20.1 能源 20.2 开发新能源（高效培优讲义）物理新教材沪粤版九年级下册

本讲义聚焦能源与新能源开发核心知识点，系统梳理能源的定义、分类（一次/二次能源、可再生/不可再生能源等）、人类利用能源的历史变革，以及太阳能、核能的利用原理与特点，通过概念问答、分类表格、典例解析构建学习支架。 该资料以“题型导航-重难题型讲解-能力培优-链接中考”为结构，通过分类表格模型建构知识体系，结合典例与中考题培养科学思维，课中辅助教师系统授课，课后通过跟踪训练与真题练习帮助学生查漏补缺，强化能量观念与社会责任意识。

第1节 能源 第2节 开发新能源 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 人类利用能源的历史 1 题型2 能源危机和挑战 2 题型3 太阳能和核能 5 【能力培优练】 8 【链接中考】 16 【重难题型讲解】 题型1 人类利用能源的历史 1．什么叫能源？ 答：像煤、天然气、汽油、风、电、太阳光等能够提供能量的物质资源，我们把它们都叫做能源。 2．人类利用能源的历史经历了哪些变革？ 答：19世纪中叶以前是世界上能源的薪柴时期，到19世纪末，世界进入煤炭时代，进入20世纪60年代以来，世界进入石油时代。 目前，人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能……21世纪将是太阳能、核能时期或是多元化能源时期。 3．能源按其从自然界能否直接获得可以如何进行分类？ 答：可分为一次能源和二次能源。可以直接使用的能源叫做一次能源，从一次能源经过加工转换而来的能源，叫做二次能源。 【典例1-1】凡是能提供 的物质资源，都可以叫能源。化石燃料、水能、风能等都是从自然界直接获取的能源，叫做 能源。 【答案】能量；一次 【解析】凡是能够提供能量的物质都可以称之为能源．一次能源是直接从自然界获取的能源，如化石能源、风能、太阳能等。 故答案为：能量；一次。 【典例1-2】开发和利用可再生能源，可实现人类社会的可持续发展。以下属于可再生能源的是（　　） A．石油 B．天然气 C．煤 D．风能 【答案】D 【解析】石油、天然气、煤等消耗后短期内不能从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源，风能是能够源源不断的从自然界得到的能源，属于可再生能源，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 跟踪训练1 下列需要消耗自然界的能源来获取的是（　　） A．水能 B．风能 C．电能 D．太阳能 【答案】C 【解析】ABD．水能、风能、太阳能都可以从自然界源源不断的得到，不需要消耗自然界的能源来获取，故ABD不符合题意； C．我们生活中使用的电能不是直接从自然界中获得的，需要消耗自然界的其它能源来获取；故C符合题意。 故选C。 跟踪训练2 下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．一切物体都具有热量 C．电磁波能在真空中传播 D．原子核是由质子和电子组成的 【答案】 C 【解析】A．像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，称它们为可再生能源，故A错误； B．一切物体都具有内能，热量指热传递过程中传递内能的多少，故B错误； C．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，也可以在空气中传播，故C正确； D．原子核是由质子和中子组成的，故D错误。 故选C。 题型2 能源危机和挑战 1．能源按能否循环再生如何分类？ 答：可分为不可再生能源和可再生能源。木炭、煤、石油、天然气等一旦被消耗，是不能再生的，这类能源属于不可再生能源；太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等是不会随开发利用而日益减少的，这类能源可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源。 2．我国能源消耗结构现状如何？为什么存在能源危机挑战？ 答：无论是我国还是世界，在能源消耗的结构上，仍存在不科学、不合理的现象，即在人类消耗的能源中，90%以上都是不可再生的能源。 我国是人口大国，每人平均拥有能源的数量还是很少的，随着国民经济的发展和人口的增长，我国能源的消耗量相应迅速增长，在能源供给和需求方面的矛盾将日益突出。 分类标准 类别 概念 常见能源 能源获取的方式 一次能源 可以直接从自然界获得的能源 煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、核能等 二次能源 无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源,才能得到的能源 电能、酒精、火药、木炭等,其中电能 是最主要的二次能源 是否可再生 不可再生能源 越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气等化石能源,核能等 可再生能源 可以在自然界里源源不断地得到的能源 风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能等 能源开发的早晚 常规能源 人类已经利用多年的能源 煤、石油、天然气等 新能源 人类新近才开始利用的能源 核能、太阳能、潮汐能、地热能以及水能等 对环境的影响 清洁能源 使用时对环境没有污染或污染较轻的能源 太阳能、电能、核能、水能、地热能等 污染能源 对环境污染较重的能源 煤、石油、天然气等 【典例2-1】根据我国能源发展规划，2010年可再生能源占能源消耗的10%，到2020要达到15%，对能源的正确认识是(　　) A．自然界的能源是守恒的，永不枯竭 B．太阳的能量给地球带来了云、雨、风浪和滔滔江河 C．自然界可以长期为人类提供煤．石油．天然气等可再生能源 D．剧烈的核反应会发生强烈的爆炸，人类无法利用核能 【答案】B 【解析】A．能量守恒定律是自然界的基本规律之一，自然界的能源守恒是指它的总量不变，但能量的转移和转化是有方向性的，能源会越用越少，因此，如果不加节制，总有枯竭的一天，故A错误； B．地球上水吸收太阳能的热量，不断进行着物态变化，给地球带来了云、雨、风浪和滔滔江河，所以水能的获得都是由太阳的能量提供的，故B正确； C．