4.2 能源（同步练习.含解析）2025-2026学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

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4.2 能源
一．选择题（共7小题）
1．下列关于能源的说法正确的是（　　）
A．太阳能是地球上最主要的能量源泉
B．珠江的水能是用之不尽的
C．天然气是可再生能源
D．基本粒子的运动规律不遵守能量守恒定律
2．能源（Energy﹣Source）亦称能量资源或能源资源，是发展国民经济的重要物质基础，国家未来的命运取决于对能源的掌控。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志，下列能源为可再生能源的是（　　）
A．石油 B．天然气 C．风能 D．煤炭
3．“化风为电，御风而行”。2023年6月28日，全球首台16兆瓦海上风电机组在三峡集团福建海上风电场顺利完成吊装，并于7月19日成功并网发电。下列关于能源知识的说法正确的是（　　）
A．“兆瓦”是能量单位
B．风能属于不可再生能源
C．风力发电实现了空气动能与电能的转化
D．各种不同形式的能量在相互转化的过程中不需要做功
4．下列说法正确的是（　　）
A．功是矢量，能是标量
B．匀速圆周运动是速度不断变化、加速度恒定不变的运动
C．能量的转移和转化具有方向性
D．经典力学取得了巨大的成就，但在描述同步卫星的运动时不适用
5．关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　）
A．化石能源是清洁能源，水能是可再生能源
B．能量的转化和转移有方向性
C．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
D．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
6．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．自然界的能量在转化和转移的过程中，其总量在不断增加
B．自然界的能量在转化和转移的过程中，其总量在不断减少
C．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
D．能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用能源有限，故必须节约能源
7．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%．单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（　　）
A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J
二．多选题（共6小题）
（多选）8．下列能源中，属于一次能源的有（　　）
A．煤 B．电能 C．太阳能 D．风能
（多选）9．2017年5月，我国首次海域“可燃冰”试采成功。可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1m3可燃冰可转化为164m3的天然气和0.8m3的水，下列关于可燃冰说法正确的是（　　）
A．“可燃冰”是不可再生能源
B．“可燃冰”属于可再生能源
C．1m3可燃冰比0.8m3的水质量小
D．相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多
（多选）10．我国水能资源的特点不正确的是（　　）
A．资源量大，居世界第一位
B．分布不均匀，大部分集中在西南地区
C．大型水电站比重大
D．东部沿海地区水能资源丰富
（多选）11．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少，所以要节约能源
B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断增加，所以没有必要节约能源
C．能量在转化的转移过程中，其总量保持不变
D．在能源的利用过程中，能源在可利用的品质上降低了
（多选）12．下列关于能量说法正确的是（　　）
A．化学能是由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量
B．核能是由于核反应，物质的原子结构发生变化而产生的能量
C．可再生能源就是可以长期提供或可以再生的能源
D．能量是守恒的，因此我们不需要节约能源
（多选）13．下列说法正确的是（　　）
A．一次能源是指自然界天然存在、不改变其形态就可直接利用的能源
B．二次能源是指由一次能源进行加工转换而得到的能源产品
C．煤炭、石油、天然气等能源属于再生能源
D．水力、风力、太阳能等能源属于再生能源
三．解答题（共2小题）
14．电能是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源，可通过不同发电方式获得。
（1）会对大气造成污染的发电方式有 　 　 。
A.风力发电
B.水力发电
C.火力发电
D.太阳能发电
（2）目前，核能发电中的核能来源于 　 　 。
A.重核裂变
