22.2 新能源的发展 教材知识梳理 课时练习（含解析）2025--2026年九年级物理人教版【2024】

22.2 新能源的发展 教材知识梳理 课时练习
班级：_______ 姓名：_______
知识点1 核能
1.分子的构成：分子是由原子构成的，原子的中心是① ，原子核周围有一定数目的电子在运动.原子核由② 和中子组成，质子带③ 电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电；质子的质量大约是电子的1836倍，中子和质子的质量几乎相同.
2.核能：质量较大的原子核发生④ 或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量.这种能量就是核能.核能属于⑤ 能源.
3.裂变
（1）概念：重原子核分裂成较轻的原子核.
（2）链式反应：用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生⑥ ，变成两个质量中等大小的原子核，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，释放出巨大的能量.这就是裂变中的链式反应.
（3）应用
①核电站：核电站利用核反成堆产生的内能，通过汽轮机做功，带动发电机发电.核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是⑦ 链式反应.
②原子弹：对链式反应不加控制，大量原子核在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量.
4.聚变
（1）概念：某些质量很小的原子核在⑧ 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，有时也称为热核反应.
（2）应用
①氢弹：氘核、氚核都是氢核的一种.大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量.氢弹利用的就是这种能量.
②太阳：太阳内部，氢原子核在超高温下发生⑨ ，释放出巨大的核能.
③可控核聚变：可控核聚变技术仍处于科研实验阶段，通过可控核聚变技术，有望彻底解决人类所面临的能源问题.
知识点2 太阳能
1.利用太阳能的方式
（1）间接利用：利用储存在化石燃料中的太阳能
（2）直接利用
①光热转化：用集热器把水等物质加热.平板式集热器可以吸收太阳辐射并将其转化为内能，从而将集热器管道内的水流加热.
②光电转化：用太阳能电池把太阳能转化成⑩ .
2.其他新能源：风能和海洋能也是人们可以利用的新能源，它们都可以用来发电.如潮汐电站，“风车田”等.
参考答案
①原子核 ②质子 ③正 ④分裂 ⑤不可再生 ⑥裂变 ⑦可控 ⑧超高温 ⑨聚变 ⑩电能
课时练习
一、单选题（本大题共8小题）
1．下列关于信息、能源、磁场等的叙述中正确的是（ ）
A. “北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的
B. 人类开采的石油储量巨大，属于可再生能源
C. 核电站是通过核聚变反应获得核能的
D. 磁场和磁感线都是人为引入的，实际上不存在
2．关于能源、信息、新材料和航天,下列说法正确的是 (　　)
A．核能和地热能都是可再生能源
B．核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力的
C．弯曲的光导纤维也能传输信息,说明光可以沿曲线传播
D．中国航天员王亚平进行“天宫课堂”授课时,依靠电磁波与地面之间进行信息传递
3．如图是一种新型节能路灯。它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板。关于此节能路灯的设计,解释合理的是 (　　)
A.太阳能电池板将太阳能转化为电能
B.小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能
D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能
4．下列关于能源和信息说法正确的是（ ）
A. 现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
B. 煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大，属于可再生能源
C. 手机是利用电磁波来传递信息的
D. 我国的北斗卫星导航系统是利用超声波来传递信息的
5．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
6．如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是（ ）
A．太阳能是二次能源
B．太阳能电池板是由超导材料制成的
C．地面通过超声波控制“启明星50”
D．太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量
7．下列说法中正确的是（　　）
A．核电站发电时将利用核聚变将核能转化为电能
B．通电铜导线中的电流方向与该导线中自由电子定向移动的方向一致
C．电动车电池在充电时是将电能变成化学能
D．风能、水能、太阳能和核能都是一次能源且均为可再生能源
8．关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（　　）
A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小
