第17章 能量的转移和转化 能源（复习讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

第17章 能量的转移和转化 能源（复习讲义） 1. 举例分析能量的转移或转化；做功往往伴随着能量的转移或转化； 2. 了解能量守恒定律的内容；能量的转移和转化具有方向性； 3. 知道能源的概念；从大自然直接获得的能源；能源的加工或转化； 4. 学习能源的历史进程；太阳能、风能、水能等； 5. 认识可再生能源与不可再生能源； 6. 了解清洁能源及其应用；核裂变、核聚变及其应用。 知识点 重点归纳 注意问题 不同的运动形式对应不同的能量 物质不同的运动形式对应不同的能量，与机械运动对应的是机械能，与分子热运动对应的是内能，与电荷运动对应的是电能。 能量的转移或转化 做功往往伴随着能量的转移或转化。 能量转化举例 植物进行光合作用，将光能转化为化学能； 电流通过电风扇，将电能转化为机械能；章首图所示的水电站，可以将水的机械能转化为电能。 用酒精灯加热铁丝与铜丝的一个连接点过程中有一部分内能转化为电能。 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失；它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到其他部分；在转化或转移的过程中，能量的总和保持不变。这就是能量守恒定律。 永动机的设想违背了能量守恒定律。 能量的转移和转化具有方向性 尽管扩散、热传递、摩擦生热等现象都符合能量守恒定律，但它们的逆过程不会自发发生。 俗话所说的“覆水难收”“破镜难圆”，从物理学的角度看就是能量的转移和转化具有方向性。 将一滴墨水滴入清水中，可以观察到墨水扩散的现象。这滴墨水不会重新与清水分离。 能源 我们把能够提供能量的物质资源叫做能源。 能量以各种形式蕴藏在大自然中，使世界呈 现出生机勃勃的景象。 形形色色的能源 大自然给予我们丰富的馈赠，有些能源可以从自然界直接获得，如风能、水能、地热能、核能、煤、石油、天然气等能源，在农村生活中常见的秸秆、薪柴等也可以从自然界直接获得。 从自然界直接获得的能源。 能源的加工或转化 有些能源不能从自然界直接获得，但可以经过加工或转化而来，例如需对石油进行提炼才能获得汽油，需对煤进行加工才能获得焦炭，生活中常见的电能也是由其他形式的能源转化而来的。 有些能源不能从自然界直接获得。 能源革命 太阳能 人类最早使用的能源是太阳能，原始时期， 人类所能获得的能源来源于太阳辐射所带来的光热。人类历史上第一次意义重大的能源革命是对火的利用，由此人类开发利用能源的时代正式开启。 农业文明时代的秸秆、薪柴等是火力的主要来源。 风能 风能曾作为重要的能源很早就被人们开发利用，主要用于船舶航行、风车灌溉等。唐代诗人李白留有脍炙人口的著名诗句“乘风破浪会有时， 直挂云帆济沧海”，可见古人已知道利用风能。 水能 水能的开发利用也有着悠久的历史，应用于 农业、冶炼、纺织等多个领域。我国劳动人民对 水力的机械化利用远在汉代时就已经出现，汉代学者桓谭在《桓子新论》中 记载了一种用水力舂米的机械—水碓。正是由 于水力机械的广泛应用，极大地推动了当时社会 生产力的发展。 内能转化为机械能的时代 在近代，能源的开发利用迅猛发展。18 世纪蒸汽机的发明，开启了人类将内能大规模转化为机械能的时代，煤炭以其高热值、分布广的优点成为全球第一大能源。随后， 人们发明了以汽油和柴油为燃料的内燃机，石油以其更高热值、更易运输等特点，成为了新的重要能源。 煤炭、石油的特点。 能量的利用效率不可能达到100% 使用能源的过程中，虽然能量的总量并未改变，但能量的利用价值却在降低。机械在工作的时候，部件之间必然相互摩擦，摩擦产生的热量耗散在环境中，这部分能量难以再被利用；发电厂生产的电能通过输电线传输，输电线会发热，部分电能转化为内能，这部分内能也不能自发地转化为电能为人们所利用。 大量事实表明，能量的利用效率不可能达到100%。 可再生能源与不可再生能源 自然界中有些能源可以源源不断地得到补充，或能在较短周期内再生，比如风能、水能、 太阳能等，这些能源称为可再生能源。但有些能源的形成需要漫长的时间，越用越少，也不能在短期内从自然界得到补充，比如煤、石油、天然气都是古代生物的残骸 通过长期的地质变迁形成的，这类能源称为不可再生能源。 化石能源的过度使用 化石能源的过度使用也是造成环境变化与污染的主要因素。大量化石能源的消耗，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强， 导致全球气候变暖。 同时，化石能源消耗过程中还带来了大量的有害气体和烟尘排放，也是造成大气污染的重要原因。 加快建设先进生产能力，大力推动化石能源清洁发展，保护生态环境，应对气候变化，实现节能减排。 清洁能源 通过科技的创新，目前主要的清洁能源有核能、太阳能、地热能等。 核能 核能是通过核反应使原子核发生变化时所释放的能量，通常指重核裂变或轻核聚变所释放的巨大能量。 核裂变 20世纪30 年代，科学家们发现用中子轰击铀核，能使其分裂成几个中等质量的核，同时释放巨大的能量。原子核裂变时，不但会释放巨大的能量，还会伴随2～3个中子产生，新的中子又会使其他原子核继续裂变。 核电站中具有可以控制核裂变反应的装置，使核能有控制地释放，从而能稳定地发电。 核聚变 较轻的原子核在一定条件下能聚合成较重的原子核，同时会释放巨大的能量。20 世纪50 年代，世界上第一颗氢弹爆炸，其瞬间产生的巨大能量震惊世界。科学家们希望可以控制核聚变的过程，使能量持续稳定地输出。 太阳能发电 太阳能发电的形式一般有光伏发电和光热发电两种。光伏发电利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能。光热发电通过光学聚焦的方式将太阳能聚集起来， 产生高温高压的蒸汽来驱动发电。 目前，人类利用太阳能的方式主要是发电。 地热能 地球内部的温度高达几千摄氏度， 如此高的温度必然蕴藏着巨大的能量，这种来自地表下面的能量就是地热能。地热能除了可直接用于发电，发电后的热排水还可实现供暖、 种植、养殖、旅游等综合利用，是清洁的零碳能源。 我国地热资源分布广泛，西藏地区具有丰富的地热资源 题型一 判断能量的转化和转移 【例1】．下列过程中能量转化关系正确的是（　　） A．蓄电池工作时是将电能转化为化学能 B．热机工作时是将燃气的内能转化为机械能 C．电风扇工作时是将机械能转化为风能 D．火箭发射升空时是将动能转化为重力势能 【答案】B 【详解】A．蓄电池工作时对外供电，将化学能转化为电能，故A错误； B．热机工作过程中，燃气对外做功，将燃气的内能转化为机械能，故B正确； C．电风扇工作过程中，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能的过程，故C错误； D．