专题14 能源与可持续发展（河北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）中考1年模拟物理真题分类汇编

专题14 能源与可持续发展 1．（2025•河北中考）【最新科技】“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术。核能属于不可再生　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电厂的电能源源不断地输送到千家万户，用户用电给水加热，水在升温的过程中比热容　不变　（选填“变小”“不变”或“变大”）。 解：核燃料是矿产资源，其储量有限，属于非可再生资源，所以核能属于不可再生能源。 比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类和所处的状态有关，而与物体的温度变化、质量无关。水在被加热升温的过程中，物质种类和状态没有改变，所以比热容不变。 答案：不可再生；不变。 2．（2024•河北中考）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 　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 　太阳　 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 　10　 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。 解： （1）风能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源，它实际上来源于太阳能。 （2）200kg焦炭完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝200kg×3.0×107J/kg＝6×109J； 单个陆上风电机组功率可达107W，需要的时间： 。 答案：可再生；太阳；10。 3．（2023•河北中考）秉承可持续发展的思想，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，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生 　裂变　 或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW•h，假设把1×105kW•h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW•h的家庭使用 　100　 年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例：　太阳能集热器把水加热　 。 解：核能是质量较大的原子核发生裂变或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量； 把1×105kW•h!的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW•h的家庭使用的时间： ； 人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量，例如用太阳能集热器把水加热。 答案：裂变；100；太阳能集热器把水加热。 4．（2022•河北中考）一家火锅店用某种材质的纸折成火锅，加上水，放在点燃的天然气炉上涮菜，如图所示。天然气属于 　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。纸锅中的水在沸腾过程中温度 　保持不变　 （选填“继续升高”或“保持不变”），该温度低于纸的着火点。若纸锅中水的质量为1kg，水温从20℃升高到100℃，则水需要吸收 　3.36×105　 J的热量。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 解： （1）天然气不能源源不断地从自然界获得，也不可重复利用，故天然气属于不可再生能源； （2）水沸腾时吸收热量，温度保持不变； （3）水吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J。 答案：不可再生；保持不变；3.36×105。 5．（2021•河北中考）太阳能是 　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，如图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 　太阳　 能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 　电　 能。 解：太阳能是可再生能源，清洁无污染。车顶部装有高效光电转换器，它是把太阳能转化为电能的装置；风力发电机，它是将风能转化为电能的装置。 答案：可再生；太阳；电。 考点01 能源分类 6．（2025•张家口模拟）2025年初，我国科研团队开发了基于GPU并行的快速近场动力学算法，该算法可以使一台功率为1.0×104kW的超级计算机原本需要801小时的计算任务仅需1小时就能完成，节约了大量的电能，电能属于　二次　 （选填“一次”或“二次”）能源。此过程中节约的电能相当于　960　 t标准煤完全燃烧释放的能量。（标准煤的热值q＝3.0×107J/kg） 解： 二次能源是指需要消耗其他形式的能源才能得到的能源，电能的获得需要消耗其他能源，故电能属于二次能源。 由题可知超级计算机节约的电能为W＝Pt＝1.0×104kW×（801﹣1）h＝8×106kW•h＝2.88×1013J； 相当于节约煤的质量为。 答案：二次；960。 7．（2025•衡水模拟）“垃圾分类，绿色环保”，分类后的垃圾能“榨”出热值为4.0×107J/kg的燃料油用作发电厂燃料。