4）自然界的总能量是守恒的，能量即不能被消灭，也不能被创生，但随着能量耗散，可利用的能源减少了，所以会有能源危机。
【解答】A、超导材料如果用来制作输电线，由于电阻为0，不会产生热量，可以降低由于电阻发热引起的电能损耗，故A正确；
B、一般情况下电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%，因此新能源汽车比燃油车的能量转化效率高，故B正确；
C、地球上的水通过三态变化不停地循环，但是淡水资源有限，仍需节约用水，故C正确；
D、能量虽然是守恒的，但能源并不是取之不尽用之不竭的，所以需要节约能源，故D错误。
【演练1】 （2025 宜城市模拟）网约车方便快捷，成为人们出行的首选，纯电动汽车替代燃油汽车成为网约车中的主力军。下列说法错误的是（ ）
A．石油是不可再生能源
B．新能源车使用的电能属于一次能源
C．用户通过手机联络网约车司机，利用了电磁波能够传递信息
D．纯电动汽车替代燃油汽车，可以减少碳的排放
【答案】B。
【演练2】 （2025 金台区校级二模）在全球能源转型加速推进的大背景下，我国秉持生态文明思想和绿色发展理念。为减少二氧化碳的排放，我们应尽量减少下列哪种能源的使用（ ）
A．水能 B．石油 C．风能 D．太阳能
【答案】B
【演练3】（（2025 宿迁）能源是人类社会发展的物质基础，下列能源的开发与利用有利于实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”目标的是（ ）
A．煤炭 B．石油 C．太阳能 D．天然气
【答案】C
【演练4】（2025 克什克腾旗模拟）2025年3月，我国在内蒙古发现22万吨级钍矿。钍在中子轰击下可转化为核燃料铀-233，1吨钍的发电量相当于350万吨煤炭。若合理开发，这些钍资源可支撑我国能源需求数万年。以下关于钍的说法中，不正确的是（ ）
A．钍资源属于可再生资源
B．钍转化为铀-233的过程属于核反应
C．与煤炭相比，钍发电的能量更高
D．钍基核能发电产生的放射性废物少，符合绿色发展理念
【答案】A
【演练5】（2025 黄石模拟）2025年4月10日，日本开始福岛核电站发生核泄漏后第12轮核污染水排海，该事件会影响到全球海洋环境、食品安全和人类健康等方面，我国全面暂停进口原产地为日本的水产品，以下分析正确的是（ ）
A．核能是可再生能源
B．福岛核电站是利用聚变产生能量
C．核污染水仍具有放射性，但人类食用排海周边生物不影响健康
D．福岛核电站发电的能量转化是：核能→电能
【答案】D
【演练6】（2025 通辽模拟）科技强国，中国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新“中国高度”。下列有关说法中正确的是（ ）
A．中国航天员在“天宫”空间站中向大家拜年的信号是通过超声波传回地面的
B．神舟十九号发射过程利用了力的作用是相互的
C．嫦娥六号使用的“中国芯”是超导材料制成的
D．中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是核裂变
【答案】B
【演练7】（2025 哈尔滨一模）关于信息与能源，下列说法中正确的是（ ）
A．目前的核电站是利用核聚变来发电
B．北斗卫星是通过超声波传递信息，从而提供导航和通信服务
C．化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题
D．固定电话是利用电磁波来通信的
【答案】C
【演练8】（2025 通山县模拟）“绿水青山就是金山银山”是习近平总书记提出的科学论断，以下做法符合这一论断要求的是（ ）
A．废旧电池随意丢弃
B．减少城市绿地和湖泊的面积
C．工业废水直接排放到江河中
D．使用太阳能、风能等清洁能源
【答案】D
1.能源的利用和对环境的危害
①多了解环境的污染源和防治措施，要培养环保意识和责任感．
②知道能量的利用能产生哪些污染。
2.核能的利用
核能的利用
核能是一种非常有用的能源，它还可以用于以下领域：
1.发电：核能可以用于发电，核电站以核裂变的方式产生热能然后利用蒸汽轮机发电。
2.医疗：核能可以用于医疗领域，例如医用同位素可以用于放射性治疗和诊断。
3.工业：核能可以用于工业生产，例如核稳定器可以用于改善铸造和裂解，核技术也可以用于石油开采和乳制品生产
4.农业：核能可以用于农业，例如用于食品辐照、昆虫灭蝇、土地改良和肉类保鲜
5.研究和科学：核能可以用于研究和科学，例如用于核物理实验、天文观测和地球科学研究。
3.能源危机和节约资源
（1）能源利用必然对环境造成影响，考虑题时要联系实际，分别从石油和煤炭的利用方面产生的气体、烟尘以及带来的连锁反应等多角度解答．
（2）需要多了解生活常见的能源消耗带来的影响及节约方式。
4.能源的利用和对环境的危害
①多了解环境的污染源和防治措施，要培养环保意识和责任感．
②知道能量的利用能产生哪些污染。
5.太阳能的转化
（1）地球上几乎所有的能源都来自太阳能（除：核能、地热能、潮汐能）．
（2）需掌握人类对太阳能的利用主要是将太阳能转化为内能和电能，如太阳能热水器、太阳能电池等。
（满分100分，答题时间60分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一．选择题（本大题共11小题，各3分，共33分）
1．（2025 雷州市一模）推动绿色发展，建设美丽家乡是我们共同的追求。下列做法不利于实现这一目标的是（ ）
A．积极植树造林，防沙降尘 B．大力推广使用一次性餐具
C．回收废旧电器，节约资源 D．农业上合理施用化学肥料
2．（2025春 咸丰县月考）下列各种能源中，属于“绿色能源”的是（ ）
A．太阳能 B．煤炭 C．石油 D．天然气
3．（2025 南充模拟）如图所示为核电站发电的流程示意图。下列有关核电站发电过程中能量转化顺序的罗列，其中正确的是（ ）
A．核能、机械能、化学能、电能
B．核能、机械能、内能、电能
C．核能、内能、机械能、电能
D．核能、内能、化学能、电能
4．（2025 玉林模拟）保护环境是全球性重大课题，下列能源在使用过程中对环境污染最小的是（ ）
A．煤炭 B．木柴 C．太阳能 D．石油
5．（2025 任城区一模）今年世界环境日的中国主题是“美丽中国，我是行动者”，下列做法和想法错误的是（ ）
A．在倡导“节能环保”的今天，尽可能使用风能、太阳能
B．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是取之不尽，用之不竭的
C．在输送电能上应用超导体材料可以降低电能的损耗
D．将使用后的废旧电池集中起来，统一处理
6．（2025 浦口区三模）下列能源中不是来自于太阳能的是（ ）
A．水能 B．风能 C．核能 D．生物质能
7．（2025 湘潭一模）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A．甲是“电能” B．乙是“太阳能”
C．丙是“电能” D．丁是“机械能”
8．（2025 秦淮区模拟）地球上的绝大部分能量都直接或者间接来自于太阳能，但是也有部分能量与太阳能无关。下列能量中与太阳能无关的是（ ）
A．核能 潮汐能 B．天然气 风能
C．水能 化石能源 D．地热能 水能
9．（2025 武冈市模拟）为了减排温室气体，我国提出碳达峰和碳中和目标。下列哪项措施不能很好地推动实现碳达峰和碳中和目标（ ）
A．优化能源结构，因地制宜发展水电、风电、太阳能、海洋能、地热能等
B．推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保等新兴产业
C．大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业
D．建设、运行、管理各环节落实绿色低碳理念，建设低碳智慧型城市和绿色乡村
10．（2025 海港区模拟）2024年4月至10月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”，秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不正确的是（ ）
A．园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B．园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C．园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D．因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
11．（2025 银川三模）我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是（ ）
二．填空题（本大题共10小题，每空1分，共26分）
12．（2025 东营模拟）十九大报告中提出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电站的推广实现了将 转化为电能，这种绿色能源具有 的优点。
13．（2025 新沂市二模）中国空间站依靠太阳能电池板供电，太阳能属于 能源；神舟十八号航天员出舱巡检时随机械臂一起移动，以机械臂为参照物，他是 的；航天员与地面通过 波进行通信。
14．（2025 苏州模拟）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 （选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出太阳能的1个优点： 。
15．（2025 潮阳区一模）核电站通过核反应堆中的核 （选填“聚变”或“裂变”）来加热水，将核能转化为水蒸气的 能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
16．（2025 新宾县模拟）中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象。如图，为某种核反应示意图，这属于核 变，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；氢弹利用的是核 变在瞬间释放的能量。（选填“裂”或“聚”）
17．（2025 三明一模）“低碳环保“是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是 ；手机是现代最常用的通信工具，手机之间是利用 传递信息的。
18．（2025春 姜堰区月考）如图是德州市安装的一种太阳能路灯，太阳能电池将太阳能转化为 能提供给路灯，太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
19．（2025 新宾县模拟）我国新一代“人造太阳”首次实现106A等离子体电流下的高约束模式运行，它的反应过程如图所示，该过程是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能。从1L海水中提取的氢同位素释放的核能约为1.05×1010J，与 kg汽油完全燃烧所释放的热量相当。（）
20．（2025 广东校级二模）阅读短文，回答问题：
太阳是人类的“能源之母”，太阳能可能成为未来最理想的能源，太阳能路灯已经成为许多城市的一道靓丽的风景线.太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料；太阳能电池有很多优点，如使用寿命长，保养费用极低；但缺点是效率低，理论上最高效率η1只有25%，制造太阳能电池所需的单晶硅价格昂贵．我市交通道路上使用了风光互补LED路灯，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电照明。其外形和电路原理如图所示.
