(共10张PPT)
第十八章 能源与可持续发展
第十八章小测
一、 选择题（每小题6分，共36分）
1. （海东二模）人类可以利用以下能源给汽车提供动力，其中对环境污染最小的是（ B ）
A. 乙醇汽油 B. 太阳能 C. 天然气 D. 柴油
2. 2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射取得成功，标志着我国航天技术处于世界领先地位，下列关于火箭发射的说法，错误的是（ C ）
A. 火箭内燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B. 火箭升空时，内能转化为机械能
C. 空间站的太阳能电池板将电能转化为太阳能
D. 火箭与空气摩擦，机械能转化为内能
B
C
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3. （徐州二模）地球上的绝大部分能量都直接或者间接来自太阳能，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 ）
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
4. 近几年我国新能源汽车的普及率越来越高。关于能源与能量，下列说法正确的是（ B ）
A. 新能源汽车的能量转换效率可达到100％
B. 面对能源危机，我们应合理开发新能源
C. 能量的转化和转移是没有方向性的
D. 新能源汽车对环境不会造成破坏
A
B
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5. （成都龙泉驿期中）人类对能量的利用都是通过能量的转化或转移实现的，对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（ A ）
A. 现代化生活是以电能为中心的能量转化和利用的过程
B. 能量总是守恒的，通过精心设计，永动机是可以实现的
C. 燃油汽车废气带走约33％的能量，新能源汽车效率可达到100％
D. 生产生活中利用煤、石油、水的能量，追根溯源都来自地球
A
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6. ★新情境·现代科技 如图所示，2025年1月20日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新世界纪录，首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，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，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。关于核能和核能的利用，下列说法正确的是（ C ）
A. 核能是可再生能源
B. 我国的核能利用来源主要是核聚变
C. 核能利用的主要装置是核反应堆，核反应堆发生的链式反应是可控的
D. 核能利用是将核能直接转化成电能
第6题
C
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二、 填空题（每空4分，共40分）
7. 重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图所示，空白处的能量形式是 机械能 。储能过程中，输入的电能 大于 （大于/等于/小于）输出的电能。
8. （济南平阴二模）生活中人们常用木柴、煤炭、石油、天然气等做燃料，其中属于可再生能源的是 木柴 ；人们采用各种方式提高炉具或热机的效率是为了有效地节约 能源 。
机械能
大于
木柴
能源
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9. （吉安期末）为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆号称“百里风区”的达坂城风力发电站可以将风能转化为 电 能从而减少CO2的排放，在转化过程中，能的总量 不变 （变大/不变/变小）。
10. （海口二模）2025年1月，我国“人造太阳”（EAST），实现1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。请运用有关知识，完成下题。
（1） 太阳能是 可再生 （可再生/不可再生）能源。“人造太阳”模拟了太阳的核 聚变 （聚变/裂变）反应，释放巨大能量。
（2） 人造太阳在1亿摄氏度“高质量燃烧”过程中，将核能转化为 内 能，同时该过程需要用水作为冷却剂，这是因为水的 比热容 大。
电
不变
可再生
聚变
内
比热容
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三、 解答题（24分）
11. ★（无锡中考）我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖，其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀-235，发生核反应后产生大量的热量，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2％。（标准煤的热值取3.0×107J/kg）
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（1） 核燃料反应堆中的铀-235是 不可再生 （可再生/不可再生）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生 汽化 （填物态变化名称）吸收热量。
