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第11章 《能源与可持续发展》素养提升训练
1.现代人类的生活离不开能量,能量有多种形式，如:①电能；②太阳能；③化学能；④机械能。下列是生活中用到的一些器具,其中分别用到了哪种形式的能量（填入序号）。
A.太阳能热水器_______；B.天然气灶_________；C.电冰箱________；D.绷紧的橡皮筋_______。
【答案】A.② B.③ C.① D.④
【解析】A.太阳能热水器利用的是太阳能；B.天然气灶利用的是天然气存储的化学能；C.电冰箱消耗的是电能；D.绷紧的橡皮筋具有弹性势能。利用的是机械能。
2.填写下列运动形式所对应的能量形式。
（1）狂风摇撼大树具有的能量是__________；
（2）物体内部所有分子具有的能量是__________；
（3）蓄电池充电后内部存储的能量是__________；
（4）电动汽车行驶过程中消耗的能量__________。
【答案】（1）机械能 （2）内能 （3）化学能 （4）电能
【解析】（1）被狂风摇撼的大树做机械运动，具有的能量是机械能；
（2）物体内部所有分子做无规则运动的动能和势能的总和是物体的内能；
（3）蓄电池充电时，消耗的电能转化为化学能，蓄电池充电后内部存储的能量是化学能；
（4）电动汽车行驶过程中消耗的能量是电能。
3.下列我们生产、生活中利用的能量、能源中，不是来自太阳能的是【 】
A.水能 B.风能 C.化石燃料 D.地热能
【答案】D
【解析】太阳是人类能源的宝库，太阳向外辐射的能量中，只有约20亿分之一传递到地球。太阳光已经照耀我们的地球近50亿年。地球在这50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。我们利用的风能、水能也是来自太阳。
地热能来自地球内部的熔岩和放射性物质，不是来自太阳。
4.物体接收太阳辐射发生的能量转化中，属于太阳能转化为化学能的是【 】
A.使大地变热
B.使空气变热，形成风
C.使水汽化，水蒸气上升到空中液化形成云，以雨雪形式回到地面，最后流入大海
D.被植物、微生物吸收，古代生物以煤、石油形式储存起来
【答案】D
【解析】A、B.太阳光晒暖了地球表面，通过热传递方式，使大地内能增加温度升高而变热；使空气内能增加温度升高密度变小上升，密度大的空气下降，冷热空气对流形成风；
C.阳光晒暖了海洋，海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中;当水蒸气上升到高空以后，与冷空气接触，水蒸气便液化成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空中，就形成了云;小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成为雨;如果在高空遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形成冰雹降落到地面;这些天空的降水落到地面，形成溪流江河，最后注入大海；
D.太阳光被植物、微生物吸收，以化学能形式储存起来。古代生物以煤、石油形式储存起来，我们现在开采的化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。
1.（2025年甘肃临夏州中考题）2025年5月17日，朱雀二号改进型遥二运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。关于卫星发射和运行过程，下列说法正确的是【 】
A. 火箭加速升空过，卫星的动能转化为重力势能
B. 箭星分离前，以火箭为参照物，卫星是运动的
C. 卫星上太阳能电池板的作用是将电能转化为机械能
D. 卫星依靠电磁波来实现星地实时数据传输
【答案】D
【解析】A．运载火箭加速升空过程中，卫星质量不变，速度和动能变大，高度增加，重力势能变大，动能和重力势能之和机械能变大，此过程是燃料燃烧释放的内能转化为机械能，不是将动能转化为重力势能；
B．箭星分离前，火箭和卫星是在一起的，以火箭为参照物，卫星的位置没有变化，卫星是静止的；
C．卫星上太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能；
D．电磁波可以传递信息，且可以在真空中传播，卫星是依靠电磁波来实现星地之间的数据传输的。
2.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是【 】
A. 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B. 图乙中，太阳能热水器通过做功的方式将太阳能转化为水的内能
C. 图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D. 图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
【答案】A
【解析】太阳能的利用就是将太阳能转化为其它形式的能量。
太阳能的间接利用：由于化石能源、水能、风能、生物质能等都来源于太阳能，所以人类利用这些能源，实际上都是间接地利用太阳能。
太阳能的直接利用：①光热转换：利用集热器直接利用太阳能加热物质，把太阳能转化为内能加以利用。②光电转换：利用太阳能电池将太阳能转化为电能，把太阳能电池作为电源为用电器提供电能。③光化转换：绿色植物吸收太阳光进行光合作用，将太阳能转化为化学能储存在植物体内。
3.瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中能量转化的顺序为【 】
A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能
C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能
【答案】B
【解析】瀑布从高峰倾泻而下，将重力势能转化为动能，驱动发动机转动发电，又将动能转化为电能，所以能量转化是重力势能→动能→电能。
4.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。图是该路灯照明系统的能量转化,对图中方框内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”
【答案】C
【解析】太阳能电池板白天接收太阳能将太阳能直接转化为电能；太阳能电池板将产生的电能提供给蓄电池，蓄电池充电将电能转化为化学能储存起来；
晚间，蓄电池放电将储存的化学能转化为电能提供给路灯，路灯通电将消耗的电能转化为光能。
图中的甲是太阳能，乙是电能，丙是电能，丁是光能。
1.关于能量守恒定律，下列说法正确的是【 】
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
【答案】C
【解析】A、B.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体；
C.根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变；
D.能量守恒定律适用于自然界中任何形式能量的相互转化，热机工作过程中，燃料的化学能通过燃烧转化为内能，内能通过做功转化为机械能，化学能、内能、机械能都发生了变化，但各种形式能量的总和保持不变。
2.（2025年吉林长春中考题）（多选题）2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。如图，火箭起飞时，发动机内的燃料剧烈燃烧，以下说法正确的是【 】
A. 燃料燃烧过程中，其热值变大 B. 燃料燃烧将化学能转化为内能
C. 燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变 D. 发动机的效率能达到
【答案】BC
【解析】A．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量和燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧过程中，质量变小，其热值不变；
B．燃料燃烧是一种化学变化，燃料燃烧时消耗化学能，获得内能，将化学能转化为内能；
C．根据能量守恒定律可知，燃料燃烧过程中，化学能转化为内能，能量的总量保持不变；
D．发动机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃料释放的能量之比，火箭发动机在工作时不可避免的做额外功，所以发动机的效率不可能达到100%.