发电厂产生的电能属于 　二次　 （选填“一次”或“二次”）能源；完全燃烧7kg燃料油能释放 　2.8×108　 J热量；若这些热量的60%被10t水吸收，则水温升高 　4　 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 解： （1）电能无法从自然界直接获取，故电能是二次能源； （2）完全燃烧7kg燃料油能释放热量为：Q放＝mq＝7kg×4.0×107J/kg＝2.8×108J； （3）若这些热量的60%被10t水吸收，则水吸收的热量为：Q吸＝60%Q放＝60%×2.8×108J＝1.68×108J， 由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度为：。 答案：二次；2.8×108；4。 8．（2025•邯郸模拟）据最新消息中国科学家发现了大量干热岩新能源。干热岩是属于地热能中最具有开发潜力的一种 　可再生　 （选填：可再生、不可再生）清洁能源；若干热岩的比热容为1×103J/（kg•℃），100kg温度为290℃的干热岩放在气温为20℃的环境中，干热岩最多能放出的热量为 　2.7×107　 J，如果这些热量由焦炭完全燃烧供给，则需要完全燃烧 　0.9　 kg的焦炭。（已知：焦炭的热值为3.0×107J/kg） 解：（1）干热岩是地热能中最具有开发潜力的一种可再生清洁能源； （2）干热岩最多能放出的热量： Q放＝c干热岩m干热岩Δt＝1×103J/（kg•℃）×100kg×（290℃﹣20℃）＝2.7×107J； （3）由Q焦炭放＝Q干热岩放＝2.7×107J，Q焦炭放＝m焦炭q可得， 需要完全燃烧焦炭的质量：m焦炭＝＝＝0.9kg。 答案：可再生；2.7×107；0.9。 9．（2025•石家庄模拟）近年来，山川田野间一座座风力发电机组拔地而起。风力发电机是利用风力带动风轮旋转，把风的动能转变为风轮轴的机械能，风能属于 　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某型号风力发电机转一圈发电量为2kW•h，相当于 　0.24　 kg的煤完全燃烧释放的能量（q＝3.0×107J/kg）。 解：风能可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它属于可再生能源。 某型号风力发电机转一圈产生的电能为W＝2kW•h＝2×3.6×106J＝7.2×106J； 煤完全燃烧释放的能量等于风力发电机转一圈产生的电能； 燃烧煤的质量。 答案：可再生；0.24。 10．（2025•邯郸•永年区模拟）天然气属于 　不可再生　 （选填“不可再生”或“可再生”）能源。小明在水壶中装入质量2kg、初温20℃的水，放在燃气灶上加热，若在标准大气压下把水刚烧开共消耗了0.042m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为 　40%　 。[水的比热容为4.2×103/（kg•℃），天然气的热值取4.0×107J/m3] 解：天然气属于不可再生能源； 在标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量为： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J， 0.042m3的天然气完全燃烧放出的热量为：Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.042m3＝1.68×106J， 则该燃气灶烧水的热效率为：η＝×100%＝×100%＝40%。 答案：不可再生；40%。 11．（2025•廊坊•广阳区模拟）图甲为《天工开物》中记载的我国古代劳动人民“扬簸”的场景，“扬簸”是借助自然风将籽粒中较轻的杂物吹走的办法，我国古代劳动人民还利用风能抽水、磨面等，风能是一种清洁无公害的 　一次　 （选填“一次”或“二次”）能源；现代人则利用风能来发电，图乙所示为某型号风力发电机，若扇叶每转一圈产生的电能完全用来给水加热，可以使30kg的水温度升高60℃，相当于节省 　0.84　 kg的煤。已知煤给水加热的效率为30%。[q煤＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 解：风能是一种清洁无公害的一次能源； 水吸收的热量为：； 煤给水加热的效率为30%，所以有：； 相当于节省煤的质量为：。 答案：一次；0.84。 12．（2025•邯郸•丛台区模拟）传统燃油汽车排放的尾气是大气污染的主要来源，提供传统燃油的化石能源属于 　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。为了节能减排，新能源汽车正逐步取代传统燃油汽车。电动汽车充电，是将电能转化为 　化学　 能储存起来。在汽车刹车过程中，车轮表面的温度会升高，这是通过 　做功　 的方式改变其内能的。 解：化石能源的形成要经历很久的时间，无法短时间从自然界源源不断的获得，因此是不可再生能源。 给电动汽车充电，消耗电能，将电能转化为化学能，以化学能的形式储存起来。 在汽车刹车的过程中，由于车轮与地面摩擦，车轮的温度升高，内能增大，是通过做功的方式改变其内能的。 答案：不可再生；化学；做功。 13．（2025•保定模拟）2024年4月12日，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。要实现“超强磁场”就必须有“超大电流”一般导体由于存在电阻难以实现，必须要使得导体的电阻为零，则最理想的导体材料是 　超导体　 （选填“半导体”或“超导体”）材料，太阳能属于清洁能源，也属于 　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 解：超导体的特点之一是电阻为零，可以用于不需要电阻的地方，所以在中国“环流器”实验装置中适合用超导体材料作为通电载体；太阳能属于清洁能源，也属于可再生能源。 答案：超导体；可再生。 14．（2025•邯郸模拟）我国首个自营勘探开发的1500米深水大气田“深海一号”持续高产稳产，已经累计生产天然气突破80亿立方米。天然气属于 　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。