B.轻核聚变
C.化学反应
（3）有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中，　 　 能转化为电能；将这种手电筒摇晃一次相当于将200g的物体举高20cm，若每秒摇晃两次，则摇晃手电筒的平均功率为 　 　 W。
15．能源是现代社会发展不可或缺的重要资源。然而，随着全球人口的增长和经济的发展，能源消耗不断增加，给环境带来了巨大压力，因此，寻找可持续的能源利用方案已成为当今社会的重要课题。
（1）光伏发电（图1）是利用太阳能实现 　 　 转换（选填“光热”或“光电”）的新能源技术，　 　 能是利用核反应获得的新能源。
（2）（多选）风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，属于 　 　 。
A．一次能源
B．二次能源
C．不可再生能源
D．可再生能源
（3）如图2所示是一种被称为“郁金香风力发电机”的小型发电机，该风力发电机能将通过有效面积内空气动能的约40%转化为电能。某同学根据“发电机在发电过程中能量有损耗”这一事实得出结论：发电过程能量是不守恒的，是与能量守恒定律相矛盾的。你认为呢？（简答） 　 　 。
（4）电磁波也具有能量，可被人们用来传输信号、杀菌、加热、探测、定位等，除了可见光、红外线、γ射线，请再列举两个电磁波其他频段的名称：　 　 ，　 　 。
4.2 能源
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．下列关于能源的说法正确的是（　　）
A．太阳能是地球上最主要的能量源泉
B．珠江的水能是用之不尽的
C．天然气是可再生能源
D．基本粒子的运动规律不遵守能量守恒定律
【考点】能源的分类与应用．
【专题】定性思想；归纳法；功能关系 能量守恒定律；理解能力．
【答案】A
【分析】由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源；
能量守恒定律适用于宏观物体和微观粒子的运动。
【解答】解：A、太阳能是地球上最主要的能量源泉，故A正确；
B、珠江的水能不是用之不尽的，故B错误；
C、天然气是不可再生能源，故C错误；
D、基本粒子的运动规律不遵守能量守恒定律。能量守恒定律是自然界的基本定律之一，适用于宏观物体和微观粒子的运动，故D错误。
故选：A。
【点评】该题考查能量的转化与守恒属于简单的题目，依据能量的转化与守恒的内容，可直接对各选项进行判定。
2．能源（Energy﹣Source）亦称能量资源或能源资源，是发展国民经济的重要物质基础，国家未来的命运取决于对能源的掌控。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志，下列能源为可再生能源的是（　　）
A．石油 B．天然气 C．风能 D．煤炭
【考点】能源的分类与应用．
【专题】定性思想；归纳法；功能关系 能量守恒定律；理解能力．
【答案】C
【分析】根据能源可再生和不可再生分析即可。
【解答】解：水能、风能和潮汐能为可再生能源；化石能源无法在短时间内再生，这类能源为不可再生能源，比如煤炭、石油和天然气。故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查的是能源的分类与应用，难度基础，熟练掌握基础知识是关键。
3．“化风为电，御风而行”。2023年6月28日，全球首台16兆瓦海上风电机组在三峡集团福建海上风电场顺利完成吊装，并于7月19日成功并网发电。下列关于能源知识的说法正确的是（　　）
A．“兆瓦”是能量单位
B．风能属于不可再生能源
C．风力发电实现了空气动能与电能的转化
D．各种不同形式的能量在相互转化的过程中不需要做功
【考点】能源的分类与应用；能量可以进行转移或转化．
【专题】定性思想；推理法；功能关系 能量守恒定律；理解能力．
【答案】C
【分析】“兆瓦”是功率单位；
风能属于可再生能源；
风力发电是动能转化为电能；
功是能量转化的量度。
【解答】解：A、“兆瓦”是较大的功率单位，故A错误；
B、风能属于可再生能源，故B错误；
C、风力发电实现了空气动能与电能的转化，故C正确；
D、各种不同形式的能量在相互转化的过程中需要做功，功是能量转化的量度，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查的是能源和能量的转移与转化等，难度不大。
4．下列说法正确的是（　　）
A．功是矢量，能是标量
B．匀速圆周运动是速度不断变化、加速度恒定不变的运动
C．能量的转移和转化具有方向性
D．经典力学取得了巨大的成就，但在描述同步卫星的运动时不适用
【考点】能源的分类与应用；矢量和标量的区分与判断；匀速圆周运动；牛顿力学的适用范围与局限性；功的定义、单位和计算式．
【专题】定性思想；热力学定律专题；理解能力．
【答案】C
【分析】功和能都是标量，功是能量转化的量度，功的正负表示做正功还是负功，不表示方向；理解匀速圆周运动的速度和加速度的变化特点；能量的转移和转化具有方向性；明确经典力学的局限性，知道其适用范围。
【解答】解：A、功和能都是标量，功的正负表示做正功还是负功，不表示方向，故A错误；
B、匀速圆周运动是变加速曲线运动，向心加速度始终指向圆心，则速度方向和向心加速度方向不断变化，故B错误；