自然界中煤、石油、天然气属于化石能源，会越用越少，不可能短时间内再从自然界中得到，是不可再生能源，故C错误； D．目前人类主要是利用原子核裂变产生的核能，可以在人类的控制下缓慢释放，能够有控制地被人类所利用，故D错误。 故选B。 【典例2-2】航拍无人机充电时是将电能转化为 能存储起来，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源；无人机拍到的画面是通过 实时传回地面 【答案】 化学 二次 电磁波 【解析】[1][2]无人机充电时是将电能转化为化学能，电能需要一次能源转化而来，属于二次能源。 [3]根据电磁波的知识可知，电磁波可以传递信息，无人机拍到的画面是通过电磁波实时传回地面的。 跟踪训练1 新能源的开发来源于物理学的进步。风力发电站工作时，是将风能能转化为电能，风能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。 【答案】可 【解析】常见的发电方式主要有火力发电、风力发电、水力发电、太阳能发电和核能发电。风力发电站工作时，将风能转化为电能，该能源取之不尽用之不竭，属于可再生能源，洁净无污染。 跟踪训练2 6月5日是世界环境日，我国一直主张“低碳减排，绿色生活”。目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，生产太阳能电池的主要原材料是硅，硅属于 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料。    【答案】可再生 半导体 【解析】[1]太阳能属于可再生能源，其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染。 [2]常见半导体有，锗、硅、砷化镓等，即硅属于半导体材料。 题型3 太阳能和核能 1．吸收和利用太阳能有哪四种主要途径？ 答：①通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来；②通过大气和水分的蒸腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来；③被海洋吸收，成为海洋的内能；④被人们直接利用。 2．太阳能直接利用现有几种方式？ 答：现有三种方式：光热转换、光电转换、光化转换。 3．太阳能具有哪些优、缺点？ 答：优点：能量巨大；供应时间长；分布广；无需开采、运输安全；无污染。 缺点：存在分散；功率变化大，不稳定；转化率低，转化系统造价高。 4．什么是核能？释放核能有哪两种方式？ 答：原子核内部蕴藏的巨大的能量，叫做原子核能，简称核能。释放核能的两种方式：一是使原子核发生核裂变，二是使原子核发生核聚变。 5.什么是链式反应？核反应堆的作用是什么？ 答：用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核，于是就会导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应；核反应堆的作用就是控制产生中子的数量和速度，使链式反应可控。 6．什么叫核聚变？ 答：在超高温条件下，可将两种质量较轻的原子核(如氘和氚)，聚合成一个较重的原子核，这种反应叫核聚变。 新能源 利用方式 太阳能 光热转换：太阳能转化为内能 光化转换：太阳能转化为化学能 光电转换：太阳能转化为电能 核能 核电站：核能转化为电能 地热能 利用地热能发电 海洋能 利用海洋能发电 【典例3-1】中国国有核电巨头中核工业集团2020年11月27日宣布，中国独立研发的新型核电机组“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功。此前中国使用的核电机组主要通过从欧美引进，未来将加速独立研发核电机组的建设，并将大力推动海外出口。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（　　） A. 目前核电站都是通过聚变反应来利用核能 B. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C. 原子核分裂或聚合时释放出核能 D. 核能是一种不可再生的能源 【答案】A 【解析】A．目前人类能够控制的核反应是核裂变，核聚变人类还没有能力控制其反应速度，故目前核电站都是通过裂变反应来利用核能，A说法错误，符合题意； B．核反应堆中发生的链式反应人类能够控制反应速度，故是可以控制的，B说法正确，不符合题意； C．核能就是原子核分裂或聚合时释放出来的能量，C说法正确，不符合题意； D．核能一旦使用，短期内不能再次利用，故是一种不可再生能源，D说法正确，不符合题意； 故选A。 【典例3-2】小黄车、小绿车、小蓝车……今年以来，不少市民表示，曾经熟悉的“共享单车”又回来了。不过，再次登陆岛城的已是更新换代的共享电单车了。受运营监管以及利辛县特殊地理环境等因素的影响，共享单车退出了利辛。2020年的11月份利辛接头出现了共享电动车。共享单车既节能环保又方便了我们的出行，如图所示是其中的一款共享单车，该单车的车篮底部装有一片太阳能电池，它可以将_____能转化为_____能为车锁里面的电池充电，太阳能属于_____（选填“一次能源”或“二次能源”），当我们扫码用车的时候自行车公司通过_____（选填“电磁波”，“超声波”或“红外线”）为单车开锁． 【答案】电；化学；一次能源；电磁波 【解析】（1）太阳能电池为车锁里面的电池充电是将将电能能转化为化学能储存起来；（2）太阳能是可以直接从自然界获得的能源属于一次能源；（3）当我们扫码用车的时候自行车公司通过电磁波为单车开锁。 跟踪训练1 2021年4月29日，中国空间站天和核心舱成功发射，随之太阳翼帆板顺利展开。下列能源中与太阳能一样属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．石油 C．风能 D．核能 【答案】C 【解析】AB．煤和石油是化石能源，短期内不能再从自然界得到补充，属于不可再生能源，故AB不符合题意； C．风能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源，故C符合题意； D．核能使用后，短期内不能再从自然界得到补充，属于不可再生能源，故D不符合题意。 