（1）太阳是人类的“能源之母”.下列地球上的能源中，来自于太阳的是 。
A．地热能 B．潮汐能
C．煤、石油、天然气 D．核能
（2）太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于 。
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
（3）一套风光互补路灯中两只LED灯并联连接，灯上标有“12V 36W”字样，两个LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流为 A。
（4）这套LED路灯与一只300W的传统路灯发光亮度相同，那么用400套风光互补路灯替换传统路灯，每天正常工作10小时可节约电能应 kW h。
（5）某一家庭年耗电1500kW h，如果家用电器全部改用太阳能电池供电，假定太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1＝800W/m2，按1年200天，每天5h光照计算，同时配有高效蓄电池．则要在屋顶安装的太阳能电池板面积至少是 m2；若太阳能辐射的总功率为P0，且太阳光在穿透太空及地球大气层达到地面的途中有η2的能量损耗（已知球面面积为4πr2，r为球半径），则太阳到地球的距离D＝ 。（用物理量的符号表示）
21．（2025 益阳一模）我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将 能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动 （选填“电动机”或“发电机”）工作，将空气压缩后储存起来；电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。
三．综合题（本大题共6小题，共41分）
22．（7分）（2025 陕西模拟）为落实中国对世界承诺的节能减排目标，加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划（如图所示）。太阳能电池板的参数如下表所示，其中光电转换效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。[煤的热值q＝3×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
太阳能电池板 平均输出功率 200W
一块电池板面积 1.6m2
光电转换效率 10%
（1）若中午时分，太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2500J，则此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是多少？
（2）小明家的屋顶面积达到200m2，太阳能电池板依次相连平铺在屋顶，理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为多大？
（3）用太阳能发电代替发电效率为40%的火力发电站，按照第2问中的条件，小明家一天（一天太阳能发电时间按8h计算）理论上可节约多少吨的煤？假设这些煤完全燃烧，可使8400kg的水温度升高多少摄氏度？（结果保留整数）
23．（7分）（2024秋 江都区期末）某公司正在设计一款太阳能无人驾驶“汽车”，其设计方案中有如表一段描述：
◆整车质量为500kg，最高时速10m/s。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。◆所铺设太阳能电池板面积为8m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池可直接给电机供电，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。
当该车在晴好的白天以最高时速在平直公路上匀速行驶1h时，求：
（1）该车所受的阻力。
（2）维持该车行驶所需的机械功率。
（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1000W，则可向蓄电池充入多少电能？
24．（7分）（2025 凉州区二模）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值q＝3.5×107J/m3。求：（1）水吸收的热量；
（2）该太阳能热水器的效率；
（3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气。
25．（6分）（2025 德城区校级开学）小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃[已知：水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃），焦炭的热值q＝3.0×107J/kg，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3]。问：
（1）在这4h内水吸收的热量为多少焦耳？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭？
26．（7分）（2025 武威三模）当今太阳能热水器应用普遍。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），水的密度为1.0×103kg/m3，则：
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）在此过程中，水吸收了多少热量？
（3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？
27．（7分）（2025 蓬江区一模）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W；蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则：
（1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为 能的过程。
（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关 。
（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为 W。
（4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电 小时。若充电电压为20V，则充电电流为 A。
（5）该百叶窗电池板的面积为 m2。
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B A C C B C C A C D A
一．选择题（共11小题）
1．【答案】B
【解析】（1）植物造林，防沙降尘，利于环境保护。
（2）经常使用一次性餐具会造成资源浪费。
（3）回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染。
（4）合理使用化肥、农药可以减少水污染。
【解答】A.植物造林，防沙降尘，利于环境保护，故A正确，不符合题意；
B.经常使用一次性餐具会造成资源浪费，故B错误，符合题意；
C.回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染，故C正确，不符合题意；
D.农业上合理施用化学肥料，合理使用化肥、农药可以减少水污染，故D正确，不符合题意。
故选：B。
2．【答案】A
【解析】绿色能源也称清洁能源，是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。
【解答】在可持续发展的理念下，绿色能源体现了与环境友好相容的自然资源的开发利用原则，也可以认为绿色能源不会对环境造成危害。煤、石油、天然气是三大化石燃料，燃烧除了产生大量的二氧化碳之外，也会产生二氧化硫等有毒的气体，还有固体废弃物需要处理，而太阳能不但能节约化石能源，缓解能源危机，还不会造成环境污染，属于绿色能源。
故选：A。
3．【答案】C
【解析】解决此题的关键是知道核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。
【解答】核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动气轮机转动，把内能又转化为机械能；气轮机再带动发电机发电，得到电能。
故选：C。
4．【答案】C
【解析】明确各种能源在使用时是否会带来空气或其它污染，从而确定对环境污染最大的能源。
【解答】煤炭、石油和木柴燃烧时会产生大量的有害气体和烟尘，对环境污染较大，而太阳能属于无污染能源，故ABD错误，C正确。
故选：C。
5．【答案】B
【解析】（1）风能、太阳能属于可再生能源，且属于无污染的绿色能源。
（2）能量转化的过程是有方向性的，人类消耗能源转化成我们需要的能量。
（3）超导体的电阻为零，有电流通过时，不会产生热量。
（4）干电池工作时，将化学能转化为电能，废电池中残留大量的有害物质。
【解答】
A、在倡导“节能环保”的今天，尽可能使用风能、太阳能，因为风能、太阳能属于可再生能源，且属于无污染的绿色能源，故A正确。
B、能量在转化过程中是守恒的，但是人类对能源的消耗越来越多，能源会逐渐减少，故B错误。
C、在输送电能上应用超导体材料可以降低电能的损耗，因为超导体的电阻为零，有电流通过时，不会产生热量，故C正确。
D、将使用后的废旧电池集中起来，统一处理，是因为废旧电池中含有大量有害物质，故D正确。
故选：B。
6．【答案】C
【解析】（1）水循环中的中蒸发环节和水汽输送环节都需要太阳辐射提供能量，水能的能量来源于太阳辐射；
（2）太阳辐射在地表分布不均，导致地表冷热不均，进而引起风，太阳能最终转化为风能；
（3）核能是核裂变或和聚变产生的能量；
（3）太阳辐射经植物的生物化学作用，可以转化成有机物中的生物能。
【解答】ABD、风能、水能都是因为地球吸收了太阳的能量形成的，生物质能是通过光合作用转换的，也来自于太阳能，故ABD不符合题意；
C、核能是核裂变或和聚变产生的能量，不是来自于太阳能，故C符合题意。
故选：C。
7．【答案】C
【解析】（1）太阳能电池工作时将太阳能转化为电能。
（2）太阳能给蓄电池充电时将电能转化为化学能。
（3）蓄电池放电时将电能转化为其它形式的能量。
（4）路灯工作时将电能转化为光能和内能。
【解答】太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，其能量转化过程如下：太阳能→电能→化学能→电能→光能。故C正确，ABD错误。
故选：C。
8．【答案】A
【解析】太阳能是很多能源的来源。
【解答】太阳能是人类的“能源之母”如风能和水能；地热能是地壳内部运动所产生的能量，核能分为核裂变和核聚变两种方法产生的能量，与太阳能无关。
故选：A。
9．【答案】C
【解析】据物理学中关于能源的常识进行回答。
【解答】水电、风电、太阳能、海洋能、地热能使用过程中没有释放二氧化碳等温室气体，为了减少化石能源一类燃料的使用，推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保等新兴产业减少对空气的污染，在绿色低碳理念下倡导健康绿色出行和生活，可以降低对化石能源的使用，从而减少二氧化碳等温室气体释放，故ABD不符合题意；
大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业，这些化石能源的使用会加大空中碳的含量，故C符合题意。
故选：C。
10．【答案】D
【解析】（1）超导体的电阻为0，通电不会发热；
（2）电能转化效率高，一般的电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%；
（3）淡水资源越来越少，要节约用水；
（4）自然界的总能量是守恒的，能量即不能被消灭，也不能被创生，但随着能量耗散，可利用的能源减少了，所以会有能源危机。
【解答】A、超导材料如果用来制作输电线，由于电阻为0，不会产生热量，可以降低由于电阻发热引起的电能损耗，故A正确；