若用天然气烧水，1m3天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，在1标准大气压下可将100kg水温度升高 　50　 ℃。[已知天然气的热值为q＝4.2×107J/m3，水的比热容为c＝4.2×103J/（kg•℃）] 解：天然气属于不可再生能源。 若用天然气烧水，1m3天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，ηQ放＝ηVq天然气＝Q吸＝c水m水Δt，50%×1m3×4.2×107J/m3＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×Δt，Δt＝50℃。 答案：不可再生；50。 15．（2025•邯郸二模）2025年4月24日是第十个“中国航天日”，迄今为止，我国航天事业取得了“两弹一星”、“载人航天”、“北斗工程”、“月球探测”等诸多辉煌成就。从能源可持续发展的角度来看，为原子弹提供能量的原料属于 　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源：目前我国空间站上能量来源于太阳能电池板、太阳能电池板工作时将太阳能转化为 　电　 能。 解：为原子弹提供能量的核燃料不可能在短期内从自然界得到补充，所以属于不可再生能源； 太阳能电池板能直接利用太阳能，工作时将太阳能转化为电能供空间站使用。 答案：不可再生；电。 16．（2025•唐山•古冶区二模）我国大力发展水力发电。水能是 　可再生　 （填“可再生”或“不可再生”）能源。水电站通过提高水位增加水的重力势能，水流下使水轮机带动发电机发电，发电机是利用 　电磁感应　 原理发电的。 解：水能短时间内再次获得，属于可再生能源；发电机是利用电磁感应原理发电的。 答案：可再生；电磁感应。 17．（2025•唐山•丰南区二模）小明发现饭店火锅经常用的燃料——固体酒精，经查询“固体酒精是混合物，它是以酒精为基础成分，并且含有醇基（羟基）、皂质、胶凝等物质。其中酒精是一种清洁能源，它属于 　二次能源　 （选填“一次能源”或“二次能源”）。已知火锅炉子效率为70%，12g固体酒精完全燃烧放出的热量是 　3.6×105　 J。可将1kg的水从20℃升高 　60　 ℃。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），固体酒精的热值为3.0×107J/kg）。 解：（1）酒精是经过一次能源加工得到的，属于二次能源。 （2）12g固体酒精完全燃烧放出的热量是Q放＝mq＝0.012kg×3.0×107J/kg＝3.6×105J； （3）由得，水吸收的热量为Q吸＝ηQ放＝70%×3.6×105J＝2.52×105J， 由Q吸＝cmΔt得，水升高的温度为 。 答案：二次能源；3.6×105；60。 18．（2025•邯郸二模）随着科技的发展，新能源汽车逐渐走进我们的生活，我国的新能源汽车技术处于世界领先水平。油电混合动力汽车是新能源汽车的一种，工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量，电能属于 　二次能源　 （选填“一次能源”或“二次能源”）；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。汽车行驶时，通过冷却液（主要成分为水）在散热器管道内循环流动，将发动机多余热量带走，这是通过 　热传递　 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变发动机内能。某新能源电动汽车的储液箱容量是5L，若储液箱中装满水，水温从20℃升高到50℃吸收的热量是 　6.3×105　 J。[水的密度是1.0×103kg/m3，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）] 解：电能不能从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源。 冷却液（主要成分为水）在散热器管道内循环流动，将发动机多余热量带走，这是通过热传递的方式改变发动机内能。 储液箱容量是5L，若储液箱中装满水，水的质量 m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg， 水温从20℃升高到50℃吸收的热量 。 答案：二次能源；热传递；6.3×105。 19．（2025•唐山•迁安市二模）如图所示的是目前世界上规模最大的水电站和清洁能源基地——三峡水电站。它的总装机容量（指34台发电机组同时工作时的总发电功率）为2.25×107kW，一天24h的发电量能达到　5.4×108　kW•h。水电站利用的水能属于　可再生　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 解：由题意可知，总发电功率P＝2.25×107kW， 一天24h的发电量能达到W＝Pt＝2.25×107kW×24h＝5.4×108kW•h； 水能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源。 答案：5.4×108；可再生。 考点02 核能 20．（2025•石家庄•裕华区模拟）2025年1月20日，中国研发制造了具有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置（EAST）。其反应原理与太阳类似，即通过氢核　聚变　 （选填“聚变”或“裂变”）释放巨大的核能，核能属于　一次　 （选填“一次”或“二次”）能源。 解：中国研发制造了具有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置（EAST）。其反应原理与太阳类似，即通过氢核聚变释放巨大的核能，核能属于一次能源。 答案：聚变；一次。 21．