B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
二、填空题（本大题共5小题）
9．原子由原子核和__________构成。原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于 __________（填“可再生”或“不可再生”）能源。我国自主设计、建造的“东方超环”核反应装置用于研究如图所示的核反应，这种反应叫做核 __（填“裂”或“聚”）变。
10．“华龙一号”核电装置为我国的“国之重器”，已成为继高铁之后的又一张中国名片，我国已经和多个国家签订了核能发电项目。
（1）核电站利用核反应堆中铀核 （选填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过汽轮机做功，带动发电机发电。
（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较大。已知水的比热容为，则100t水温度升高时吸收的热量为 J。
11．“山东舰”是中国首艘自主建造的国产航母，“山东舰”所采用的动力是蒸汽轮机，将燃料的内能转化为 能；我国正在研制核动力航母，核动力航母的核反应堆是利用核 （选填“裂变”或“聚变”）释放能量提供动力的；核能属于 （选填“可再生”或“不可再生）能源。
12．核能作为我国新型能源正被开发和利用，图示核反应堆中发生的是可控核 （选填“聚变”或“裂变”），核发电能量转换过程是核能→ → -→电能。
13．太阳能属于 （选填“一次”或“二次”）能源，利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器加热，如某台太阳能集热器在天气晴好时，一天可以吸收5.2×107J的热量，这相当于完全燃烧 m3的煤气释放的热量；另一种是用太阳能电池将太阳能转化为 。（煤气的热值为4.0×107J/m3）
三、实验题（本大题共2小题）
14．太阳能作为一种新能源，已被广泛使用，如太阳能电池，其核心部件是光电板。某兴趣小组提出一个问题：影响光电板吸收太阳能多少的因素有哪些？他们有如下猜想：
猜想1：可能与光照时间有关；
猜想2：可能与光电板的面积有关；
猜想3：可能与光电板表面的颜色有关。
根据以上猜想，他们设计好实验方案，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录发光时间于下表中，进行了实验探究，实验数据记录如表。
序号 光电板 的面积/m2 光照时间/min 光电板表 面所涂颜色 LED灯的 发光时间/min
1 0．1 10 黑色 30
2 0．1 20 黑色 60
3 0．1 30 黑色 90
4 0．2 10 黑色 60
5 0．3 10 黑色 90
6 0．1 10 绿色 20
7 0．1 10 白色 5
（1）该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的　　　　（选填“亮暗程度”或“发光时间”）反映的。
（2）由表中　　　　（选填表中的序号）三组数据对猜想1进行验证，得出的结论是：光电板吸收太阳能的多少与光照时间有关。
（3）由表中1、4、5三组数据能对猜想　　　　进行验证，得出的结论是：光电板吸收太阳能的多少与　　　　有关。
（4）由表中数据分析可知：太阳能光电板的表面涂　　　　色最好。
（5）综合分析可知，影响光电板吸收太阳能多少的因素有光照时间、光电板的面积、光电板表面的颜色，你觉得影响光电板吸收太阳能多少的因素还有哪些？　　　　。（写出一种即可）
（6）若某太阳能电池在某段时间内获得的太阳能为E，通过光电效应获得的电能为W，则该太阳能电池的光电转化效率η＝　　　　。
15．随着社会主义新农村建设的不断深入，太阳能路灯已经在广大农村社区随处可见．太阳能路灯的核心部件是光电板，光电板可以把太阳能转化为电能并以化学能的形式储存或直接对外供电．翱翔科创兴趣小组想探究影响光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，为此他们提出了如下猜想：
猜想1：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积有关；
猜想2：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的光照时间有关；
猜想3：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的颜色有关。
根据以上猜想，他们把不同大小、涂有不同颜色的光电板正对太阳光照射不同的时间，然后再分别让它们对小灯泡供电直到小灯泡熄灭，并记录小灯泡发光时间于下表中：
序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 小灯泡发光时间（s）
1 0.1 10 黑色 180
2 0.1 10 绿色 120
3 0.1 10 白色 30
4 0.2 10 黑色 360
5 0.3 10 黑色 540
6 0.1 20 黑色 360
7 0.1 30 黑色 540
请完成下面的问题：
（1）实验中是通过比较 来比较光电板吸收太阳能的多少的。
（2）每次实验中所选用的小灯泡的规格应该是 （选填“相同”或“不同”）的。
（3）要验证猜想1，需要分析表中 （填表中的序号）三组数据；分析表中1、6、7三组数据，我们可以得出结论： （写明比例关系）；分析表中数据还可得到：太阳能光电板表面涂层用 色最好。
