20.2 开发新能源-【支点·同步系列】2025-2026学年九年级下册物理（沪粤版·新教材）

20.2开发新能源 知识清单 知识点1太阳能 1.太阳能来自太阳内部核① 知识链接 释放的巨大能量，它 既是一次能源，又是可再生能源。太阳是人类能源的宝库，化石 硅太阳能电池 能源、风能和水能都来自太阳能。 现在 2.太阳能的优点是储量丰富、分布广阔、无须开采和运输 制成的太 无污染、可再生等；其缺点是分散、太阳能功率变化大、不稳定、 阳能电池 转化效率低等。 中，硅太阳 3.太阳能利用的途径 能电池（如上图所示）发展得 (1)通过光热转化，将太阳能转化为② 能。 最成熟。硅太阳能电池能把 (2)通过光电转化，将太阳能转化为③ 能。 太阳能直接转变成直流电。 (3)通过生物的光合作用，将太阳能转化为④ 能。 硅太阳能电池的光电转化效 知识点2核能 率一般为9%一12%。 核能是能源家族的新成员，目前人类获取核能的途径有裂 温馨提示 变和聚变两种。 1.核电站和原子弹是利 1.裂变 用核裂变的原理工作的，前 (1)科学家发现用中子轰击铀235（质量数为235的铀）原子 者能控制核裂变反应的速 核，铀核会分裂成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能 度，后者不能控制核裂变反 量。这种现象叫裂变 应的速度。 (2)用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能；同 2.氢弹是利用核聚变的 时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核…于 原理工作的，原子弹是利用 是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这种现象 核裂变的原理工作的。 叫做⑤ (3)裂变的应用：裂变的链式反应若不加以控制，在极短的 课堂笔记 时间内就会释放出巨大的能量，发生猛烈爆炸，⑥ 就 是根据这个原理制成的；如果对链式反应加以控制，使核能慢慢 地平稳地释放出来，就便于和平使用了，⑦ 就是根据 这个原理制成的，它的核心设备是核反应堆。 2.聚变 (1)较轻的原子核在超高温下结合成新的原子核，能释放出 巨大的能量。这种现象叫做聚变，又叫热核反应。 (2)聚变的应用：如果不加以控制，大量氢核的聚变在极短的时 间内就会释放出惊人的能量，⑧ 就是根据这个原理制成的。 自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变。 50 物理九年级HY版 …◆归类探究◆ 右图)主要是将太阳能 转化为 能。 考点1太阳能 太阳能来自太阳内部的 【例1】下列关于太阳能的说法，正确的是 核 (选填 “聚”或“裂”)变。 A.太阳能属于二次能源 二、选择题 B.太阳能属于不可再生能源 3.下列装置中不是直接利用太阳能的是() C.太阳是一个巨大的“核能火炉” A.电冰箱 B.太阳灶 D.太阳能电池直接将太阳能转化为化 C.光电池 D.太阳能热水器 学能 4.核电站发电流程如下图所示。在核电站的 【点拨】一次能源是指直接从自然界获取的 发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的 能源；能够短时间内从自然界得到补充的能源 是 是可再生能源；太阳能是太阳内部核聚变产生 的；太阳能电池可以直接将太阳能转化为电能。 考点2核能 【例2】下图所示的是某种核反应的示意 核反应堆 汽轮机 发电机 图，这属于核 变，核电站的核反应 A.核能→化学能→内能→电能 堆就是利用该反应释放核能的设备；氢弹利用 B.核能→化学能→机械能→电能 的是核 变在瞬间释放的能量。（均 C.核能→内能→机械能>电能 选填“裂”或“聚”) D.核能→机械能→内能→电能 5.关于太阳能的利用，下列说法正确的是() A.绿色植物通过光合作用将太阳能转化为 化学能 【点拨】核反应分为裂变和聚变两种，核裂 B.太阳能热水器通过做功的方式将太阳能 变分为两种：可控链式反应和不可控链式反 转化为水的内能 应。