（2025•石家庄模拟）如图为核电站发电流程图，核电站发电过程中的能量转化是在核反应堆 　核　 能转化为蒸汽的内能，汽轮机工作，内能转化为 　机械　 能，发电机将其转化为电能输出，核能为 　一次　 （“一次”或“二次”）能源。 解：在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，最终输送到电网上。 一次能源是指可以从自然界直接获取的能源，如：风能、太阳能、石油、煤炭、地热能、核能。 答案：核；机械；一次。 22．（2025•保定•竞秀区模拟）中国航母上热搜，据推测我国已经同时开建两艘核动力航母，将采用第四代钍基熔盐双反应堆与中压直流全电推进（电磁弹射），1吨钍全部裂变，释放的能量相当于350万吨煤完全燃烧时释放的能量。核能是 　不可　 （选填“可”或“不可”）再生能源，1吨钍全部裂变释放的能量为 　1.05×1017　 J。福建舰在电磁弹射测试时，小车在电磁力的作用下瞬间加速到260km/h，小车离舰之后由于 　惯性　 继续向前飞行。（已知q煤＝3×107J/kg） 解：核能越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源； 1吨钍全部裂变释放的能量为Q放＝q煤m＝3×107J/kg×350×107kg＝1.05×1017J； 福建舰在电磁弹射测试时，小车在电磁力的作用下瞬间加速到260km/h，小车离舰之后由于惯性，要保持原有运动状态不变，所以继续向前飞行。 答案：不可；1.05×1017；惯性。 23．（2025•廊坊•安次区模拟）“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裂变时产生的内能通过汽轮机做功，带动发电机发电。核能属于　一次能源　 （选填“一次能源”或“二次能源”）。 （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。如图所示，小丽家烧一壶水需要消耗0.4m3的天然气，这些天然气完全燃烧产生的热量如果全部被水吸收，可以使质量为　100　 kg的水温度升高40℃。[已知q气＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 解：（1）一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源。核能直接取自于地壳中的核物质，虽有提炼但无质的变化，不是由其他能源转换而来的，符合一次能源的定义。 （2）根据燃料完全燃烧放热公式Q放＝Vq气＝0.4m3×4.2×107J/m3＝1.68×107J， 热量全部被水吸收，即Q吸＝Q放，Q吸＝c水mΔt＝1.68×107J， 水的质量为m＝＝＝100kg。 答案：（1）一次能源；（2）100。 24．（2025•唐山•路北区二模）2025年1月，全球最大“华龙一号”核电基地——福建漳州核电1号机组正式投入运行。核能属于　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；“华龙一号”核电站中的核反应堆是利用核　裂变　 （选填“裂变”或“聚变”）释放能量发电。 解：2025年1月，全球最大“华龙一号”核电基地——福建漳州核电1号机组正式投入运行。核能属于不可再生能源； “华龙一号”核电站中的核反应堆是利用核裂变释放能量发电。 答案：不可再生；裂变。 25．（2025•邯郸二模）中国是全球少数拥有核潜艇的国家。096型核潜艇的设计，全面提升了中国核潜艇技术，也标志着中国海军战略迈上新台阶。潜艇外壳使用高强度合金钢，是因为海水压强随深度的增加而 　增大　 ，再通过增加厚度和特殊结构（如圆柱形设计），确保壳体在数百米深度不变形。核反应堆利用核 　裂变　 （选填“裂变”或“聚变”）时，释放的能量加热水，产生蒸汽推动涡轮，转化为螺旋桨的动能，实现几乎无限的续航。 解：潜艇外壳使用高强度合金钢，是因为海水压强随深度的增加而增大；核反应堆获取核能的方式是核裂变。 答案：增大；裂变。 26．（2025•石家庄•裕华区二模）太阳是人类能源的宝库。太阳内部发生剧烈的　核聚变　 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应，从而辐射出巨大的光和热；太阳能属于　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 解：太阳能源自于太阳内部丰富的氢原子核发生的核聚变反应，为人类源源不断地提供光和热。 太阳能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。 答案：核聚变；可再生。 27．（2025•廊坊•广阳区二模）“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 　裂变　 （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4.2×103J/（kg•℃），则100t水温度升高20℃时吸收的热量为 　8.4×109　 J。 解： （1）核电站利用核反应堆中铀核裂变时产生的内能，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4.2×103J/（kg•℃），则100t水温度升高20℃时吸收的热量为 Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100×103kg×20℃＝8.4×109J。 答案：（1）裂变；（2）8.4×109。 28．（2025•衡水三模）如图为四旋翼无人机，工人师傅利用它为核电站巡检。核电站利用核能发电，核反应堆内发生的核反应类型与太阳内部发生的核反应类型 　不相同　 （选填“相同”或“不相同”），核能属于 　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；无人机的操作系统通过 　电磁波　 将信息传递到工人师傅手中的接收器。 解：核电站利用核能发电，核反应堆内发生的是可控的链式反应，与太阳内部发生的核反应类型不相同，太阳内部发生的是聚变反应。 核能所利用的核燃料在地球上的储量是一定的，短时间内不可再生，核能属不可再生能源。 