故选C。 跟踪训练2 2021年4月，日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋的计划，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图，媒体报道:福岛核电站的废水中含有大量具有放射性的核物质。结合上述材料判断以下说法错误的是（　　） A．核电站是利用裂变的链式反应发电的 B．核能可以直接从自然界获得，属于一次能源 C．核能属于不可再生能源 D．核能是高风险能源，世界各国应彻底抛弃对核能的利用 【答案】D 【解析】A．核电站利用的重核裂变的链式反应释放出大量的能量进行发电的，故A正确，A不符合题意； B．一次能源是指直接从自然界中获取，不经过加工的能源，核能属于一次能源，故B正确，B不符合题意； C．核能消耗过之后不会自然而然的产生，属于不可再生能源，故C正确，C不符合题意； D．核电站在正常情况下，对人没有危害，通常不会发生泄漏，核能发电在很多国家已经开始大范围应用，故D错误，D符合题意。 故选D。 【能力培优练】 1．2021年5月19日，中俄两国核能合作项目在两国领导人见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是（　　） A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应 B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的 C．核废料可直接排放，无需任何处理试验 D．原子核是由质子、中子和电子组成 【答案】B 【解析】A．太阳能是来自太阳内部物质的核聚变反应，故A错误； B．核电站的反应堆发生的链式反应是可控制的，故B正确； C．核废料具有放射性，不能直接排放，故C错误； D．原子核是由质子和中子组成，原子由原子核和电子组成，故D错误。 故选B。 2．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有______。如图所示，为了实现中国 2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为______，从而减少二氧化碳排放。 【答案】 能量     电能 【解析】[1]根据民谣知道，风做功使树发生弹性形变，具有弹性势能，使石头机械能增大，说明风具有能量。 [2]风能资源不同于化石燃料，风能是可再生无污染的清洁能源。风力发电站可以将风能转化为电能，从而减少二氧化碳排放。 3．宇宙承载着中国人民千百年来的向往，“祝融号”火星车已安全到达火星表面。火星车有四片太阳能电池板，整体造型就像一只蝴蝶，太阳能电池板是将太阳能转化为______；火星车塔载了6台科学载荷进行科学探测，其中次表层探测雷达随火星车一起移动探测并收集地下反馈信息，则以火星车为参照物次表层探测雷达是 ______的。 【答案】电能     静止 【解析】[1]太阳能电池板是将太阳能转化为电能。 [2]次表层探测雷达随火星车一起移动，故以火星车为参照物，探测雷达的位置没有发生改变，故探测雷达相对于火星来说是静止的。 4．下列说法中，正确的是（　　） A．水力、火力发电是不可再生能源的利用 B．半导体制成的光导纤维可用于信息传递 C．超导体是很好的输电线和发热材料 D．WiFi信号是通过电磁波来传递信息的 【答案】D 【解析】A．水力、风力利用的是水能、风能，属于可再生能源，火力发电利用的主要是煤炭，是化石能源，属于不可再生资源，故A错误； B．光导纤维是利用光的全反射原理传递信息的，制造光导纤维的材料不是半导体，故B错误； C．超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，所以超导体不能用来制作发热体，超导体可以利用到输电线上，从而减小电能的损耗，故C错误； D．广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的，故D正确。 故选D。 5．物理来源于生活，生活中蕴含着大量物理知识，关于生活中的物理下列说法中正确的是（　　） A．数码相机的图象处理芯片是由超导材料制成的 B．智能电视用WIFI上网，是利用了电磁波传递信息 C．家庭中用来鉴别人民币真伪的验钞机使用的是红外线 D．家里用的太阳能、天然气等清洁能源都是可再生能源 【答案】B 【解析】A．数码相机的图象处理芯片由半导体材料制成，故A错误； B．WiFi信号是一种电磁波，所以是利用了电磁波传递信息的，故B正确； C．紫外线能使人民币上的荧光物质发光，用来鉴别人民币真伪的验钞机使用的是紫外线，故C错误； D．太阳能是可再生能源、清洁能源，天然气是化石能源，属于不可再生能源，故D错误。 故选B。 6．关于信息和能源，下列说法中错误的是（　　） A．我们北斗导航系统是利用电磁波进行导航的 B．测温枪测体温是通过接收人体辐射的红外线显示温度的 C．光导纤维通过光的反射传播信号比光直线传播要慢 D．太阳能、水能、电能可在自然界源源不断得到，是可再生能源 【答案】D 【解析】A．卫星在太空中，太空中是真空，声波在真空中不能传声，所以不能利用超声波导航；电磁波可以传递信息且传播不需要介质，因此北斗卫星导航系统是利用电磁波进行导航的，故A正确，不符合题意； B．红外线可以用来遥感遥控，因此测温枪测体温是通过接收人体辐射的红外线来测温度的，故B正确，不符合题意； C．光导纤维通过光的反射传播信号比光直线传播走的路程远，因此传播要慢，故C正确，不符合题意； D．太阳能、水能可以在自然界源源不断地得到，它们是可再生能源，电能是由其他能转化来的，是二次能源，故D错误，符合题意。 故选D。 7．太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，电能属于 能源（选填“一次”或“二次”），用户是利用卫星接收和发射的 信号来收看现场画面的。 【答案】可再生 二次 电磁波 【解析】[1]太阳能可以从自然界源源不断获得，故太阳能是可再生能源。 [2]电能必须通过一次能源的消耗才能得到，属于二次能源。 [3]卫星通信是一种利用人造卫星作为中继站来转发电磁波而进行的两个或多个地面站之间的通信。用户是利用卫星接收和发射的电磁波信号来收看现场画面的。 8．