B、一般情况下电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%，因此新能源汽车比燃油车的能量转化效率高，故B正确；
C、地球上的水通过三态变化不停地循环，但是淡水资源有限，仍需节约用水，故C正确；
D、能量虽然是守恒的，但能源并不是取之不尽用之不竭的，所以需要节约能源，故D错误。
故选：D。
11．【答案】A
【解析】可再生资源是指能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。太阳能、水能、风能、地热能、生物资源都是可再生资源，没有碳排放；
火力发电燃烧煤等物质，有碳排放限制。
【解答】太阳能、水能、光伏发电都是可再生资源，没有碳排放，火力发电燃烧煤等物质，有碳排放，故A符合题意。
故选：A。
二．填空题（共10小题）
12．【答案】见试题解答内容
【解析】目前人类利用太阳能主要有两种方式：将太阳能转化为内能，将太阳能转化为电能；太阳能属于可再生能源，具有清洁无污染、环保、节能、取之不尽，用之不竭等特点。
【解答】利用光伏发电时，将太阳能转化为电能，实现了太阳能到电能的转化；
太阳能发电具有清洁无污染（或环保；节能；取之不尽，用之不竭）等优点。
故答案为：太阳能；清洁无污染。
13．【答案】可再生；静止；电磁。
【解析】（1）可以源源不断地从自然界获取的能源，属于可再生能源；
（2）物体相对于参照物的位置发生了变化，则物体是运动的；物体相对于参照物的位置没有发生变化，则物体是静止的；
（3）电磁波可以传递能量和信息，而且电磁波可以在真空中传播。
【解答】太阳能可以源源不断地从自然界获取的能源，属于可再生能源；
神舟十八号航天员出舱巡检时随机械臂一起移动，以机械臂为参照物，航天员的位置没有发生变化，则航天员是静止的；
航天员与地面通过电磁波进行通信。
故答案为：可再生；静止；电磁。
14．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）太阳内部，大量的氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；
（2）可再生能源可以从自然界中源源不断地获得；
（3）太阳能清洁无污染
【解答】（1）在太阳内部，大量的氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；
（2）太阳能可以从自然界源源不断地得到，故太阳能是可再生能源；
（3）太阳能不会造成环境污染，也是清洁能源。
故答案为：聚变；可再生；清洁无污染。
15．【答案】裂变；内；二次。
【解析】核电站的核心是核反应堆，核燃料在裂变过程中释放出核能，再通过热交换器变为高温高压的蒸汽，将核能转化为水蒸气的内能，然后利用蒸汽去驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机的旋转带动发电机发电。根据电能能否直接从自然界获得进行能源类别的判定。
【解答】核电站通过核反应堆中的核裂变来释放出核能，再通过热交换器加热水，使水变为高温高压的蒸汽，将核能转化为水蒸气的内能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能，电能不能够从自然界直接获取，属于二次能源。
故答案为：裂变；内；二次。
16．【答案】裂；聚。
【解析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上；
【解答】图中是铀核吸收一个中子以后，分裂成两个质量较小的原子核，同时放出二个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应；链式反应是核裂变的原理，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；
氢弹利用的是核聚变在瞬间释放的能量。
故答案为：裂；聚。
17．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）太阳能是一种新型的能源，取之不尽用之不竭，且无污染，是较为理想的能源；
（2）有线电话是靠电流来传递信息的，无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的。
【解答】
（1）在煤、石油、太阳能这三种能源之中，太阳能因分布广阔、获取方便、清洁不会造成环境污染可能成为未来的理想能源；
（2）手机既是无线电发射台又是无线电接收台：在人讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，同时它又能在空中捕获电磁波。
故答案为：太阳能；电磁波。
18．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置；
（2）不可能在短期内从自然界得到补充的属于不可再生能源；可以在自然界里源源不断的得到补充的属于可再生能源。
【解答】
（1）太阳能电池板是将太阳能转化成电能；
（2）太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源；
故答案为：电；可再生。
19．【答案】核聚变；210。
【解析】根据图中显示的反应过程判断核能的种类；
利用Q放＝mq求得完全燃烧汽油的质量。
【解答】由题图可知，氘和氚，在特定条件下（如超高温和高压）能够发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核氦和中子，并伴随着巨大的能量释放。因此该过程是通过核聚变释放巨大的核能。
相当于完全燃烧汽油的质量为
。
故答案为：核聚变；210。
20．【答案】（1）C；（2）B；（3）6；（4）912；（5）7.5；。
【解析】（1）万物生长靠太阳，地球上的森林、植被利用水和CO2以及阳光进行光合作用，把太阳能转化为有机物贮藏在植物体内。这些通过光合作用创造的有机物有的供动物及人类食用，维持了动物的生命延续，动植物尸体在局部地壳运动如地震灾变中被埋藏于地下，从而形成了煤、石油、天然气；
（2）晶体硅材料为半导体材料。
（3）两个LED灯并联，正常发光时的功率和额定功率相等，根据P＝UI求出通过每个LED灯的电流，根据并联电路的电流特点求出通过光控开关S的电流；
（4）根据W＝Pt求出节约的电能。
（5）已知太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1，根据W＝Pt求出1年内太阳能电池板可以提供的电能，再太阳能电池板面积；根据太阳能辐射到地球的功率P1计算即可。
【解答】（1）太阳是人类的“能源之母”，地球上除核能、地热能和潮汐能以外，几乎所有能源都来自太阳，故选C；
（2）太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，为半导体材料，故选B；
（3）两个LED灯并联且正常发光，
由P＝UI可得，通过每个LED灯的电流：I03A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以通过光控开关S的电流：I总＝2I0＝2×3A＝6A；
（4）400套风光互补路灯每天工作10小时可节约电能：
W＝nPt＝400×（300×10﹣3kW﹣36×10﹣3kW×2）×10h＝912kW h。
（5）1年内接收的太阳能通过太阳能电池转化的电能：W总＝η1P1St，则太阳能电池板的面积：
S7.5m2，
由题意可知，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1，
太阳到地球的距离D。
故答案为：（1）C；（2）B；（3）6；（4）912；（5）7.5；。
21．【答案】太阳；电动机。
【解析】光伏发电板将太阳能转化为电能；富余的电能驱动电动机工作，将空气压缩存储起来。
电动机是利用电能，发电机是产生电能。
【解答】解；我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将太阳能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动电动机工作，将空气压缩后储存起来；电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。
故答案为：太阳；电动机。
三．综合应用题（共6小题）
22．【答案】（1）此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W；
（2）理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×104W；
（3）小明家一天理论上可节约0.06吨的煤，假设这些煤完全燃烧，可使8400kg的水温度升高51℃。
【解析】（1）太阳每秒钟照射到电池板每平方米面积上的光能约为2500J，光电转换效率10%，由此计算太阳能电池板输出电能的实际功率；
（2）先求出每平方米面积上的平均输出给功率，据此可知面积达到200m2太阳能电池板输出电能的平均功率；
（3）利用P计算出小明家一天输出的电能；根据效率公式求出煤完全燃烧需要放出的热量；利用Q放＝mq计算出煤的质量；
利用Q吸＝cmΔt求得水温度升高的度数。
【解答】（1）太阳每秒钟照射到电池板每平方米面积上的光能约为2500J，电池板面积1.6m2，光电转换效率10%，
所以太阳能电池板输出电能的实际功率：P输出＝2500J/（s m2）×1.6m2×10%＝400W；
（2）理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为P输出2.5×104W；
（3）由P可知，小明家一天输出的电能：W＝P输出t＝2.5×104W×8×3600s＝7.2×108J；
由η可知，煤完全燃烧需要放出的热量Q放1.8×109J；
由Q放＝mq可知，煤的质量：m60kg＝0.06t；
由题意知，Q吸＝Q放＝1.8×109J，
由Q吸＝cmΔt知，水温度升高的度数：
Δt51℃。
答：（1）此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W；
（2）理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×104W；
（3）小明家一天理论上可节约0.06吨的煤，假设这些煤完全燃烧，可使8400kg的水温度升高51℃。
23．【答案】（1）该车所受的阻力为100N；
（2）维持该车行驶所需的机械功率为1000W；
（3）可向蓄电池充入1.26×106J的电能。
【解析】（1）根据“阻力为车重的0.02倍”可先计算车的重力，再求出阻力的大小；
（2）根据二力平衡可求出汽车行驶时的牵引力，再根据PFv可计算汽车行驶时的机械功率；
（3）根据太阳辐射功率、太阳能电池板面积和太阳能电池的能量转化效率，可计算发电总功率；总功率与电机消耗的电功率之差，就是充电功率，又知道行驶时间为1h，则可计算充入的电能是多少。
【解答】（1）由题意知，该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍，
则阻力为：f＝0.02G＝0.02×500kg×10N/kg＝100N；
（2）因为汽车匀速直线行驶，由二力平衡可知，
牵此力：F＝f＝100N，
维持该车行驶所需的机械功率：PFv＝100N×10m/s＝1000W；
（3）已知太阳能电池板面积为8m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，
则发电总功率：P总＝1000W×8×20%＝1600W，
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，
则电机消耗的电功率：P11250W，
可向蓄电池充入的电能：W＝P2t＝（1600W﹣1250W）×3600s＝1.26×106J。
答：（1）该车所受的阻力为100N；
（2）维持该车行驶所需的机械功率为1000W；
（3）可向蓄电池充入1.26×106J的电能。
24．【答案】（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）太阳能热水器的效率为37.5%；
（3）需要0.6m3的天然气。