C、能量的转移和转化具有方向性，故C正确；
D、经典力学取得了巨大的成就，在描述同步卫星的运动时同样适用，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了功、匀速圆周运动、热力学定律、经典力学的适用范围等知识，是基础题，多加记忆即可。
5．关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　）
A．化石能源是清洁能源，水能是可再生能源
B．能量的转化和转移有方向性
C．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
D．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
【考点】能源的分类与应用；能源与社会发展；能量守恒定律的内容和应用（热力学方向）；热力学第二定律的不同表述与理解．
【专题】应用题；定性思想；推理法；热力学定律专题；理解能力；推理论证能力；分析综合能力．
【答案】B
【分析】化石能源不是清洁能源；
能量的转化和转移具有方向性；
能量不能被创造，不能凭空产生，也不能凭空消失；
【解答】解：A、化石能源在燃烧时放出二氧化硫、二氧化碳等气体，会形成酸雨和温室效应，破坏生态环境，不是清洁能源，水能是可再生资源，故A错误；
B、能量的转化和转移有方向性，例如一杯热水放一会儿变凉了，说明转化和转移具有方向性，故B正确；
C、根据能量守恒定律，能量总量保持不变，不能被创造也不能消灭，故C错误；
D、能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，根据能量守恒定律可知，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，故D错误；
故选：B。
【点评】明确能量守恒定律，明确能量的转化和转移具有方向性。
6．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．自然界的能量在转化和转移的过程中，其总量在不断增加
B．自然界的能量在转化和转移的过程中，其总量在不断减少
C．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
D．能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用能源有限，故必须节约能源
【考点】能源的分类与应用；热力学第二定律的不同表述与理解．
【专题】定性思想；推理法；物体的内能专题．
【答案】D
【分析】利用能量守恒定律分析解释即可，知道热力学第二定律的内容，从而体会热传递中的方向性．
【解答】解：AB、据能量守恒定律知，能量既不能凭空产生，也不可能凭空消失，只能从一种物体转移到另一种物体，另一种形式转化为另一种形式，在转化或转移过程中能量的总量保持不变，故AB错误；
CD、虽然能量守恒，但存在能量耗散现象，无法把消耗的内能重新收集利用，所以必须节约能源，故C错误，D正确，
故选：D。
【点评】本题考查热力学第二定律以及节约能源的意义，要注意能灵活应用能量守恒定律和能量耗散现象分析，题目较简单．
7．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%．单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（　　）
A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J
【考点】能源的分类与应用；电功和电功率的计算．
【专题】定量思想；推理法；功能关系 能量守恒定律．
【答案】C
【分析】由欧姆定律即可求得电流，由电功公式W＝UIt可求得太阳能电池吸收的光能，由光电转换效率可求得太阳光的能量．
【解答】解：太阳能电池每秒产生的电能为：W＝UIt＝0.6V×0.1A×1s＝0.06J；
则照到太阳能电池上的光能为：W光0.26J；
故ABD错误，C正确；
故选：C。
【点评】本题考查用物理学在一些新科技的应用，这类题型出现较多，不但能很好的考查知识，而且可以激发我们学习物理的动力．
二．多选题（共6小题）
（多选）8．下列能源中，属于一次能源的有（　　）
A．煤 B．电能 C．太阳能 D．风能
【考点】能源的分类与应用．
【专题】定性思想；推理法；内能及其变化专题；理解能力．
【答案】ACD
【分析】从自然界直接获得、不需要加工转换的能源是一次能源，由其它能源经过加工转换而获得的能源是二次能源。
【解答】解：像煤、石油、天然气、风能、地热能、太阳能等能源，可以从自然界直接获取的统称为一次能源。
电能、氢能、汽油是必须通过一次能源的消耗才能获得的，所以称为二次能源。故ACD正确B错误。
故选：ACD。
【点评】本题考查能源的分类，难度较小，旨在考查学生对基础知识的识记，注意基础知识的积累掌握。
（多选）9．2017年5月，我国首次海域“可燃冰”试采成功。可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1m3可燃冰可转化为164m3的天然气和0.8m3的水，下列关于可燃冰说法正确的是（　　）
A．“可燃冰”是不可再生能源
B．“可燃冰”属于可再生能源