北京 2022年冬奥会贯彻“节俭、绿色、智慧”的理念，冬奥会的高科技绿色环保场馆，场馆实现100%绿电， 其电力支持通过河北张家口的光伏发电和风力发电实现，其中光伏发电是将 能转化为电能，该能源属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某小型场馆的压缩机组的供电功率为190kV·A，工作电压为380V， 其工作的总电流为 A，压缩机的核心部件——电动机是利用通电导线在 中受力运动，将电能转化为 能。 【答案】太阳 可再生 500 磁场 机械 【解析】[1][2]光伏发电是将太阳的太阳能转化为电能储存起来，太阳能可以源源不断的提供，因此是可再生能源。 [3]工作电压U=380V，供电功率为 P=190kV·A =1.9×105W 由P=UI可知电路中电流大小为 [4][5]电动机利用了通电导线在磁场中受力运动的原理。电动机消耗电能，将电能转化为机械能。 9．能源、信息、材料是现代社会发展的三大重要领域。下列说法正确的是（　　） A．太阳能、风能和核能都是可再生能源 B．光纤通讯是依靠超声波来传递信息的 C．必须用六颗同步卫星才能实现全球通信 D．核电站是利用原子核裂变释放的核能来发电的 【答案】D 【解析】A．太阳能、风能等是可再生资源，但是核能是不可再生能源，故A错误； B．光纤通信利用光在光导纤维中反射传递信息，故B错误； C．根据科学家测算，全球只需要3颗同步卫星均匀分布，恰好将整个地球覆盖，实现全球通信，故C错误； D．获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。核电站是利用原子核裂变时释放的核能来发电的，故D正确。 故选D。 10．目前，我国在新能源、超导和空间站建设等领域都取得了巨大科技成就。下列有关说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．超导材料可以用于电热器的发热元件 C．核电站是利用核聚变原理来发电的 D．地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信 【答案】D 【解析】A．水能可以从自然界源源不断的得到补充，是可再生能源，故A错误； B．超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，超导体不能用来制作电热器的发热元件，故B错误； C．核电站的原理是利用核裂变发电的，故C错误； D．电磁波可以在真空中传播，所以，地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信，故D正确。 故选D。 11．（1）2022年1月1日，“华龙一号”中核集团福清核电6号机组首次并网成功，“华龙一号”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，通过汽轮机带动发电机发电。用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的 较大。 （2）“风能、太阳能、水能、煤炭”中属于不可再生能源的是 。北斗卫星导航系统是中国自行研制的，具有定位、导航和通讯等功能。北斗卫星导航系统利用 传递信息的。 （3）由于燃油价格的上涨，很多人选择购买电力能源汽车。电能属于 （填“一次”或“二次”）能源。如图是一辆正在充电的汽车，给汽车蓄电池充电时，是将电能转化为 能。 【答案】裂变 比热容 煤炭 电磁波 二次 化学 【解析】（1）[1]核电站是利用原子核裂变发生可控链式反应时释放的大量能量来发电的。 [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，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多。 （2）[3]风能、太阳能、水能属于可再生能源，煤炭属于化石能源，属于不可再生能源。 [4]电磁波能在真空中传播，北斗卫星导航系统就是利用电磁波传递信息的。 （3）[5][6]电能需要消耗一次能源得到，属于二次能源；给汽车蓄电池充电时，电能将转化为化学能。 12．北京时间2023年5月30日9时31分，神舟十六号载人飞船搭载长征二号F遥十六运载火箭成功发射升空。发射过程中宇航员说“很舒服”，声音是通过 波传到地球的。太阳能就是来自太阳内的 （选填“核聚变”或“核裂变”）。 【答案】 电磁 核聚变 【解析】[1]声音的传播需要介质，真空不能传声；电磁波可以在真空中传播。发射过程中宇航员说“很舒服”，声音经过转换为加载到高频电磁波上，是通过电磁波传到地球的。 [2]获得核能的两种途径:核裂变和核聚变，太阳能就是来自太阳内的核聚变。 13．哈密南-郑州特高压直流工程，是我国自主设计、制造和建设，世界输送容量最大直流工程。    （1）哈密南-郑州特高压特高压输电输送的电能是由哈密火电厂通过煤的燃烧获得的，由于煤的燃烧会产生大量二氧化碳，加剧地球的 效应，故哈密火电厂采用了先进技术以达到低排放环保要求。新疆的清洁能源风能和太阳能也十分丰富，风能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能路灯的能量转化方式属于 （填“光热”、“光电”或“光化”）转换； （2）哈密南-郑州特高压输电线路-上，一座座铁塔矗立在沿线的大地上，在阳光的照射下，铁塔在地面上的影子清晰可见。从日出到日落，铁塔在地面上的影子在缓慢的 （填“顺”或“逆”）时针转动； （3）哈密南-郑州特高压输电为直流输电，输电电流稳定时，在输电导线周围会产生 场， （填“会”或“不会”）形成电磁波。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生 （填“电弧”或“跨步电压”）触电； （4）哈密南-郑州特高压输电电压为。当输送的电功率为时，1h输送的电能为 度，若此时输电导线上消耗的电功率为，则输电导线的总电阻为 ，当输送的电功率不同时，若输送的电功率用表示，输电导线上消耗的电功率用表示，则与的 （填“一”或“二”）次方成正比。 【答案】温室 可再生 光电 逆 磁 不会 跨步电压 5.5×104 二 【解析】（1）[1]煤的燃烧时化学反应，会产生大量二氧化碳，会吸收长波辐射，加剧地球的温室效应。 [2]风能可以源源不断地从自然界中获得，属于可再生能源。 [3]太阳能路灯的能量转化方式属于光电转换，太阳能电池板吸收光能，将光能转化为电能。 （2）[4]在阳光的照射下，铁塔在地面上的影子清晰可见。在北半球，从日出到日落，铁塔在地面上的影子在缓慢的逆时针转动。 （3）[5][6]哈密南-郑州特高压输电为直流输电，输电电流稳定时，在输电导线周围会产生磁场，不会形成电磁波，因为迅速变化的电流才会激发电磁波。 [7]安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生跨步电压触电。 （4）[8]输送的电能为 [9]输电线上损耗的电功率为 根据得，输电线中的电流为 所以输电线的总电阻为 [10]输电线上损耗的电功率为 ， 代入得到 输电线上损耗的电功率与输送功率的二次方成正比。 14．太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。从某种意义上讲，太阳能汽车也是电动汽车的一种，所不同的是电动汽车的蓄电池靠工业电网充电，而太阳能汽车用的是太阳能电池。太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，用来推动汽车的电动机以及用作汽车辅助设备的能源，多余电能会在锂电池中储存起来备用。如题图甲所示为某公司设计的太阳能概念汽车，车顶和车头盖配置了高效率的多晶硅太阳能电池板，该车的车速最高能达到100km/h，而无太阳光时最大续航能力在50km左右，太阳能驱动汽车和给锂电池充电的示意图如题图乙所示。据此回答以下几个问题： （1）太阳能属于清洁能源，也属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能电池板用到的多晶硅是______（选填“半导体”或“超导体”）材料； （2）单块太阳能电池板在阳光的照射下输出电压为24V，若某时刻的输出电流为4A，则此时单块电池板的输出功率为______W，电池板接收太阳能辐射的功率______（选填“大于”“小于”或“等于”）输出功率； （3）若锂电池的容量为“144V 100A·h”，在晚上行车时，汽车以60km/h匀速行驶，电动机功率17kW，辅助设备功率为1kW，则理论上充满电的汽车最大行驶路程为______km； （4）为了提高太阳能汽车的续航能力，从太阳能电池板的角度看，你认为可以采取的措施是：______。 【答案】 可再生   半导体   96   大于   48    增大电池板的面积 【解析】（1）[1]可再生能源是可以从自然界中源源不断地得到的能源，太阳能是可再生能源。 [2]导电性能介于导体与绝缘体之间的材料叫半导体，多晶硅是半导体材料。 （2）[3]输出功率为 P=UI=24V×4A=96W [4]太阳能转化为电能的效率小于100%，故电池板接收太阳能辐射的功率大于输出功率。 （3）[5]锂电池可提供的最大电能 W=U′I′t=144V×100A×1×3600s=5.184×107J=14.4kW·h 理论上充满电的汽车最大行驶时间 理论上充满电的汽车最大行驶路 s=vt′=60km/h×0.8h=48km （4）[6]为了提高太阳能汽车的续航能力，可以增大电池板的面积，接收太阳能辐射的功率更大。 【链接中考】 1．（2025·福建·中考真题）下列属于可再生能源的是（　　）  A.煤 B.核能 C.风能 D.天然气 【答案】C 【详解】A，煤属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A不符合题意； B，核能属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B不符合题意； C，风能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故 C符合题意； D，天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故D不符合题意； 故选C。 2．（2025·湖北武汉·中考真题）2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆————中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是 A.核能属于不可再生能源 B.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C.核反应堆将核能直接转化为电能 D.核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 【答案】B 【详解】3.C核能属于不可再生能源，A正确，不符合题意；核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设备，B正确，不符合题意；核能发电的能量传递和转化过程是核能水和的内能发电机转子的机械能电能，C错误，符合题意；核废料具有放射性，因此一般埋在人烟稀少的地方，D正确，不符合题意。 故选：B。 3．（2025·山东淄博·中考真题）下列关于能源、信息、宇宙和粒子的说法正确的是（　　）  A.风能、水能都属于可再生能源 B.石油、太阳能都属于清洁能源 C.手机、声呐都利用电磁波传递信息 D.银河系、太阳、地球、中子、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的 【答案】A 【详解】A.可再生能源指可循环再生或短期内自然补充的能源。风能和水能均属于可再生能源，因为它们来源于自然循环且不会枯竭。 B.清洁能源指使用过程中不排放污染物的能源。石油燃烧会产生污染物，不属于清洁能源；太阳能是清洁能源。因此选项 B错误。 C.手机通过电磁波传递信息，而声呐利用超声波(机械波)传递信息，两者原理不同。因此选项C错误。 D.物质结构尺度从大到小应为：银河系(天体系统)太阳(恒星)地球(行星)分子(微观粒子)中子(亚原子粒子)。选项D中中子排在分子前，顺序错误。 故选：A。 4．（2025·山东日照·中考真题）近年来，中国科技工作者在各个领域一次次刷新“中国高度”。下列说法正确的是 A.如图甲，中国空间站利用的太阳能既是可再生能源又是一次能源 B.如图乙，日照附近海域成功发射谷神星一号运载火箭，火箭上升过程中机械能转化为内能 C.如图丙，小米自主研发的“玄戒01”3nm旗舰处理器芯片是由超导体材料制成 D.如图丁，四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰，这项技术利用了电磁感应原理 【答案】A 【详解】A，太阳能既是可再生能源，又是一次能源，故A正确； B，火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，则动能增加，高度变大，重力势能增加，即机械能增大，是燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，故B错误； C，芯片的主要材料是半导体，常见的是硅。半导体具有独特的电学特性，能够实现对电流的控制和信号的处理，超导体电阻为0，故C错误； D，电磁弹射技术，当舰内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，其原理与电动机相同，故D错误。 故选：A。 5．（2025·江苏镇江·中考真题）核电站利用核反应堆提供的能量发电，以下说法正确的是 （ ）  A.核能属于可再生能源 B.核能转化为电能的效率可达100% C.核电站中冷却水温度升高，水分子的无规则运动加剧 D.核反应堆产生的中子带正电 【答案】C 【详解】A，核能是不可能在短期内从自然界得到补充的能源。属于不可再生能源，故A错误； B，由于有不可避免的损耗，核燃料能量转化的效率不可能达100%，故B错误； C，核电站中冷却水温度升高，水分子的无规则运动将加剧，故 C正确； D，核反应堆产生的中子不带电，故D错误。 故选：C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 能源 第2节 开发新能源 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 人类利用能源的历史 1 题型2 能源危机和挑战 2 题型3 太阳能和核能 3 【能力培优练】 5 【链接中考】 9 【重难题型讲解】 题型1 人类利用能源的历史 1．什么叫能源？ 答：像煤、天然气、汽油、风、电、太阳光等能够 的 ，我们把它们都叫做能源。 2．人类利用能源的历史经历了哪些变革？ 答：19世纪中叶以前是世界上能源的 时期，到19世纪末，世界进入 时代，进入20世纪60年代以来，世界进入 时代。 目前，人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能……21世纪将是太阳能、核能时期或是 能源时期。 3．能源按其从自然界能否直接获得可以如何进行分类？ 答：可分为 能源和 能源。可以直接使用的能源叫做 能源，从一次能源经过加工转换而来的能源，叫做 能源。 【典例1-1】凡是能提供 的物质资源，都可以叫能源。化石燃料、水能、风能等都是从自然界直接获取的能源，叫做 能源。 【典例1-2】开发和利用可再生能源，可实现人类社会的可持续发展。以下属于可再生能源的是（　　） A．石油 B．天然气 C．煤 D．风能 跟踪训练1 下列需要消耗自然界的能源来获取的是（　　） A．水能 B．风能 C．电能 D．太阳能 跟踪训练2 下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．一切物体都具有热量 C．电磁波能在真空中传播 D．原子核是由质子和电子组成的 题型2 能源危机和挑战 1．能源按能否循环再生如何分类？ 答：可分为 能源和 能源。木炭、煤、石油、天然气等一旦被消耗，是不能再生的，这类能源属于 能源；太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等是不会随开发利用而日益减少的，这类能源可以在自然界里源源不断地得到，属于 能源。 2．我国能源消耗结构现状如何？为什么存在能源危机挑战？ 答：无论是我国还是世界，在能源消耗的结构上，仍存在不科学、不合理的现象，即在人类消耗的能源中，90%以上都是 能源。 我国是人口大国，每人平均拥有能源的数量还是很少的，随着国民经济的发展和人口的增长，我国能源的消耗量相应迅速增长，在能源供给和需求方面的矛盾将日益突出。 分类标准 类别 概念 常见能源 能源获取的方式 一次能源 可以直接从自然界获得的能源 煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、核能等 二次能源 无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源,才能得到的能源 电能、酒精、火药、木炭等,其中电能 是最主要的二次能源 是否可再生 不可再生能源 越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气等化石能源,核能等 可再生能源 可以在自然界里源源不断地得到的能源 风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能等 能源开发的早晚 常规能源 人类已经利用多年的能源 煤、石油、天然气等 新能源 人类新近才开始利用的能源 核能、太阳能、潮汐能、地热能以及水能等 对环境的影响 清洁能源 使用时对环境没有污染或污染较轻的能源 太阳能、电能、核能、水能、地热能等 污染能源 对环境污染较重的能源 煤、石油、天然气等 【典例2-1】根据我国能源发展规划，2010年可再生能源占能源消耗的10%，到2020要达到15%，对能源的正确认识是(　　) A．自然界的能源是守恒的，永不枯竭 B．太阳的能量给地球带来了云、雨、风浪和滔滔江河 C．自然界可以长期为人类提供煤．石油．天然气等可再生能源 D．剧烈的核反应会发生强烈的爆炸，人类无法利用核能 【典例2-2】航拍无人机充电时是将电能转化为 能存储起来，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源；无人机拍到的画面是通过 实时传回地面 跟踪训练1 新能源的开发来源于物理学的进步。风力发电站工作时，是将风能能转化为电能，风能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。 跟踪训练2 6月5日是世界环境日，我国一直主张“低碳减排，绿色生活”。目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，生产太阳能电池的主要原材料是硅，硅属于 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料。    题型3 太阳能和核能 1．吸收和利用太阳能有哪四种主要途径？ 答：①通过植物的 把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来；②通过 的蒸腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来；③被海洋 ，成为海洋的内能；④被人们 。 2．太阳能直接利用现有几种方式？ 答：现有三种方式： 转换、 转换、 转换。 3．太阳能具有哪些优、缺点？ 答：优点：能量 ；供应时间 ；分布 ；无需 、运输 ； 污染。 缺点：存在 ；功率变化 ， 稳定；转化率 ，转化系统造价 。 4．什么是核能？释放核能有哪两种方式？ 答：原子核内部蕴藏的巨大的能量，叫做 ，简称核能。释放核能的两种方式：一是使原子核发生 ，二是使原子核发生 。 5.什么是链式反应？核反应堆的作用是什么？ 答：用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核，于是就会导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应；核反应堆的作用就是控制产生中子的数量和速度，使链式反应可控。 6．什么叫核聚变？ 答：在超高温条件下，可将两种质量较轻的原子核(如氘和氚)，聚合成一个较重的原子核，这种反应叫核聚变。 新能源 利用方式 太阳能 光热转换：太阳能转化为内能 光化转换：太阳能转化为化学能 光电转换：太阳能转化为电能 核能 核电站：核能转化为电能 地热能 利用地热能发电 海洋能 利用海洋能发电 【典例3-1】中国国有核电巨头中核工业集团2020年11月27日宣布，中国独立研发的新型核电机组“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功。此前中国使用的核电机组主要通过从欧美引进，未来将加速独立研发核电机组的建设，并将大力推动海外出口。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（　　） A. 目前核电站都是通过聚变反应来利用核能 B. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C. 原子核分裂或聚合时释放出核能 D. 核能是一种不可再生的能源 【典例3-2】小黄车、小绿车、小蓝车……今年以来，不少市民表示，曾经熟悉的“共享单车”又回来了。不过，再次登陆岛城的已是更新换代的共享电单车了。受运营监管以及利辛县特殊地理环境等因素的影响，共享单车退出了利辛。2020年的11月份利辛接头出现了共享电动车。共享单车既节能环保又方便了我们的出行，如图所示是其中的一款共享单车，该单车的车篮底部装有一片太阳能电池，它可以将_____能转化为_____能为车锁里面的电池充电，太阳能属于_____（选填“一次能源”或“二次能源”），当我们扫码用车的时候自行车公司通过_____（选填“电磁波”，“超声波”或“红外线”）为单车开锁． 跟踪训练1 2021年4月29日，中国空间站天和核心舱成功发射，随之太阳翼帆板顺利展开。下列能源中与太阳能一样属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．石油 C．风能 D．核能 跟踪训练2 2021年4月，日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋的计划，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图，媒体报道:福岛核电站的废水中含有大量具有放射性的核物质。结合上述材料判断以下说法错误的是（　　） A．核电站是利用裂变的链式反应发电的 B．核能可以直接从自然界获得，属于一次能源 C．核能属于不可再生能源 D．核能是高风险能源，世界各国应彻底抛弃对核能的利用 【能力培优练】 1．2021年5月19日，中俄两国核能合作项目在两国领导人见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是（　　） A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应 B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的 C．核废料可直接排放，无需任何处理试验 D．原子核是由质子、中子和电子组成 2．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有______。如图所示，为了实现中国 2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为______，从而减少二氧化碳排放。 3．宇宙承载着中国人民千百年来的向往，“祝融号”火星车已安全到达火星表面。火星车有四片太阳能电池板，整体造型就像一只蝴蝶，太阳能电池板是将太阳能转化为______；火星车塔载了6台科学载荷进行科学探测，其中次表层探测雷达随火星车一起移动探测并收集地下反馈信息，则以火星车为参照物次表层探测雷达是 ______的。 4．下列说法中，正确的是（　　） A．水力、火力发电是不可再生能源的利用 B．半导体制成的光导纤维可用于信息传递 C．超导体是很好的输电线和发热材料 D．WiFi信号是通过电磁波来传递信息的 5．物理来源于生活，生活中蕴含着大量物理知识，关于生活中的物理下列说法中正确的是（　　） A．数码相机的图象处理芯片是由超导材料制成的 B．智能电视用WIFI上网，是利用了电磁波传递信息 C．家庭中用来鉴别人民币真伪的验钞机使用的是红外线 D．家里用的太阳能、天然气等清洁能源都是可再生能源 6．关于信息和能源，下列说法中错误的是（　　） A．我们北斗导航系统是利用电磁波进行导航的 B．测温枪测体温是通过接收人体辐射的红外线显示温度的 C．光导纤维通过光的反射传播信号比光直线传播要慢 D．太阳能、水能、电能可在自然界源源不断得到，是可再生能源 7．太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，电能属于 能源（选填“一次”或“二次”），用户是利用卫星接收和发射的 信号来收看现场画面的。 8．