火箭发射升空时，燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为火箭的机械能，故D错误。 故选B。 【变式1-1】．关于以下能量转化的说法正确的是（　　） A．蓄电池充电主要是化学能转化为电能 B．电水壶烧水主要是电能转化为机械能 C．植物的光合作用是把太阳能转化为化学能 D．电风扇工作主要是电能转化为内能 【答案】C 【详解】A．蓄电池充电过程中将电能转化为化学能储存在电池中，故A错误； B．电水壶烧水主要是电能转化为内能，使水的内能增加，故B错误； C． 植物的光合作用产生有机物，是把太阳能转化为化学能，故C正确； D．电风扇工作消耗电能，产生机械能，把电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 【变式1-2】．下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．燃料燃烧时发热 B．加热使水沸腾 C．钻木取火 D．电动机带动水泵把地下水送到地面 【答案】B 【详解】A．燃料燃烧时发热，将化学能转化为内能，是能量的转化，故A不符合题意； B．加热使水沸腾，燃料释放的热量被水吸收，燃料释放的热量转移成水的内能，故B符合题意； C．钻木取火，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，是能量的转化，故C不符合题意； D．电动机带动水泵把地下水送到地面，将电能转化为机械能，是能量的转化，故D不符合题意。 故选B。 题型二 能量守恒定律 【例2】．2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，火箭点火起飞时，将燃料燃烧释放的内能转化为 能，在能量转化过程中，能量的总量 。 【答案】 机械 保持不变 【详解】[1]在火箭发射的过程中，火箭燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能，再对外做功转化为火箭的机械能。 [2]在能量转化过程中，遵循能量守恒定律，能量的总量保持不变。 【变式2-1】．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，快速压下活塞，观察到棉花燃烧.这个过程中活塞的 能转化为筒内空气的 能，能量的总量 （选填“不变”或“变化”）。 【答案】 机械 内 不变 【详解】[1][2]活塞压缩空气，对空气施加力的作用，空气体积缩小，这是对空气做功过程。放在空气中的棉花燃烧了，说明空气的温度升高了，即空气的内能增大了。这个过程是机械能转化为内能。 [3] 在能量的转移与转化过程中，能量总量是保持不变的，即能量守恒。 【变式2-2】．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的动能转化为电能，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 ，我国火箭升空使用固体氢作为燃料，是因为固体氢的 较大。 【答案】 能量守恒定律 热值 【详解】[1]能量既不会消灭也不会创生，能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律，汽车一边行驶，一边发电，由于在能量转化的过程中，必有能量的散失，永远运动下去的观念违背了能量守恒定律，不可能实现。 [2]我国火箭升空使用固体氢作为燃料，是因为固体氢的热值较大，与相同条件下的其它燃料相比，相同质量的固态氢完全燃烧放出的热量更多。 【变式2-3】．图10是小明同学制作的一款“永动机”。由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴组装而成。他设想轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢复，转轮便可以永不停息地转动下去。你认为这个设想 （选填“能”或“不能”）实现，判断的依据是 。 【答案】 不能 违背了能量守恒定律 【详解】[1][2]由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗内能（或者如果热水变成了冷水），它也就不转了，因此这款永动机违背了能量守恒定律。 题型三 能量的转化和转移具有方向性 【例3】．2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 。 【答案】 方向 不变 【详解】[1]在核聚变中，核能可转化为内能，但内能无法自发转化为核能，这体现了能量转化具有方向性，即能量的转化和转移是有特定方向的，不能随意反向进行。 [2]根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在能量的转化和转移过程中，能量的总量始终保持不变。 【变式3-1】．收听收音机的广播节目，是电磁波在 （填“信息”或“能量”）方面的应用。水总是从高处向低处流，而不能自发地由低处向高处流；热量也总是从高温物体传向低温物体；而不能自发地由低温物体向高温物体传递，说明能量在转化和转移过程中是具有 的。 【答案】 信息 方向性 【详解】[1]由于电磁波可以在真空中传播，且其传播速度很快；而声波在真空中不能传播，且在空气中的传播速度比电磁波慢的多，故据上述原因可知，生活中的收音机就是利用电磁波来传递信息的。 [2]能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变，热量总是自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体，说明能量的转移和转化具有方向性。 【变式3-2】．汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能却无法自动转化为汽车的机械能，说明能量的转化和转移具有 性。 【答案】方向 【详解】能量的转化和转移具有方向性，所以这些内能无法自动转化为汽车的机械能。 题型四 能量的开发与利用 【例4】. 我们把能够提供能量的物质资源叫做能源。 【变式4-1】. 有些能源不能从自然界直接获得，但可以经过加工或转化而来。 【变式4-2】. 人类最早使用的能源是太阳能。 【变式4-3】. 人类历史上第一次意义重大的能源革命是对火的利用。 【变式4-4】. 18世纪蒸汽机的发明，开启了人类将内能转化为机械能的时代。 【变式4-5】. 有些能源可以从自然界直接获得，如风能、水能、地热能、核能、煤、石油、天然气等能源。 其他合理即可 【变式4-6】. 燃料电池是一种新型能量转化装置，它将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化成电能。 题型五 （不）可再生能源 【例5】．