（4）如果把小灯泡换成同样亮度的LED灯，LED灯的发光时间将 （选填“增加”“不变”或“减少”）。
（5）根据生活经验，我们猜想光电板吸收太阳能的多少还与 等因素有关。
四、计算题（本大题共2小题）
16．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。某品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在的有效照射时间内，使热水器中质量为、初温为的水温度升高到。［水的比热容求：
（1） 热水器中的水吸收的热量；
（2） 热水器内接收到的太阳能；
（3） 热水器的效率 。
17．经测算，太阳正射到地球上时，1m2面积上接受太阳热量的功率为1kW。有一台太阳能热水器，其收集太阳热量的集热板面积为3×8.0m2，当太阳能转化为水的内能时转化效率为80%，热量损失正比于热水器内水温与室温的差。假设此热水器的进水温度与室温均为25℃，当热水器出水口关闭时，经长时间照射，热水器内水温为85℃，则当热水器以每分钟6L的流量出水时，其稳定的出水温度为多少？
五、综合题（本大题共1小题）
18．近年来，我国探月工程不断取得突破性成果，并计划于2035年前基本建成国际月球科研站。为支撑国际月球科研站等深空探测重大工程，2025年4月29日，“天都一号”通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，有效拓展了激光测距技术的观测窗口，过程示意如图。研究人员表示未来“嫦娥八号”将会携带试验装置登陆月球开展试验，比如聚焦太阳光熔化月壤，获得可以用于国际月球科研站建设的材料等。月球环境近似为真空。大约是地球上的。
（1） 聚焦太阳光熔化月壤过程是____能转化为____能。
（2） 测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是______。
（3） 假定激光站和“天都一号”之间为真空环境，激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为，求激光站与“天都一号”间的距离。激光的传播速度取
（4） 小明畅想未来在国际月球科研站内的生活：“未来在月球上，我的质量变小了，完成引体向上更轻松了。”请你对小明的畅想作出评析。
参考答案
1．【答案】A
【解析】“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的，故A正确；人类开采的石油一旦消耗就很难再生，因此属于不可再生能源，故B错误；核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故C错误；磁体周围存在的特殊物质叫磁场，磁场看不见，摸不着，但客观存在，而磁感线是人们为了描述磁场的强弱和方向引入的假想曲线，故D错误。
2．【答案】D　
【解析】核能是不可再生能源,故A错误;核潜艇是利用原子核发生裂变来获取动力的,故B错误;弯曲的光导纤维也能传输信息,是因为光发生了反射,故C错误;电磁波可以在真空中传播,所以中国航天员王亚平进行“天宫课堂”授课时,和地面之间的信息传递是通过电磁波完成的,故D正确。故选D。
3．【答案】A
【解析】略
4．【答案】C
【解析】现有的核电站都是利用核裂变释放能量来发电的，故A错误；化石能源消耗后在短时间内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B错误；手机传递信息利用的是电磁波，故C正确；超声波不能在真空中传播，不能用于北斗卫星导航系统传递信息，电磁波可以在真空中传播，所以北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的，故D错误。
5．【答案】B
【详解】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．合理使用化肥、农药，可以减少水污染，故D正确，不符合题意。
6．【答案】D
【详解】太阳能可以从自然界直接获取，是一次能源，错误；太阳能电池板由半导体材料制成，错误；地面通过电磁波控制“启明星50”，错误；太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量，正确。
7．【答案】C
【详解】A．核电站工作过程中，利用核裂变将核能转化为电能，故A错误；
B．自由电子带负电，铜导线中的电流方向与该导线中自由电子定向移动的方向相反，故B错误；
C．电池在充电时，消耗的是电能，得到了化学能储存在电池中，故C正确；
D．风能、水能、太阳能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源，核能属一次能源，为不可再生能源，故D错误。
故选C。
8．【答案】A
【详解】A．金属汤勺放在热汤中，金属汤勺吸收热量，内能增加，温度升高，故A错误，符合题意；
B．核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应，故B正确，不符合题意；
C．汽油机的做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．能量的转移与转化具有方向性，可利用的能源是有限的，所以要节约能源，故D正确，不符合题意。
9．【答案】核外电子； 不可再生； 聚
【解析】原子由原子核和核外电子构成；核能是原子核发生裂变或聚变时产生的能量，核能属于不可再生能源；我国自主设计、建造的“东方超环”的核反应原理与太阳类似，太阳是通过核聚变释放能量的，所以“东方超环”也是通过核聚变释放能量的。