3.(2025年山东诸城九年级期中考试题)中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”,如图所示。它的神奇之处在于鸟能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚(乙醚极易汽化),乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球,如图甲;饮水鸟的重心上移,“低头喝水”,如图乙,此时上下球连通,气压相同,乙醚流回下球,如此反复。则【 】
A.“饮水鸟”的能量转化过程不遵循能量守恒定律
B.即使没有能量补充,“饮水鸟”也不会停止运动
C.下球中乙醚汽化的过程,是通过热传递的方式改变了内能大小
D.“饮水鸟”将乙醚的机械能转化为内能,使乙醚内能增加,发生汽化现象
【答案】C
【解析】A.“饮水鸟”的能量转化过程遵循能量守恒定律；
B.“饮水鸟”与外界通过热传递发生了能量的转移,如果没有能量补充,“饮水鸟”会停止运动；
C.下球中乙醚汽化的过程,是通过热传递的方式改变内能；
D.“饮水鸟”中乙醚通过热传递使内能增加,而不是通过做功将机械能转化为内能。
4.(2024年山东济南中考题)自然界中,能量不但可以从一个物体转移到其他物体,而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时,电动机将_____转化为机械能和内能,此过程中能的总量________(选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小”)。
【答案】电能 保持不变
【解析】电动机是用电器，工作时消耗电能,将消耗的电能转化为机械能和内能,此过程中，电能、机械能、内能都发生了变化，电能、机械能和内能的总量保持不变。
1.（2025年宁夏中考题）如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将_____能转化为_____能；你认为钢珠在往复运动过程中，______（选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量。
【答案】动 重力势 需要
【解析】钢珠离开轨道B点上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大，主要是将动能转化为重力势能。
根据能量守恒定律，钢珠在往复运动过程中，由于受到摩擦阻力的作用，机械能会逐渐减小，所以需要消耗其他形式的能量来维持运动。
2.（2025年黑龙江大庆中考题）“游梁式”抽油机的结构如图所示，电动机通过曲柄带动游梁摆动，驴头连接抽油杆上下运动。关于石油的开采和运输，下列说法不正确的是【 】
A. 游梁属于简单机械中的杠杆
B. 皮带摩擦生热是通过做功改变内能
C. 油罐车尾部拖一长铁链是为了防止静电带来的危害
D. 抽油机常年工作，抽油机是一种“永动机”
【答案】D
【解析】A．游梁是可以绕固定点转动的硬棒，属于简单机械中的杠杆；
B．皮带摩擦生热，将机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
C．油罐车尾部拖一长铁链是为了使油罐车由于摩擦带的电荷导向大地，防止静电带来的危害；
D．“永动机”违背了能量守恒定律，抽油机虽常年工作，但要消耗能量，抽油机A．游梁是可以绕固定点转动的硬棒，属于简单机械中的杠杆；
3.（2025年湖南长沙长郡中学九年级月考题）现代新能源汽车为了节能，都安装了能量回收装置，汽车在刹车时由于惯性不能马上停下来，可带动发电机将汽车的______能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了__________定律。
【答案】D
【解析】新能源汽车刹车时带动发电机发电，将机械能转化为电能储存起来，新能源汽车就可以一边行驶，一边发电，但在这个能量转化过程中，有能量的散失，所以新能源汽车不能靠这种方式获取的电能永远运动下去，这种观念违背了能量守恒定律。
4.如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。这种永动机_______（选填“能”或“不能”）一直工作下去。原因是_____________________________________。
【答案】不能 叶片转动对外做功过程中，消耗的机械能有一部分转化为内能，机械能逐渐减小，叶片最终会停下来，
【解析】水流冲击叶片转动，叶片带动抽水器从低处将水抽到高处，这个过程中克服叶片和空气、转轴的摩擦做功，一部分机械能转化为内能，使水流的机械能减小，最终减小为零，叶片停止转动。因此这种永动机不能一直工作下去。
1.下列关于能量转化的效率的说法正确的是【 】
A.输入的总能量越大，能量转化效率越高
B.输出的有效能量越多，能量转化效率越高
C.在输出的有效能量一定时，无效能量消耗越少，能量转化效率越高
D.在输出的有效能量一定时，无效能量消耗越少，能量转化效率越低
【答案】C
【解析】能量转化效率等于输出有效能量和输入能量之比，输入能量等于输出有效能量与输出无效能量之和。能量转化效率既跟输出有效能量有关，也和输入能量有关，或说能量转化效率由输出有效能量和输入能量共同决定。
输入能量一定，输出的有效能量越多，能量转化效率越高。
在输出的有效能量一定时，输出无效能量越少，输入能量越少，能量转化效率越高。
2.（2025年江苏无锡中考题）抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的______能，在需要的时候再通过发电机组转化为______能，输送回电网；
（2）水轮发电机组的发电效率为多少？
【答案】（1）重力势 电 （2）80%
【解析】（1）抽水过程中，电动抽水机消耗电能，将水抽到高处，水的高度增加，重力势能增大，所以是将过剩的电能转化为水的重力势能。发电时，上水库的水冲击水轮发电机组，水的机械能转化为电能，所以通过发电机组转化为电能输送回电网。
（2）由得，上水库中水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×4.5×107m3=4.5×1010kg
水所受的重力为G=mg=4.5×1010kg×10N/kg=4.5×1011N
水从400m高度处下落，重力做功W=Gh=4.5×1011N×400m=1.8×1014J
水轮发电机组输出的电能为1.44×1014J，故发电效率
3.（2025年北京中考题）（多选题）如图所示，一只太阳能草坪节能灯，由太阳能电池板、蓄电池、“6V 1W”的节能灯等组成，太阳能电池板发电并将电能储存在蓄电池中，供节能灯晚间照明；该太阳能电池板接收太阳辐射的面积为0.025m2，其光电转化效率（即发电效率）为20%.若在太阳能电池板接收太阳辐射的有效时间内，1m2太阳能电池板接收太阳辐射的功率为640W.下列说法正确的是【 】
A. 太阳能是可再生能源
B. 太阳能电池板给蓄电池充电过程中将化学能转化成电能
C. 该灯的太阳能电池板发电功率为16W
D. 节能灯正常发光10h消耗的电能为0.01kW·h
【答案】A D
【解析】A．太阳能可从自然界不断获得，是可再生能源；
B．太阳能电池板给蓄电池充电，是将太阳能转化成的电能转化为蓄电池的化学能；
C．太阳能电池板接收太阳辐射的总功率P总=640W/m2×0.025m2=16W
由得，发电功率P=ηP总=20%×16W=3.2W；
D．节能灯正常发光10h消耗电能W=P灯t=0.001kW×10h=0.01kW·h.
4.（2025年山东中考题）“五一”假期，小明随家人驾驶电动汽车前往营地露营。该车可对外供电。输出电压220V，最大输出功率3300W.家人将标有“220V 1000W”的电热水壶接入电动汽车供电电路，把1kg水从20℃加热至100℃用时6min.该车平均速度和每100km平均能耗的对应关系如下表。已知（c水=4.2×103J/(kg·℃)），求：
平均速度（km/h） 30 60 90 120
每100km平均能耗/（kW·h） 100 120 132 150
（1）电动汽车对外供电时的最大输出电流；
（2）加热过程电热水壶消耗电能；
（3）加热过程电热水壶的效率；
（4）烧水消耗的电能可供电动汽车以30km/h的速度匀速行驶的路程。
【答案】（1）15A （2）0.1kW·h （3）93.3% （4）0.1km
【解析】（1）由P=UI得，电动汽车对外供电时的最大输出电流
（2）由得，加热过程电热水壶消耗的电能W=P电热水壶t=1000W×6×60s=3.6×105J=0.1kW·h
（3）水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
加热过程电热水壶的能量转化效率
（4）由表格中的数据可知，车速为30km/h时，每100km消耗电能100 kW·h，即每公里消耗电能1kW·h.烧水消耗的电能可供电动汽车以30km/h的速度匀速行驶的路程.
1.（2025年江苏苏州中考题）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
【答案】A
【解析】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；
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；
C．汽油机的做功冲程中高温高压燃气膨胀推动活塞做功，使活塞向下运动，带动曲轴转动，将燃气的一部分内能转化为机械能；
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。
2.(2024年山东济宁中考题)小小球在摆动过程中（如图所示），由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为______，这部分能量不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，能量的转化与转移具有_______性。
【答案】 内能 方向
【解析】小球在摆动过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，机械能会减小，散失到空气中的内能无法自动转化为机械能，说明能量的转移和转化具有方向性。
3.汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能，这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 性的，但在能量的转化和转移过程中，能的总量 （选填“不断减少”、“保持不变”或“不断增加”）。
【答案】方向 保持不变
【解析】汽车在刹车过程中，因克服摩擦做功将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能。转化后，这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有方向性，但在能量的转化或转移过程中，能的总量保持不变。
4.随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧释放出的________转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有__________ ，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
【答案】内能 方向性
【解析】汽油机是把汽油燃烧释放出的内能转化为机械能的装置；能量的转化和转移，都是有方向性的，因此汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车。
1.（2025年新疆中考题）以下各种形式的能源中，属于二次能源的是【 】
A. 风能 B. 水能 C. 电能 D. 核能
【答案】C
【解析】能够直接从自然界获取而未经加工转换的能源叫作一次能源，也称初级能源，例如化石燃料、风能、太阳能、水能、生物燃料、核能；：由一次能源直接或间接转换而来的能源叫做二次能源，如煤气、氢能、电能、汽油、沼气等。由此可知，风能、水能、核能是一次能源，电能属于二次能源。
2.（2025年广东中考题）可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。下列属于可再生能源的是【 】
A. 煤 B. 石油
C. 天然气 D. 风能
【答案】D
【解析】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，是化石燃料。消耗的煤、石油、天然气，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；风能利用后可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源。
3.（2025年山东中考题）下列属于不可再生能源的是【 】
A. 风能 B. 地热能 C. 石油 D. 太阳能
【答案】C
【解析】不可再生能源是指不能在短期内从自然界得到补充的能源。
A．风能由空气流动产生，可循环再生，属于可再生能源；
B．地热能来自地球内部，可持续利用，属于可再生能源；
C．石油是化石燃料，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，无法在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
D．太阳能直接来自太阳，可源源不断的获取，属于可再生能源。
4. （2025年广东广州中考题）如图所示的“风光互补”路灯，其太阳能电池板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用；
（1）工作时，风力发电机将______能转化成电能，太阳能电池板将______能转化成电能，风能和太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）的______（选填“一次”或“二次”）能源；
（2）蓄电池储存的电能为4.8kW·h，若全部用于路灯供电，可供额定功率为80W的路灯正常发光______h.