下列能源中，属于不可再生能源的是（    ） A．风能 B．太阳能 C．潮汐能 D．核能 【答案】D 【详解】太阳能、水能、风能、潮汐能都能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；核能一旦消耗，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式5-1】．下列属于可再生能源的是（　　） A．石油 B．水能 C．天然气 D．电能 【答案】B 【详解】AC．石油、天然气属于化石燃料，使用后不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；故AC不符合题意； B．水能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故B符合题意； D．电能需要经过一次能源（比如煤炭、太阳能、风能、核能）加工获得，电能属于二次能源，不可归类为可再生能源或不可再生能源，故D不符合题意。 故选B。 【变式5-2】．下列属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．太阳能 C．石油 D．天然气 【答案】B 【详解】ACD．煤、石油和天然气在短期内自然界无法得到补充的，故这些能源是不可再生能源，故ACD不符合题意。 B．太阳能是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源，故B符合题意。 故选B。 题型六 清洁能源 【例6】．液氢作为新一代运载火箭的主要燃料之一，其主要原因是它的 较大，液氢属于 （选填“清洁”“非清洁”）能源。 【答案】 热值 清洁 【详解】[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，是因为液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液氢时，可以放出更多的热量。 [2]液氢燃烧后的产物是水，不会产生二氧化碳、硫化物或颗粒物等污染物，对环境十分友好，因此是清洁能源。 【变式6-1】．2023年9月，中海油研究总院牵头研发设计的50kW（千瓦）海洋温差能发电系统于广东湛江一次投料成功发电，取得峰值功率超出预期10%以上的显著成效，验证了整体系统的技术可行性及运行稳定性。海洋温差能发电是将 能转化为电能，海洋温差能 （选填“是”或“不是”）清洁能源。 【答案】 内能 是 【详解】[1]海洋温差能发电是将海洋中的热能转化为电能。 [2]海洋温差能发电过程中不产生污染，属于清洁能源。 【变式6-2】．自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需能量的能源．在下列能源中：水能、石油、 风能、煤炭、天然气、太阳能，属于不可再生能源的是 ; 属于清洁能源的是 ． 【答案】 石油、煤炭、天然气 水能、风能、太阳能 【详解】人们大量使用的化石类能量，属于不可再生能源，用一点，少一点，且会污染环境，包括石油、煤炭、天然气等； 水能、风能、太阳能，潮汐能、地热能等能源，绿色无污染，属于清洁能源． 点睛：重点是能源的分类，化石类的能源都属于不可再生能源，即在人类的预期内不会再产生，而太阳能、风能等能源，取之不尽或可循环利用，属于清洁的可再生能源． 题型七 概念综合辨析 【例7】．下列关于能量转移和转化有方向性的描述中，正确的是（　　） A．机械能可以转化为内能，内能不可以转化为机械能 B．热可以自发地由低温物体传向高温物体 C．内能不可能全部转化成机械能，而不产生其他影响 D．自然界的一切物理过程都是不可逆的 【答案】C 【详解】A．机械能可以转化为内能，例如摩擦生热，内能也可以转化为机械能，例如内燃机的做功冲程，故A错误； B．能量的转化和能量的转移，都是有方向性的，如温度不同的两个物体接触后，一部分内能从高温物体转移到低温物体上，并不能自发地由低温物体转移到高温物体上，故B错误； C．内能在转化为机械能不可避免的会产生热损失，所以内能不可能全部转化成机械能，而不产生其他影响，故C正确； D．液态水变为固态冰，固态的冰也可以变为液态的水，所以物理过程是可逆的，故D错误。 故选C。 【变式7-1】．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（　　） A．钻木取火是将机械能转化成内能 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．电热器烧水时，是将电能转化为内能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 【答案】D 【详解】A．钻木取火是通过做功的方式改变内能的，是将机械能转化成内能，故A正确，不符合题意； B．酒精燃烧时，消耗化学能，产生内能，把化学能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．电热器烧水时，电流通过电热器做功，将电能转化为内能，使水的温度升高，故C正确，不符合题意； D．人们对太阳能的开发和利用，是太阳能转化为其他形式的能，能量是不能凭空产生的，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式7-2】．有关能量守恒定律，下列说法中正确的是（    ） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．能量守恒定律只适用于能量转化过程 C．能量在转化的过程中总量越来越少 D．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 【答案】D 【详解】A．能量守恒定律适用于自然界中所有形式的能量转化和转移，不只是机械能与内能的相互转化，故A 错误； B．能量守恒定律既适用于能量转化过程，也适用于能量转移过程，故B 错误； C．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，总量保持不变，既不会增加也不会减小，故C 错误； D．永动机是指不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器。但根据能量守恒定律，没有能量的输入，就无法持续对外输出能量， 这种机器在理论上和实践中都无法实现 。故D 正确； 故选D。 【变式7-3】．下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 C．能量在转化或转移的过程中，总量会减少 D．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性 【答案】B 【详解】A．