电磁波可以传递信息，无人机的操作系统通过电磁波将信息传递到工人师傅手中的接收器。 答案：不相同；不可再生；电磁波。 考点03 太阳能 29．（2025•石家庄•桥西区模拟）如图所示，安装了太阳能板的遥控无人机不仅可以精准飞行作业，还可以大大提高续航能力。遥控器与无人机间是利用 　电磁波　 （选填“超声波”或“电磁波”）来传递信息的。无人机上的轻薄太阳能电池板，能把太阳能转化为电能，电能属于 　二次　 （选填“一次”或“二次”）能源。 解：遥控无人机精准飞行作业，是利用电磁波来传递信息的； 电能是消耗一次能源、经过加工转换而获得的是二次能源； 答案：电磁波；二次。 30．（2025•秦皇岛模拟）鹊桥二号中继星是嫦娥六号与地球之间的“通信桥梁”，鹊桥二号中继星是通过 　电磁波　 传递信息的。嫦娥六号利用太阳能电池供电，太阳能属于 　可再生　 能源，太阳能的优点是 　不污染环境　 （写出一点即可）。 解：电磁波可以在真空环境中传递信息，因此“鹊桥”中继星是通过电磁波传递信息的；太阳能是可再生能源。太阳能的优点是不污染环境。 答案：电磁波；可再生；不污染环境。 31．（2025•沧州模拟）如图楼顶上的太阳能集热器为用户提供热水，这是通过 　热传递　 方式（选填“做功”或者“热传递”）增大水的内能。太阳能是可再生能源，清洁无污染，太阳内部氢原子核发生核 　聚变　 释放出巨大的能量。某型号太阳能集热器水箱内的水为120L，当太阳照射一段时间后，水箱内的水从20℃升高到50℃，则水吸收的热量为 　1.512×107　 J。【水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】。 解：太阳能热水器通过太阳辐射吸收热，这是通过热传递来增大水的内能的。 太阳的能量来源于太阳内部氢原子核的核聚变。 水箱内的水的体积V＝120L＝0.12m3，由密度公式的变形可得水的质量 m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.12m3＝120kg， 由得，水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×120kg×（50﹣20）℃＝1.512×107J。 答案：热传递；聚变；1.512×107。 32．（2025•邢台模拟）如图所示为某光伏发电系统简化电路图，当太阳光照射太阳能电池板时可向蓄电池充电，当夜晚来临时，蓄电池向用电器供电。 （1）太阳能属于 　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；光伏发电是指太阳能电池板将太阳能转化为电能，再通过蓄电池转化为 　化学　 能储存起来。 （2）小明查资料得知，太阳能电池板的发电功率为每平方米200W，若一块5m2的太阳能电池板光照7h，其产生的电能可以将 　120　 kg的水从20℃加热到70℃，相当于节省 　0.84　 kg煤完全燃烧释放的能量。[不计能量损失，煤的热值q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 解： （1）由于太阳能可以在自然界源源不断的获得，因此太阳能属于可再生能源；光伏发电是指太阳能电池板将太阳能转化为电能，再通过蓄电池转化为化学能储存起来； （2）已知太阳能电池板的发电功率为每平方米200W，太阳能电池板的面积是5m2，此光电板每天接收太阳能的时间为7h， 太阳能光电板产生的电能，即，W＝PSt＝200W/m2×5m2×7h＝0.2kW/m2×5m2×7h＝7kW•h＝2.52×107J， 由题意知，水吸收的热量：Q吸＝2.52×107J， 由Q吸＝cm（t﹣t0）可得， 加热水的质量：m＝＝＝120kg。 煤完全燃烧所放出的热量Q放＝W＝2.52×107J， 由Q＝mq得，需要完全燃烧煤的质量：m＝＝＝0.84kg。 答案：（1）可再生；化学；（2）120；0.84。 33．（2025•沧州•任丘市模拟）如图所示是风光互补路灯，由太阳能电池板、小型风力发电机各自给蓄电池充电。其中太阳能是 　可再生　 能源（选填“可再生”或“不可再生”），给蓄电池充电是将电能转化为 　化学　 能。当风速为5m/s时，持续光照10h，蓄电池的电能增加5.76×106J，风力发电机输出功率为40W，在此过程中太阳能电池板发电的平均输出功率是 　120　 W。 解： （1）太阳能可以不断直接从自然界获得，属于可再生能源； （2）给蓄电池充电时，是电能转化为化学能； （3）蓄电池的电能增加了5.76×106J， 由P＝得，风力发电机发电为：W电机＝P电机t＝40W×10×3600s＝1.44×106J； 太阳能电池板发电：W太阳能＝W﹣W电机＝5.76×106J﹣1.44×106J＝4.32×106J； 所以发电功率：P′＝＝＝120W。 答案：可再生；化学；120。 34．（2025•唐山•路南区二模）加快发展光伏发电是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。光伏发电将太阳能转化为电能，太阳能属于 　一次　 （选填“一次”或“二次”）能源。某100兆瓦光伏发电站年均发电量约为2.9×1014J，相当于完全燃烧 　1×107　 kg煤炭释放的热量。（q煤＝2.9×107J/kg） 解：太阳能是从自然界直接获得的，属于一次能源。 燃料完全燃烧放出的热量等于电站年发电量，由热值计算公式 Q放＝qm，可知； 需要完全燃烧煤炭的质量。 答案：一次；1×107。 35．（2025•邯郸•丛台区三模）有一种可移动太阳能水上漂浮房，在屋顶安装了太阳能电池板，能为该房供应热水和在水上移动提供能量。该电池板在太阳下工作5min，吸收太阳能的功率为8.4×103W，则吸收的太阳能是 　2.52×106　 J；若太阳能电池板将太阳能转化成电能，转化效率为20%，若转化的电能可全部用来给水加热，可以让10kg、初温为20℃的水温度升高 　12　 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 解： （1）电池板在太阳下工作5min，吸收的太阳能是：W＝Pt＝8.4×103W×5×60s＝2.52×106J； （2）若太阳能电池板将太阳能转化成电能，转化效率为20%，则转化出的电能为： W电＝W×20%＝2.52×106J×20%＝5.04×105J； 由公式Q＝cmΔt得，水升高的温度：Δt＝＝＝＝12℃。 