【答案】（1）风（或机械） 太阳 可再生 一次 （2）60
【解析】（1）风力发电机工作时，消耗了风能（或机械能），获得了电能，风力发电机将风能（或机械能）转化为电能；太阳能电池板是利用太阳能发电的，将太阳能直接转化为电能；风能和太阳能都可以从自然界源源不断地直接获取，是可再生能源，也是一次能源。
（2）由得，4.8kW·h电能供额定功率为80W的路灯正常发光时间为.
1.把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J/kg的标准煤来计算，如图所示的曲线表示1750年以来世界能源的消耗情况。由图可知，世界能源的消耗呈_________（选填“增长”或“减少”）趋势。请你提出一条日常生活中节约能源的方法措施：____________。
【答案】增长 步行出行或骑自行车出行
【解析】由图可知，人类能源消耗量急剧增长。为了应对能源危机，一方面要在利用能源过程中节约能源，另一方面要开发利用新能源。在日常生活中，要身体力行节约能源。如步行出行或骑自行车出行。出行距离远时乘坐公共交通工具。在家庭用电时使用节能电器。
2.(2025年四川宜宾中考题)全世界能源的消耗逐年上涨，探索各种可再生能源的利用是人类要解决的一个重要课题。下列举措中不符合这个课题的是【 】
A. 利用煤的化学能转化为电能 B. 利用水的机械能转化为电能
C. 利用风能转化为电能 D. 利用太阳能转化为电能
【答案】A
【解析】A．煤是不可再生能源，利用煤燃烧发电是把化学能转化为电能，属于消耗不可再生能源；
B．利用水的机械能（如水力发电）属于可再生能源的利用；
C．风能是可再生能源，风力发电将风能转化为电能，利用的是可再生能源；
D．太阳能是可再生能源，太阳能发电将太阳能转化为电能，属于可再生能源的利用。
3.我国目前的能源结构仍存在不足，以下措施有利于优化我国能源结构的是【 】
A.继续发挥产煤大国的优势
B.减小石油和天然气的使用比例
C.严格控制核能、水能的开发利用
D.加大可再生能源的开发利用
【答案】D
【解析】目前我国能源利用以煤为主，对环境污染大，且煤属于不可再生能源，储量有限，所以应减少煤的使用。对于石油和天然气，在我国能源结构所占的比例远低于世界水平，应增大石油和天然气的比例。我国应在保证安全的情况下开发利用核能，在有条件的地方加大开发和利用水能、风能、太阳能等可再生能源。
4.如图所示,对比我国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.水电发电量将增加
C.我国将以核能发电为主 D.风电发电量占总发电量的比例将减小
【答案】B
【解析】由图可知，我国2030年预测发电量和2017年发电量相比，火力发电量、太阳能发电量、核能发电量、水力发电量均增加；只有风力发电量减少，但风电发电量占总发电量的比例增加；核能发电量占总发电量的比例保持4%不变；火力发电量占总发电量的比例显著减小，但火力发电量占总发电量的比例仍高达55%，我国仍以火力发电为主。
1.（2025年广东中考题）如图所示原子结构示意图中，原子核带_______电，其质量_______（选填“大于”或“小于”）电子的质量。原子整体________（选填“显”或“不显”）电性。
【答案】正 大于 不显
【解析】原子由带正电的原子核与带负电的核外电子组成，原子核内的质子带正电，中子不带电。原子核的质量大于核外电子的质量，原子核所带正电荷数量和核外所有电子总共带的负电荷数量相等，所以原子对外不显电性。
2.（2024年陕西中考题）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______（选填“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______（选填“裂”或“聚”）变。
【答案】核外电子 不可再生 聚
【解析】原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。核外电子在原子核的静电引力作用下绕着原子核高速运动。原子核发生裂变或聚变时释放出的能量叫做核能。释放核能的矿产资源随着消耗会越来越少，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。
我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，其反应原理与太阳类似，是通过核聚变释放能量，所以“人造太阳”是通过核聚变释放巨大的核能。
3.关于原子、原子核和核能，下列说法正确的是【 】
A.原子由质子和电子组成
B.原子核只有相互结合时才能释放核能
C.原子核只有分裂时才能释放核能
D.核能是一次能源
【答案】D
【解析】A.原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成。核外电子在原子核的引力作用下绕着原子核高速运动。
B、C.质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合时释放出的能量叫做核能。
D.核能可以在自然界直接获取，是一次能源。
4.有“人造太阳”之称的国家重大科技基础设施——位于安徽合肥的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），首次实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行。这是人类首次在实验装置上，模拟出未来聚变堆运行所需的环境，标志我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越。下面关于核能的说法，正确的是【 】
A.使原子核分裂或结合需要惊人的能量，这些能量叫核能
B.核能是原子核的动能和势能的总和
C.核能是质子和中子的动能和势能的总和
D.一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能
【答案】D
【解析】核能是原子核发生变化释放出的能量，即质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合时释放出的巨大能量。
1.如图所示的是__________的示意图,这是在__________中发生的,它可以将______能直接转化成内能,通过发电机再转化为______能。
【答案】链式反应 核反应堆 核 电
【解析】如图所示的是用中子轰击质量大的铀原子核,铀核发生裂变,释放出能量，同时释放出中子。释放出的中子又轰击其他铀原子核,使它们也发生裂变,这种裂变不断自行进行下去，这样的核变化叫做链式反应。
核电站中链式反应是在核反应堆中进行，核反应堆中核发生裂变释放出的巨大核能先转化为高温蒸汽的内能，再通过蒸汽轮机转化为机械能，最后通过发电机转化为电能。核电站利用核能发电，将核能最终转化为电能。
2.（2025年江苏连云港中考题）下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是【 】
A. 核反应堆中，发生的是核裂变 B. 核反应堆中，将核能转化为电能
C. 汽轮机工作时，将内能转化为电能 D. 发电机工作时，将内能转化为电能
【答案】A
【解析】A．利用核能的方式有两种：核裂变和核聚变。核电站的核反应堆中，发生的是核裂变；
B．核电站的核反应堆中，将核能转化为内能；
C．汽轮机工作时，将内能转化为机械能；
D．发电机利用电磁感应原理发电，发电机工作时将机械能转化为电能。
4.（2025年江苏镇江中考题）核电站利用核反应堆提供的能量发电，以下说法正确的是【 】
A. 核能属于可再生能源
B. 核能转化为电能的效率可达100%
C. 核电站中冷却水温度升高，水分子的无规则运动加剧
D. 核反应堆产生的中子带正电
【答案】C
【解析】A．释放核能的核燃料，如铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源；
B．核电站利用核反应堆提供的能量发电时不可避免有能量的损失，核能转化为电能的效率不可能达到100%；
C．温度越高，分子热运动越剧烈。核电站中冷却水温度升高，水分子的无规则运动加剧；
D．核反应堆产生的中子不带电。
4.(2023年青海中考题)如图所示，为纪念我国第一颗原子弹和氢弹的诞生，彰显不畏强暴、艰苦创业、勇攀高峰的“两弹一星”精神，2005年原子城被确定为全国爱国主义教育示范基地。关于原子弹和氢弹的说法中错误的是【 】
A．氢弹利用了核聚变 B．原子弹利用了核裂变
C．核废料没有污染 D．原子核是由质子和中子组成
【答案】C
【解析】A.氢弹利用了轻核聚变释放的核能产生爆炸的；
B.原子弹利用了重核裂变释放的巨大能量产生爆炸的；
C.用于核反应的燃料，具有强烈的放射性，能够发出射线，引起电离辐射。一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染；
D.原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成。
1.获取核能有两条途径——重核的裂变和轻核的聚变，如图所示，图甲表示的是________；图乙表示的是________（以上两空均选填“核裂变”或“核聚变”）。其中图____（选填“甲”或“乙”）展示的是制造氢弹的原理。太阳是人类能源的宝库。在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________，释放出巨大的核能。
【答案】重核裂变 轻核聚变 乙 核聚变
【解析】图甲表示的是用中子轰击铀原子核使铀核分裂的链式反应，是重核裂变；图乙表示的是氘核（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），在超高温和高压下结合成新的原子核，是轻核聚变。氢弹是根据轻核聚变原理制成的。因此图乙展示的是氢弹爆炸的原理。