（2） 在下列空格中补充完整核能发电的能量转化过程。
核能→内能→ 机械能 →电能。
不可再生
汽化
机械能
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（3） 若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧 1.8×108 kg标准煤产生的热量。
（4） 单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 5×109 J。
1.8×108
5×109
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第十八章 能源与可持续发展
跨学科实践
1. 从能量和宜居的视角分析节能房屋，下列要求中不合理的是（ D ）
A. 能量利用方面，可再生能源的比例高
B. 房顶和墙面，选择隔热性能好的材料
C. 使用空间相同时，房顶和墙体总面积小
D. 窗户比墙面散热多，少或不安装窗户
D
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2. ★（西安临潼二模）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。R1为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0阻值为100Ω，线圈电阻忽略不计。下列说法正确的是（ D ）
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A. 控制电路通电，电磁铁的上端为N极
B. 受控电路工作时，通过R0的电流为0.12A
C. 热敏电阻R1的变化范围是10～25Ω
D. 受控电路30min内消耗的电能为1.44×106J
答案：D
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3. 小明注意观察了一些家用电器的能耗参数：
（1） 空调制冷“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小明家需要一台制冷量为4800W的空调，若选“能效比”为3.2的空调，则该空调制冷消耗的电功率为 1500 W。
1500
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（2） 家用电冰箱是间歇性工作的。某种电冰箱铭牌的参数如表所示，电冰箱在标定耗电量下正常工作时，若电冰箱每次从启动到停止工作的时间都为10min，每消耗1kW·h电能，电能表指示灯闪烁1500次，则该电冰箱每天启动 36 次，每工作一次电能表指示灯闪烁 30 次。
容积V/L 额定电压U/V 功率P/W 24h耗电量/（kW·h）
185 220 120 0.72
36
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4. 某学习小组开展了“设计隔热节能房屋”跨学科实践活动。
（1） 学习小组为了比较材料的隔热性能，找到厚度相等的三种材料，制成大小、形状和结构均相同的房屋模型。用白炽灯光模拟太阳光，房屋位置如图甲所示，将温度传感器分别放在房屋模型 内 （内/外）部的相同位置。闭合白炽灯开关，每隔1min，同时测量三个房屋模型的温度。
内
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（2） 图甲中三个小屋的摆放位置不合理，原因是 三个房屋与白炽灯的距离不同，光照强度不同 。
（3） 优化实验方案后进行实验，温度传感器的示数变化情况如图乙所示。根据图像分析，学习小组应选择 泡沫板 做房屋的隔热材料。
三个房屋与白炽灯的距离
不同，光照强度不同
泡沫板
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5. 如图所示，某校项目性学习小组的同学们发现屋顶上安装了很多太阳能电池板，他们想探究“太阳能电池板的光电转换效率与哪些因素有关”，于是找来两块完全相同的太阳能电池板连接小灯泡进行探究。把两块电池板放在相同的室外环境中，其中A电池板倾斜放置并保持不变，B电池板每隔2h调整一次角度，使其正对太阳光，同时观察并记录小灯泡的亮度如表所示。
时 间 10点 12点 14点 16点 18点
A电池板 一般 很亮 很亮 一般 很暗
B电池板 很亮 很亮 很亮 很亮 一般
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（1） 实验中通过 小灯泡的亮度 来比较太阳能电池板的光电转化效率。
（2） 分析表格中的数据，发现太阳能电池板的光电转换效率与 光照强度 和 电池板与太阳光的角度 有关。
（3） 学习小组计划在房屋屋顶安装太阳能电池板给房屋供电，安装在屋顶的太阳能电池板朝南放置，这样有利于获取 太阳能 。
（4） 深圳某天1m2的太阳能电池板发电量为0.8kW·h，若当天家庭用电量为16kW·h，为了满足用电需求，太阳能电池板的面积至少为 20 m2。
小灯泡的亮度
光照强度
电池板与太阳光的角度
太阳能
20
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6. ★★人们希望设计出依靠自然资源保持室内冬暖夏凉的建筑。如图是某同学设计的节能小屋简图，小屋的南面有一扇窗户，图中标注了夏至日、春（秋）分日、冬至日正午太阳所在的位置（用“ ”表示太阳）。已知在春分日→夏至日→秋分日的半年内，每天正午太阳位于图中区域Ⅰ以内；在秋分日→冬至日→春分日的半年内，每天正午太阳位于图中区域Ⅱ以内。该同学希望太阳在区域Ⅰ以内时阳光不能射入窗户，在区域Ⅱ以内时能射入窗户。请回答下列问题：