能量守恒定律适用于所有形式的能量相互转化，故A错误； B．自然界中的能量是守恒的，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性（如水只能从高处流向低处、热量只能从高温物体传向低温物体），所以永动机是不存在的，故B正确； C．根据能量守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中具有方向性，而且总量是不变的，故C错误； D．机械能和电能虽然可以相互转化，但能量转化具有方向性，故D错误。 故选B。 【变式7-4】．下列关于能量转化和守恒的说法，正确的是（　　） A．用热水袋取暖，是内能转化为机械能 B．水电站里水轮机带动发电机发电，是电能转化为机械能 C．植物吸收太阳光进行光合作用，是光能转化为化学能 D．内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，遵循能量守恒定律；而做功冲程中，内能转化为机械能，不遵循能量守恒定律 【答案】C 【详解】A．热水袋取暖是内能从高温物体（热水袋）转移到人体，属于热传递，不是内能转化为机械能，故A错误； B．水轮机带动发电机，是水的机械能（动能、势能）转化为电能，故B错误； C．光合作用将太阳能转化为植物体内有机物储存的化学能，故C正确； D．任何过程都遵循能量守恒定律，故D错误。 故选 C。 题型八 核能 核裂变、核聚变 【例8】．日本发生了里氏9级强烈地震，引发海啸，导致福岛核电站受损，核电站是通过 （选填“裂变”“聚变”）获得巨大能量，从而转化为 能，该核电站的核反应堆受损，已经发生核泄漏，造成了严重污染。 【答案】 裂变 电 【详解】[1][2]核电站是利用核裂变来获得巨大能量的，因为目前人类可控制的核反应是核裂变，核聚变还不可控。核电站将核能转化为电能，通过发电机等设备，把核能释放的能量最终转化为电能供人们使用。 【变式8-1】．核能是一种比较理想的“未来能源”，其能量密度极高，储量丰富。核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站的核能是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）获取的，反应堆的“水冷却系统”是通过 的方式改变内能的。 【答案】 不可再生 核裂变 热传递 【详解】[1]核燃料是矿产资源，不能短时间内源源不断地获得，所以核能属于不可再生能源。 [2]核电站的核能是通过可控的核裂变获取的。 [3]反应堆的“水冷却系统”将核反应释放的热量传递给水，是通过热传递的方式改变内能的。 【变式8-2】．核能是一种比较理想的“未来能源”，其能量密度极高，储量丰富。核能属于 选填“可再生”或“不可再生”能源；如图所示的核反应，这种反应叫做核 选填“裂”或“聚”变。 【答案】 不可再生 裂 【详解】[1]核能源被消耗后，不能从自然界源源不断地得到补充，属于不可再生能源。 [2]核裂变是指由重的原子，分裂成较轻的原子的一种核反应形式，故如图所示的核反应叫做核裂变。 【变式8-3】．如图表示原子核在转变过程中释放能量的方式。原子的原子核由中子和 组成，太阳辐射的巨大能量来自图 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 【答案】 质子 B 【详解】[1]由原子的结构可知，原子由原子核和核外电子构成，原子核由中子和质子组成。 [2]由于太阳内部有大量的氘和氚，在超高温、超高压的环境下，氘核和氚核发生聚变，同时放出大量的热量，所以太阳辐射的巨大能量来自图B所示的核反应。 题型九 综合应用 【例9】．如图所示，爆闪警示灯放置在存有安全隐患的危险路段，通过有规律的爆闪，起到有效的示警作用。太阳能电池板是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。白天，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电，LED红蓝灯发光时几乎不发热，则（　　） A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源 B．当太阳能电池板给蓄电池充电时，太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为内能 D．如果LED灯不发光，此时它的电阻为 【答案】B 【详解】A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，电流的方向是从太阳能电池板流向蓄电池，此时蓄电池是在接收电能并将电能储存起来，它是作为用电器在消耗电能，而不是向外提供电能的电源，故A不符合题意； B．太阳能电池板的工作原理就是通过光电效应，将接收到的太阳光能转化为电能，然后把电能传输给蓄电池进行储存，所以当太阳能电池板给蓄电池充电时，太阳能电池板确实是将太阳能转化为电能，故B符合题意； C．题目中明确提到“LED红蓝灯发光时几乎不发热”，这说明LED红蓝灯在发光过程中，电能主要是转化为光能，而不是大部分转化为内能，与普通白炽灯将大部分电能转化为内能不同，故C不符合题意； D．即使LED灯不发光，它仍然是一个有一定电阻的导体，只是电阻值会根据其自身特性以及所处环境等因素有所不同，但绝不可能为0，故D不符合题意。 故选B。 【变式9-1】．某热机的能量流向图如图所示（箭头粗细不代表能量多少），已知其工作效率为80%，输出机械能为400J，以下说法中正确的是（    ） A．能量A为电能，能量B为内能 B．能量A为内能，能量B为电能 C．能量A和B均为内能，能量B为500J D．能量A和B均为内能，能量B为100J 【答案】D 【详解】热机是将内能转化为机械能的装置，因此能量A和B均为内能；已知其工作效率为80%，输出机械能为400J，根据 可知，能量A为 由能量流向图可知，能量B为 QB=Q放-W=500J-400J=100J 故ABC错误，D正确。 故选D。 【变式9-2】．如图是“风能﹣太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机利用了电生磁原理 B．太阳能来自太阳内部的核聚变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 【答案】B 【详解】A．风力发电机是利用电磁感应原理将风能转化为电能，而不是电生磁原理，故A错误； B．太阳能来自太阳内部的核聚变，太阳内部的氢原子核在高温高压下发生聚变反应，释放出巨大的能量，故B正确； C．给蓄电池充电时，电能转化为化学能，而不是化学能转化为电能，故C错误； D．控制器中的集成电路是用半导体材料制成的，而不是超导材料，故D错误。 故选B。 基础巩固通关测 一、单选题 1．下列能源中，属于不可再生能源的是（    ） A．