太阳是人类能源的宝库。在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能。
2.关于核聚变，下列说法正确的是【 】
A．原子核必须在超高温下才能发生聚变
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D．目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电
【答案】A
【解析】A.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），在超高温和高压下结合成新的原子核，发生聚变。
B.自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素﹣﹣氘核与氚核的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变。
C.原子弹是利用重核裂变（链式反应）而制成的核武器；原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核裂变。
D.目前人类己建成的核电站，都是利用核裂变释放的核能发电的。
3.（2025年黑龙江绥化中考题）在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生核______（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。核能是______（选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】聚变 一次
【解析】太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变，即轻核结合成重核，释放巨大核能。
核能可以接从自然界直获取，属于一次能源。
4.(2025年四川泸州中考题) 中国科技发展日新月异，对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是【 】
A. 白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能
B. “天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系
C. 中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源
D. 中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒的技术——该反应为核裂变
【答案】D
【解析】A．水力发电是通过流动的水对水轮机做功带动发电机发电，将机械能转化为电能的；
B．电磁波可以在真空中传播，小行星探测器在太空中通过电磁波与地面站联系；
C．太阳能清洁无污染而且可以再生，属于清洁能源；
D．“人造太阳”通过核聚变释放能量（类似太阳内部发生的核聚变反应），发生的是热核反应，不是核裂变中链式反应。
1.下面是历史上或现在使用的各种能源:①煤炭、石油;②柴薪;③电能。
按照出现的时间先后排序,正确的是【 】
A.①②③ B.②①③ C.②③① D.①③②
【答案】B
【解析】 钻木取火——人类第一次能源技术革命的标志，在人类利用能量的历史上非常重要。从利用自然火到利用人工火的转变，结束了远古人类的茹毛饮血，开启了以柴薪作为主要能源的时代。
蒸汽机的发明——人类第二次能源技术革命的标志，是人类利用能源的新里程碑。人类从此逐步以机械动力代替人力和畜力。人类的主要能源由柴薪转向煤（化石燃料），人类进入工业化社会。我们今天大规模使用的煤、石油和天然气，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，所以称为化石能源。
“电磁感应”的发现使电能成为现在人类使用的重要能源。
2.对生产力的追求，对能源的使用，是人类文明进程的不变主题。100万年前，火的使用结束了茹毛饮血的蛮荒历史。________是人类第一代主体能源。在漫长的农耕时代，人力、畜力以及部分水力、风力，为生产提供了主要动力。300多年前，________的发明，使生产力发生了划时代的革命。由此，以机器为动力的时代到来，也使________成为主要能源。100多年前，________的发明，开创了以_________为主体燃料的时代。19世纪30年代至20世纪初，物理学的大发展使得______以广泛应用，开启了第二次工业革命，人类社会在大工业生产方式中迎来了电气化时代。
【答案】柴薪 蒸汽机 煤炭 内燃机 燃油 电能
【解析】柴薪是人类第一代主体能源。在漫长的农耕时代，人力、畜力以及部分水力、风力，为生产提供了主要动力。300多年前，蒸汽机的发明，使生产力发生了划时代的革命。由此，以机器为动力的时代到来，也使煤炭成为主要能源。100多年前，内燃机的发明，开创了以燃油为主体燃料的时代。19世纪30年代至20世纪初，物理学的大发展使得电能以广泛应用，开启了第二次工业革命，人类社会在大工业生产方式中迎来了电气化时代。
3.各种能源的利用，尤其电能的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。也给人们的生活带来了极大的便利和舒适。从能量转化的角度来看,下列涉及电能利用的说法错误的是【 】
A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B.蓄电池充电时主要将化学能转化为电能
C.发电机工作时主要将机械能转化为电能
D.电热水壶工作时主要将电能转化为内能
【答案】B
【解析】A.电风扇是消耗电能的用电器，电风扇工作过程中主要将消耗的电能转化为机械能；
B.蓄电池充电时是消耗电能的用电器，充电过程中主要将消耗的电能转化为化学能；蓄电池放电时是电源，放电过程中将存储的化学能转化为电能释放出来；
C.发电机是提供电能的电源，发电过程中主要将机械能转化为电能；
D.电热水壶是消耗电能的用电器，工作过程中主要将消耗的电能转化为内能。
4.已探测的数据表明，目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，而且化石能源开发利用后不能再生，如果长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。在物理学的发展过程中，随着对机械能认识的不断深入,风能和水能逐渐得到了较为广泛的应用。而随着科学家对物质结构研究的不断深入，20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置一一___________，拉开了以________为代表的新能源利用的序幕。核发电是人类利用_______的主要方式，世界上自1954年第一座核电站建成以来，至今已有很多国家和地区在建核电厂并运行。我国自行设计建造的第一座核电站是秦山核电站，目前，我国在安全利用核能和建造核电站的方面位居世界前列。我国自主研制的第三代“华龙一号”核电机组，已出口到国外。
【答案】核反应堆 核能 核能
【解析】随着科学家对物质结构研究的不断深入，20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置一一核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。核发电是人类利用核能的主要方式，核电站将核能转化为电能加以利用。
1.（2025年湖北中考题）使用下列燃料符合低碳生活理念的是【 】
A. 石油 B. 煤炭
C. 木柴 D. 氢燃料
【答案】D
【解析】低碳生活的核心是减少二氧化碳（CO2）等温室气体的排放，以缓解全球变暖。因此需要选择燃烧后不产生或极少产生二氧化碳的燃料。
A、B．石油、煤炭是化石燃料，燃烧会释放大量二氧化碳，且产生其他污染物（如二氧化硫），不符合低碳理念；
C．木柴虽然可再生，但燃烧会释放二氧化碳，并可能导致森林砍伐、水土流失、荒漠化和碳排放加剧，不符合低碳理念；
D．氢燃料燃烧生成物是水，不产生二氧化碳。若氢气通过可再生能源制备，则全生命周期接近碳的“零排放”是当前清洁能源技术重点发展方向（如氢能源汽车）。
2.人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是【 】
A．现代生活离不开电，电力是一次能源
B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一
C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值
D．能量既不能创造，也不会消灭，所以不用节约能源
【答案】B
【解析】A.电力(电能）不能从自然界直接获取，需要消耗一次能源才能得到。电能是二次能源；
B.提高能量转化效率，即获取一定有用能量消耗的能源少，可以实现节能减排目标；
C.新能源的开发和利用技术难、成本高，但可以解决能源需求增加、常规能源不足问题；
D.能量转化、转移具有方向性。有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源。
3.（2024年河北中考题）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于_________能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作_______min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg.