第6题
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（1） 这一设计是通过调节哪种能量的多少，来保持小屋内冬暖夏凉的？
解：（1） 这一设计是通过调节太阳辐射能量的多少，来保持小屋内冬暖夏凉的
第6题
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（2） 请根据设计目的，判断屋檐末端应沿虚线延伸到A点还是B点？请写出你作出此判断所依据的光学原理。
解：（2） 屋檐末端应沿虚线延伸到B点，在Ⅰ区域内，太阳不能射入窗户，在Ⅱ区域内，能射入窗户，故应该延伸到B点
第6题
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第十八章 能源与可持续发展
四、 能源与可持续发展
一、 选择题（每小题6分，共36分）
1. （包头中考）节能减排、保护环境是每个人共同的责任。下列做法符合节能环保理念的是（ C ）
A. 把废旧电池随意丢弃 B. 将电视机处于待机状态
C. 关停高能耗高污染的工厂 D. 将有害废水排放到江河中
2. （三明模拟）下列关于能源及其利用的说法，错误的是（ C ）
A. 新能源的开发可以有效缓解能源危机
B. 风能、太阳能、水能属于清洁能源
C. 核电站是利用核聚变释放的能量发电的
D. 氢燃料发动机将燃料燃烧所释放的内能转化为机械能
C
C
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3. （成都模拟）科技发展和社会进步离不开人们对能量、能源的深刻认识。小佳在假期游玩途中，对所观察到的现象的理解正确的是（ D ）
A. 电能是当今社会的核心能源，来源广阔，是可再生能源
B. 能量在转移和转化过程中总量保持不变，所以无需节约能源
C. 新能源汽车在发展过程中的能量转化效率最终可以达到100％
D. 太阳能路灯白天将太阳能转化为电能，再将电能转化为化学能储存起来
D
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4. 熔盐塔式光热发电原理是让熔盐物质吸收太阳能升温，流动传热给水产生蒸汽，蒸汽轮机被推动继而发电，实现太阳能E1→内能→机械能E2→电能的转变，则（ A ）
A. E1＞E2 B. E1＝E2
C. E1＜E2 D. 这是通过做功的方式改变熔盐物质的内能
A
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5. 为实现国家的“碳达峰”“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车，工作时汽车尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。下列有关该汽车的说法错误的是（ D ）
A. 该汽车发动机减少了碳排放，有利于节约能源和保护环境
B. 尾气中“汽油味”降低，说明汽油在汽缸中燃烧更充分
C. 大力改进汽油机的结构，也不能使汽油机的效率达到100％
D. 汽油在汽缸内燃烧越充分，汽油的热值越高，热机效率越高
D
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6. （武汉武昌期中）某太阳能电池工作的效率是16％，表示该太阳能电池可以把16％的太阳能转化为电能。则下列说法正确的是（ D ）
A. 某电动机工作的效率是83％，表示该电动机可以把83％的机械能转化为电能
B. 某锂电池充电时的效率是99％，表示该锂电池充电时可以把99％的化学能转化为电能
C. 某柴油机工作的效率是35％，表示该柴油机可以把35％的化学能转化为内能
D. 某电热水器工作的效率是87％，表示该电热水器可以把87％的电能转化为水的内能
D
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二、 填空题（每空4分，共44分）
7. （周口项城二模）一年一度的“地球一小时”活动如期而至，多地地标建筑于同一时间减少不必要的照明，展现对生态保护的关注，此项活动是通过关灯的方式减少通电 时间 来减少电能消耗的。据统计，每节约1度电，可减少1kg二氧化碳和0.03kg二氧化硫的排放；如果全市1h节约的电能约2×104kW·h，相当于减少了 20 t二氧化碳的排放。作为中学生，你应该有节能减排的意识，请你提出一条具体的节能建议： 随手关灯（合理即可） 。
时间
20
随手关灯（合理即可）
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8. 新情境·现代科技 海浪蕴含着巨大的能量，它属于 可再生 （可再生/不可再生）能源。海浪发电装置如图所示，当海浪带动浮子上下运动时，绳索带动发电机转动，它将海浪具有的 机械 能转化成电能，发电机的工作原理是 电磁感应 。
可再生
机械
电磁感应
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9. ★（1） 如图所示是一款新型的“空气能热水器”，空气能属于 新 （新/常规）能源，配套的遥控器通过发出 红外 线信号进行控制，其制热量和压缩机所耗电能之比为3∶1，某同学洗一次澡用水30kg，这些水温度由12℃升高到42℃，压缩机需要消耗的电能为 1.26×106 J。此过程消耗的电能相当于完全燃烧 42 g酒精放出的热量。[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q酒精＝3.0×107J/kg]