风能 B．太阳能 C．潮汐能 D．核能 【答案】D 【详解】太阳能、水能、风能、潮汐能都能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；核能一旦消耗，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．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．植物生长，是把太阳能转化为化学能 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 【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．植物生长，进行光合作用，是把太阳能转化为化学能，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．汽车行驶过程中与地面摩擦，将机械能转化为内能，这部分内能无法再被回收利用，故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。 故选A。 3．“烛龙一号”是我国研发的首款碳﹣14核电池，它利用如图所示的核反应来释放的能量。下列说法正确的是（　　） A．该反应与氢弹爆炸的核反应类型相同 B．参与该核反应的中子带正电荷 C．释放的中子可以引发新的核反应 D．核反应释放出巨大的能量违背能量守恒定律 【答案】C 【详解】A．图中用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做裂变，氢弹爆炸的核反应是核聚变，两者核反应类型不同，故A错误； B．质子带正电荷，参与该核反应的中子不带电，故B错误； C．图中用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，释放3个中子，所释放的中子又能够引起其它的原子核发生裂变，故C正确； D．能量守恒定律：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，在转化或转移的过程中，能量的总量不变；核反应释放出巨大的能量遵循能量守恒定律，故D错误。 故选C。 二、填空题 4．生物航煤是以动植物油脂、餐饮废油等为原料生产的航空燃油。生物航煤燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 。在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。 【答案】 方向性 保持不变 【详解】[1]生物航煤燃烧时将化学能转化为内能，由于能量的转化具有方向性，所以内能不能自发地转化为化学能。 [2]在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这是能量守恒定律。 5．我国空间站是利用太阳能电池板提供电能的，太阳能电池板把太阳能转化为电能。太阳能是来自太阳内部发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）释放的能量。太阳能清洁无污染，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 核聚变 可再生 【详解】[1]太阳能是来自太阳内部发生的核聚变反应。在太阳核心，氢原子核在高温高压下结合成氦原子核，释放出巨大能量。核聚变是轻核结合成较重核的过程，不同于核裂变（重核分裂成较轻核，如核电站的反应）。 [2]太阳能属于可再生能源。因为它来自太阳辐射，太阳持续发光发热，可源源不断地提供能量，且不会因使用而枯竭。同时，太阳能清洁无污染，不排放有害物质，有利于环境保护。 能力提升进阶练 一、单选题 1．为了实现“碳达峰、碳中和”的战略目标，我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下不利于碳中和的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C． 风力发电 D．光伏发电 【答案】A 【详解】太阳能、水能、光伏发电都是可再生资源，没有碳排放，火力发电燃烧煤等物质，有碳排放，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．近年来，自动新能源汽车和自动驾驶技术成为许多汽车厂商的重点研究对象。如图，顾客正在体验某品牌汽车的自动泊车技术，该汽车利用5G技术、高精度地图、激光雷达传感器等多种技术手段实现车辆的精准定位。从而保证车辆准确行驶。下列说法中正确的是（　　） A．汽车搭载的北斗导航系统通过电磁波向汽车发送信息 B．该汽车利用纯电模式行驶过程中，所消耗的电能全部转化为汽车的动能 C．5G芯片是利用超导体材料制成的 D．当续航不足时，该汽车通过发动机燃烧汽油来获取动力，汽油属于可再生能源 【答案】A 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，汽车搭载的北斗导航系统通过电磁波向汽车发送信息，故A正确； B．该汽车利用纯电模式行驶过程中，由于需要克服摩擦力做功，汽车所消耗的电能转化为汽车的动能与内能，故B错误； C．5G芯片是利用半导体材料制成的，具有单向导电性，故C错误； D．汽油在短时间内不能再生，属于不可再生能源，故D错误。 故选A。 3．如图为核能发电过程，则（　　） A．M装置是电动机 B．核能是可再生能源 C．核能可全部转化为电能输出 D．环节②主要通过做功使内能减少 【答案】D 【详解】A．在核能发电过程中，汽轮机带动发电机转动发电，M 装置是发电机而不是电动机，故A不符合题意； B。核能主要来源于铀等放射性元素的裂变，核燃料是有限的自然资源，属于不可再生能源，故B不符合题意； C．在核能发电过程中，核能先转化为内能，再转化为机械能，最后转化为电能，在能量转化过程中，会有能量的损耗，如散热等，所以核能不可能全部转化为电能输出，故C不符合题意； D．环节②是蒸汽推动汽轮机转动，将内能转化为机械能，这个过程中蒸汽对外做功，内能减少，故D符合题意。 故选D。 二、填空题 4．有一种利用太阳能电池工作的新型动力车，它上面的太阳能电池板接收太阳辐射的能量。太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。 (1)太阳能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。 (2)使用太阳能电池时，将太阳能转化为 。太阳能电池作为一种新能源产品，具有宽广的前景，请列举出它的优点 （至少一条）。 【答案】(1)可 (2) 电能 环保无污染、可再生 【详解】（1）可再生能源是可以源源不断地从自然界获得的能源，太阳能属于可再生能源。 （2）[1]太阳能电池板接收太阳辐射的能量，并将其转化为电能，使用太阳能电池时，‌将太阳能转化为电能。 [2]太阳能电池作为一种新能源产品，‌具有以下优点：‌ 环保无污染：‌太阳能电池不会产生任何污染和排放，‌完全依靠阳光照射生成电能，‌使用过程中不会产生垃圾，‌是一种理想的绿色能源； 可再生：‌与化石燃料等一次能源相比，‌太阳能电池具有很高的可再生性。‌ 5．如图所示，重力为0.5N的金属小球从A处自由下滑，经过B处，到达C处，恰好停下。如果小球从在A到B的过程用了4s的时间，重力做功的功率为 W；在整个运动过程中，小球克服摩擦消耗的机械能为 J（空气阻力忽略不计，g取10N/kg），而这部分能量无法自发的转化为机械能，是因为能量的转化具有 。 【答案】 0.05 0.1 方向性 【详解】[1]重力做功W=Gh=0.5N×0.4m=0.2J 重力做功的功率 [2][3]在整个运动过程中，小球从A处的静止状态开始，到C处又静止，小球的动能变化为0，重力势能全部转化为克服摩擦力做功消耗的能量。在整个运动过程中，小球克服摩擦消耗的机械能为ΔE=G(hA-hC)=0.5N×(0.4m-0.2m)=0.1J 所以小球克服摩擦消耗的机械能为0.1J。而这部分能量无法自发地转化为机械能，是因为能量的转化具有方向性。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17章 能量的转移和转化 能源（复习讲义） 1. 举例分析能量的转移或转化；做功往往伴随着能量的转移或转化； 2. 了解能量守恒定律的内容；能量的转移和转化具有方向性； 3. 知道能源的概念；从大自然直接获得的能源；能源的加工或转化； 4. 学习能源的历史进程；太阳能、风能、水能等； 5. 认识可再生能源与不可再生能源； 6. 了解清洁能源及其应用；核裂变、核聚变及其应用。 知识点 重点归纳 注意问题 不同的运动形式对应不同的能量 物质不同的运动形式对应不同的能量，与机械运动对应的是机械能，与分子热运动对应的是内能，与电荷运动对应的是电能。 能量的转移或转化 做功往往伴随着能量的转移或转化。 能量转化举例 植物进行光合作用，将光能转化为化学能； 电流通过电风扇，将电能转化为机械能；章首图所示的水电站，可以将水的机械能转化为电能。 用酒精灯加热铁丝与铜丝的一个连接点过程中有一部分内能转化为电能。 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失；它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到其他部分；在转化或转移的过程中，能量的总和保持不变。这就是能量守恒定律。 永动机的设想违背了能量守恒定律。 能量的转移和转化具有方向性 尽管扩散、热传递、摩擦生热等现象都符合能量守恒定律，但它们的逆过程不会自发发生。 俗话所说的“覆水难收”“破镜难圆”，从物理学的角度看就是能量的转移和转化具有方向性。 将一滴墨水滴入清水中，可以观察到墨水扩散的现象。这滴墨水不会重新与清水分离。 能源 我们把能够提供能量的物质资源叫做能源。 能量以各种形式蕴藏在大自然中，使世界呈 现出生机勃勃的景象。 形形色色的能源 大自然给予我们丰富的馈赠，有些能源可以从自然界直接获得，如风能、水能、地热能、核能、煤、石油、天然气等能源，在农村生活中常见的秸秆、薪柴等也可以从自然界直接获得。 从自然界直接获得的能源。 能源的加工或转化 有些能源不能从自然界直接获得，但可以经过加工或转化而来，例如需对石油进行提炼才能获得汽油，需对煤进行加工才能获得焦炭，生活中常见的电能也是由其他形式的能源转化而来的。 有些能源不能从自然界直接获得。 能源革命 太阳能 人类最早使用的能源是太阳能，原始时期， 人类所能获得的能源来源于太阳辐射所带来的光热。人类历史上第一次意义重大的能源革命是对火的利用，由此人类开发利用能源的时代正式开启。 农业文明时代的秸秆、薪柴等是火力的主要来源。 风能 风能曾作为重要的能源很早就被人们开发利用，主要用于船舶航行、风车灌溉等。唐代诗人李白留有脍炙人口的著名诗句“乘风破浪会有时， 直挂云帆济沧海”，可见古人已知道利用风能。 水能 水能的开发利用也有着悠久的历史，应用于 农业、冶炼、纺织等多个领域。我国劳动人民对 水力的机械化利用远在汉代时就已经出现，汉代学者桓谭在《桓子新论》中 记载了一种用水力舂米的机械—水碓。正是由 于水力机械的广泛应用，极大地推动了当时社会 生产力的发展。 内能转化为机械能的时代 在近代，能源的开发利用迅猛发展。18 世纪蒸汽机的发明，开启了人类将内能大规模转化为机械能的时代，煤炭以其高热值、分布广的优点成为全球第一大能源。随后， 人们发明了以汽油和柴油为燃料的内燃机，石油以其更高热值、更易运输等特点，成为了新的重要能源。 煤炭、石油的特点。 能量的利用效率不可能达到100% 使用能源的过程中，虽然能量的总量并未改变，但能量的利用价值却在降低。机械在工作的时候，部件之间必然相互摩擦，摩擦产生的热量耗散在环境中，这部分能量难以再被利用；发电厂生产的电能通过输电线传输，输电线会发热，部分电能转化为内能，这部分内能也不能自发地转化为电能为人们所利用。 大量事实表明，能量的利用效率不可能达到100%。 可再生能源与不可再生能源 自然界中有些能源可以源源不断地得到补充，或能在较短周期内再生，比如风能、水能、 太阳能等，这些能源称为可再生能源。但有些能源的形成需要漫长的时间，越用越少，也不能在短期内从自然界得到补充，比如煤、石油、天然气都是古代生物的残骸 通过长期的地质变迁形成的，这类能源称为不可再生能源。 化石能源的过度使用 化石能源的过度使用也是造成环境变化与污染的主要因素。大量化石能源的消耗，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强， 导致全球气候变暖。 同时，化石能源消耗过程中还带来了大量的有害气体和烟尘排放，也是造成大气污染的重要原因。 加快建设先进生产能力，大力推动化石能源清洁发展，保护生态环境，应对气候变化，实现节能减排。 清洁能源 通过科技的创新，目前主要的清洁能源有核能、太阳能、地热能等。 核能 核能是通过核反应使原子核发生变化时所释放的能量，通常指重核裂变或轻核聚变所释放的巨大能量。 核裂变 20世纪30 年代，科学家们发现用中子轰击铀核，能使其分裂成几个中等质量的核，同时释放巨大的能量。原子核裂变时，不但会释放巨大的能量，还会伴随2～3个中子产生，新的中子又会使其他原子核继续裂变。 核电站中具有可以控制核裂变反应的装置，使核能有控制地释放，从而能稳定地发电。 核聚变 较轻的原子核在一定条件下能聚合成较重的原子核，同时会释放巨大的能量。20 世纪50 年代，世界上第一颗氢弹爆炸，其瞬间产生的巨大能量震惊世界。科学家们希望可以控制核聚变的过程，使能量持续稳定地输出。 太阳能发电 太阳能发电的形式一般有光伏发电和光热发电两种。