【答案】可再生 太阳 10
【解析】风能短时间内可以再次从自然界中获取，属于可再生能源。
风的形成主要是由太阳辐射热引起的，当太阳光照射在地球表面时，地表温度会升高，导致地表的空气受热膨胀密度变小上浮，热空气上升后，低温的冷空气会横向流过来填补，上升的空气在逐渐冷却的过程中密度变大并下降，由于地表温度仍然较高，这又会加热空气并使之上升，这种空气的持续流动就形成了风，故风能实际上来源于太阳能。
200kg焦炭完全燃烧放出的热量为Q放=qm=3.0×107J/kg×200kg=6×109J
由.得，风电机组在此功率下稳定工作的时间为
4.2020年9月22日，习近平主席做出我国“力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的重大宣示,碳达峰、碳中和成为社会各界关注的热点话题。关于能量和能源,下列说法中正确的是【 】
A.我国已建成的核电站是利用核裂变来发电的
B.能量的转移是有方向性的,而能量的转化没有方向性
C.化石能源是不可再生能源,核能、水能、太阳能都是可再生能源
D.为了保护环境、控制和消除大气污染,应禁止使用化石能源
【答案】A
【解析】核反应堆中发生的是可控制的核裂变,核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能,再通过汽轮发电机转化为电能;
能量转化过程是有方向性的,是不可逆的;
核能是不可再生能源,太阳能、水能属于可再生能源;
化石能源在使用过程中会产生大量废气,为了保护环境、控制和消除大气污染,应减少使用化石能源,而不是禁止。
1.能源是工业的粮食、国民经济的命脉，关系到国计民生和国家安全。现代社会的运行对能源强烈依赖，以致能源保障的一点波折，都可能给生产、生活带来损害。安全是发展的前提。_________与___________，是能源安全的两大方面。
【答案】稳定保障 安全使用
【解析】能源安全的两大方面: （1）稳定保障：现代社会的运行对能源强烈依赖，以致能源保障的一点波折，都可能给生产、生活带来损害；（2）安全使用：战争会引起采矿受阻，自然灾害会导致区域供电中断，一旦能源保障被破坏，社会将失去安全感，甚至陷入混乱。
2.（多选题）能源安全是社会发展的前提。稳定保障与安全使用，是能源安全的两大方面。下列哪些是保障能源安全的举措【 】
A.开发新能源
B.节约常规能源
C.改进、创新能源技术，提高能源利用效率
D.大力发展火力发电
【答案】ABC
【解析】保障能源安全的举措有：（1）节约常规能源：通过提高能源利用率和减少浪费，可以有效缓解能源需求的压力。如家庭使用节能电器、出行步行、骑自行车或乘坐公共交通工具等；（2）开发利用新能源。如开发和利用核能、太阳能等新能源可以减少对化石能源的依赖，减少对环境的污染，提高能源供应的稳定性。（3）改进、创新能源技术。如提高发电效率、 开发储能技术等，是保障能源安全的重要手段。
化石燃料是不可再生能源。大力发展火力发电，会加快化石能源消耗，不能保障能源安全。
3.能源利用中的问题主要包括以下三个方面。
（1）传统能源煤、石油、天然气随着不断开采会逐渐枯竭，人们称其为“能源危机”；
（2）能源利用中硫化物、碳氧化物和粉尘的大量排放对环境及生态造成破坏；
（3）由于突发事件引起的能源的短缺或能量供应的中断，这称为能源利用的安全问题。
要解决能源问题:一方面必须形成全民节能意识，注重技术创新，提高________________，减少废气、废物排放的污染因素；另一方面依靠科学技术创新，__________________，加强能源利用中的防护措施，提高能源使用的安全性。
【答案】能源利用效率 开发利用新能源
【解析】要解决能源问题:一是创新能源技术，提高化石燃料等常规能源的利用效率，减少因废气、废物排放对环境的污染；另一方面依靠科学技术进步，开发利用核能、太阳能、地热能等新能源，加强能源利用中的防护措施，提高能源使用的安全性。
4.能源安全是社会经济发展的保障。全世界能源需求和能源消耗逐年上涨，开发和利用各种新能源是人类要解决的一个重要课题。下列举措中不是开发利用新能源的是【 】
A. 利用化石燃料燃烧将化学能最终转化为电能 B. 利用核电站将核转化为电能
C. 利用风力发电将风能转化为电能 D. 利用太阳能发电将太阳能转化为电能
【答案】A
【解析】开发利用新能源是能源安全的重要方面。
A．化石燃料是不可再生能源，化石能源是当今世界使用的主要常规能源，利用化石燃料燃烧发电是把化学能转化为电能，不属于开发利用新能源；
B．核能对于发展中国家属于新能源，核能发电将核能转化为电能属于开发利用新能源；
C．风能是可再生能源，风力发电将风能转化为电能，风能发电属于新能源的开发利用；
D．太阳能是可再生能源，太阳能发电将太阳能转化为电能，太阳能发电属于新能源的开发利用。
1.要实现“绿水青山”，节能减排势在必行。关于能源、能量及其转化，下列说法中正确的是【 】 A．能量在转化和转移的过程中，能量的总量越来越少
B．“零排放”的纯电动车能量转化效率可达100%
C．氢燃料发动机能够将化学能全部转化为机械能
D．节能问题的核心是提高能量利用中的转化效率
【答案】D
【解析】A．能量在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，是守恒的；
B．“零排放”的纯电动车运行过程中不可避免的要做额外功，将消耗的电能转化为有用机械能的效率小于100% ；
C．氢燃料发动机工作过程中，消耗的燃料受条件限制不可能完全燃烧，氢燃料燃烧释放的能量一部分使发动机发热，一部分散失到大气中，还有一部分用于克服机件之间的摩擦做功，氢燃料的化学能只有一部分转化为有用机械能；
D．节能问题的核心是在利用能源过程中提高能量利用中的转化效率。
2.下列关于环境保护和能源利用的说法正确的是【 】
A．保护生态环境，“绿水青山就是金山银山”
B．加大燃油机动车的推广力度
C．提倡减排，可不必提倡节能
D．电能是一次能源，它便于输送和转化
【答案】A
【解析】A.保护生态环境，“绿水青山就是金山银山”；
B.燃油机动车使用的汽油、柴油往往含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质，燃烧时的高温还会促使氮氧化物的生成，燃油的不完全燃烧能产生悬浮颗粒和一氧化碳，产生的酸性气体最终会形成酸雨，可致水、土壤酸化，对植物、建筑物造成危害。机动车尾气排放污染大气。减少机动车尾气排放及环境保护的正确做法是尽量减少燃油机动车的使用。
C.提倡减排，也必须提倡节能；
D.电能无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到，电能是二次能源。
3.（2024年江苏苏州中考题）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【 】
A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．光伏发电
【答案】A
【解析】A．火力发电主要利用煤、石油、天然气等化石燃料燃烧时释放的内能来发电，会排放大量的二氧化碳气体；
B．水力发电是利用水能（水的机械能）来发电，不会排放二氧化碳气体；
C．风力发电是利用风能发电，利用的是风的机械能，不会排放二氧化碳；
D．光伏发电是利用太阳能发电，是将光能直接转化为电能的，不会排放二氧化碳。
4.随着“双碳”政策实施，绿色能源快速发展，新能源汽车迅速进入人们的生活，下列说法正确的是【 】
A．新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作时的能量转化与热机相同
B．新能源汽车的能量转换效率可达到100%
C．纯电动汽车行驶时，把电能转化为机械能
D．新能源汽车对环境不会造成破坏
【答案】C
【解析】A．新能源汽车的动力部件是电动机，其工作时将电能转化为机械能，与热机工作时将燃料存储的化学能最终转化为机械能，电动机和热机工作时的能量转化不同；
B．新能源汽车行驶时消耗的电能转化为机械能和内能，将电能转化为有用机械能的转换效率不可能达到100%；
C．纯电动汽车行驶时，把消耗的电能主要转化为机械能；
D．新能源汽车尽管没有尾气排放，但仍然对环境造成一些污染，如噪声、热污染等。
1.【科学思维】（2025年四川成都中考题） 能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。下列说法不正确的是【 】
A. 人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来
B. 核电站的能量转化是将核能直接转化为电能
C. 核裂变发电能量转化效率不能达到100%
D. 太阳能、水能、风能都是可再生能源
【答案】B
【解析】A．太阳能通过光合作用、水循环、大气运动等转化为其它形式的能量，人类利用的化石能源、水能、风能等大多来源于太阳能；
B．核电站中，核反应堆通过核裂变释放核能，将核能转化为水和水蒸气的内能，蒸汽推动汽轮机将内能转化为机械能，最后发电机将机械能转化为电能，并非直接转化；
C．任何能量转化和转移过程都存在能量损耗（如热散失），转化效率不可能达到100%；
D．太阳能、水能、风能都可以从大自然中源源不断的获取，所以都属于可再生能源。
2.【科学思维】（2025年广西中考题） 为了解家用电器耗能情况，某小组进行了如下研究。图甲是2，图乙是其工作原理简图，R为热敏电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中的TC）。
（1）蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气味，这是气体分子在空气中的_______现象。
（2）若蚊香器正常工作的电功率为5W，则电路电阻值的大小为多少？工作10h消耗电能为多少？
（3）家用电器待机时也消耗电能，某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节能？请写出一条有效措施_________。
（4）请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升高，并能自动保持一定温度的原因_________。
【答案】（1）扩散 （2）9680Ω 0.05kW·h （3）不使用电器时拔掉电源插头 （4）蚊香器通电后，电流通过热敏电阻做功将电能转化为内能，使热敏电阻内能增加温度升高。由图丙可知，热敏电阻的阻值随温度升高而增大，根据可知，在电源电压U不变时，电阻R增大，电功率P减小，一定时间内电流产生的热量减少。当产生的热量与向周围环境散失的热量相等时，温度就自动保持在一定温度不变。
【解析】（1）能闻到蚊香片气味，是因为气体分子在不停地做无规则运动，这是气体在空气中的扩散现象。
（2）由可知，电路电阻值的大小为；由可知，工作10h消耗电能为W=Pt=5×10-3kW×10h=0.05kW·h.