新
红外
1.26×106
42
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（2） 规格为“220V 40W”的白炽灯与“220V 5W”的LED灯正常发光时亮度相当，白炽灯正常发光效率约为12％，则LED灯正常发光效率约为 96 ％。
96
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三、 解答题（20分）
10. ★如图所示，目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统。风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：
第10题
风力发电 额定输出功率 风力发电 额定风速 风力发电机 启动风速 路灯额定电压 路灯额定功率 太阳能电池板平均输出功率
270W 9m/s 3m/s 24V 60W 180W
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（1） 太阳能和风能属于 可再生 （可再生/不可再生）能源。在路灯照明过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有 方向性 的。
可再生
方向性
（2） 若太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/（s·m2），太阳能电池板的面积为1.25m2，则该太阳能电池板将光能转化为电能的效率为 18 ％。无风的晴天，光照5h，太阳能电池板产生的电能只提供路灯发光，可使路灯正常工作 15 h。
18
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（3） 风力发电机是根据 电磁感应 原理发电的。已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比。在平均风速为6m/s的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电。此时，风力发电机的平均输出功率为 80 W。若风力发电机一晚上工作时间为8h，则在这段时间内通过风力发电使蓄电池储存的电能约增加 0.16 kW·h。
电磁感应
80
0.16
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第十八章 能源与可持续发展
二、 核能 太阳能
一、 选择题（每小题7分，共42分）
1. 关于原子核和核能，下列说法正确的是（ C ）
A. 原子核是由质子和电子组成的
B. 原子核占据了原子的大部分空间
C. 核能是原子核发生变化时释放出的能量
D. 核能是清洁能源，故核废料可随意埋放
C
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2. （哈尔滨南岗模拟）下列说法正确的是（ B ）
A. 任何两个原子核都可以发生聚变
B. 在核电站中，发生的是可控的链式反应
C. 氢弹利用的是核裂变
D. 目前人类已建立的核电站，利用核聚变发电
B
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3. （青岛一模）大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，不正确的是（ C ）
A. 核反应堆：核能转化为内能 B. 蒸汽轮机：内能转化为机械能
C. 发电机：电能转化为机械能 D. 电采暖：电能转化为内能
C
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4. 新情境·现代科技 2025年1月20日，中国有“人造太阳”之称的EAST创造了新世界纪录，实现1亿摄氏度1066秒稳态运行，突破核聚变的控制难题，标志核能源研究重大跨越。关于核能的利用，下列说法正确的是（ B ）
A. 核能属于可再生能源
B. 核聚变反应中，核能转化为内能
C. 核聚变和核裂变的原料是相同的
D. 核聚变反应中，核能转化为化学能
B
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5. （徐州中考）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法，正确的是（ B ）
A. 是一种化石能源 B. 来源于太阳
C. 属于非清洁能源 D. 属于不可再生能源
B
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6. ★（武汉洪山模拟）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，下列说法中正确的是（ A ）
A. 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B. 图乙中，太阳能路灯将太阳能直接转化为路灯的光能
C. 图丙中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机上电池的化学能
D. 图丁中，太阳能热水器通过做功将太阳能转化为水的内能
A
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二、 填空题（每空5分，共40分）