C．1m3可燃冰比0.8m3的水质量小
D．相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多
【考点】能源的分类与应用．
【专题】定性思想；推理法；物体的内能专题．
【答案】AD
【分析】明确能源的分类标志，知道可燃冰为不可再生能源；同时明确可燃冰的密度和热值的基本性质即可正确求解。
【解答】解：AB、可燃冰一次能源，还属于不可再生能源，故A正确，B错误；
C、可燃冰的密度大于水的密度，且1m3可燃冰的体积大于0.8m3水的体积，由m＝ρV可知，可燃冰的质量较大；故C错误；
D、“可燃冰”的热值大于天然气的热值，相同体积的条件下，由Q＝qV可知，完全燃烧时可燃冰放出的热量多；故D正确。
故选：AD。
【点评】本题通过能源﹣可燃冰考查了对能源、密度、热值等知识的理解和应用，要充分理解可燃冰的性质方面的知识，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断。
（多选）10．我国水能资源的特点不正确的是（　　）
A．资源量大，居世界第一位
B．分布不均匀，大部分集中在西南地区
C．大型水电站比重大
D．东部沿海地区水能资源丰富
【考点】能源的分类与应用．
【专题】定性思想；推理法；功能关系 能量守恒定律．
【答案】ACD
【分析】明确水能资源的定义，知道我国水能资源的主要特点，明确我国水电站所占整个国家电能的比重较小．
【解答】解：A、我国水能资源只能居于世界第6倍，故A不正确；
B、我国水次源分布不均匀，大部分集中在西南地区，故B正确；
C、我国大型水电站所占比重较小，目前以火电为主，故C不正确；
D、东部沿海地区由于落差较小，故水能资源贫乏，故D不正确。
本题选不正确的，故选：ACD
【点评】本题考查我国有关水能资源的了解，要注意明确水能资源的特点，明确我国水能资源应用的发展方向．
（多选）11．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少，所以要节约能源
B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断增加，所以没有必要节约能源
C．能量在转化的转移过程中，其总量保持不变
D．在能源的利用过程中，能源在可利用的品质上降低了
【考点】能源的分类与应用．
【专题】定性思想；推理法；物体的内能专题．
【答案】CD
【分析】能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少，品质越来越差，且现有可利用的能源有限能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加，而高品质的能源会减少。
【解答】解：ABC、根据能量转化和守恒定律可知能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少。故AB错误，C正确；
D、能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，但品质越来越差，即可利用率越来越低，故必需节约能源。故D正确。
故选：CD。
【点评】本题考查能量守恒定律以及能源的开发和利用，只要理解了能量转化和守恒定律，并且明白能量的转化具有方向性即可解决此类题目
（多选）12．下列关于能量说法正确的是（　　）
A．化学能是由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量
B．核能是由于核反应，物质的原子结构发生变化而产生的能量
C．可再生能源就是可以长期提供或可以再生的能源
D．能量是守恒的，因此我们不需要节约能源
【考点】能源的分类与应用．
【专题】物体的内能专题．
【答案】AB
【分析】化学能是分子结构被破坏而释放的能量．
核反应是原子结构发生变化产生的能量．
可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一种能源；短时间能不能再生的是不可再生能源．
能量石守恒的，但并不是都可以循环利用的．
【解答】解：A、化学能是由于化学反应中物质的分子结构被破坏，变为另一种物质而产生而释放的能量，故A正确。
B、核能是由于核反应中物质的原子结构发生变化，从而释放出能量，如重核裂变，轻核聚变等，故B正确。
C、可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一种能源。人类近代社会大规模开发利用的煤炭、石油、天然气等化石能源，其能量来源实际上也是源自太阳能的转化，但它们是地球在远古时期的演化化过程中形成和储存下来的，对于我们人类来说一旦用完短时间就无法恢复和再生，因此属于不可再生的能源资源。故C错误。
D、能量虽然守恒，但使用之后并不是都可以循环利用，故要节约能源，故D错误。
故选：AB。
【点评】关键是弄清楚可再生能源与不可再生能源的区别，不能以为只要是可以再生的就叫可再生能源，如煤炭、石油、天然气等化石能源．
（多选）13．下列说法正确的是（　　）
A．一次能源是指自然界天然存在、不改变其形态就可直接利用的能源
B．二次能源是指由一次能源进行加工转换而得到的能源产品
C．煤炭、石油、天然气等能源属于再生能源
D．水力、风力、太阳能等能源属于再生能源