（2）日常生活中为了有效节能，做到用电器不使用时拔掉电源插头或断开电源开关，不让用电器处于待机状态等。
（4）蚊香器通电后，电流通过热敏电阻做功，电能转化为内能，使热敏电阻温度升高。由图丙可知，热敏电阻的阻值随温度升高而增大，根据可知，在电源电压U不变时，电阻R增大，电功率P减小，一定时间内电流产生的热量减少。当产生的热量与向周围环境散失的热量相等时，温度就自动保持在一定温度不变。
3.【科学探究】（2025年江苏镇江中考题）微波炉上贴有的中国能效标识表示产品的能源效率等级。小明想用所学的物理知识测量微波炉的效率。操作如下。
（1）取100g水倒入烧杯中，测量的初始温度如图1所示，示数为_______℃.
（2）将烧杯放入微波炉中，选择合适的功率加热1min后，测出水温为56℃，则此过程中水吸收的热量Q为_________ J［c水=4.2×103J/(kg·℃）］。
（3）用电流表（量程为0～10A）测量加热时通过微波炉的电流，如图2所示，示数为_____A，微波炉两端的电压为220V，则加热过程中消耗的电能E为_________J。效率，则本次实验中微波炉的效率为_________。
（4）小明用不同材质的容器盛水，将微波炉设定相同的功率加热，完成多次实验，实验数据记录如下。
表1
序号 水的质量/g 初始温度/℃ 末温/℃ 加热时间/s 效率 容器材质
1 160 26.7 53.0 35 34.1% 陶瓷
2 160 26.6 60.8 45 34.5% 陶瓷
3 160 26.7 68.3 55 34.3% 陶瓷
4 160 26.0 45.0 25 34.4% 塑料
5 160 26.4 52.8 35 34.2% 塑料
通过本组实验数据发现，微波炉的效率与容器的材质_________。
（5）小明继续进行实验，在保持微波炉功率不变的情况下，增加加热时间，进一步测量效率，实验数据记录如下。
表2
序号 水的质量/g 初始温度/℃ 末温/℃ 加热时间/s 效率 容器质量
1 160 26.6 99.7 115 28.8% 陶瓷
2 160 26.6 100 135 24.7% 陶瓷
3 160 26.6 100 180 18.5% 陶瓷
他观察实验数据发现：随着加热时间的增加，测得的效率逐渐降低。若微波炉完好，则效率降低的原因是_________。
【答案】（1）23 （2）1.386×104 （3）6 7.92×104 17.5% （4）无关 （5）随着加热时间增加，微波炉内温度升高，与外界环境的温差增大。温差越大，热传递的速度越快，散失到周围环境中的热量就越多。被加热物体吸收的有用热量占总热量的比例降低，从而导致测得的效率逐渐降低。
【解析】（1）图示温度计的分度值为1℃，示数为23℃；
（2）此过程中水吸收的热量
Q=c水m（t1-t0）=4.2×103J/(kg·℃）×0.1kg×（56℃-23℃）=1.386×104J
（3）图示电流表的量程为0～10A，分度值为0.2A，示数为6A.
加热过程中微波炉消耗的电能为E=W=UIt=220V×6A×60s=7.92×104 J
本次实验中微波炉的效率为
（4）通过分析表1中的实验数据发现，1、2、3次实验容器材质都为陶瓷，多次测量取平均值可以减小误差，容器材质为陶瓷时微波炉的加热效率为
4、5次实验容器材质是塑料，容器材质为塑料时微波炉的加热效率
通过分析实验数据发现：容器的材质不同，微波炉的加热效率相同，由此可得出结论：微波炉的加热效率与容器的材质无关。
（5）随着加热时间增加，微波炉内温度升高，与外界环境的温差增大。根据热传递遵循的规律，温差越大，热传递的速度越快，散失到周围环境中的热量就越多。而微波炉效率的计算通常是有用的热量（被加热物体吸收的热量）与消耗电能转化的总热量的比值。散失的热量增多，意味着被加热物体吸收的有用热量占总热量的比例降低，从而导致测得的效率逐渐降低。
4.（2025年陕西中考题）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （W电为火电站发出的电能，Q总为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。
（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3）
（2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？
（3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg）
【答案】（1）6.4×1011 （2）40% （3）0.03kg
【解析】（1）由得，风电站以总装机功率工作，1天发电W总=Pt=105kW×10h=106kW·h，富余的电能为W=W总-W1=106kW·h-8.2×105kW·h=1.8×105kW·h，产生的氢气为，
氢气完全燃烧释放的热量为Q=qV=1.28×107J/m3×50000m3=6.4×1011J
（2）煤电转化效率是
（3）采用富氧燃烧技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则技术革新之前的效率为36%，由得，发电1kW·h，需要燃料燃烧放出的热量为，
由得，需要完全燃烧煤的质量为，
可以节约煤的质量m节约=m1-m2=0.34kg-0.31kg=0.03kg./ 让教学更有效 精品试卷 | 初中物理
第11章 《能源与可持续发展》素养提升训练
1.现代人类的生活离不开能量,能量有多种形式，如:①电能；②太阳能；③化学能；④机械能。下列是生活中用到的一些器具,其中分别用到了哪种形式的能量（填入序号）。
A.太阳能热水器_______；B.天然气灶_________；C.电冰箱________；D.绷紧的橡皮筋_______。
2.填写下列运动形式所对应的能量形式。
（1）狂风摇撼大树具有的能量是__________；
（2）物体内部所有分子具有的能量是__________；
（3）蓄电池充电后内部存储的能量是__________；
（4）电动汽车行驶过程中消耗的能量__________。
3.下列我们生产、生活中利用的能量、能源中，不是来自太阳能的是【 】
A.水能 B.风能 C.化石燃料 D.地热能
4.物体接收太阳辐射发生的能量转化中，属于太阳能转化为化学能的是【 】
A.使大地变热
B.使空气变热，形成风
C.使水汽化，水蒸气上升到空中液化形成云，以雨雪形式回到地面，最后流入大海
D.被植物、微生物吸收，古代生物以煤、石油形式储存起来
1.（2025年甘肃临夏州中考题）2025年5月17日，朱雀二号改进型遥二运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。关于卫星发射和运行过程，下列说法正确的是【 】
A. 火箭加速升空过，卫星的动能转化为重力势能
B. 箭星分离前，以火箭为参照物，卫星是运动的
C. 卫星上太阳能电池板的作用是将电能转化为机械能
D. 卫星依靠电磁波来实现星地实时数据传输
2.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是【 】
A. 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B. 图乙中，太阳能热水器通过做功的方式将太阳能转化为水的内能
C. 图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D. 图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
3.瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中能量转化的顺序为【 】
A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能
C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能
【答案】B
4.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。图是该路灯照明系统的能量转化,对图中方框内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”
1.关于能量守恒定律，下列说法正确的是【 】
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
2.（2025年吉林长春中考题）（多选题）2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。如图，火箭起飞时，发动机内的燃料剧烈燃烧，以下说法正确的是【 】
A. 燃料燃烧过程中，其热值变大 B. 燃料燃烧将化学能转化为内能
C. 燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变 D. 发动机的效率能达到
3.(2025年山东诸城九年级期中考试题)中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”,如图所示。它的神奇之处在于鸟能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚(乙醚极易汽化),乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球,如图甲;饮水鸟的重心上移,“低头喝水”,如图乙,此时上下球连通,气压相同,乙醚流回下球,如此反复。则【 】
A.“饮水鸟”的能量转化过程不遵循能量守恒定律
B.即使没有能量补充,“饮水鸟”也不会停止运动
C.下球中乙醚汽化的过程,是通过热传递的方式改变了内能大小
D.“饮水鸟”将乙醚的机械能转化为内能,使乙醚内能增加,发生汽化现象
4.(2024年山东济南中考题)自然界中,能量不但可以从一个物体转移到其他物体,而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时,电动机将_____转化为机械能和内能,此过程中能的总量________(选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小”)。
1.（2025年宁夏中考题）如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将_____能转化为_____能；你认为钢珠在往复运动过程中，______（选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量。
2.（2025年黑龙江大庆中考题）“游梁式”抽油机的结构如图所示，电动机通过曲柄带动游梁摆动，驴头连接抽油杆上下运动。关于石油的开采和运输，下列说法不正确的是【 】
A. 游梁属于简单机械中的杠杆
B. 皮带摩擦生热是通过做功改变内能
C. 油罐车尾部拖一长铁链是为了防止静电带来的危害
D. 抽油机常年工作，抽油机是一种“永动机”
3.（2025年湖南长沙长郡中学九年级月考题）现代新能源汽车为了节能，都安装了能量回收装置，汽车在刹车时由于惯性不能马上停下来，可带动发电机将汽车的______能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了__________定律。
4.如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。这种永动机_______（选填“能”或“不能”）一直工作下去。原因是_____________________________________。
1.下列关于能量转化的效率的说法正确的是【 】
A.输入的总能量越大，能量转化效率越高
B.输出的有效能量越多，能量转化效率越高
C.在输出的有效能量一定时，无效能量消耗越少，能量转化效率越高
D.在输出的有效能量一定时，无效能量消耗越少，能量转化效率越低
2.（2025年江苏无锡中考题）抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的______能，在需要的时候再通过发电机组转化为______能，输送回电网；
（2）水轮发电机组的发电效率为多少？
3.（2025年北京中考题）（多选题）如图所示，一只太阳能草坪节能灯，由太阳能电池板、蓄电池、“6V 1W”的节能灯等组成，太阳能电池板发电并将电能储存在蓄电池中，供节能灯晚间照明；该太阳能电池板接收太阳辐射的面积为0.025m2，其光电转化效率（即发电效率）为20%.若在太阳能电池板接收太阳辐射的有效时间内，1m2太阳能电池板接收太阳辐射的功率为640W.下列说法正确的是【 】
A. 太阳能是可再生能源