光伏发电利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能。光热发电通过光学聚焦的方式将太阳能聚集起来， 产生高温高压的蒸汽来驱动发电。 目前，人类利用太阳能的方式主要是发电。 地热能 地球内部的温度高达几千摄氏度， 如此高的温度必然蕴藏着巨大的能量，这种来自地表下面的能量就是地热能。地热能除了可直接用于发电，发电后的热排水还可实现供暖、 种植、养殖、旅游等综合利用，是清洁的零碳能源。 我国地热资源分布广泛，西藏地区具有丰富的地热资源 题型一 判断能量的转化和转移 【例1】．下列过程中能量转化关系正确的是（　　） A．蓄电池工作时是将电能转化为化学能 B．热机工作时是将燃气的内能转化为机械能 C．电风扇工作时是将机械能转化为风能 D．火箭发射升空时是将动能转化为重力势能 【变式1-1】．关于以下能量转化的说法正确的是（　　） A．蓄电池充电主要是化学能转化为电能 B．电水壶烧水主要是电能转化为机械能 C．植物的光合作用是把太阳能转化为化学能 D．电风扇工作主要是电能转化为内能 【变式1-2】．下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．燃料燃烧时发热 B．加热使水沸腾 C．钻木取火 D．电动机带动水泵把地下水送到地面 题型二 能量守恒定律 【例2】．2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，火箭点火起飞时，将燃料燃烧释放的内能转化为 能，在能量转化过程中，能量的总量 。 【变式2-1】．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，快速压下活塞，观察到棉花燃烧.这个过程中活塞的 能转化为筒内空气的 能，能量的总量 （选填“不变”或“变化”）。 【变式2-2】．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的动能转化为电能，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 ，我国火箭升空使用固体氢作为燃料，是因为固体氢的 较大。 【变式2-3】．图10是小明同学制作的一款“永动机”。由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴组装而成。他设想轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢复，转轮便可以永不停息地转动下去。你认为这个设想 （选填“能”或“不能”）实现，判断的依据是 。 题型三 能量的转化和转移具有方向性 【例3】．2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 。 【变式3-1】．收听收音机的广播节目，是电磁波在 （填“信息”或“能量”）方面的应用。水总是从高处向低处流，而不能自发地由低处向高处流；热量也总是从高温物体传向低温物体；而不能自发地由低温物体向高温物体传递，说明能量在转化和转移过程中是具有 的。 【变式3-2】．汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能却无法自动转化为汽车的机械能，说明能量的转化和转移具有 性。 题型四 能量的开发与利用 【例4】．我们把能够提供____________的物质资源叫做能源。 【变式4-1】. 有些能源不能从自然界直接获得，但可以经过加工或____________而来。 【变式4-2】. 人类最早使用的能源是____________。 【变式4-3】. 人类历史上第一次意义重大的能源革命是对____________的利用。 【变式4-4】. 18世纪蒸汽机的发明，开启了人类将内能转化为____________的时代。 【变式4-5】. 有些能源可以从自然界直接获得，如风能、____________、地热能、核能、煤、____________、天然气等能源。 【变式4-6】. 燃料电池是一种新型能量转化装置，它将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化成___________。 题型五 （不）可再生能源 【例5】．下列能源中，属于不可再生能源的是（    ） A．风能 B．太阳能 C．潮汐能 D．核能 【变式5-1】．下列属于可再生能源的是（　　） A．石油 B．水能 C．天然气 D．电能 【变式5-2】．下列属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．太阳能 C．石油 D．天然气 题型六 清洁能源 【例6】．液氢作为新一代运载火箭的主要燃料之一，其主要原因是它的 较大，液氢属于 （选填“清洁”“非清洁”）能源。 【变式6-1】．2023年9月，中海油研究总院牵头研发设计的50kW（千瓦）海洋温差能发电系统于广东湛江一次投料成功发电，取得峰值功率超出预期10%以上的显著成效，验证了整体系统的技术可行性及运行稳定性。海洋温差能发电是将 能转化为电能，海洋温差能 （选填“是”或“不是”）清洁能源。 【变式6-2】．自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需能量的能源．在下列能源中：水能、石油、 风能、煤炭、天然气、太阳能，属于不可再生能源的是 ; 属于清洁能源的是 ． 题型七 概念综合辨析 【例7】．下列关于能量转移和转化有方向性的描述中，正确的是（　　） A．机械能可以转化为内能，内能不可以转化为机械能 B．热可以自发地由低温物体传向高温物体 C．内能不可能全部转化成机械能，而不产生其他影响 D．自然界的一切物理过程都是不可逆的 【变式7-1】．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（　　） A．钻木取火是将机械能转化成内能 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．电热器烧水时，是将电能转化为内能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 【变式7-2】．有关能量守恒定律，下列说法中正确的是（    ） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．能量守恒定律只适用于能量转化过程 C．能量在转化的过程中总量越来越少 D．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 【变式7-3】．下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 C．