前者主要应用在核反应堆中，后者应用在 C.太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为 原子弹中。核聚变主要应用在氢弹上。 信号灯的光能 基础达标心 D.太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的 一、填空题 机械能 1.核电站是利用核反应堆发生 6.关于核能和核反应，下列说法正确的是() (选填“核裂变”或“核聚变”)发电的，核反 A.只有核裂变才能释放核能 应堆的水冷却系统是利用 B.核能的利用会造成放射性污染，所以应该 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内 关闭核电站 能的。 C.氢弹爆炸是利用核裂变释放核能的 2.(2025凉山)光伏发电产业是我国低碳经济 D.原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控 的亮点之一。光伏发电使用的太阳能板（如 制的 下册第二十章 能力提速 4.能源是人类生存和发展的基础，人类社会的 每一次重大进步都伴随着能源的改进和更 一、填空题 替。关于能源的开发和利用，下列说法错误 1.我国第三代核电技术“华龙 中子 ) 一号”已成为继高铁之后的6繼→ 的是 又一张中国名片。如右图， 轴核 A.核能是可再生能源，开发和利用核能是人 类获取能源的一个新途径 核电站利用核反应堆中铀核 B.煤是不可再生能源，以煤为主要燃料的火 (选填“裂变”或“聚变”)时产生的能量，并将 电站容易造成环境污染 其最终转化为电能。如果不加控制，这种方 C.太阳能是一次能源，可直接利用且污染 法可以应用于 氘核C 小，开发前景广阔 变式·设问情境不同 氢核聚合 D.能量在利用的过程中，其转化和转移是有 中国“人造太阳” 中子 氚核 方向性的 大型核试验装置 8← 被释放 (EAST)取得重大突 形成氨核/的中子 …心思维拓展心… 释放能量© 破，奠定了我国在核 (2025景德镇二模)如下图所示，某同学对水 (选填“裂变”或“聚变”)研究领 面获取太阳能的情况进行研究，他将装有 域的世界领先地位。如上图，该核能的利用 400g水的容器放在室外平台上，经阳光照 方式与我国正在运行的核电站获得核能的 射10min,水温升高了2.5℃，不计水的蒸 方式 (选填“相同”或“不同”)。 发。〔水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)， 2.(2025吉安遂川期末)光伏 焦炭的热值q焦炭=3X10?J/kg 发电为我国新能源电力发 (1)求该过程中水吸收的 汝太阳 展提供支撑，光伏发电的 热量。 核心组件之一是光伏板，如上图所示。光伏 (2)如果这些热量由完全燃 混 板表面内侧的深褐色喷漆玻璃用来吸收太 烧的焦炭放出（不计热量损失），需要燃烧多 阳光，保护太阳能电池片；其正板铜箔、背板 少焦炭？ 铝箔和铝框则有良好的 性能。 (3)若太阳照射到容器中水面的能量的功率 光伏发电是将 转化为电能。 为28W,求水获取太阳能的效率。 二、选择题 3.下图是“风能一太阳能”路灯。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.路灯控制器中的集成电路是用超导材料 制成的 物理九年级HY版进阶突破 源，使用过程中可能对环境有污染。太阳能是一次能 考向聚焦 源，也是新能源，使用过程中对环境无污染。 1.BD能2.A 5.D 3.B【解析】返回舱着陆前，相对于地面发生了位置的 6.C【解析】电能不能直接从自然界获取，属于二次能 变化，是运动的，故A错误。电磁波可以传递信息，返 源，故A错误。新能源的开发和利用技术难、成本高， 回舱利用电磁波向指挥中心传递信息，故B正确。反 但有实用价值，故B错误。风能、水能、太阳能等大多 推发动机向下喷气，由于物体间力的作用是相互的， 数可再生能源清洁、无污染，可以保证不会严重影响 因此气体对返回舱施加的是一个向上的力，故C错 环境，是未来理想能源的一个重要发展方向，故C正 误。