B. 太阳能电池板给蓄电池充电过程中将化学能转化成电能
C. 该灯的太阳能电池板发电功率为16W
D. 节能灯正常发光10h消耗的电能为0.01kW·h
4.（2025年山东中考题）“五一”假期，小明随家人驾驶电动汽车前往营地露营。该车可对外供电。输出电压220V，最大输出功率3300W.家人将标有“220V 1000W”的电热水壶接入电动汽车供电电路，把1kg水从20℃加热至100℃用时6min.该车平均速度和每100km平均能耗的对应关系如下表。已知（c水=4.2×103J/(kg·℃)），求：
平均速度（km/h） 30 60 90 120
每100km平均能耗/（kW·h） 100 120 132 150
（1）电动汽车对外供电时的最大输出电流；
（2）加热过程电热水壶消耗电能；
（3）加热过程电热水壶的效率；
（4）烧水消耗的电能可供电动汽车以30km/h的速度匀速行驶的路程。
1.（2025年江苏苏州中考题）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
2.(2024年山东济宁中考题)小小球在摆动过程中（如图所示），由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为______，这部分能量不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，能量的转化与转移具有_______性。
3.汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能，这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 性的，但在能量的转化和转移过程中，能的总量 （选填“不断减少”、“保持不变”或“不断增加”）。
4.随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧释放出的________转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有__________ ，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
1.（2025年新疆中考题）以下各种形式的能源中，属于二次能源的是【 】
A. 风能 B. 水能 C. 电能 D. 核能
2.（2025年广东中考题）可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。下列属于可再生能源的是【 】
A. 煤 B. 石油
C. 天然气 D. 风能
3.（2025年山东中考题）下列属于不可再生能源的是【 】
A. 风能 B. 地热能 C. 石油 D. 太阳能
4. （2025年广东广州中考题）如图所示的“风光互补”路灯，其太阳能电池板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用；
（1）工作时，风力发电机将______能转化成电能，太阳能电池板将______能转化成电能，风能和太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）的______（选填“一次”或“二次”）能源；
（2）蓄电池储存的电能为4.8kW·h，若全部用于路灯供电，可供额定功率为80W的路灯正常发光______h.
1.把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J/kg的标准煤来计算，如图所示的曲线表示1750年以来世界能源的消耗情况。由图可知，世界能源的消耗呈_________（选填“增长”或“减少”）趋势。请你提出一条日常生活中节约能源的方法措施：____________。
2.(2025年四川宜宾中考题)全世界能源的消耗逐年上涨，探索各种可再生能源的利用是人类要解决的一个重要课题。下列举措中不符合这个课题的是【 】
A. 利用煤的化学能转化为电能 B. 利用水的机械能转化为电能
C. 利用风能转化为电能 D. 利用太阳能转化为电能
3.我国目前的能源结构仍存在不足，以下措施有利于优化我国能源结构的是【 】
A.继续发挥产煤大国的优势
B.减小石油和天然气的使用比例
C.严格控制核能、水能的开发利用
D.加大可再生能源的开发利用
4.如图所示,对比我国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.水电发电量将增加
C.我国将以核能发电为主 D.风电发电量占总发电量的比例将减小
1.（2025年广东中考题）如图所示原子结构示意图中，原子核带_______电，其质量_______（选填“大于”或“小于”）电子的质量。原子整体________（选填“显”或“不显”）电性。
2.（2024年陕西中考题）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______（选填“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______（选填“裂”或“聚”）变。
3.关于原子、原子核和核能，下列说法正确的是【 】
A.原子由质子和电子组成
B.原子核只有相互结合时才能释放核能
C.原子核只有分裂时才能释放核能
D.核能是一次能源
4.有“人造太阳”之称的国家重大科技基础设施——位于安徽合肥的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），首次实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行。这是人类首次在实验装置上，模拟出未来聚变堆运行所需的环境，标志我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越。下面关于核能的说法，正确的是【 】
A.使原子核分裂或结合需要惊人的能量，这些能量叫核能
B.核能是原子核的动能和势能的总和
C.核能是质子和中子的动能和势能的总和
D.一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能
1.如图所示的是__________的示意图,这是在__________中发生的,它可以将______能直接转化成内能,通过发电机再转化为______能。
2.（2025年江苏连云港中考题）下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是【 】
A. 核反应堆中，发生的是核裂变 B. 核反应堆中，将核能转化为电能
C. 汽轮机工作时，将内能转化为电能 D. 发电机工作时，将内能转化为电能
4.（2025年江苏镇江中考题）核电站利用核反应堆提供的能量发电，以下说法正确的是【 】
A. 核能属于可再生能源
B. 核能转化为电能的效率可达100%
C. 核电站中冷却水温度升高，水分子的无规则运动加剧
D. 核反应堆产生的中子带正电
4.(2023年青海中考题)如图所示，为纪念我国第一颗原子弹和氢弹的诞生，彰显不畏强暴、艰苦创业、勇攀高峰的“两弹一星”精神，2005年原子城被确定为全国爱国主义教育示范基地。关于原子弹和氢弹的说法中错误的是【 】
A．氢弹利用了核聚变 B．原子弹利用了核裂变
C．核废料没有污染 D．原子核是由质子和中子组成
1.获取核能有两条途径——重核的裂变和轻核的聚变，如图所示，图甲表示的是________；图乙表示的是________（以上两空均选填“核裂变”或“核聚变”）。其中图____（选填“甲”或“乙”）展示的是制造氢弹的原理。太阳是人类能源的宝库。在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________，释放出巨大的核能。
2.关于核聚变，下列说法正确的是【 】
A．原子核必须在超高温下才能发生聚变
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D．目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电
3.（2025年黑龙江绥化中考题）在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生核______（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。核能是______（选填“一次”或“二次”）能源。
4.(2025年四川泸州中考题) 中国科技发展日新月异，对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是【 】
A. 白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能
B. “天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系
C. 中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源
D. 中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒的技术——该反应为核裂变
1.下面是历史上或现在使用的各种能源:①煤炭、石油;②柴薪;③电能。
按照出现的时间先后排序,正确的是【 】
A.①②③ B.②①③ C.②③① D.①③②
2.对生产力的追求，对能源的使用，是人类文明进程的不变主题。100万年前，火的使用结束了茹毛饮血的蛮荒历史。________是人类第一代主体能源。在漫长的农耕时代，人力、畜力以及部分水力、风力，为生产提供了主要动力。300多年前，________的发明，使生产力发生了划时代的革命。由此，以机器为动力的时代到来，也使________成为主要能源。100多年前，________的发明，开创了以_________为主体燃料的时代。19世纪30年代至20世纪初，物理学的大发展使得______以广泛应用，开启了第二次工业革命，人类社会在大工业生产方式中迎来了电气化时代。
3.各种能源的利用，尤其电能的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。也给人们的生活带来了极大的便利和舒适。从能量转化的角度来看,下列涉及电能利用的说法错误的是【 】
A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B.蓄电池充电时主要将化学能转化为电能
C.发电机工作时主要将机械能转化为电能
D.电热水壶工作时主要将电能转化为内能
4.已探测的数据表明，目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，而且化石能源开发利用后不能再生，如果长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。在物理学的发展过程中，随着对机械能认识的不断深入,风能和水能逐渐得到了较为广泛的应用。而随着科学家对物质结构研究的不断深入，20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置一一___________，拉开了以________为代表的新能源利用的序幕。核发电是人类利用_______的主要方式，世界上自1954年第一座核电站建成以来，至今已有很多国家和地区在建核电厂并运行。我国自行设计建造的第一座核电站是秦山核电站，目前，我国在安全利用核能和建造核电站的方面位居世界前列。我国自主研制的第三代“华龙一号”核电机组，已出口到国外。
1.（2025年湖北中考题）使用下列燃料符合低碳生活理念的是【 】
A. 石油 B. 煤炭
C. 木柴 D. 氢燃料
2.人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是【 】
A．现代生活离不开电，电力是一次能源
B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一
C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值
D．能量既不能创造，也不会消灭，所以不用节约能源
3.（2024年河北中考题）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于_________能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作_______min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg.