7. 人类有效地获得大量核能，是从用中子轰击铀核引起裂变开始的。一个铀核裂变释放能量的同时，还会放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变就可以使裂变反应不断进行下去，如图所示，这种反应叫作 链式反应 。要使核能长期释放，必须控制这种反应的速度， 核反应堆 就是一种能控制这种反应速度的装置。
链式反应
核反应堆
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8. 核电站利用核反应堆释放的能量使水 汽化 （填物态变化名称）成水蒸气，再通过汽轮机带动发电机发电。核反应堆是通过可控 核裂变 （核裂变/核聚变）反应释放核能，发电机的原理是 电磁感应 。
9. （教材P90材料改编）太阳核心的温度高达1500万摄氏度，在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 聚变 （裂变/聚变），释放出巨大的核能。
汽化
核裂变
电磁感应
聚变
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10. 如图是商州区100MW光伏电站。每年可为当地提供1.45亿度绿色电能，相当于节约标准煤4.29万吨，减排二氧化碳11.75万吨，将有效改善商洛及周边的电源条件。光伏电站发电时将 光 能转化为电能，具有 几乎没有环境污染（合理即可） 的优点。
光
几乎没有环境污染
（合理即可）
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三、 解答题（18分）
11. ★★跨学科实践·工程实践 如图是某高校科研团队研发的太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送给用户。
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小李用初中所学物理知识对该系统一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如表所示。一天的光照时长按10h计算。回答下列问题：
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量/J 蓄水箱内水的质量/kg 蓄水箱中的水 获得的内能/J 全天持续供暖用
户得到的内能/J
3×106 1.3×107 7.2×1011 6.96×1010
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（1） 太阳能供暖蓄热系统中用水作为转移的媒介，利用了水 比热容 大的特性。
比热容
（2） 集热板将太阳辐射能量的60％转化成了蓄水箱中水的内能。蓄水箱中的水获得的内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使蓄水箱内的水温度最终升高了10℃。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg·℃）]
① 集热板面积是 4×104 m2。
② 蓄水箱对用户全天持续供暖效率是 40％ 。
4×104
40％
（3） 蓄水箱中水获得的内能，相当于完全燃烧 2.4×104 kg热值为3.0×107J/kg的煤炭。
2.4×104
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11(共12张PPT)
第十八章 能源与可持续发展
三、 能量转化的基本规律
一、 选择题（每小题7分，共35分）
1. （徐州新沂二模）2025年3月17日，“谷神星一号”运载火箭将8颗卫星成功送入预定轨道，创造了中国航天史上的又一壮举。火箭发射时，燃料燃烧释放的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（ A ）
A. 热机做功冲程 B. 钻木取火过程
C. 水力发电过程 D. 物体上抛过程
A
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2. 创新能源也是一种环保。有一种利用玻璃纤维和碳纤维制成的“发热纸”，末端接上电池不久后就会发热，用它可以包装面包等小食品，这种“发热纸”中发生的能量转化是（ D ）
A. 电能转化为化学能 B. 化学能转化为电能
C. 内能转化为电能 D. 电能转化为内能
3. 发生热传递时热量只能由高温物体传递给低温物体；电烙铁工作时放出的热量很难再转化为电能。以上两个事实说明能量的转化和转移具有（ B ）
A. 任意性 B. 方向性 C. 单一性 D. 不确定性
D
B
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4. 文艺复兴时期，意大利的达·芬奇设计了如图所示的“永动机”装置。他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力作用下轮子会沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输出能量。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ C ）
A. 装置所具有的机械能始终不变
B. 装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
C. 如果没有能量补充，装置最终会停下来
D. 根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
C