【考点】能源的分类与应用．
【答案】ABD
【分析】能源就是向自然界提供能量转化的物质（矿物质能源，大气环流能源，地理性能源）．能源是人类运动的物质基础．在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用．在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题
【解答】解：A、一次能源是指自然界天然存在、不改变其形态就可直接利用的能源，故A正确；
B、二次能源是指由一次能源进行加工转换而得到的能源产品，故B正确；
C、煤炭、石油、天然气等能源均不属于再生能源，故需要我们节约使用。故C错误；
D、水力、风力、太阳能等能源均属于再生能源，同时还利于环保。故D正确；
故选：ABD。
【点评】能源是节约而不能浪费，同时要不断研究出再生能源，以弥补能源的不足．
三．解答题（共2小题）
14．电能是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源，可通过不同发电方式获得。
（1）会对大气造成污染的发电方式有 　C　 。
A.风力发电
B.水力发电
C.火力发电
D.太阳能发电
（2）目前，核能发电中的核能来源于 　A　 。
A.重核裂变
B.轻核聚变
C.化学反应
（3）有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中，　机械　 能转化为电能；将这种手电筒摇晃一次相当于将200g的物体举高20cm，若每秒摇晃两次，则摇晃手电筒的平均功率为 　0.8　 W。
【考点】能源的分类与应用；平均功率的计算．
【专题】定量思想；推理法；守恒定律在近代物理中的应用；推理论证能力．
【答案】（1）C；（2）A；（3）机械，0.8。
【分析】根据能量的转化和守恒，环境污染，核能的和平利用等知识进行分析解答。
【解答】解：（1）会对大气造成污染的发电方式有火力发电，通过燃烧煤炭等向空气中排放有害气体，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（2）核能发电的核能来源于重核的裂变反应，故A正确，BC错误。
故选：A。
（3）有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中，机械能转化为电能；将这种手电筒摇晃一次相当于将200g的物体举高20cm，若每秒摇晃两次，则摇晃手电筒的平均功率
PW＝0.8W。
故答案为：（1）C；（2）A；（3）机械，0.8。
【点评】考查能量的转化和守恒，环境污染，核能的和平利用等知识，会根据题意进行准确分析解答。
15．能源是现代社会发展不可或缺的重要资源。然而，随着全球人口的增长和经济的发展，能源消耗不断增加，给环境带来了巨大压力，因此，寻找可持续的能源利用方案已成为当今社会的重要课题。
（1）光伏发电（图1）是利用太阳能实现 　光电　 转换（选填“光热”或“光电”）的新能源技术，　核　 能是利用核反应获得的新能源。
（2）（多选）风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，属于 　AD　 。
A．一次能源
B．二次能源
C．不可再生能源
D．可再生能源
（3）如图2所示是一种被称为“郁金香风力发电机”的小型发电机，该风力发电机能将通过有效面积内空气动能的约40%转化为电能。某同学根据“发电机在发电过程中能量有损耗”这一事实得出结论：发电过程能量是不守恒的，是与能量守恒定律相矛盾的。你认为呢？（简答） 　空气动能除40%转化为电能外，其余一部分转化为内能，能量并没有消失，只是没有被利用，这与能量守恒定律不矛盾　 。
（4）电磁波也具有能量，可被人们用来传输信号、杀菌、加热、探测、定位等，除了可见光、红外线、γ射线，请再列举两个电磁波其他频段的名称：　无线电波　 ，　紫外线　 。
【考点】能源的分类与应用．
【专题】定性思想；推理法；功能关系 能量守恒定律；理解能力．
【答案】（1）光电，核；（2）AD；（3）空气动能除40%转化为电能外，其余一部分转化为内能，能量并没有消失，只是没有被利用，这与能量守恒定律不矛盾；（4）无线电波，紫外线
【分析】（1）光伏发电是利用太阳能转化为电能；
（2）风能属于一次能源和可再生能源；
（3）根据能量守恒定律分析；
（4）根据电磁波的分类解答。
【解答】解：（1）光伏发电是利用太阳能实现光电转换的新能源技术，核能是利用核反应获得的新能源；
（2）风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，属于一次能源和可再生能源，故AD正确，BC错误；
故选：AD。
（3）空气动能除40%转化为电能外，其余一部分转化为内能，能量并没有消失，只是没有被利用，这与能量守恒定律不矛盾；
（4）电磁波其他频段还有无线电波，紫外线等；
故答案为：（1）光电，核；（2）AD；（3）空气动能除40%转化为电能外，其余一部分转化为内能，能量并没有消失，只是没有被利用，这与能量守恒定律不矛盾；（4）无线电波，紫外线
【点评】本题考查能量守恒定律、电磁波分类，解题关键掌握能量转化，注意一次能源和可再生能源的理解。
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