【解析】（1）利用物质吸热公式求出水吸收的热量；
（2）太阳能热水器的效率等于水吸收的热量与吸收的太阳能之比；
（3）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸，利用Q放＝Vq的变形公式计算出天然气的体积。
【解答】（1）水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×50℃＝2.1×107J；
（2）每天获得的太阳能为：
E＝7.0×106J/h×8h＝5.6×107J，
则太阳能热水器的效率：
η100%100%＝37.5%；
（3）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸＝2.1×107J；
由Q放＝Vq可知，需要完全燃烧天然气的体积：V0.6m3；
答：（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）太阳能热水器的效率为37.5%；
（3）需要0.6m3的天然气。
25．【答案】（1）在这4h内水吸收了4.2×107J的热量；
（2）放出这些热量需要燃烧7kg焦炭。
【解析】（1）由水的体积和密度，利用m＝ρV计算质量，知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，即Q吸＝Q放×20%计算焦炭放出的热量，已知焦炭的热值和放出的热量，利用Q放＝mq计算焦炭的质量。
【解答】（1）由ρ得，太阳能热水器中的水质量：
m水＝ρv＝1×103kg/m3×0.5m3＝500kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×500kg×（45℃﹣25℃）＝4.2×107J；
（2）由η得，焦炭需放出的热量：Q放2.1×108J；
由Q放＝mq得，需要焦炭的质量：m焦炭7kg。
答：（1）在这4h内水吸收了4.2×107J的热量；
（2）放出这些热量需要燃烧7kg焦炭。
26．【答案】（1）热水器中水的质量是100kg；
（2）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；
（3）该热水器的效率是30%。
【解析】（1）知道太阳能热水器中水的体积，根据m＝ρV求出水的质量；
（2）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）知道水吸收的热量和太阳辐射到热水器的热量，根据η100%求出该热水器的效率。
【解答】（1）太阳能热水器中水的体积：
V＝100L＝100dm3＝0.1m3，
由ρ可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg；
（2）在此过程中，水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（38℃﹣8℃）
＝1.26×107J；
（3）该热水器的效率：
η100%100%＝30%。
答：（1）热水器中水的质量是100kg；
（2）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；
（3）该热水器的效率是30%。
27．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）电池板对蓄电池充电，将电能转化为化学能；
（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，据此分析国；
（3）根据“12V 3W”的含义分析；
（4）根据W＝Pt求出蓄电池充满电后电能；根据t求出将剩余一半电量的蓄电池充满电的充电时间；根据P＝UI求出充电电流；
（5）已知太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量和电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），
故有η100%求出该百叶窗电池板的面积。
【解答】（1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为化学能的过程。
（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关S1。
（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为：
P＝10×3W＝30W。
（4）蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，蓄电池充满电的电能为：
W′＝Pt＝0.03kW×6h＝0.18kW h；
要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电时间为：
t1.5h；
若充电电压为20V，根据P＝UI可得，则充电流为：
I3A。
（5）太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），
故有η100%10%，
该百叶窗电池板的面积为S＝0.5m2。
故答案为：（1）化学；（2）S1；（3）30；（4）1.5；3；（5）0.5。
学习目标
单元归纳
单元实验总结
典例精讲
对点演练
解题方法点拨
考点梳理
考点梳理
素养提升精炼
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人教版9年物理全册单元考点大通关学案（全国通用）
第二十二章 能源与可持续发展
1.知道什么是能源，能源可以划分为哪些种类。
2.知道什么是核能，怎样利用核能，核能有什么优点和缺点。
3.知道为什么说太阳是一个巨大的核能火炉，为什么太阳是地球的能源之母，怎样利用太阳能。
4.知道人类文明的进步与能量转化有什么关系。
5.知道世界和我国能源利用的现状如何，能源开发与可持续发展有什么关系。
一、能源利用的现状和面临的挑战
1.人类利用能源的历程
（1）能量
①物质的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。
②常见的能量：如机械能、内能、化学能、电能、核能等。
（2）能源
①能够提供能量的物质资源叫做能源。
②生产和生活中利用的各种能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。
（3）常见的能源
能源种类 来源（形成）
化石能源 煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的
生物质能 自然界中有生命的物质提供的能量，食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能
太阳能 由太阳辐射提供的能量，主要表现就是常说的太阳光线
水能、风能 由自然界中的流水和流动的空气提供的能量
地热能 由地球内部提供的一种内能，来自地球内部的熔岩
电能 由其他形式的能转化而成供各种用电器使用的能源
人类利用能源的历程
能源利用历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量转化
火的利用 钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。现在，柴薪仍是某些地区的重要生活能源. 第一次能源革命的标志，使人支配了一种自然力 化学能→内能
化石能源的利用 蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，导致了第二次能源革命，使人类进入工业化社会.。化石能源是当今世界的主要能源 第二次能源革命的标志，引发了世界性的工业革命 化学能→内能→机械能
电能的利用 19世纪以来，电磁感应现象的发现，发明了发电机，使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的电能。电能最终通过用电器转化为光能、内能、机械能等其他形式的能，为人类所用. 电能的利用是人类进人现代文明社会的标志 机械能→电能
核能的利用 20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕 第三次能源革命的标志，开始了开发利用核能的新纪元 核能→电能
（5）能源的分类
分 类 概 念 实 例
按获取方式 一次能源 可直接从自然界获得的能源 化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等。
二次能源 无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源 电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等。
按对环境的影响 清洁能源 使用时对环境没有污染或污染较轻的能源 太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等。
污染能源 使用时对环境污染较重的能源 煤、石油、柴薪等。
按人类开发早晚 常规能源 人类已经利用多年的能源 煤、石油、天然气及水能等。
新能源 人类新近才开始利用的能源 核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等。
按是否可以再生 不可再生能源 越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气等化石能源，核能等
可再生能源 可以在自然界里源源不断地得到的能源 风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等
注意：理解和判断的类别应注意的两个方面：
（1）不可再生能源和可再生能源都是对于一次能源来说的。
（2）常规能源和新能源的划分是相对的，它们的本质区别是利用时间上差异。随着时间的推移和科技的进步，现在所说的新能源会逐渐称为常规能源。
2.能源利用面临的挑战
（1）能量的转化、能量的转移，都是具有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的.有些能量可以利用，有些则不能.能源的利用是有条件的，我们所利用的能量是有限的。
（2）随着人类文明的不断发展，能源消耗持续增长，特别是近几十年来，能源消耗量的增长速度明显加快，而且化石能源开发利用后将不可再生，人类将面临能源危机。
（3）在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响.例如，由于现代生活中化石能源的广泛使用，燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳，加剧了地球的温室效应.此外，煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质.燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，对人和环境造成危害.开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
二、新能源的发展
1.核能
（1）分子是由原子构成的，原子的中心是原子核，原子核周围有一定数目的电子在运动。
（2）原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电。
（3）一旦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，就有可能释放出的惊人能量。这种能量就是核能。
2. 裂变
(1）裂变 用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，发现一个核分裂成两个质量中等大小的原子核，同时释放出大量的能量。
（2）裂变的能量巨大1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
（3）链式反应
用中子轰击铀原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核...于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。