答案：2.52×106；12。 36．（2025•邯郸三模）张北柔性直流电网工程不仅满足了北京冬奥会100%的清洁电力需求，还点亮了京城的万家灯火。该工程全部利用张家口地区的大规模风能、太阳能等 　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。目前太阳能发电是利用太阳能电池板将太阳能转化为 　电能　 ，太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅，它属于 　半导体　 （选填“超导体”或“半导体”）材料。 解：太阳能、风能可以源源不断的从自然界获取，所以这些能源为可再生能源。 利用太阳能电池板可以将太阳能转化为电能。 太阳能电池板主要是由晶体硅制成的，它属于半导体材料。 答案：可再生；电能；半导体。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 能源与可持续发展 1．（2025•河北中考）【最新科技】“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术。核能属于　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电厂的电能源源不断地输送到千家万户，用户用电给水加热，水在升温的过程中比热容　 　（选填“变小”“不变”或“变大”）。 2．（2024•河北中考）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。 3．（2023•河北中考）秉承可持续发展的思想，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，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生　 　或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW•h，假设把1×105kW•h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW•h的家庭使用 　 年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例：　 。 4．（2022•河北中考）一家火锅店用某种材质的纸折成火锅，加上水，放在点燃的天然气炉上涮菜，如图所示。天然气属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。纸锅中的水在沸腾过程中温度 　 　（选填“继续升高”或“保持不变”），该温度低于纸的着火点。若纸锅中水的质量为1kg，水温从20℃升高到100℃，则水需要吸收　 J的热量。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 5．（2021•河北中考）太阳能是　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，如图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将　 　能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为　 　能。 考点01 能源分类 6．（2025•张家口模拟）2025年初，我国科研团队开发了基于GPU并行的快速近场动力学算法，该算法可以使一台功率为1.0×104kW的超级计算机原本需要801小时的计算任务仅需1小时就能完成，节约了大量的电能，电能属于　 （选填“一次”或“二次”）能源。此过程中节约的电能相当于　 t标准煤完全燃烧释放的能量。（标准煤的热值q＝3.0×107J/kg） 7．（2025•衡水模拟）“垃圾分类，绿色环保”，分类后的垃圾能“榨”出热值为4.0×107J/kg的燃料油用作发电厂燃料。发电厂产生的电能属于　 　（选填“一次”或“二次”）能源；完全燃烧7kg燃料油能释放　 　J热量；若这些热量的60%被10t水吸收，则水温升高　 　℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 8．（2025•邯郸模拟）据最新消息中国科学家发现了大量干热岩新能源。干热岩是属于地热能中最具有开发潜力的一种　 　（选填：可再生、不可再生）清洁能源；若干热岩的比热容为1×103J/（kg•℃），100kg温度为290℃的干热岩放在气温为20℃的环境中，干热岩最多能放出的热量为　 　J，如果这些热量由焦炭完全燃烧供给，则需要完全燃烧　 　kg的焦炭。（已知：焦炭的热值为3.0×107J/kg） 9．（2025•石家庄模拟）近年来，山川田野间一座座风力发电机组拔地而起。风力发电机是利用风力带动风轮旋转，把风的动能转变为风轮轴的机械能，风能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。某型号风力发电机转一圈发电量为2kW•h，相当于　 　kg的煤完全燃烧释放的能量 （q煤＝3×107J/kg）。 10．（2025•邯郸•永年区模拟）天然气属于　 　（选填“不可再生”或“可再生”）能源。小明在水壶中装入质量2kg、初温20℃的水，放在燃气灶上加热，若在标准大气压下把水刚烧开共消耗了0.042m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为　 　。[水的比热容为4.2×103/（kg•℃），天然气的热值取4.0×107J/m3] 11．