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5. ★（福建中考）抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”，用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电，如图。关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是（ B ）
A. 用电低谷时，以电能的形式储能
B. 用电高峰时，机械能转化为电能
C. 选址时，上下水库的高度差要小
D. 存储的能量可以全部转化为电能
B
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二、 填空题（每空4分，共48分）
6. 如图所示，加热试管使水沸腾，观察到小叶轮旋转起来。这个实验说明：燃料的化学能转化为 内 能，传递给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气驱动小叶轮转动，水蒸气的 内 能转化为小叶轮的 机械能 。这个实验说明了热机中能量转化的基本过程，说明热机是 将内能转化为机械能 的装置。
第6题
内
内
机械能
将内能转化为机械能
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7. （白山抚松模拟）汽车刹车的过程中，机械能减少，转化为轮胎、地面和空气的 内 能，这些能量不能再自动地用来驱动汽车，是因为能量的转移和转化具有 方向 性。
8. 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，例如在行驶的汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为 内 能，再通过热机的做功冲程把该能量转化为汽车行驶的 机械 能，同时还会有一部分能量被热机和周围环境吸收，总之在能量的转化和转移过程中，能量的总量 保持不变（或守恒） 。
内
方向
内
机械
保持不变（或守恒）
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9. 新情境·古代科技 《天工开物》记载筒车：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲，图乙为筒车简化图。其工作原理可理解为把流水的 动 能转化为 重力势 能。筒车“昼夜不息”， 不能 （能/不能）说明它就是永动机。
动
重力势
不能
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三、 解答题（17分）
10. ★★跨学科实践·社会发展 如图甲所示是通过压缩空气储能的一种新型储能方式，其简化工作过程如图乙所示，利用低谷期电网富余的电能，通过压缩机将空气压缩成高温高压的气体储存到巨大的储气罐中，在用电高峰期时，释放储气罐中高温高压的空气推动发电机发电，补充电网电量，提升电网调节能力。
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（1） 压缩空气储能过程中的能量转化过程：用电低谷时富余的电能→压缩机转子的机械能→压缩空气的 内 能→发电机转子的 机械 能→用电高峰时释放的电能。
（2） 若储气罐阀门的面积为1×10－3m2，当储气罐中压缩空气的气压为6×106Pa时，储气罐阀门所受压力是 6000 N。
内
机械
6000
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（3） 请根据图乙中压缩空气储能的工作过程判断用电低谷时富余的电能E1和用电高峰时释放的电能E2的大小关系，并说明理由。
解：（3） E1＞E2 理由：在压缩机压缩空气时，会有一部分能量以热能等形式散失到空气中，同时发电机发电过程中也存在能量损耗，根据能量守恒定律，输入的电能不可能全部转化为输出的电能，所以E1＞E2
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解:（4） 措施：可在释放压缩空气驱动发电机前，利用加热装置对压缩空气进行加热。理由：压缩空气加热后温度升高，内能增大，其压强也会增大，这样压缩空气在膨胀过程中能做更多的功，从而有更多的能量转化为发电机转子的机械能，提高发电效率，确保压缩空气能使发电机转动发电，充分利用储存的能量（合理即可）
（4） 通过研究发现，用电高峰期时压缩的空气不一定能使发电机转动发电，请提出一种解决的措施，并从能量转化的角度说明理由。
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10(共13张PPT)
第十八章 能源与可持续发展
一、 能源利用与社会发展
一、 选择题（每小题6分，共36分）
1. （教材P86材料改编）第一次使人支配了一种自然力量，从而最终把人和动物分开的标志是 （ A ）
A. 火的利用 B. 化石能源的利用
C. 电能的利用 D. 核能的发现
2. （扬州中考改编）《江苏省推动氢能产业高质量发展行动方案（2025-2030年）》明确重点发展可再生能源制氢，下列属于可再生能源的是（ A ）
A. 生物质能 B. 石油 C. 天然气 D. 核燃料
A
A
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3. 为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天，应特别重视新能源和可再生能源的开发和利用。如图所示阴影部分对应的能源是（ D ）
A. 煤炭
B. 核能
C. 水能
D. 风能
第3题
D