返回舱与空气摩擦，返回舱的一部分机械能转化 确。有些能源使用以后不能再被利用，还会越用越 为内能，它的内能逐渐增大，故D错误。 少，所以要节约能源，故D错误。 挑战中考 思维拓展 1.电磁波3×10 解：(1)由题意可知，发电机的功率P=5×10kW 2.电磁信息 3.电磁波具有 年发电量W=9000万度=9×10kW·h 4.B5.D W P二三可得，该风电场年发电时间 第二十章 能源与能量守恒 9×10kW.b=1.8×103h 5×104kW 20.1能源 W ×100%可得，煤完全燃烧释放的热量 知识清单 (2)由7一Q数 ①煤炭②石油③直接④加工转换 w9X10kW·h3.24×104J Q做= =8.1×1014J 归类探究 40% 40% 1.C2.D 基础达标 由Q:=gm可得，需要煤的质量m=Q= 1.化石能源新能源2.一次能源电磁波 8.1×104J 3.A 3.0×10J/kg =2.7×10kg=2.7×104t 4.C【解析】能做功的物体一定具有能量，而不一定是 20.2开发新能源 能源，A错误。一个具有动能或势能的物体本身不能 知识清单 被称为能源，能源应该是能提供能量的物质资源，B错 ①聚变②内③电④化学⑤链式反应⑥原子 误，C正确。内燃机和发电机只是将能量进行转化的 弹⑦核电站⑧氢弹 机器，本身不是能源，D错误。 归类探究 5.B【解析】风能、水能和太阳能可以从自然界直接获 1.C2.裂聚 取，是一次能源，故A、C、D错误。电能是由一次能源 基础达标 经过加工而获得的能源，是二次能源，故B正确。 1.核裂变热传递2.电聚 6.A 3.A4.C5.A6.D 7.C【解析】属于清洁能源的有太阳能、水能、地热能、 能力提速 风能等；煤、石油、天然气等化石能源使用时会造成污 1.裂变原子弹 变式聚变不同 染，属于非清洁能源。故A、B、D不符合题意，C符合 2.导电太阳能 题意。 3.B 8.C9.D 4.A【解析】核能是不可再生能源，开发和利用核能是 能力提速 人类获取能源的一个新途径，故A错误。煤是不可再 1.(1)从海洋吹向陆地(2)可【解析】(1)在夏季晴好 生能源，以煤为主要燃料的火电站容易造成环境污 的白天，相同质量的水和砂石吸收相同的热量后，因 染，故B正确。太阳能是可以直接从自然界获取的一 为水的比热容较大，根据△1=Q可知，水的温度升高 次能源，可直接利用且污染小，开发前景广阔，故C正 cm 确。能量在利用的过程中，其转化和转移是有方向性 得较少，所以海面上方气温低，由于风由低温地区吹 的，故D正确。 向高温地区，因此风从海洋吹向陆地。(2)水可以源 思维拓展 源不断地获得，属于可再生能源。 解：(1)水吸收的热量 2.二次能源1.38×10J【解析】甲醇属于二次能源； Q限=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)×0.4kg× 当完全燃烧0.03kg的甲醇时，其放出的热量Q数= 2.5℃=4200J m9甲=0.03kg×4.6×10'J/kg=1.38×10°J。 (2)水吸收的热量由完全燃烧的焦炭放出，需要燃烧 3.D 的焦炭的质量 4.C【解析】石油、天然气是传统能源，也是一次能源，使 用过程中对环境有污染。核能是一次能源，也是新能 m=Q=Q 4200J 9焦炭9熊炭3X102J/kg =1.4×10-4kg 物理九年级HY版 (3)太阳照射10min的能量 20.4能源、环境与可持续发展 Wa=Pt=28W×10×60s=1.68×104J 知识清单 若太阳照射到容器中水面的能量的功率为28W,则水 ①二氧化碳 ②酸雨③铅尘④可持续发展 获取太阳能的效率 ⑤绿色 4200J Q政×100%三68×104X100%=25% n一Wg 归类探究 1.化学能 二氧化碳 20.3能量的转化与能量守恒 2.D 知识清单 基础达标 ①产生②消失③转移④转化⑤不变⑥方向 1.温室热岛2.符合骑自行车 性⑦方向性 3.C【解析】煤炭、石油和木柴燃烧时会产生大量的有 归类探究 害气体和烟尘，对环境污染较大，而太阳能属于清洁 1.②③⑤①④ 能源，故A、B、D不符合题意，C符合题意。 