（2025•廊坊•广阳区模拟）图甲为《天工开物》中记载的我国古代劳动人民“扬簸”的场景，“扬簸”是借助自然风将籽粒中较轻的杂物吹走的办法，我国古代劳动人民还利用风能抽水、磨面等，风能是一种清洁无公害的　 　（选填“一次”或“二次”）能源；现代人则利用风能来发电，图乙所示为某型号风力发电机，若扇叶每转一圈产生的电能完全用来给水加热，可以使30kg的水温度升高60℃，相当于节省　 　kg的煤。已知煤给水加热的效率为30%。[q煤＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 12．（2025•邯郸•丛台区模拟）传统燃油汽车排放的尾气是大气污染的主要来源，提供传统燃油的化石能源属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。为了节能减排，新能源汽车正逐步取代传统燃油汽车。电动汽车充电，是将电能转化为　 　能储存起来。在汽车刹车过程中，车轮表面的温度会升高，这是通过　 　的方式改变其内能的。 13．（2025•保定模拟）2024年4月12日，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。要实现“超强磁场”就必须有“超大电流”一般导体由于存在电阻难以实现，必须要使得导体的电阻为零，则最理想的导体材料是 （选填“半导体”或“超导体”）材料，太阳能属于清洁能源，也属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 14．（2025•邯郸模拟）我国首个自营勘探开发的1500米深水大气田“深海一号”持续高产稳产，已经累计生产天然气突破80亿立方米。天然气属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。若用天然气烧水，1m3天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，在1标准大气压下可将100kg水温度升高　 　℃。[已知天然气的热值为q＝4.2×107J/m3，水的比热容为c＝4.2×103J/（kg•℃）] 15．（2025•邯郸二模）2025年4月24日是第十个“中国航天日”，迄今为止，我国航天事业取得了“两弹一星”、“载人航天”、“北斗工程”、“月球探测”等诸多辉煌成就。从能源可持续发展的角度来看，为原子弹提供能量的原料属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源：目前我国空间站上能量来源于太阳能电池板、太阳能电池板工作时将太阳能转化为　 　能。 16．（2025•唐山•古冶区二模）我国大力发展水力发电。水能是　 （填“可再生”或“不可再生”）能源。水电站通过提高水位增加水的重力势能，水流下使水轮机带动发电机发电，发电机是利用　 原理发电的。 17．（2025•唐山•丰南区二模）小明发现饭店火锅经常用的燃料——固体酒精，经查询“固体酒精是混合物，它是以酒精为基础成分，并且含有醇基（羟基）、皂质、胶凝等物质。其中酒精是一种清洁能源，它属于　 　（选填“一次能源”或“二次能源”）。已知火锅炉子效率为70%，12g固体酒精完全燃烧放出的热量是　 　 J。可将1kg的水从20℃升高　 　℃。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），固体酒精的热值为3.0×107J/kg）。 18．（2025•邯郸二模）随着科技的发展，新能源汽车逐渐走进我们的生活，我国的新能源汽车技术处于世界领先水平。油电混合动力汽车是新能源汽车的一种，工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量，电能属于　 　（选填“一次能源”或“二次能源”）；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。汽车行驶时，通过冷却液（主要成分为水）在散热器管道内循环流动，将发动机多余热量带走，这是通过　 　（选填“做功”或“热传递”）的方式改变发动机内能。某新能源电动汽车的储液箱容量是5L，若储液箱中装满水，水温从20℃升高到50℃吸收的热量是　 　J。[水的密度是1.0×103kg/m3，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）] 19．（2025•唐山•迁安市二模）如图所示的是目前世界上规模最大的水电站和清洁能源基地——三峡水电站。它的总装机容量（指34台发电机组同时工作时的总发电功率）为2.25×107kW，一天24h的发电量能达到　 kW•h。水电站利用的水能属于　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 考点02 核能 20．（2025•石家庄•裕华区模拟）2025年1月20日，中国研发制造了具有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置（EAST）。其反应原理与太阳类似，即通过氢核　 　（选填“聚变”或“裂变”）释放巨大的核能，核能属于　 　（选填“一次”或“二次”）能源。 21．（2025•石家庄模拟）如图为核电站发电流程图，核电站发电过程中的能量转化是在核反应堆　 能转化为蒸汽的内能，汽轮机工作，内能转化为　 能，发电机将其转化为电能输出，核能为　 （“一次”或“二次”）能源。 22．（2025•保定•竞秀区模拟）中国航母上热搜，据推测我国已经同时开建两艘核动力航母，将采用第四代钍基熔盐双反应堆与中压直流全电推进（电磁弹射），1吨钍全部裂变，释放的能量相当于350万吨煤完全燃烧时释放的能量。核能是　 　（选填“可”或“不可”）再生能源，1吨钍全部裂变释放的能量为　 　J。福建舰在电磁弹射测试时，小车在电磁力的作用下瞬间加速到260km/h，小车离舰之后由于　 　继续向前飞行。（已知q煤＝3×107J/kg） 23．（2025•廊坊•安次区模拟）“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裂变时产生的内能通过汽轮机做功，带动发电机发电。核能属于 　 　（选填“一次能源”或“二次能源”）。 （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。