（4）裂变的应用
①核电站
核电站利用裂变产生的核能发电，核心设备是核反应堆。1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
核电站发电时的能量转化：核能→内能→机械能一电能。
②原子弹
链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。根据这一原理，人们制造出毁灭性武器——原子弹。
3.聚变
（1）如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核氢核，也会释放出巨大的核能，这就是聚变，也称为热核反应。
（2）氢弹
氘核和氚核都属于氢核的一种。
大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
裂变和聚变都可以释放能量（核能）。原子弹爆炸、核电站核反应堆中发生的是裂变；氢弹爆炸、太阳内部发生的是聚变。
4. 核电站和核废料处理
（1）核泄漏的危害
核电站一旦发生核泄漏事故，就可能产生严重的危害。科学家们制定了严格的安全措施和安全标准。
（2）核废料的处理
核电站使用过的核燃料成为核废料。由于核废料仍具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
三、太阳能
1.太阳——巨大的“核能火炉”
（1）太阳的结构 从内到外依次是太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气 。
（2）太阳能的来源——氢核聚变 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。
（3）太阳能的传递——热辐射 大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。
2.太阳是人类能源的宝库
（1）地球上大多数能源来自于太阳能
由于化石能源、水能、风能、生物质能等都是来太阳能，所以说太阳是人类能源的宝库。人类利用这些能量，实际上都是间接地利用太阳能。
（2）化石能源的形成
远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了石油和煤。在石油形成过程中还放出天然气。
（3）风能的形成
由于地球表面各个部位吸收太阳热量的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样，于是，暖空气膨胀变轻后（密度变小）上升，冷空气冷却变重（密度变大）后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。
（4）水能的形成
阳光晒暖了地球表面的水，水吸热蒸发变为水蒸气上升到高空中，水蒸气液化形成的小水滴或凝华成的小冰晶悬浮在高空中形成云；云中的小水滴或小冰晶相互聚集，最后下降成为雨，雨落到地面，汇入江、河、湖、海中而流动，成为具有动能的水。
3.太阳能的利用
（1）光电转换
指太阳能直接转化为电能。
①光电池（太阳能电池）
光电池也叫太阳能电池，是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件，直接把太阳光转变成电。
②太阳能电池的一些应用
太阳能电池在生活、生产、航空航天、交通、通信等领域中有着重要的应用。
③光伏发电
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应，将光能直接转变为电能的一种技术。
（2）光热转换
①集热器
集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，把太阳能直接转化为内能。
②太阳能热电站
这种发电站先将太阳能转变成内能，然后再通过机械能装置转变成电能。
③光化转换
光化转换是指把太阳能转化为化学能，储存在生物质内。比如绿色植物的生长就是靠太阳能转化的化学能，所以通过光合作用的植物把太阳能转化为化学能。
4.太阳能的优缺点
（1）优点
①太阳能取之不尽、用之不竭，是人类可以利用的永久性能源。
②太阳能分布广阔，不需要挖掘、开采和运输。
③太阳能是一种清洁能源，使用时没有污染。
（2）缺点
①太阳能到达地球上非常分散，接收装置的面积大，造价高。
②太阳能的利用受气候、昼夜的影响很大。因此必须有贮存装置，这不仅增加了技术上的困难，也使造价增加。
③太阳能电池的成本高，而且每个太阳能电池产生的电压较低。
5.核能、潮汐能与地热能不是太阳能
（1）潮汐能
不是来源于太阳能，是因月球引力的变化引起潮汐现象，导致海平面周期性升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量。
（2）地热能
不是来源于太阳能，是来源于地球熔融岩浆和放射性物质衰变，这部分能量通过地壳运动被推压到地面，从而被发现和利用。
（3）核能
不是来源于太阳能，来自于原子核内部裂变或聚变释放的能量。
1.太阳能的转化
（1）光-热能转换
原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能
应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室
（2）光-电转换
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转换成电能
应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品
2.太阳能的利用
（1）目前直接利用太阳能的途径主要有两种：一种是用集热器把水等物质加热，例如太阳能热水器；另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能．
（2）太阳能利用的优缺点：太阳能既是一次能源，又是可再生的新能源，人类正在大量的开发使用太阳能，因为太阳能有储量巨大、供应时间长久、分布广阔、容易获取、使用安全、无污染等优点；但是太阳能在使用过程中也有一定的缺点，如太阳能太分散、功率受季节、时间因素影响大，转换时效率低等都影响了太阳能的广泛使用。
考点1. 能源的利用和对环境的危害
【例题1】（2025 银川校级三模）我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是（ ）。
【答案】A
【解析】可再生资源是指能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。太阳能、水能、风能、地热能、生物资源都是可再生资源，没有碳排放；火力发电燃烧煤等物质，有碳排放限制。
【解答】太阳能、水能、光伏发电都是可再生资源，没有碳排放，火力发电燃烧煤等物质，有碳排放，故A符合题意。故选：A。
【例题2】（2025 良庆区模拟）2024年六五环境日国家主场活动在南宁举行。期间，小明利用垃圾钳捡垃圾，并进行分类，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．保护环境，人人有责 B．垃圾钳是省力杠杆
C．可利用垃圾来发电 D．垃圾钳是费力杠杆
【答案】B
【解析】（1）要有效地回收垃圾，对生活垃圾进行分类和分装，有效保护环境；利用垃圾发电可变废为宝，减少煤炭消耗。
（2）结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】A、保护环境，人人有责，故A正确；
BD、垃圾钳在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以垃圾钳是费力杠杆，能省距离，故D正确，B错误；
C、可利用垃圾来发电，废物利用，变废为宝，故C正确。
【例题3】（2025 广州）对比图中我国2017年发电量和2030年预测发电量，预测（ ）
A．火电发电量将减少
B．水电发电量占总发电量的比例将增加
C．核能发电量在增大
D．风电发电量占总发电量的比例将减小
【答案】C
【解析】根据图中提供的信息进行解答。
【解答】A、由图可知我国2017年火电发电量为46627kW h,2030年火电发电量为47570kW h,火电发电量将增加，故A错误；
B、由图可知到2030年我国水电发电量占发电量的18%，与2017年相比比例不变，故B错误；
C、由图可知我国2017年核能发电量为2481kW h,2030年核能发电量为3600kW h,核能发电量在增加，故C正确；
D、由图可知我国2017年风电发电量占发电量的5%，2030年风力发电量占发电量的12%，风电发电量占总发电量的比例将增加，故D错误。
考点2. 新能源的发展
【例题4】（2025 无锡一模）如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是（ ）
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→核能→机械能→电能
D．机械能→核能→内能→电能
【答案】B。
【解析】核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。
【解答】核电站中的核反应堆发生的是裂变反应；由核能发电的过程可知，核能发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能。
【例题5】（2025 盐城校级模拟）如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆将核能转化为电能
B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能
D．各种用电器将其他形式的能转化为电能
【答案】C。
【分析】核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。
【解答】A、核反应堆是通过裂变反应来释放核能的，将核能转化为内能，故A错误；
B、水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；
C、蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故C正确；
D、用电器是将电能转化为其他形式的能，故D错误。
【例题6】（2025 二道区校级三模）“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（ ）
A．核能 B．动能 C．光能 D．势能
【答案】A
【解析】核裂变利用的是核能，据此回答。
【解答】核裂变与核聚变是核能释放的两种形式，故核裂变释放的是核能。
考点3. 能源危机与节约能源
【例题7】2025 雷州市一模）推动绿色发展，建设美丽家乡是我们共同的追求。下列做法不利于实现这一目标的是（ ）
A．积极植树造林，防沙降尘 B．大力推广使用一次性餐具
C．回收废旧电器，节约资源 D．农业上合理施用化学肥料
【答案】B。
【解析】（1）植物造林，防沙降尘，利于环境保护。
（2）经常使用一次性餐具会造成资源浪费。
（3）回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染。
（4）合理使用化肥、农药可以减少水污染。
【解答】A.植物造林，防沙降尘，利于环境保护，故A正确，不符合题意；
B.经常使用一次性餐具会造成资源浪费，故B错误，符合题意；
C.回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染，故C正确，不符合题意；
D.农业上合理施用化学肥料，合理使用化肥、农药可以减少水污染，故D正确，不符合题意。
【例题8】（2025 海港区模拟）2024年4月至10月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”，秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不正确的是（ ）
A．园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B．园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C．园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D．因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