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4. （仙桃中考改编）许多城市的交通指示灯及路灯照明系统已大量使用了太阳能。白天，太阳能电池板除了用一部分太阳能给交通指示灯供电外，还用多余的太阳能给蓄电池充电；夜晚蓄电池给交通指示灯供电。下列说法正确的是（ C ）
A. 太阳能是非清洁能源 B. 夜晚蓄电池将电能转化为化学能
C. 太阳能是可再生能源 D. 交通指示灯将光能转化为电能
C
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5. 我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放，保护环境，下列属于碳排放限制的是（ A ）
A
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6. （济宁模拟）下列关于能源的说法中，正确的是（ C ）
A. 当今人类利用的主要能源煤、石油是可再生能源
B. 天然气是一种清洁的能源，人类可以无限制地开发利用
C. 水能和风能可以从自然界中得到，是可再生能源
D. 如果大量利用太阳能，可能使太阳能在短期内消耗殆尽
C
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二、 填空题（每空3分，共42分）
7. 人类发明和制造的各种机械和机器，都可以看作用来控制能量的转化形式、发生地点或时间的能量转换器。按照这一观点，蒸汽机是一种把 内 能转化为 机械 能的能量转换器；水力发电机是一种把 机械 能转化为 电 能的能量转换器；电动机是一种把电能转化为 机械 能的能量转换器。
内
机械
机械
电
机械
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8. 我国首座深远海浮式风电平台海油观澜号（如图）从广东珠海福陆码头启航，于2023年4月3日抵达文昌海域油气群的作业区。标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展，海上油气开发迈出进军“绿电时代”的关键一步。海油观澜号利用风能发电，风能是可再生的 清洁 （清洁/非清洁）能源。海油观澜号的发电原理是 电磁感应 ，能量转化形式是 机械能转化为电能 。
清洁
电磁感应
机械能转化为电能
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9. 研究能源的利用、实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务，在“天然气、煤炭、石油、太阳能、核能、水能”这些能源中，属于可再生能源的有 太阳能、水能 。合理分类和利用垃圾可以变废为宝，其中采用垃圾发电的方式处理垃圾，不仅解决了垃圾污染问题，还提供了大量的能源。垃圾发电是将垃圾内储存的化学能转化为 电能 。在一定条件下，1t垃圾能榨出168kg燃料油，若燃料油的热值取4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 6.72×109 J。
太阳能、水能
电能
6.72×109
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（1） 工作时，风力发电机将 风 能转化成电能，太阳能电池板将 太阳 能转化成电能。
（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 60 h。
风
太阳
60
10. （广州中考改编）如图所示的“风光互补”路灯，将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或供路灯照明使用。
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三、 解答题（22分）
11. ★★能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一，请回答以下问题：
（1） 能源家族中：① 柴薪、② 煤炭、③ 石油、④ 天然气、⑤ 水能、⑥ 风能、⑦ 太阳能、⑧ 地热能等，其中属于化石能源的有 ②③④ （填序号）。
②③④
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（2） 城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集如下两组有关数据：
能 源 热值q/ （J·m－3） 当地价格/（元·m－3） 每户月平均 用气量/m3 更换灶具
费用/元
煤气 约4×107 9 6 0
天然气 约8×107 15 3 70
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① 根据数据，在标准大气压下将2.5L、20℃水烧开，水要吸收的热量为 8.4×105 J，若使用煤气，则需要 2.1×10－2 m3，价格为 0.189 元；若使用天然气，则需要 1.05×10－2 m3，价格为 0.1575 元。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），不计热损失]
② 现请你决策： 更换使用天然气 （继续使用煤气/更换使用天然气）。简单说明你作出这样决策的理由： 从长远看，更经济（合理即可） 。
8.4×105
2.1×10－2
0.189
1.05×10－2
0.1575
更换使用天然气
从长远看，更经济（合理即可）
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