4.2020年9月22日，习近平主席做出我国“力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的重大宣示,碳达峰、碳中和成为社会各界关注的热点话题。关于能量和能源,下列说法中正确的是【 】
A.我国已建成的核电站是利用核裂变来发电的
B.能量的转移是有方向性的,而能量的转化没有方向性
C.化石能源是不可再生能源,核能、水能、太阳能都是可再生能源
D.为了保护环境、控制和消除大气污染,应禁止使用化石能源
1.能源是工业的粮食、国民经济的命脉，关系到国计民生和国家安全。现代社会的运行对能源强烈依赖，以致能源保障的一点波折，都可能给生产、生活带来损害。安全是发展的前提。_________与___________，是能源安全的两大方面。
2.（多选题）能源安全是社会发展的前提。稳定保障与安全使用，是能源安全的两大方面。下列哪些是保障能源安全的举措【 】
A.开发新能源
B.节约常规能源
C.改进、创新能源技术，提高能源利用效率
D.大力发展火力发电
3.能源利用中的问题主要包括以下三个方面。
（1）传统能源煤、石油、天然气随着不断开采会逐渐枯竭，人们称其为“能源危机”；
（2）能源利用中硫化物、碳氧化物和粉尘的大量排放对环境及生态造成破坏；
（3）由于突发事件引起的能源的短缺或能量供应的中断，这称为能源利用的安全问题。
要解决能源问题:一方面必须形成全民节能意识，注重技术创新，提高________________，减少废气、废物排放的污染因素；另一方面依靠科学技术创新，__________________，加强能源利用中的防护措施，提高能源使用的安全性。
4.能源安全是社会经济发展的保障。全世界能源需求和能源消耗逐年上涨，开发和利用各种新能源是人类要解决的一个重要课题。下列举措中不是开发利用新能源的是【 】
A. 利用化石燃料燃烧将化学能最终转化为电能 B. 利用核电站将核转化为电能
C. 利用风力发电将风能转化为电能 D. 利用太阳能发电将太阳能转化为电能
1.要实现“绿水青山”，节能减排势在必行。关于能源、能量及其转化，下列说法中正确的是【 】 A．能量在转化和转移的过程中，能量的总量越来越少
B．“零排放”的纯电动车能量转化效率可达100%
C．氢燃料发动机能够将化学能全部转化为机械能
D．节能问题的核心是提高能量利用中的转化效率
2.下列关于环境保护和能源利用的说法正确的是【 】
A．保护生态环境，“绿水青山就是金山银山”
B．加大燃油机动车的推广力度
C．提倡减排，可不必提倡节能
D．电能是一次能源，它便于输送和转化
3.（2024年江苏苏州中考题）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【 】
A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．光伏发电
4.随着“双碳”政策实施，绿色能源快速发展，新能源汽车迅速进入人们的生活，下列说法正确的是【 】
A．新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作时的能量转化与热机相同
B．新能源汽车的能量转换效率可达到100%
C．纯电动汽车行驶时，把电能转化为机械能
D．新能源汽车对环境不会造成破坏
1.【科学思维】（2025年四川成都中考题） 能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。下列说法不正确的是【 】
A. 人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来
B. 核电站的能量转化是将核能直接转化为电能
C. 核裂变发电能量转化效率不能达到100%
D. 太阳能、水能、风能都是可再生能源
2.【科学思维】（2025年广西中考题） 为了解家用电器耗能情况，某小组进行了如下研究。图甲是2，图乙是其工作原理简图，R为热敏电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中的TC）。
（1）蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气味，这是气体分子在空气中的_______现象。
（2）若蚊香器正常工作的电功率为5W，则电路电阻值的大小为多少？工作10h消耗电能为多少？
（3）家用电器待机时也消耗电能，某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节能？请写出一条有效措施_________。
（4）请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升高，并能自动保持一定温度的原因_________。
3.【科学探究】（2025年江苏镇江中考题）微波炉上贴有的中国能效标识表示产品的能源效率等级。小明想用所学的物理知识测量微波炉的效率。操作如下。
（1）取100g水倒入烧杯中，测量的初始温度如图1所示，示数为_______℃.
（2）将烧杯放入微波炉中，选择合适的功率加热1min后，测出水温为56℃，则此过程中水吸收的热量Q为_________ J［c水=4.2×103J/(kg·℃）］。
（3）用电流表（量程为0～10A）测量加热时通过微波炉的电流，如图2所示，示数为_____A，微波炉两端的电压为220V，则加热过程中消耗的电能E为_________J。效率，则本次实验中微波炉的效率为_________。
（4）小明用不同材质的容器盛水，将微波炉设定相同的功率加热，完成多次实验，实验数据记录如下。
表1
序号 水的质量/g 初始温度/℃ 末温/℃ 加热时间/s 效率 容器材质
1 160 26.7 53.0 35 34.1% 陶瓷
2 160 26.6 60.8 45 34.5% 陶瓷
3 160 26.7 68.3 55 34.3% 陶瓷
4 160 26.0 45.0 25 34.4% 塑料
5 160 26.4 52.8 35 34.2% 塑料
通过本组实验数据发现，微波炉的效率与容器的材质_________。
（5）小明继续进行实验，在保持微波炉功率不变的情况下，增加加热时间，进一步测量效率，实验数据记录如下。
表2
序号 水的质量/g 初始温度/℃ 末温/℃ 加热时间/s 效率 容器质量
1 160 26.6 99.7 115 28.8% 陶瓷
2 160 26.6 100 135 24.7% 陶瓷
3 160 26.6 100 180 18.5% 陶瓷
他观察实验数据发现：随着加热时间的增加，测得的效率逐渐降低。若微波炉完好，则效率降低的原因是_________。
4.（2025年陕西中考题）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （W电为火电站发出的电能，Q总为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。
（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3）
（2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？
（3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg）