能量在转化或转移的过程中，总量会减少 D．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性 【变式7-4】．下列关于能量转化和守恒的说法，正确的是（　　） A．用热水袋取暖，是内能转化为机械能 B．水电站里水轮机带动发电机发电，是电能转化为机械能 C．植物吸收太阳光进行光合作用，是光能转化为化学能 D．内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，遵循能量守恒定律；而做功冲程中，内能转化为机械能，不遵循能量守恒定律 题型八 核能 核裂变、核聚变 【例8】．日本发生了里氏9级强烈地震，引发海啸，导致福岛核电站受损，核电站是通过 （选填“裂变”“聚变”）获得巨大能量，从而转化为 能，该核电站的核反应堆受损，已经发生核泄漏，造成了严重污染。 【变式8-1】．核能是一种比较理想的“未来能源”，其能量密度极高，储量丰富。核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站的核能是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）获取的，反应堆的“水冷却系统”是通过 的方式改变内能的。 【变式8-2】．核能是一种比较理想的“未来能源”，其能量密度极高，储量丰富。核能属于 选填“可再生”或“不可再生”能源；如图所示的核反应，这种反应叫做核 选填“裂”或“聚”变。 【变式8-3】．如图表示原子核在转变过程中释放能量的方式。原子的原子核由中子和 组成，太阳辐射的巨大能量来自图 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 题型九 综合应用 【例9】．如图所示，爆闪警示灯放置在存有安全隐患的危险路段，通过有规律的爆闪，起到有效的示警作用。太阳能电池板是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。白天，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电，LED红蓝灯发光时几乎不发热，则（　　） A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源 B．当太阳能电池板给蓄电池充电时，太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为内能 D．如果LED灯不发光，此时它的电阻为 【变式9-1】．某热机的能量流向图如图所示（箭头粗细不代表能量多少），已知其工作效率为80%，输出机械能为400J，以下说法中正确的是（    ） A．能量A为电能，能量B为内能 B．能量A为内能，能量B为电能 C．能量A和B均为内能，能量B为500J D．能量A和B均为内能，能量B为100J 【变式9-2】．如图是“风能﹣太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机利用了电生磁原理 B．太阳能来自太阳内部的核聚变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 基础巩固通关测 一、单选题 1．下列能源中，属于不可再生能源的是（    ） A．风能 B．太阳能 C．潮汐能 D．核能 2．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．植物生长，是把太阳能转化为化学能 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 3．“烛龙一号”是我国研发的首款碳﹣14核电池，它利用如图所示的核反应来释放的能量。下列说法正确的是（　　） A．该反应与氢弹爆炸的核反应类型相同 B．参与该核反应的中子带正电荷 C．释放的中子可以引发新的核反应 D．核反应释放出巨大的能量违背能量守恒定律 二、填空题 4．生物航煤是以动植物油脂、餐饮废油等为原料生产的航空燃油。生物航煤燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 。在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。 5．我国空间站是利用太阳能电池板提供电能的，太阳能电池板把太阳能转化为电能。太阳能是来自太阳内部发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）释放的能量。太阳能清洁无污染，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 能力提升进阶练 一、单选题 1．为了实现“碳达峰、碳中和”的战略目标，我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下不利于碳中和的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C． 风力发电 D．光伏发电 2．近年来，自动新能源汽车和自动驾驶技术成为许多汽车厂商的重点研究对象。如图，顾客正在体验某品牌汽车的自动泊车技术，该汽车利用5G技术、高精度地图、激光雷达传感器等多种技术手段实现车辆的精准定位。从而保证车辆准确行驶。下列说法中正确的是（　　） A．汽车搭载的北斗导航系统通过电磁波向汽车发送信息 B．该汽车利用纯电模式行驶过程中，所消耗的电能全部转化为汽车的动能 C．5G芯片是利用超导体材料制成的 D．当续航不足时，该汽车通过发动机燃烧汽油来获取动力，汽油属于可再生能源 3．如图为核能发电过程，则（　　） A．M装置是电动机 B．核能是可再生能源 C．核能可全部转化为电能输出 D．环节②主要通过做功使内能减少 二、填空题 4．有一种利用太阳能电池工作的新型动力车，它上面的太阳能电池板接收太阳辐射的能量。太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。 (1)太阳能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。 (2)使用太阳能电池时，将太阳能转化为 。太阳能电池作为一种新能源产品，具有宽广的前景，请列举出它的优点 （至少一条）。 5．如图所示，重力为0.5N的金属小球从A处自由下滑，经过B处，到达C处，恰好停下。如果小球从在A到B的过程用了4s的时间，重力做功的功率为 W；在整个运动过程中，小球克服摩擦消耗的机械能为 J（空气阻力忽略不计，g取10N/kg），而这部分能量无法自发的转化为机械能，是因为能量的转化具有 。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $