一、能源利用与社会发展（举一反三讲义）物理新教材苏科版九年级下册

本讲义聚焦初中物理“能源利用与社会发展”主题，系统梳理能源的定义、人类利用能源的进程（从火的使用到蒸汽机、电能、核能的开发），以及可再生能源与不可再生能源的分类标准（一次/二次能源、可再生/不可再生能源等），构建“定义-历史-分类-实例”的完整知识支架。 资料以思维导图直观呈现知识框架，助力科学思维中的模型建构；通过三峡水电站、“海油观澜号”风电平台等典例及变式题，强化能量观念与实际应用的联系；巩固训练涵盖选择、计算等题型，分层设计既适配课中教学互动，又便于课后学生查漏补缺，培养科学探究能力与可持续发展的科学态度。

一、能源利用与社会发展 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：能源的利用 2 知识点2：可再生能源与不可再生能源 3 【巩固训练】 4 【学习目标】 1．学习人类利用能源的进程。 2．了解对化石能源、电能、核能的利用。​ 3．掌握再生能源与不可再生能源。 4．了解清洁能源与非清洁能源。 重点： 1．化石能源、电能、核能的利用。 2．可再生能源与不可再生能源。 3．清洁能源与非清洁能源。 难点： 1．能源利用与社会发展的综合应用。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：能源的利用 1、能源：凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源。一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。 2、早在远古时代，人类就学会了用火。在掌握了人工取火的方法之后，人类就开始了开发、利用能源的进程:恩格斯曾说过:"摩擦生火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人和动物分开。" 3、蒸汽机是在200多年前登上历史舞台的。有了蒸汽机，人们就可以用煤做燃料来开动机器，驱动火车和轮船(图18-2)，从而引发了世界性的工业革命。随后，内燃机的发明使汽车、飞机、轮船、内燃机车等得以广泛使用。从此，煤、石油、天然气等化石能源成为人类消耗的主要能源。 4、19世纪以来，电磁感应现象的发现以及发电机的发明，使煤、石油、天然气等化石能源被转换成更加便于输送和利用的电能。电能的利用带来了一系列发明创造。电动机、电灯、电话、电报和无线电通信等的问世，极大地推动了城市化进程，促进了人类文明的发展。 5、20世纪初，科学家发现，某些原子核的结构发生变化时会释放出巨大的能量。原子核内蕴含的这种能量叫作核能(nuclear energy)。对于相等质量的核燃料和煤来说，核燃料放出的能量远大于煤燃烧放出的能量。从此，人类进人了开发和利用核能的新纪元。 【典例1】三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站，三峡大坝横跨长江，雄伟壮丽（如图）。利用的水能是（　　） A．可再生能源 B．非清洁能源 C．不可再生能源 D．可以100%转化的 【变式1】关于能源的概念，下列叙述中正确的是（    ） A．能做功的物体叫作能源 B．具有动能或势能的物体叫作能源 C．能提供能量的物质资源都可以叫作能源 D．内燃机和发电机都是能源 【变式2】黄旭华院士被称为“中国核潜艇之父”。核潜艇所使用的核燃料是一种 能源（选填“可再生”、“不可再生”）； 若在某次巡航过程中核潜艇下潜到400米深处的海域，此时核潜艇受到海水的压强为 Pa。（海水密度取；g取10N/kg） 【变式3】如图所示我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达。“海油观澜号”利用风能发电，风能属于 选填“可再生”或“不可再生”的清洁能源；“海油观澜号”发电原理是 ，将 能转化为电能；每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的热量天然气的热值q取。 知识点2：可再生能源与不可再生能源 1、能源有不同的分类方式 （1）从产生方式角度划分 一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。 二次能源：是指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的能源．例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气。 （2）从是否可再生角度划分 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源．例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。 （3）从利用状况划分 常规能源：人类利用多年的，使用技术已经成熟的能源．例：化石能源、水能、电能。 新能源：人类新近才开始利用的能源．例：潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能。 2、常见能源 （1）化石能源：我们今天使用的煤、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，所以称为化石能源。 （2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。 （3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。 （4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。 （5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。 （6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。 【典例2】“绿电”也就是绿色电力，指通过风力发电、水力发电和太阳能发电等手段，由 （选填“可再生”“不可再生”）能源转化成的电能。光伏发电是将 能直接转化为电能。 【变式1】人类社会的发展离不开能源的开发和利用，下列能源属于不可再生能源的是（ ） A．化石能源 B．太阳能 C．水能 D．风能 【变式2】了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源中，属于可再生能源的是（　　） A．石油 B．水能 C．天然气 D．核能 【变式3】波浪能，即海洋波浪能，是一种取之不尽、用之不竭的新能源，无污染。据科学家推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦，近年来，在各国开发新能源的计划中，波浪能的利用已占有一席之地。海洋波浪能为人类提供 ，故它是一种 。海洋波浪能来自 ，是一种 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【巩固训练】 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。按照使用的时间先后排序，正确的是（    ） A．①②③ B．②①③ C．②③① D．①③② 2．2024年春晚西安分会场的节目《山河诗长安》，在张若昀和虚拟人物李白的一次次吟诗作对中，展现了古代长安与今朝西安穿越时空的风貌，龙启中国年。下列有关说法正确的是（　　） A．“仰天大笑出门去，我辈岂是蓬蒿人”中的“大”指的是声音的音调高 B．“古人今人若流水，共看明月皆如此”中的“明月”是光源 C．“大鹏一日同风起，扶摇直上九万里”中的“同风起”是利用了不可再生能源风能 D．“天生我才必有用，千金散尽还复来”中的“金”冶炼熔化时吸收热量 3．下列关于能源、信息和材料的说法中正确的是（　　） A．石油和太阳能均是可再生能源 B．半导体材料可以制成性能优良的输电线 C．北斗卫星导航系统利用电磁波来导航 D．超导体材料可以用来制做家庭电路中的熔丝 4．如图，两个圆圈表示两种能源分类方式，下列能源中，属于A处的是（    ） A．电能 B．风能 C．石油 D．天然气 5．如图所示，是2025年4月24日神舟二十号发射升空的场景，下列描述正确的是（　　） A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象 B．火箭点火加速升空过程中是由机械能不变 C．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓 D．用液氢作燃料是因为液氢的热值大 6．九年级的同学学习很辛苦，为了给孩子增加营养，家长们都精心为孩子准备餐食，制作的过程中，涉及到一些物理知识，相关说法错误的是（　　） A．菜刀磨得很锋利，在切菜时可增大压力 B．用筷子夹取食物，筷子是费力杠杆 C．炒菜时能闻到香味，是扩散现象 D．燃烧天然气加热食物，天然气是不可再生能源 7．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 8．中国梦·小康梦，我国新农村建设如火如荼。许多村庄道路两侧安装了如图所示的太阳能路灯。下列与太阳能路灯有关的叙述中不正确的是（   ） A．太阳能是可再生能源 B．硅电池板中的硅是半导体 C．给金属灯柱涂漆是为了防止灯柱锈蚀 D．硅电池板中的硅元素是地壳中含量最多的金属元素 9．我国建设营运的长江三峡工程是一座具有防洪、发电、航运、养殖和供水等巨大综合利用效益的特大型水利水电工程，大坝高度185m，年发电量达800亿千瓦时，单项通航能力达5 000万吨。下列说法错误的是（     ） A．大坝上窄下宽的原因之一是由于水越深压强越大 B．三峡大坝的船闸利用了连通器原理 C．水能是可再生能源 D．水流使水轮机转动带动发电机发电的过程中电能转化为机械能 10．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重点研究对象。如图，为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科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超声波向汽车发送信息 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，汽油属于不可再生能源 11．如图为汕头南澳勒门海上风电场，是亚洲最大的海岛风电场。风力发电的过程是将 能转化为 能，其中属于一次能源的是 能。 12．我国正在大力开发新能源，广西很多地区都安装了大型风力发电机，发电机的扇叶使用了强度高、密度 （选填“大”或“小”）的碳纤维材料制作，风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 13．能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。能源家族中：①煤炭；②汽油；③石油；④天然气；⑤水能；⑥风能；⑦柴薪；⑧电能；⑨太阳能；⑩潮汐能；⑪核能，属于化石能源的是 ；属于一次能源的是 ；属于二次能源的是 。（均填序号） 14．水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成 的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于 （选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。 15．2024年1月17日搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在我国文昌航天发射场成功发射，升空之后飞船太阳能帆板顺利展开，请运用物理知识，完成下面小题。 （1）火箭发射时产生的大量“白气”是 现象，火箭加速升空过程，燃料燃烧时将内能转化为火箭的 能。 （2）太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能帆板的核心部件是太阳能电池，其主要材料为 （选填“半导体”、“纳米”或“超导体”）。 16．我国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），实现1亿摄氏度1066秒“高质量燃烧”。核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。“人造太阳”加热功率为，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 。 17．如图所示，为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，当地建设了一座水深达到15m的小型水力发电站。水力发电站利用水下泄时冲动水轮发电机发电，供当地居民生活所需。若水从10m高处下泄，每小时下泄水的重力为7.2×107 N，水的重力做的功有80%转化为电能，水的密度为1.0×103 kg/m3。 (1)该水力发电站是将水能转化为电能；水能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； (2)求每小时下泄水的重力做的功； (3)我国大型火力发电厂标准煤的煤耗大致为320g/（kW⋅h），计算该水力发电站每小时所发电量可以节约标准煤的质量。 18．重力储能是一种新型储能方式，它可以将发电机组产生的富余电能通过提升重物实现储存，再通过释放重物实现能量输出，其转化过程如图甲所示，如图乙所示为某重力储能综合项目，其中发电机组的平均发电功率为，某次系统利用发电的富余电能，将的重物A从地面提升至40m的高度处，实现能量储存，根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 (1)储能系统产生的电能为___________（选填以下字母）； A．一次能源 B．二次能源 C．可再生能源 D．不可再生能源 (2)发电机组发电60s平均产生的电能 J，这部分能量相当于完全燃烧 kg酒精获得的能量（）； (3)储能系统将重物A匀速提升至40m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少？ (4)重物A在某高处的重力势能为，从静止释放重物A，将重力势能转化为电能，实现发电，重物A落到地面时，重力势能变为0，此过程产生的电能为，则该过程重力势能转化为电能的效率是多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、能源利用与社会发展 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：能源的利用 2 知识点2：可再生能源与不可再生能源 4 【巩固训练】 6 【学习目标】 1．学习人类利用能源的进程。 2．了解对化石能源、电能、核能的利用。​ 3．掌握再生能源与不可再生能源。 4．了解清洁能源与非清洁能源。 重点： 1．化石能源、电能、核能的利用。 2．可再生能源与不可再生能源。 3．清洁能源与非清洁能源。 难点： 1．能源利用与社会发展的综合应用。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：能源的利用 1、能源：凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源。一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。 2、早在远古时代，人类就学会了用火。在掌握了人工取火的方法之后，人类就开始了开发、利用能源的进程:恩格斯曾说过:"摩擦生火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人和动物分开。" 3、蒸汽机是在200多年前登上历史舞台的。有了蒸汽机，人们就可以用煤做燃料来开动机器，驱动火车和轮船(图18-2)，从而引发了世界性的工业革命。随后，内燃机的发明使汽车、飞机、轮船、内燃机车等得以广泛使用。从此，煤、石油、天然气等化石能源成为人类消耗的主要能源。 4、19世纪以来，电磁感应现象的发现以及发电机的发明，使煤、石油、天然气等化石能源被转换成更加便于输送和利用的电能。电能的利用带来了一系列发明创造。电动机、电灯、电话、电报和无线电通信等的问世，极大地推动了城市化进程，促进了人类文明的发展。 5、20世纪初，科学家发现，某些原子核的结构发生变化时会释放出巨大的能量。原子核内蕴含的这种能量叫作核能(nuclear energy)。对于相等质量的核燃料和煤来说，核燃料放出的能量远大于煤燃烧放出的能量。从此，人类进人了开发和利用核能的新纪元。 【典例1】三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站，三峡大坝横跨长江，雄伟壮丽（如图）。利用的水能是（　　） A．可再生能源 B．非清洁能源 C．不可再生能源 D．可以100%转化的 【答案】A 【详解】AC．水能可以从自然界源源不断地获得，是可再生能源，故A符合题意，C不符合题意； B．水能的利用不会产生环境污染，是清洁能源，故B不符合题意； D．水能的利用过程中，由于摩擦等因素的存在，不可能完全转化成需要的能量，故D不符合题意。 故选A。 【变式1】关于能源的概念，下列叙述中正确的是（    ） A．能做功的物体叫作能源 B．具有动能或势能的物体叫作能源 C．能提供能量的物质资源都可以叫作能源 D．内燃机和发电机都是能源 【答案】C 【详解】A．能做功的物体，只是说明物体具有做功的本领，但不一定能提供能量，比如运动的物体能做功，但它本身不是能源。能源是能提供能量的物质资源，故A错误； B．具有动能或势能的物体，是具有机械能的物体，并非能提供能量的物质资源，不是能源，故B错误； C．符合能源的定义，能提供能量的物质资源都可以叫作能源，故C正确； D．内燃机和发电机是能量转化的装置，不是能提供能量的物质资源，不属于能源，故D错误。 故选C。 【变式2】黄旭华院士被称为“中国核潜艇之父”。核潜艇所使用的核燃料是一种 能源（选填“可再生”、“不可再生”）； 若在某次巡航过程中核潜艇下潜到400米深处的海域，此时核潜艇受到海水的压强为 Pa。（海水密度取；g取10N/kg） 【答案】 不可再生 4×106 【详解】[1]已知，在一次能源中，化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，所以可判断，核潜艇所使用的核燃料是一种不可再生能源。 [2]根据液体压强公式可得，此时核潜艇受到海水的压强为 【变式3】如图所示我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达。“海油观澜号”利用风能发电，风能属于 选填“可再生”或“不可再生”的清洁能源；“海油观澜号”发电原理是 ，将 能转化为电能；每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的热量天然气的热值q取。 【答案】 可再生 电磁感应 机械 【详解】[1]风能是由大气流动形成的，是取之不尽、用之不竭的能源，属于可再生能源。 [2][3]“海油观澜号”依靠风带动机舱前部的叶片转动，叶片转动驱动机舱中的发电机转子转动发电，原理是电磁感应，是将机械能转化为电能。 [4]年发电量为 根据公式可得天然气的质量为 知识点2：可再生能源与不可再生能源 1、能源有不同的分类方式 （1）从产生方式角度划分 一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。 二次能源：是指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的能源．例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气。 （2）从是否可再生角度划分 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源．例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。 （3）从利用状况划分 常规能源：人类利用多年的，使用技术已经成熟的能源．例：化石能源、水能、电能。 新能源：人类新近才开始利用的能源．例：潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能。 2、常见能源 （1）化石能源：我们今天使用的煤、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，所以称为化石能源。 （2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。 （3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。 （4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。 （5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。 （6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。 【典例2】“绿电”也就是绿色电力，指通过风力发电、水力发电和太阳能发电等手段，由 （选填“可再生”“不可再生”）能源转化成的电能。光伏发电是将 能直接转化为电能。 【答案】 可再生 太阳 【详解】[1]风力、水力、太阳能都属于可再生能源，可以在自然界中不断再生、永续利用，因此 “绿电” 是由可再生能源转化而成的电能。 [2]光伏发电是将太阳（光）能直接转化为电能的过程。 【变式1】人类社会的发展离不开能源的开发和利用，下列能源属于不可再生能源的是（ ） A．化石能源 B．太阳能 C．水能 D．风能 【答案】A 【详解】A．化石能源（如煤、石油、天然气）是古代生物遗骸经过漫长地质年代形成的，其储量有限，短期内无法再生，属于不可再生能源，故A符合题意； B．太阳能来自太阳辐射，只要太阳存在，能量就会持续供应，取之不尽、用之不竭，属于可再生能源，故B不符合题意； C．水能依赖自然界的水循环，水通过蒸发、降水等过程不断再生，属于可再生能源，故C不符合题意； D．风能由大气运动产生，大气运动是永恒的自然现象，风能可永续利用，属于可再生能源，故D不符合题意。 故选A。 【变式2】了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源中，属于可再生能源的是（　　） A．石油 B．水能 C．天然气 D．核能 【答案】B 【详解】ACD．石油、天然气、核能等越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故ACD不符合题意； B．水能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源，故B符合题意。 故选B。 【变式3】波浪能，即海洋波浪能，是一种取之不尽、用之不竭的新能源，无污染。据科学家推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦，近年来，在各国开发新能源的计划中，波浪能的利用已占有一席之地。海洋波浪能为人类提供 ，故它是一种 。海洋波浪能来自 ，是一种 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 电能 能源 风能 可再生 【详解】[1][2][3][4]结合“地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦”可得，海洋波浪能为人类提供电能，故它是一种能源；波浪能是海洋能的一种形式，其能量来源于海表上空的风能。当风吹过海面时，会将能量传递给海水，形成波浪。海洋波浪能取之不尽、用之不竭，属于可再生能源。 【巩固训练】 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。按照使用的时间先后排序，正确的是（    ） A．①②③ B．②①③ C．②③① D．①③② 【答案】B 【详解】柴薪是人类最早使用的能源，在古代就被广泛用于取暖、做饭等；煤炭、石油的大规模使用是工业革命之后，晚于柴薪的使用；电能是二次能源，其大规模的应用要晚于煤炭、石油的开采利用。故按照使用的时间先后顺序是②①③。故B正确，ACD错误。 故选B。 2．2024年春晚西安分会场的节目《山河诗长安》，在张若昀和虚拟人物李白的一次次吟诗作对中，展现了古代长安与今朝西安穿越时空的风貌，龙启中国年。下列有关说法正确的是（　　） A．“仰天大笑出门去，我辈岂是蓬蒿人”中的“大”指的是声音的音调高 B．“古人今人若流水，共看明月皆如此”中的“明月”是光源 C．“大鹏一日同风起，扶摇直上九万里”中的“同风起”是利用了不可再生能源风能 D．“天生我才必有用，千金散尽还复来”中的“金”冶炼熔化时吸收热量 【答案】D 【详解】A．“仰天大笑出门去，我辈岂是蓬蒿人”中的“大”指的是声音的响度大，故A错误； B．月亮是靠反射其他物体照到其表面的光而被我们看到的，不是光源，故B错误； C．风能可以从自然界源源不断得到补充，所以风能是可再生能源，故C错误； D．“天生我才必有用，千金散尽还复来”中的“金”冶炼熔化时吸收热量，故D正确。 故选D。 3．下列关于能源、信息和材料的说法中正确的是（　　） A．石油和太阳能均是可再生能源 B．半导体材料可以制成性能优良的输电线 C．北斗卫星导航系统利用电磁波来导航 D．超导体材料可以用来制做家庭电路中的熔丝 【答案】C 【详解】A．太阳能，能够源源不断的从自然界得到的能源，属于可再生能源，石油在短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误； B．半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，半导体材料并不适合制作成输电线，故B错误； C．电磁波的传播不需要介质，北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故C正确； D．用超导体材料做熔丝，家庭电路中电流过大时，熔丝不能产生热量，无法自动熔断切断电路，起不到保护作用，故D错误。 故选C。 4．如图，两个圆圈表示两种能源分类方式，下列能源中，属于A处的是（    ） A．电能 B．风能 C．石油 D．天然气 【答案】B 【详解】由图可知，A处的能源既属于一次能源，又属于可再生能源。电能需要由一次能源加工、转换得到，属于二次能源，石油和天然气一旦被消耗，短期内很难从自然界中得到补充，属于不可再生能源；风能可以直接从自然界中获取利用，而且风能可以长期提供，属于可再生能源。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．如图所示，是2025年4月24日神舟二十号发射升空的场景，下列描述正确的是（　　） A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象 B．火箭点火加速升空过程中是由机械能不变 C．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓 D．用液氢作燃料是因为液氢的热值大 【答案】D 【详解】A．火箭发射时出现的大量“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，故A错误； B．火箭点火加速升空过程中，其质量不变，速度增大，所以动能增大；同时高度增加，所以重力势能增大。由于机械能等于动能与势能之和，因此火箭的机械能增大，故B错误； C．火箭喷出燃气时，燃气温度很高，会向周围空气传递热量，使周围空气的温度升高，所以周围空气分子的热运动会加剧，故C错误； D．液氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液氢和其它燃料，液氢可以释放出更多的热量，能够为火箭提供更多的能量，所以用液氢作燃料是因为液氢的热值大，故D正确。 故选D。 6．九年级的同学学习很辛苦，为了给孩子增加营养，家长们都精心为孩子准备餐食，制作的过程中，涉及到一些物理知识，相关说法错误的是（　　） A．菜刀磨得很锋利，在切菜时可增大压力 B．用筷子夹取食物，筷子是费力杠杆 C．炒菜时能闻到香味，是扩散现象 D．燃烧天然气加热食物，天然气是不可再生能源 【答案】A 【详解】A．菜刀磨得很锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，而不是增大压力，故A错误，符合题意； B．用筷子夹取食物时，动力臂小于阻力臂，所以筷子是费力杠杆，故B正确，不符合题意； C．炒菜时能闻到香味，是因为香味分子在不停地做无规则运动，进入空气中，这是扩散现象，故C正确，不符合题意； D．天然气是化石能源，短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，故D正确，不符合题意。 故选A。 7．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 【详解】A．煤是不可再生能源，利用其化学能转化为电能属于消耗不可再生能源，不符合可再生能源利用的课题，故A符合题意； B．水的机械能（如水力发电）属于可再生能源的利用，故B不符合题意； C．风能是可再生能源，转化为电能符合课题要求，故C不符合题意； D．太阳能是可再生能源，转化为电能符合课题要求，故D不符合题意。 故选A。 8．中国梦·小康梦，我国新农村建设如火如荼。许多村庄道路两侧安装了如图所示的太阳能路灯。下列与太阳能路灯有关的叙述中不正确的是（   ） A．太阳能是可再生能源 B．硅电池板中的硅是半导体 C．给金属灯柱涂漆是为了防止灯柱锈蚀 D．硅电池板中的硅元素是地壳中含量最多的金属元素 【答案】D 【详解】A．太阳能可以源源不断的重复获取，属于可再生能源，故A正确，不符合题意； B．硅是常见的半导体材料，所以硅电池板中的硅是半导体，故B正确，不符合题意； C．给金属灯柱涂漆，隔绝了金属与空气中的氧气和水分接触，可以防止灯柱锈蚀，故C正确，不符合题意； D．硅是非金属材料，所以硅电池板中的硅元素是地壳中含量最多的非金属元素，故D错误，符合题意。 故选D。 9．我国建设营运的长江三峡工程是一座具有防洪、发电、航运、养殖和供水等巨大综合利用效益的特大型水利水电工程，大坝高度185m，年发电量达800亿千瓦时，单项通航能力达5 000万吨。下列说法错误的是（     ） A．大坝上窄下宽的原因之一是由于水越深压强越大 B．三峡大坝的船闸利用了连通器原理 C．水能是可再生能源 D．水流使水轮机转动带动发电机发电的过程中电能转化为机械能 【答案】D 【详解】A．液体压强随深度的增加而增大，大坝下部受到的水的压强比上部大，所以大坝上窄下宽，故A正确，不符合题意； B．三峡大坝的船闸工作时，闸室分别与上游和下游构成连通器，利用了连通器原理，故B正确，不符合题意； C．水能可以从自然界源源不断地得到补充，属于可再生能源，故C正确，不符合题意； D．水流使水轮机转动带动发电机发电的过程中，是机械能转化为电能，而不是电能转化为机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 10．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重点研究对象。如图，为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科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超声波向汽车发送信息 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，汽油属于不可再生能源 【答案】D 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，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错误； B．该汽车利用纯电模式行驶过程中，与地面之间有摩擦，因此所消耗的电能不可能全部转化为汽车的动能，故B错误； C．5G芯片的主要材料是硅等半导体，故是利用半导体材料制成的，故C错误； D．汽油属于化石能源，在短时间内不可再生，是不可再生能源，故D正确。 故选D。 11．如图为汕头南澳勒门海上风电场，是亚洲最大的海岛风电场。风力发电的过程是将 能转化为 能，其中属于一次能源的是 能。 【答案】 风 电 风 【详解】[1][2]风力发电机工作时，风的机械能（空气流动具有的动能，属于机械能）推动叶片转动，进而带动发电机发电，将机械能转化为电能。 [3]一次能源是指从自然界中直接获得的能源，所以风能属于一次能源。 12．我国正在大力开发新能源，广西很多地区都安装了大型风力发电机，发电机的扇叶使用了强度高、密度 （选填“大”或“小”）的碳纤维材料制作，风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 小 可再生 【详解】[1]风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用了强度高、密度小的碳纤维材料制作。 [2]可再生能源是能在短时间内形成的能源，风能属于可再生能源。 13．能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。能源家族中：①煤炭；②汽油；③石油；④天然气；⑤水能；⑥风能；⑦柴薪；⑧电能；⑨太阳能；⑩潮汐能；⑪核能，属于化石能源的是 ；属于一次能源的是 ；属于二次能源的是 。（均填序号） 【答案】 ①③④ ①③④⑤⑥⑦⑨⑩⑪ ②⑧ 【详解】[1]属于化石能源的有煤、石油、天然气。 [2]煤炭、石油、天然气、水能、风能、柴薪、太阳能、潮汐能和核能可以从自然界直接获取，是一次能源。 [3]汽油和电能是不能从自然界直接获取必须通过一次能源的消耗才能得到的能源，是二次能源。 14．水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成 的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于 （选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。 【答案】 电能 可再生能源 【详解】[1]水电站的发电机，工作时把水的机械能转化为电能。 [2]能源可分为可再生能源和不可再生能源，水的机械能可以源源不断的从自然界得到，属于可再生能源。 15．2024年1月17日搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在我国文昌航天发射场成功发射，升空之后飞船太阳能帆板顺利展开，请运用物理知识，完成下面小题。 （1）火箭发射时产生的大量“白气”是 现象，火箭加速升空过程，燃料燃烧时将内能转化为火箭的 能。 （2）太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能帆板的核心部件是太阳能电池，其主要材料为 （选填“半导体”、“纳米”或“超导体”）。 【答案】（1）液化 机械 （2）可再生 半导体 【解析】（1）[1]火箭发射时，高温火焰使周围的水（通常是发射台的降温水）汽化成水蒸气，水蒸气遇冷后液化成小水滴，形成“白气”，因此是液化现象。 [2]燃料燃烧时，化学能转化为内能，内能再推动火箭加速升空，转化为火箭的机械能（包括动能和重力势能）。 （2）[1]太阳能可以从自然界持续获取，不会随着使用而枯竭，因此属于可再生能源。 [2]太阳能电池的核心材料是硅，硅属于半导体材料，其导电性可通过掺杂等方式调控，能将太阳能转化为电能。 16．我国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），实现1亿摄氏度1066秒“高质量燃烧”。核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。“人造太阳”加热功率为，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 。 【答案】 不可再生 6000/ 【详解】[1]核能是一种相对较为清洁的能源，但由于核燃料在地球上的总量是一定的，所以核能属于不可再生能源。 [2]利用“人造太阳”每小时发电量为 17．如图所示，为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，当地建设了一座水深达到15m的小型水力发电站。水力发电站利用水下泄时冲动水轮发电机发电，供当地居民生活所需。若水从10m高处下泄，每小时下泄水的重力为7.2×107 N，水的重力做的功有80%转化为电能，水的密度为1.0×103 kg/m3。 (1)该水力发电站是将水能转化为电能；水能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； (2)求每小时下泄水的重力做的功； (3)我国大型火力发电厂标准煤的煤耗大致为320g/（kW⋅h），计算该水力发电站每小时所发电量可以节约标准煤的质量。 【答案】(1)可再生 (2)7.2×108 J (3)51.2kg 【详解】（1）水能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源。 （2）每小时下泄水的重力做的功为 （3）水力发电站每小时所发电量为 可以节约标准煤的质量为 18．重力储能是一种新型储能方式，它可以将发电机组产生的富余电能通过提升重物实现储存，再通过释放重物实现能量输出，其转化过程如图甲所示，如图乙所示为某重力储能综合项目，其中发电机组的平均发电功率为，某次系统利用发电的富余电能，将的重物A从地面提升至40m的高度处，实现能量储存，根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 (1)储能系统产生的电能为___________（选填以下字母）； A．一次能源 B．二次能源 C．可再生能源 D．不可再生能源 (2)发电机组发电60s平均产生的电能 J，这部分能量相当于完全燃烧 kg酒精获得的能量（）； (3)储能系统将重物A匀速提升至40m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少？ (4)重物A在某高处的重力势能为，从静止释放重物A，将重力势能转化为电能，实现发电，重物A落到地面时，重力势能变为0，此过程产生的电能为，则该过程重力势能转化为电能的效率是多少？ 【答案】(1)B (2) 6×107 2 (3)2.4×10⁷J (4)50% 【详解】（1）一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源；二次能源是由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。储能系统的电能是通过其他形式的能转化而来的，属于二次能源，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）[1]可得产生的电能W=Pt=106W×60s=6×107J [2]因为酒精完全燃烧放出的热量Q=W=6×107J 由Q=mq可得，需要酒精的质量 （3）可得系统对重物所做的功W′=Gh=6×105N×40m=2.4×107J （4）该过程重力势能转化为电能的效率 / 学科网（北京）股份有限公司 $