【答案】D。
【分析】（1）超导体的电阻为0，通电不会发热；
（2）电能转化效率高，一般的电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%；
（3）淡水资源越来越少，要节约用水；
（4）自然界的总能量是守恒的，能量即不能被消灭，也不能被创生，但随着能量耗散，可利用的能源减少了，所以会有能源危机。
【解答】A、超导材料如果用来制作输电线，由于电阻为0，不会产生热量，可以降低由于电阻发热引起的电能损耗，故A正确；
B、一般情况下电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%，因此新能源汽车比燃油车的能量转化效率高，故B正确；
C、地球上的水通过三态变化不停地循环，但是淡水资源有限，仍需节约用水，故C正确；
D、能量虽然是守恒的，但能源并不是取之不尽用之不竭的，所以需要节约能源，故D错误。
【演练1】 （2025 宜城市模拟）网约车方便快捷，成为人们出行的首选，纯电动汽车替代燃油汽车成为网约车中的主力军。下列说法错误的是（ ）
A．石油是不可再生能源
B．新能源车使用的电能属于一次能源
C．用户通过手机联络网约车司机，利用了电磁波能够传递信息
D．纯电动汽车替代燃油汽车，可以减少碳的排放
【答案】B。
【演练2】 （2025 金台区校级二模）在全球能源转型加速推进的大背景下，我国秉持生态文明思想和绿色发展理念。为减少二氧化碳的排放，我们应尽量减少下列哪种能源的使用（ ）
A．水能 B．石油 C．风能 D．太阳能
【答案】B
【演练3】（（2025 宿迁）能源是人类社会发展的物质基础，下列能源的开发与利用有利于实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”目标的是（ ）
A．煤炭 B．石油 C．太阳能 D．天然气
【答案】C
【演练4】（2025 克什克腾旗模拟）2025年3月，我国在内蒙古发现22万吨级钍矿。钍在中子轰击下可转化为核燃料铀-233，1吨钍的发电量相当于350万吨煤炭。若合理开发，这些钍资源可支撑我国能源需求数万年。以下关于钍的说法中，不正确的是（ ）
A．钍资源属于可再生资源
B．钍转化为铀-233的过程属于核反应
C．与煤炭相比，钍发电的能量更高
D．钍基核能发电产生的放射性废物少，符合绿色发展理念
【答案】A
【演练5】（2025 黄石模拟）2025年4月10日，日本开始福岛核电站发生核泄漏后第12轮核污染水排海，该事件会影响到全球海洋环境、食品安全和人类健康等方面，我国全面暂停进口原产地为日本的水产品，以下分析正确的是（ ）
A．核能是可再生能源
B．福岛核电站是利用聚变产生能量
C．核污染水仍具有放射性，但人类食用排海周边生物不影响健康
D．福岛核电站发电的能量转化是：核能→电能
【答案】D
【演练6】（2025 通辽模拟）科技强国，中国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新“中国高度”。下列有关说法中正确的是（ ）
A．中国航天员在“天宫”空间站中向大家拜年的信号是通过超声波传回地面的
B．神舟十九号发射过程利用了力的作用是相互的
C．嫦娥六号使用的“中国芯”是超导材料制成的
D．中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是核裂变
【答案】B
【演练7】（2025 哈尔滨一模）关于信息与能源，下列说法中正确的是（ ）
A．目前的核电站是利用核聚变来发电
B．北斗卫星是通过超声波传递信息，从而提供导航和通信服务
C．化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题
D．固定电话是利用电磁波来通信的
【答案】C
【演练8】（2025 通山县模拟）“绿水青山就是金山银山”是习近平总书记提出的科学论断，以下做法符合这一论断要求的是（ ）
A．废旧电池随意丢弃
B．减少城市绿地和湖泊的面积
C．工业废水直接排放到江河中
D．使用太阳能、风能等清洁能源
【答案】D
1.能源的利用和对环境的危害
①多了解环境的污染源和防治措施，要培养环保意识和责任感．
②知道能量的利用能产生哪些污染。
2.核能的利用
核能的利用
核能是一种非常有用的能源，它还可以用于以下领域：
1.发电：核能可以用于发电，核电站以核裂变的方式产生热能然后利用蒸汽轮机发电。
2.医疗：核能可以用于医疗领域，例如医用同位素可以用于放射性治疗和诊断。
3.工业：核能可以用于工业生产，例如核稳定器可以用于改善铸造和裂解，核技术也可以用于石油开采和乳制品生产
4.农业：核能可以用于农业，例如用于食品辐照、昆虫灭蝇、土地改良和肉类保鲜
5.研究和科学：核能可以用于研究和科学，例如用于核物理实验、天文观测和地球科学研究。
3.能源危机和节约资源
（1）能源利用必然对环境造成影响，考虑题时要联系实际，分别从石油和煤炭的利用方面产生的气体、烟尘以及带来的连锁反应等多角度解答．
（2）需要多了解生活常见的能源消耗带来的影响及节约方式。
4.能源的利用和对环境的危害
①多了解环境的污染源和防治措施，要培养环保意识和责任感．
②知道能量的利用能产生哪些污染。
5.太阳能的转化
（1）地球上几乎所有的能源都来自太阳能（除：核能、地热能、潮汐能）．
（2）需掌握人类对太阳能的利用主要是将太阳能转化为内能和电能，如太阳能热水器、太阳能电池等。
（满分100分，答题时间60分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一．选择题（本大题共11小题，各3分，共33分）
1．（2025 雷州市一模）推动绿色发展，建设美丽家乡是我们共同的追求。下列做法不利于实现这一目标的是（ ）
A．积极植树造林，防沙降尘 B．大力推广使用一次性餐具
C．回收废旧电器，节约资源 D．农业上合理施用化学肥料
2．（2025春 咸丰县月考）下列各种能源中，属于“绿色能源”的是（ ）
A．太阳能 B．煤炭 C．石油 D．天然气
3．（2025 南充模拟）如图所示为核电站发电的流程示意图。下列有关核电站发电过程中能量转化顺序的罗列，其中正确的是（ ）
A．核能、机械能、化学能、电能
B．核能、机械能、内能、电能
C．核能、内能、机械能、电能
D．核能、内能、化学能、电能
4．（2025 玉林模拟）保护环境是全球性重大课题，下列能源在使用过程中对环境污染最小的是（ ）
A．煤炭 B．木柴 C．太阳能 D．石油
5．（2025 任城区一模）今年世界环境日的中国主题是“美丽中国，我是行动者”，下列做法和想法错误的是（ ）
A．在倡导“节能环保”的今天，尽可能使用风能、太阳能
B．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是取之不尽，用之不竭的
C．在输送电能上应用超导体材料可以降低电能的损耗
D．将使用后的废旧电池集中起来，统一处理
6．（2025 浦口区三模）下列能源中不是来自于太阳能的是（ ）
A．水能 B．风能 C．核能 D．生物质能
7．（2025 湘潭一模）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A．甲是“电能” B．乙是“太阳能”
C．丙是“电能” D．丁是“机械能”
8．（2025 秦淮区模拟）地球上的绝大部分能量都直接或者间接来自于太阳能，但是也有部分能量与太阳能无关。下列能量中与太阳能无关的是（ ）
A．核能 潮汐能 B．天然气 风能
C．水能 化石能源 D．地热能 水能
9．（2025 武冈市模拟）为了减排温室气体，我国提出碳达峰和碳中和目标。下列哪项措施不能很好地推动实现碳达峰和碳中和目标（ ）
A．优化能源结构，因地制宜发展水电、风电、太阳能、海洋能、地热能等
B．推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保等新兴产业
C．大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业
D．建设、运行、管理各环节落实绿色低碳理念，建设低碳智慧型城市和绿色乡村
10．（2025 海港区模拟）2024年4月至10月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”，秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不正确的是（ ）
A．园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B．园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C．园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D．因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
11．（2025 银川三模）我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是（ ）
二．填空题（本大题共10小题，每空1分，共26分）
12．（2025 东营模拟）十九大报告中提出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电站的推广实现了将 转化为电能，这种绿色能源具有 的优点。
13．（2025 新沂市二模）中国空间站依靠太阳能电池板供电，太阳能属于 能源；神舟十八号航天员出舱巡检时随机械臂一起移动，以机械臂为参照物，他是 的；航天员与地面通过 波进行通信。
14．（2025 苏州模拟）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 （选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出太阳能的1个优点： 。
15．（2025 潮阳区一模）核电站通过核反应堆中的核 （选填“聚变”或“裂变”）来加热水，将核能转化为水蒸气的 能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
16．（2025 新宾县模拟）中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象。如图，为某种核反应示意图，这属于核 变，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；氢弹利用的是核 变在瞬间释放的能量。（选填“裂”或“聚”）
17．（2025 三明一模）“低碳环保“是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是 ；手机是现代最常用的通信工具，手机之间是利用 传递信息的。
18．（2025春 姜堰区月考）如图是德州市安装的一种太阳能路灯，太阳能电池将太阳能转化为 能提供给路灯，太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
19．（2025 新宾县模拟）我国新一代“人造太阳”首次实现106A等离子体电流下的高约束模式运行，它的反应过程如图所示，该过程是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能。从1L海水中提取的氢同位素释放的核能约为1.05×1010J，与 kg汽油完全燃烧所释放的热量相当。（）
20．（2025 广东校级二模）阅读短文，回答问题：
太阳是人类的“能源之母”，太阳能可能成为未来最理想的能源，太阳能路灯已经成为许多城市的一道靓丽的风景线.太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料；太阳能电池有很多优点，如使用寿命长，保养费用极低；但缺点是效率低，理论上最高效率η1只有25%，制造太阳能电池所需的单晶硅价格昂贵．我市交通道路上使用了风光互补LED路灯，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电照明。其外形和电路原理如图所示.
（1）太阳是人类的“能源之母”.下列地球上的能源中，来自于太阳的是 。
A．地热能 B．潮汐能
C．煤、石油、天然气 D．核能
（2）太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于 。
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
（3）一套风光互补路灯中两只LED灯并联连接，灯上标有“12V 36W”字样，两个LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流为 A。
（4）这套LED路灯与一只300W的传统路灯发光亮度相同，那么用400套风光互补路灯替换传统路灯，每天正常工作10小时可节约电能应 kW h。
（5）某一家庭年耗电1500kW h，如果家用电器全部改用太阳能电池供电，假定太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1＝800W/m2，按1年200天，每天5h光照计算，同时配有高效蓄电池．则要在屋顶安装的太阳能电池板面积至少是 m2；若太阳能辐射的总功率为P0，且太阳光在穿透太空及地球大气层达到地面的途中有η2的能量损耗（已知球面面积为4πr2，r为球半径），则太阳到地球的距离D＝ 。（用物理量的符号表示）
21．（2025 益阳一模）我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将 能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动 （选填“电动机”或“发电机”）工作，将空气压缩后储存起来；电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。
三．综合题（本大题共6小题，共41分）
22．（7分）（2025 陕西模拟）为落实中国对世界承诺的节能减排目标，加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划（如图所示）。太阳能电池板的参数如下表所示，其中光电转换效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。[煤的热值q＝3×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
太阳能电池板 平均输出功率 200W
一块电池板面积 1.6m2
光电转换效率 10%
（1）若中午时分，太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2500J，则此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是多少？
（2）小明家的屋顶面积达到200m2，太阳能电池板依次相连平铺在屋顶，理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为多大？
（3）用太阳能发电代替发电效率为40%的火力发电站，按照第2问中的条件，小明家一天（一天太阳能发电时间按8h计算）理论上可节约多少吨的煤？假设这些煤完全燃烧，可使8400kg的水温度升高多少摄氏度？（结果保留整数）
23．（7分）（2024秋 江都区期末）某公司正在设计一款太阳能无人驾驶“汽车”，其设计方案中有如表一段描述：
◆整车质量为500kg，最高时速10m/s。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。◆所铺设太阳能电池板面积为8m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池可直接给电机供电，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。
当该车在晴好的白天以最高时速在平直公路上匀速行驶1h时，求：
（1）该车所受的阻力。
（2）维持该车行驶所需的机械功率。
（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1000W，则可向蓄电池充入多少电能？
24．（7分）（2025 凉州区二模）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值q＝3.5×107J/m3。求：（1）水吸收的热量；
（2）该太阳能热水器的效率；
（3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气。
25．（6分）（2025 德城区校级开学）小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃[已知：水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃），焦炭的热值q＝3.0×107J/kg，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3]。问：
（1）在这4h内水吸收的热量为多少焦耳？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭？
26．（7分）（2025 武威三模）当今太阳能热水器应用普遍。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），水的密度为1.0×103kg/m3，则：
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）在此过程中，水吸收了多少热量？
（3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？
27．（7分）（2025 蓬江区一模）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W；蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则：
（1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为 能的过程。
（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关 。
（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为 W。
（4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电 小时。若充电电压为20V，则充电电流为 A。
（5）该百叶窗电池板的面积为 m2。
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B A C C B C C A C D A
一．选择题（共11小题）
1．【答案】B
【解析】（1）植物造林，防沙降尘，利于环境保护。
（2）经常使用一次性餐具会造成资源浪费。
（3）回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染。
（4）合理使用化肥、农药可以减少水污染。
【解答】A.植物造林，防沙降尘，利于环境保护，故A正确，不符合题意；
B.经常使用一次性餐具会造成资源浪费，故B错误，符合题意；
C.回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染，故C正确，不符合题意；
D.农业上合理施用化学肥料，合理使用化肥、农药可以减少水污染，故D正确，不符合题意。
故选：B。
2．【答案】A
【解析】绿色能源也称清洁能源，是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。
【解答】在可持续发展的理念下，绿色能源体现了与环境友好相容的自然资源的开发利用原则，也可以认为绿色能源不会对环境造成危害。煤、石油、天然气是三大化石燃料，燃烧除了产生大量的二氧化碳之外，也会产生二氧化硫等有毒的气体，还有固体废弃物需要处理，而太阳能不但能节约化石能源，缓解能源危机，还不会造成环境污染，属于绿色能源。
故选：A。
3．【答案】C
【解析】解决此题的关键是知道核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。
【解答】核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动气轮机转动，把内能又转化为机械能；气轮机再带动发电机发电，得到电能。
故选：C。
4．【答案】C
【解析】明确各种能源在使用时是否会带来空气或其它污染，从而确定对环境污染最大的能源。
【解答】煤炭、石油和木柴燃烧时会产生大量的有害气体和烟尘，对环境污染较大，而太阳能属于无污染能源，故ABD错误，C正确。
故选：C。
5．【答案】B
【解析】（1）风能、太阳能属于可再生能源，且属于无污染的绿色能源。
（2）能量转化的过程是有方向性的，人类消耗能源转化成我们需要的能量。
（3）超导体的电阻为零，有电流通过时，不会产生热量。
（4）干电池工作时，将化学能转化为电能，废电池中残留大量的有害物质。
【解答】
A、在倡导“节能环保”的今天，尽可能使用风能、太阳能，因为风能、太阳能属于可再生能源，且属于无污染的绿色能源，故A正确。
B、能量在转化过程中是守恒的，但是人类对能源的消耗越来越多，能源会逐渐减少，故B错误。
C、在输送电能上应用超导体材料可以降低电能的损耗，因为超导体的电阻为零，有电流通过时，不会产生热量，故C正确。
D、将使用后的废旧电池集中起来，统一处理，是因为废旧电池中含有大量有害物质，故D正确。
故选：B。
6．【答案】C
【解析】（1）水循环中的中蒸发环节和水汽输送环节都需要太阳辐射提供能量，水能的能量来源于太阳辐射；
（2）太阳辐射在地表分布不均，导致地表冷热不均，进而引起风，太阳能最终转化为风能；
（3）核能是核裂变或和聚变产生的能量；
（3）太阳辐射经植物的生物化学作用，可以转化成有机物中的生物能。
【解答】ABD、风能、水能都是因为地球吸收了太阳的能量形成的，生物质能是通过光合作用转换的，也来自于太阳能，故ABD不符合题意；
C、核能是核裂变或和聚变产生的能量，不是来自于太阳能，故C符合题意。
故选：C。
7．【答案】C
【解析】（1）太阳能电池工作时将太阳能转化为电能。
（2）太阳能给蓄电池充电时将电能转化为化学能。
（3）蓄电池放电时将电能转化为其它形式的能量。
（4）路灯工作时将电能转化为光能和内能。
【解答】太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，其能量转化过程如下：太阳能→电能→化学能→电能→光能。故C正确，ABD错误。
故选：C。
8．【答案】A
【解析】太阳能是很多能源的来源。
【解答】太阳能是人类的“能源之母”如风能和水能；地热能是地壳内部运动所产生的能量，核能分为核裂变和核聚变两种方法产生的能量，与太阳能无关。
故选：A。
9．【答案】C
【解析】据物理学中关于能源的常识进行回答。
【解答】水电、风电、太阳能、海洋能、地热能使用过程中没有释放二氧化碳等温室气体，为了减少化石能源一类燃料的使用，推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保等新兴产业减少对空气的污染，在绿色低碳理念下倡导健康绿色出行和生活，可以降低对化石能源的使用，从而减少二氧化碳等温室气体释放，故ABD不符合题意；
大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业，这些化石能源的使用会加大空中碳的含量，故C符合题意。
故选：C。
10．【答案】D
【解析】（1）超导体的电阻为0，通电不会发热；
（2）电能转化效率高，一般的电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%；
（3）淡水资源越来越少，要节约用水；
（4）自然界的总能量是守恒的，能量即不能被消灭，也不能被创生，但随着能量耗散，可利用的能源减少了，所以会有能源危机。
【解答】A、超导材料如果用来制作输电线，由于电阻为0，不会产生热量，可以降低由于电阻发热引起的电能损耗，故A正确；
B、一般情况下电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%，因此新能源汽车比燃油车的能量转化效率高，故B正确；
C、地球上的水通过三态变化不停地循环，但是淡水资源有限，仍需节约用水，故C正确；
D、能量虽然是守恒的，但能源并不是取之不尽用之不竭的，所以需要节约能源，故D错误。
故选：D。
11．【答案】A
【解析】可再生资源是指能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。太阳能、水能、风能、地热能、生物资源都是可再生资源，没有碳排放；
火力发电燃烧煤等物质，有碳排放限制。
【解答】太阳能、水能、光伏发电都是可再生资源，没有碳排放，火力发电燃烧煤等物质，有碳排放，故A符合题意。
故选：A。
二．填空题（共10小题）
12．【答案】见试题解答内容
【解析】目前人类利用太阳能主要有两种方式：将太阳能转化为内能，将太阳能转化为电能；太阳能属于可再生能源，具有清洁无污染、环保、节能、取之不尽，用之不竭等特点。
【解答】利用光伏发电时，将太阳能转化为电能，实现了太阳能到电能的转化；
太阳能发电具有清洁无污染（或环保；节能；取之不尽，用之不竭）等优点。
故答案为：太阳能；清洁无污染。
13．【答案】可再生；静止；电磁。
【解析】（1）可以源源不断地从自然界获取的能源，属于可再生能源；
（2）物体相对于参照物的位置发生了变化，则物体是运动的；物体相对于参照物的位置没有发生变化，则物体是静止的；
（3）电磁波可以传递能量和信息，而且电磁波可以在真空中传播。
【解答】太阳能可以源源不断地从自然界获取的能源，属于可再生能源；
神舟十八号航天员出舱巡检时随机械臂一起移动，以机械臂为参照物，航天员的位置没有发生变化，则航天员是静止的；
航天员与地面通过电磁波进行通信。
故答案为：可再生；静止；电磁。
14．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）太阳内部，大量的氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；
（2）可再生能源可以从自然界中源源不断地获得；
（3）太阳能清洁无污染
【解答】（1）在太阳内部，大量的氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；
（2）太阳能可以从自然界源源不断地得到，故太阳能是可再生能源；
（3）太阳能不会造成环境污染，也是清洁能源。
故答案为：聚变；可再生；清洁无污染。
15．【答案】裂变；内；二次。