2.电内能方向不变 4.D【解析】低碳生活的核心是减少二氧化碳(CO2)等 基础达标 温室气体的排放，以缓解全球变暖。因此需要选择燃 1.机械电 烧后不产生或极少产生二氧化碳的燃料。石油属于 2.方向不变【解析】由题意可知，核能转化为内能的 化石燃料，燃烧会释放大量二氧化碳（如汽油、柴油）， 过程不能自发逆向进行，说明能量转化具有方向性， 不符合低碳理念，故A不符合题意。煤炭同样是化石 即某些转化需要特定条件。根据能量守恒定律，无论 燃料，燃烧时二氧化碳排放量极高，且产生其他污染 能量如何转化或转移，其总量始终守恒即保持不变。 物（如二氧化硫），故B不符合题意。木柴虽然可再 3.B【解析】燃料燃烧时会发热，燃料的化学能转化为内 生，但燃烧会释放二氧化碳（木材中的碳元素与氧气 能，属于能量的转化，故A错误。用热水袋取暖，通过 结合)，并可能导致森林砍伐，加剧碳排放，故C不符 热传递改变物体的内能，属于能量的转移，故B正确。 合题意。氢燃料燃烧产物仅为水，不产生任何二氧化 钻木取火，通过做功改变物体的内能，属于能量的转 碳。若氢气通过可再生能源（如太阳能、风能）电解水 化，故C错误。电动机带动水泵把地下水送到地面，将 制备，则全生命周期接近“零碳排放”是当前清洁能源 电能转化为水的机械能，属于能量的转化，故D错误。 技术的重点发展方向（如氢能源汽车），故D符合 4.A5.B 能力提速 题意。 5.C【解析】煤、石油、天然气是短期内不能从自然界得 1.不可能违背了能量守恒定律【解析】该装置是不 可能实现的，因为能量的转化和转移具有方向性，能 到补充的能源，属于不可再生能源，故A错误。电视 量在转化和转移的过程中必然会有一部分转化为内 机在待机状态下也会消耗电能，故B错误。太阳的惊 能或做额外功消耗掉，这些能量不可以再利用。 人能量来自核聚变，故C正确。核电站的废水具有核 辐射，直接排入大海会造成核污染，故D错误。 2.热传递方向 能力提速 3.B【解析】由题意知，用电低谷时，电动机将水抽到高 处，将电能转化为机械能，即以机械能的形式储能，故 1.热传递二氧化碳（合理即可） A错误。用电高峰时利用存储的能量发电，水能带动 2.石油绿色出行，出门尽量不开车 水轮机转动，将机械能转化为电能，由于能量损耗，无 3.A 法将全部的机械能转化为电能，故B正确，D错误。 4.C【解析】政策支持虽重要（如补贴、购置税减免），但 由图可知，抽水蓄能电站由上水库、下水库和水电站 市场增长需技术迭代（如电池能量密度提升、智能化 组成，要求水资源丰沛、上下游有落差，因此选址时， 升级)和基础设施完善（如充电桩覆盖）共同驱动，单 上、下水库的高度差要大，故C错误。 靠补贴难以持续，故A错误。2025年固态电池尚处 4.C 于半固态量产阶段，全固态电池仍处于核心技术验证 思维拓展 期，仅小批量应用于高端车型，未全面普及，故B错 解：(1)50台这样的风力发电机一年获得的电能 误。新能源汽车发展需多维度协同，如电池技术（如 W=1.8×105J/s×50×3000×3600s=9.72×1013J 半固态电池量产)、智能化(L3级自动驾驶普及)、政 年获得的电能相当于完全燃烧煤的质量 策（双积分趋严）、市场需求（下沉市场增长）及国际化 m=Q丝=W-9.72X105J (本地化生产与全球供应链整合)，故C正确。价格战 =3.24×105kg qq3.0×102J/kg 导致企业“增量不增收”，长期竞争力需依赖技术创新 (2)每秒通过风轮的空气质量 (如高阶智驾、差异化服务)和成本优化，而非单纯降 m=pV=pSL=pxr'ut =1.2 kg/m3 X 3.0X (40 m)2 价。国际化需“贸易十投资”结合，如海外建厂（如比 ×10m/s×1s=57600kg 亚迪泰国基地)、本地化研发，而非仅依赖出口，故D 空气的动能 错误。 W动=57600kg×50J/kg=2.88×10J 思维拓展 它将风能转化为电能的效率为 B【解析】由杠杆平衡条件可知，经济这一端的力臂 长，力小；环保这一端的力臂短，力大。这说明环保比 n=W。X100%=28006×100%=10% 2.88×105J 经济重要。 下册参考答案