10．【答案】（1）裂变
（2）
【详解】（1）原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能通过汽轮机做功，带动发电机发电的。
（2）水的比热容为，100t水升高时吸收的热量为。
11．【答案】机械；裂变；不可再生
【详解】“山东舰”所采用的动力是蒸汽轮机，消耗内能，产生机械能，将燃料的内能转化为机械能。
核裂变和核聚变都能释放能量，核动力航母的核反应堆利用的是利用核裂变时释放核能发电的。
核能不可能在短期内从自然界得到补充的能源，是不可再生能源。
12．【答案】裂变；内能；机械能
【详解】核电站是利用核裂变来进行发电的。
核电站发电过程中，先是将核裂变产生的核能转化为内能，内能对外做功，转化为机械能，然后机械能再通过发电机转化为电能。
13．【答案】见详解
【详解】太阳能是直接吸收阳光来利用的，是一次能源；由题意知，Q放＝Q吸＝5.2×107J，由Q放＝Vq得，需要完全燃烧煤气的体积；太阳光通过太阳能电池就可以将太阳能转化为电能。
14．【答案】（1）发光时间　（2）1、2、3　（3）2　光电板的面积　（4）黑　（5）光照强度（合理即可）　（6）×100％
【解析】（1）光电板吸收的太阳能越多，LED灯的发光时间越长，所以光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯发光时间反映的。（2）要验证猜想1，需要控制光电板表面的面积相同、光电板表面的颜色相同，但光照时间不同，由表中数据可知，实验序号1、2、3的数据符合要求。（3）由表中1、4、5三组数据可知，光照时间相同、光电板表面的颜色相同，但光电板的面积不同，所以能对猜想2进行验证；进一步分析可知，在光照时间相同、光电板表面的颜色相同时，光电板的面积越大，LED灯的发光时间越长，说明光电板吸收的太阳能越多，得出的结论是：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关。（4）根据表中数据1、6、7可知，光电板面积相同、光照时间相同时，黑色光电板能使LED灯的发光时间最长，所以太阳能光电板表面涂黑色最好。（5）光电板吸收太阳能的多少还可能与光照强度、光照角度、光电板的材料等因素有关。（6）获得的太阳能为E，通过光电效应获得的电能为W，则光电转化效率η＝×100％。
15．【答案】 小灯泡发光时间； 相同； 1、4、5； 在光电板的面积和颜色相同时，光电板吸收的太阳能的多少与光照时间成正比； 黑； 增加； 太阳光的照射强度（合理即可）
【详解】
(1)[1]本实验无法通过实验现象直接得出光电板吸收太阳能的多少，故使用转化法，通过灯泡的发光时间来反映吸收太阳能的多少。
(2)[2]只有小灯泡的规格相同，在单位时间内消耗的电能才相同，故要选用相同规格的灯泡。
(3)[3]验证猜想一，根据控制变量法，应保证光照时间和颜色相同，光电板的面积不同，故选表中1、4、5三组数据。
[4]在光电板的面积和颜色相同时，光电板吸收的太阳能的多少与光照时间成正比。
[5]比较1、2、3三组数据，光电板的面积、光照时间都相同，光照板颜色不同，根据表中数据可知，黑色光照板的灯泡发光时间最长，故太阳能光电板表面涂层用黑色色最好。
(4)[6]LED灯相比灯泡更加节能，故LED灯的发光时间将增加。
(5)[7]本实验涉及的能量转化是太阳能转化为化学能，太阳能的大还与太阳光的照射强度有关，故光电板吸收太阳能的多少还与太阳光的照射强度等因素有关。
16．【答案】（1） 【解】热水器中的水吸收的热量。
（2） 热水器内接收到的太阳能。
（3） 热水器的效率。
【关键点拨】
（1）知道水的质量、初温、末温以及比热容，根据求出水吸收的热量；
（2）根据太阳能热水器每小时平均接收的太阳能和有效照射时间，可求出热水器接收到的太阳能；
（3）根据求出热水器的效率。
【关键点拨】
（1）知道水的质量、初温、末温以及比热容，根据求出水吸收的热量；
（2）根据太阳能热水器每小时平均接收的太阳能和有效照射时间，可求出热水器接收到的太阳能；
（3）根据求出热水器的效率。
17．【答案】51℃
【详解】
解：太阳能热水器的能量输入功率为
假设热水器的能量损失功率为
当热水器出水口关闭时，经长时间照射，热水器内水温为85℃，这时的能量输入功率和热损失功率相等，则
可解得
当热水器出水时，设温度的出水温度为，则每分钟的出水质量为
由能量守恒定律可知
即
解得，即其稳定的出水温度为51℃。
答：当热水器以每分钟6L的流量出水时，其稳定的出水温度为51℃。
18．【答案】（1） 太阳；内
（2） 电磁波
（3）
（4） 见解析
【详解】
（1） 聚焦太阳光熔化月壤，是将太阳能转化为内能。
（2） 电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，月球环境近似为真空，测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是电磁波。
（3） 已知激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为，则激光站与“天都一号”间的距离。
（4） 质量是物体的一种基本属性，与形状、状态、所处位置无关，因此在月球上小明的质量不变；月球上大约是地球上的，根据可知，在质量不变的情况下，重力会变小，做引体向上时需要克服的重力变小，所以完成引体向上会更轻松，故小明说质量变小是错误的，说完成引体向上更轻松是正确的。
【易错警示】质量是物体本身的一种属性，只有在物体所含物质的多少发生变化时才会改变。