【解析】核电站的核心是核反应堆，核燃料在裂变过程中释放出核能，再通过热交换器变为高温高压的蒸汽，将核能转化为水蒸气的内能，然后利用蒸汽去驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机的旋转带动发电机发电。根据电能能否直接从自然界获得进行能源类别的判定。
【解答】核电站通过核反应堆中的核裂变来释放出核能，再通过热交换器加热水，使水变为高温高压的蒸汽，将核能转化为水蒸气的内能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能，电能不能够从自然界直接获取，属于二次能源。
故答案为：裂变；内；二次。
16．【答案】裂；聚。
【解析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上；
【解答】图中是铀核吸收一个中子以后，分裂成两个质量较小的原子核，同时放出二个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应；链式反应是核裂变的原理，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；
氢弹利用的是核聚变在瞬间释放的能量。
故答案为：裂；聚。
17．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）太阳能是一种新型的能源，取之不尽用之不竭，且无污染，是较为理想的能源；
（2）有线电话是靠电流来传递信息的，无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的。
【解答】
（1）在煤、石油、太阳能这三种能源之中，太阳能因分布广阔、获取方便、清洁不会造成环境污染可能成为未来的理想能源；
（2）手机既是无线电发射台又是无线电接收台：在人讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，同时它又能在空中捕获电磁波。
故答案为：太阳能；电磁波。
18．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置；
（2）不可能在短期内从自然界得到补充的属于不可再生能源；可以在自然界里源源不断的得到补充的属于可再生能源。
【解答】
（1）太阳能电池板是将太阳能转化成电能；
（2）太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源；
故答案为：电；可再生。
19．【答案】核聚变；210。
【解析】根据图中显示的反应过程判断核能的种类；
利用Q放＝mq求得完全燃烧汽油的质量。
【解答】由题图可知，氘和氚，在特定条件下（如超高温和高压）能够发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核氦和中子，并伴随着巨大的能量释放。因此该过程是通过核聚变释放巨大的核能。
相当于完全燃烧汽油的质量为
。
故答案为：核聚变；210。
20．【答案】（1）C；（2）B；（3）6；（4）912；（5）7.5；。
【解析】（1）万物生长靠太阳，地球上的森林、植被利用水和CO2以及阳光进行光合作用，把太阳能转化为有机物贮藏在植物体内。这些通过光合作用创造的有机物有的供动物及人类食用，维持了动物的生命延续，动植物尸体在局部地壳运动如地震灾变中被埋藏于地下，从而形成了煤、石油、天然气；
（2）晶体硅材料为半导体材料。
（3）两个LED灯并联，正常发光时的功率和额定功率相等，根据P＝UI求出通过每个LED灯的电流，根据并联电路的电流特点求出通过光控开关S的电流；
（4）根据W＝Pt求出节约的电能。
（5）已知太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1，根据W＝Pt求出1年内太阳能电池板可以提供的电能，再太阳能电池板面积；根据太阳能辐射到地球的功率P1计算即可。
【解答】（1）太阳是人类的“能源之母”，地球上除核能、地热能和潮汐能以外，几乎所有能源都来自太阳，故选C；
（2）太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，为半导体材料，故选B；
（3）两个LED灯并联且正常发光，
由P＝UI可得，通过每个LED灯的电流：I03A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以通过光控开关S的电流：I总＝2I0＝2×3A＝6A；
（4）400套风光互补路灯每天工作10小时可节约电能：
W＝nPt＝400×（300×10﹣3kW﹣36×10﹣3kW×2）×10h＝912kW h。
（5）1年内接收的太阳能通过太阳能电池转化的电能：W总＝η1P1St，则太阳能电池板的面积：
S7.5m2，
由题意可知，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1，
太阳到地球的距离D。
故答案为：（1）C；（2）B；（3）6；（4）912；（5）7.5；。
21．【答案】太阳；电动机。
【解析】光伏发电板将太阳能转化为电能；富余的电能驱动电动机工作，将空气压缩存储起来。
电动机是利用电能，发电机是产生电能。
【解答】解；我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将太阳能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动电动机工作，将空气压缩后储存起来；电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。
故答案为：太阳；电动机。
三．综合应用题（共6小题）
22．【答案】（1）此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W；
（2）理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×104W；
（3）小明家一天理论上可节约0.06吨的煤，假设这些煤完全燃烧，可使8400kg的水温度升高51℃。
【解析】（1）太阳每秒钟照射到电池板每平方米面积上的光能约为2500J，光电转换效率10%，由此计算太阳能电池板输出电能的实际功率；
（2）先求出每平方米面积上的平均输出给功率，据此可知面积达到200m2太阳能电池板输出电能的平均功率；
（3）利用P计算出小明家一天输出的电能；根据效率公式求出煤完全燃烧需要放出的热量；利用Q放＝mq计算出煤的质量；
利用Q吸＝cmΔt求得水温度升高的度数。
【解答】（1）太阳每秒钟照射到电池板每平方米面积上的光能约为2500J，电池板面积1.6m2，光电转换效率10%，
所以太阳能电池板输出电能的实际功率：P输出＝2500J/（s m2）×1.6m2×10%＝400W；
（2）理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为P输出2.5×104W；
（3）由P可知，小明家一天输出的电能：W＝P输出t＝2.5×104W×8×3600s＝7.2×108J；
由η可知，煤完全燃烧需要放出的热量Q放1.8×109J；
由Q放＝mq可知，煤的质量：m60kg＝0.06t；
由题意知，Q吸＝Q放＝1.8×109J，
由Q吸＝cmΔt知，水温度升高的度数：
Δt51℃。
答：（1）此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W；
（2）理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×104W；
（3）小明家一天理论上可节约0.06吨的煤，假设这些煤完全燃烧，可使8400kg的水温度升高51℃。
23．【答案】（1）该车所受的阻力为100N；
（2）维持该车行驶所需的机械功率为1000W；
（3）可向蓄电池充入1.26×106J的电能。
【解析】（1）根据“阻力为车重的0.02倍”可先计算车的重力，再求出阻力的大小；
（2）根据二力平衡可求出汽车行驶时的牵引力，再根据PFv可计算汽车行驶时的机械功率；
（3）根据太阳辐射功率、太阳能电池板面积和太阳能电池的能量转化效率，可计算发电总功率；总功率与电机消耗的电功率之差，就是充电功率，又知道行驶时间为1h，则可计算充入的电能是多少。
【解答】（1）由题意知，该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍，
则阻力为：f＝0.02G＝0.02×500kg×10N/kg＝100N；
（2）因为汽车匀速直线行驶，由二力平衡可知，
牵此力：F＝f＝100N，
维持该车行驶所需的机械功率：PFv＝100N×10m/s＝1000W；
（3）已知太阳能电池板面积为8m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，
则发电总功率：P总＝1000W×8×20%＝1600W，
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，
则电机消耗的电功率：P11250W，
可向蓄电池充入的电能：W＝P2t＝（1600W﹣1250W）×3600s＝1.26×106J。
答：（1）该车所受的阻力为100N；
（2）维持该车行驶所需的机械功率为1000W；
（3）可向蓄电池充入1.26×106J的电能。
24．【答案】（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）太阳能热水器的效率为37.5%；
（3）需要0.6m3的天然气。
【解析】（1）利用物质吸热公式求出水吸收的热量；
（2）太阳能热水器的效率等于水吸收的热量与吸收的太阳能之比；
（3）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸，利用Q放＝Vq的变形公式计算出天然气的体积。
【解答】（1）水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×50℃＝2.1×107J；
（2）每天获得的太阳能为：
E＝7.0×106J/h×8h＝5.6×107J，
则太阳能热水器的效率：
η100%100%＝37.5%；
（3）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸＝2.1×107J；
由Q放＝Vq可知，需要完全燃烧天然气的体积：V0.6m3；
答：（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）太阳能热水器的效率为37.5%；
（3）需要0.6m3的天然气。
25．【答案】（1）在这4h内水吸收了4.2×107J的热量；
（2）放出这些热量需要燃烧7kg焦炭。
【解析】（1）由水的体积和密度，利用m＝ρV计算质量，知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，即Q吸＝Q放×20%计算焦炭放出的热量，已知焦炭的热值和放出的热量，利用Q放＝mq计算焦炭的质量。
【解答】（1）由ρ得，太阳能热水器中的水质量：
m水＝ρv＝1×103kg/m3×0.5m3＝500kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×500kg×（45℃﹣25℃）＝4.2×107J；
（2）由η得，焦炭需放出的热量：Q放2.1×108J；
由Q放＝mq得，需要焦炭的质量：m焦炭7kg。
答：（1）在这4h内水吸收了4.2×107J的热量；
（2）放出这些热量需要燃烧7kg焦炭。
26．【答案】（1）热水器中水的质量是100kg；
（2）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；
（3）该热水器的效率是30%。
【解析】（1）知道太阳能热水器中水的体积，根据m＝ρV求出水的质量；
（2）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）知道水吸收的热量和太阳辐射到热水器的热量，根据η100%求出该热水器的效率。
【解答】（1）太阳能热水器中水的体积：
V＝100L＝100dm3＝0.1m3，
由ρ可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg；
（2）在此过程中，水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（38℃﹣8℃）
＝1.26×107J；
（3）该热水器的效率：
η100%100%＝30%。
答：（1）热水器中水的质量是100kg；
（2）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；
（3）该热水器的效率是30%。
27．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）电池板对蓄电池充电，将电能转化为化学能；
（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，据此分析国；
（3）根据“12V 3W”的含义分析；
（4）根据W＝Pt求出蓄电池充满电后电能；根据t求出将剩余一半电量的蓄电池充满电的充电时间；根据P＝UI求出充电电流；
（5）已知太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量和电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），
故有η100%求出该百叶窗电池板的面积。
【解答】（1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为化学能的过程。
（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关S1。
（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为：
P＝10×3W＝30W。
（4）蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，蓄电池充满电的电能为：
W′＝Pt＝0.03kW×6h＝0.18kW h；
要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电时间为：
t1.5h；
若充电电压为20V，根据P＝UI可得，则充电流为：
I3A。
（5）太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），
故有η100%10%，
该百叶窗电池板的面积为S＝0.5m2。
故答案为：（1）化学；（2）S1；（3）30；（4）1.5；3；（5）0.5。
学习目标
单元归纳
单元实验总结
典例精讲
对点演练
解题方法点拨
考点梳理
考点梳理
素养提升精炼
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