如图所示，小丽家烧一壶水需要消耗0.4m3的天然气，这些天然气完全燃烧产生的热量如果全部被水吸收，可以使质量为　 　kg的水温度升高40℃。[已知q气＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 24．（2025•唐山•路北区二模）2025年1月，全球最大“华龙一号”核电基地——福建漳州核电1号机组正式投入运行。核能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源；“华龙一号”核电站中的核反应堆是利用核　 　（选填“裂变”或“聚变”）释放能量发电。 25．（2025•邯郸二模）中国是全球少数拥有核潜艇的国家。096型核潜艇的设计，全面提升了中国核潜艇技术，也标志着中国海军战略迈上新台阶。潜艇外壳使用高强度合金钢，是因为海水压强随深度的增加而　 　，再通过增加厚度和特殊结构（如圆柱形设计），确保壳体在数百米深度不变形。核反应堆利用核　 　（选填“裂变”或“聚变”）时，释放的能量加热水，产生蒸汽推动涡轮，转化为螺旋桨的动能，实现几乎无限的续航。 26．（2025•石家庄•裕华区二模）太阳是人类能源的宝库。太阳内部发生剧烈的　 　（选填“核裂变”或“核聚变”）反应，从而辐射出巨大的光和热；太阳能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 27．（2025•廊坊•广阳区二模）“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4.2×103J/（kg•℃），则100t水温度升高20℃时吸收的热量为　 　J。 28．（2025•衡水三模）如图为四旋翼无人机，工人师傅利用它为核电站巡检。核电站利用核能发电，核反应堆内发生的核反应类型与太阳内部发生的核反应类型　 　（选填“相同”或“不相同”），核能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源；无人机的操作系统通过　 　将信息传递到工人师傅手中的接收器。 考点03 太阳能 29．（2025•石家庄•桥西区模拟）如图所示，安装了太阳能板的遥控无人机不仅可以精准飞行作业，还可以大大提高续航能力。遥控器与无人机间是利用　 　（选填“超声波”或“电磁波”）来传递信息的。无人机上的轻薄太阳能电池板，能把太阳能转化为电能，电能属于　 　（选填“一次”或“二次”）能源。 30．（2025•秦皇岛模拟）鹊桥二号中继星是嫦娥六号与地球之间的“通信桥梁”，鹊桥二号中继星是通过 　 　 传递信息的。嫦娥六号利用太阳能电池供电，太阳能属于　 能源，太阳能的优点是　 （写出一点即可）。 31．（2025•沧州模拟）如图楼顶上的太阳能集热器为用户提供热水，这是通过　 　方式（选填“做功”或者“热传递”）增大水的内能。太阳能是可再生能源，清洁无污染，太阳内部氢原子核发生核 　 　 释放出巨大的能量。某型号太阳能集热器水箱内的水为120L，当太阳照射一段时间后，水箱内的水从20℃升高到50℃，则水吸收的热量为　 　J。【水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】。 32．（2025•邢台模拟）如图所示为某光伏发电系统简化电路图，当太阳光照射太阳能电池板时可向蓄电池充电，当夜晚来临时，蓄电池向用电器供电。 （1）太阳能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源；光伏发电是指太阳能电池板将太阳能转化为电能，再通过蓄电池转化为　 　能储存起来。 （2）小明查资料得知，太阳能电池板的发电功率为每平方米200W，若一块5m2的太阳能电池板光照7h，其产生的电能可以将　 　kg的水从20℃加热到70℃，相当于节省　 　kg煤完全燃烧释放的能量。[不计能量损失，煤的热值q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 33．（2025•沧州•任丘市模拟）如图所示是风光互补路灯，由太阳能电池板、小型风力发电机各自给蓄电池充电。其中太阳能是　 　能源（选填“可再生”或“不可再生”），给蓄电池充电是将电能转化为　 　能。当风速为5m/s时，持续光照10h，蓄电池的电能增加5.76×106J，风力发电机输出功率为40W，在此过程中太阳能电池板发电的平均输出功率是　 　W。 34．（2025•唐山•路南区二模）加快发展光伏发电是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。光伏发电将太阳能转化为电能，太阳能属于　 　（选填“一次”或“二次”）能源。某100兆瓦光伏发电站年均发电量约为2.9×1014J，相当于完全燃烧　 　kg煤炭释放的热量。（q煤＝2.9×107J/kg） 35．（2025•邯郸•丛台区三模）有一种可移动太阳能水上漂浮房，在屋顶安装了太阳能电池板，能为该房供应热水和在水上移动提供能量。该电池板在太阳下工作5min，吸收太阳能的功率为8.4×103W，则吸收的太阳能是　 　J；若太阳能电池板将太阳能转化成电能，转化效率为20%，若转化的电能可全部用来给水加热，可以让10kg、初温为20℃的水温度升高　 　℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 36．（2025•邯郸三模）张北柔性直流电网工程不仅满足了北京冬奥会100%的清洁电力需求，还点亮了京城的万家灯火。该工程全部利用张家口地区的大规模风能、太阳能 　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。目前太阳能发电是利用太阳能电池板将太阳能转化为　 　，太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅，它属于　 　（选填“超导体”或“半导体”）材料。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$