北京 2022年冬奥会贯彻“节俭、绿色、智慧”的理念，冬奥会的高科技绿色环保场馆，场馆实现100%绿电， 其电力支持通过河北张家口的光伏发电和风力发电实现，其中光伏发电是将 能转化为电能，该能源属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某小型场馆的压缩机组的供电功率为190kV·A，工作电压为380V， 其工作的总电流为 A，压缩机的核心部件——电动机是利用通电导线在 中受力运动，将电能转化为 能。 9．能源、信息、材料是现代社会发展的三大重要领域。下列说法正确的是（　　） A．太阳能、风能和核能都是可再生能源 B．光纤通讯是依靠超声波来传递信息的 C．必须用六颗同步卫星才能实现全球通信 D．核电站是利用原子核裂变释放的核能来发电的 10．目前，我国在新能源、超导和空间站建设等领域都取得了巨大科技成就。下列有关说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．超导材料可以用于电热器的发热元件 C．核电站是利用核聚变原理来发电的 D．地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信 11．（1）2022年1月1日，“华龙一号”中核集团福清核电6号机组首次并网成功，“华龙一号”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，通过汽轮机带动发电机发电。用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的 较大。 （2）“风能、太阳能、水能、煤炭”中属于不可再生能源的是 。北斗卫星导航系统是中国自行研制的，具有定位、导航和通讯等功能。北斗卫星导航系统利用 传递信息的。 （3）由于燃油价格的上涨，很多人选择购买电力能源汽车。电能属于 （填“一次”或“二次”）能源。如图是一辆正在充电的汽车，给汽车蓄电池充电时，是将电能转化为 能。 12．北京时间2023年5月30日9时31分，神舟十六号载人飞船搭载长征二号F遥十六运载火箭成功发射升空。发射过程中宇航员说“很舒服”，声音是通过 波传到地球的。太阳能就是来自太阳内的 （选填“核聚变”或“核裂变”）。 13．哈密南-郑州特高压直流工程，是我国自主设计、制造和建设，世界输送容量最大直流工程。    （1）哈密南-郑州特高压特高压输电输送的电能是由哈密火电厂通过煤的燃烧获得的，由于煤的燃烧会产生大量二氧化碳，加剧地球的 效应，故哈密火电厂采用了先进技术以达到低排放环保要求。新疆的清洁能源风能和太阳能也十分丰富，风能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能路灯的能量转化方式属于 （填“光热”、“光电”或“光化”）转换； （2）哈密南-郑州特高压输电线路-上，一座座铁塔矗立在沿线的大地上，在阳光的照射下，铁塔在地面上的影子清晰可见。从日出到日落，铁塔在地面上的影子在缓慢的 （填“顺”或“逆”）时针转动； （3）哈密南-郑州特高压输电为直流输电，输电电流稳定时，在输电导线周围会产生 场， （填“会”或“不会”）形成电磁波。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生 （填“电弧”或“跨步电压”）触电； （4）哈密南-郑州特高压输电电压为。当输送的电功率为时，1h输送的电能为 度，若此时输电导线上消耗的电功率为，则输电导线的总电阻为 ，当输送的电功率不同时，若输送的电功率用表示，输电导线上消耗的电功率用表示，则与的 （填“一”或“二”）次方成正比。 14．太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。从某种意义上讲，太阳能汽车也是电动汽车的一种，所不同的是电动汽车的蓄电池靠工业电网充电，而太阳能汽车用的是太阳能电池。太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，用来推动汽车的电动机以及用作汽车辅助设备的能源，多余电能会在锂电池中储存起来备用。如题图甲所示为某公司设计的太阳能概念汽车，车顶和车头盖配置了高效率的多晶硅太阳能电池板，该车的车速最高能达到100km/h，而无太阳光时最大续航能力在50km左右，太阳能驱动汽车和给锂电池充电的示意图如题图乙所示。据此回答以下几个问题： （1）太阳能属于清洁能源，也属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能电池板用到的多晶硅是______（选填“半导体”或“超导体”）材料； （2）单块太阳能电池板在阳光的照射下输出电压为24V，若某时刻的输出电流为4A，则此时单块电池板的输出功率为______W，电池板接收太阳能辐射的功率______（选填“大于”“小于”或“等于”）输出功率； （3）若锂电池的容量为“144V 100A·h”，在晚上行车时，汽车以60km/h匀速行驶，电动机功率17kW，辅助设备功率为1kW，则理论上充满电的汽车最大行驶路程为______km； （4）为了提高太阳能汽车的续航能力，从太阳能电池板的角度看，你认为可以采取的措施是：______。 【链接中考】 1．（2025·福建·中考真题）下列属于可再生能源的是（　　）  A.煤 B.核能 C.风能 D.天然气 2．（2025·湖北武汉·中考真题）2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆————中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是 A.核能属于不可再生能源 B.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C.核反应堆将核能直接转化为电能 D.核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 3．（2025·山东淄博·中考真题）下列关于能源、信息、宇宙和粒子的说法正确的是（　　）  A.风能、水能都属于可再生能源 B.石油、太阳能都属于清洁能源 C.手机、声呐都利用电磁波传递信息 D.银河系、太阳、地球、中子、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的 4．（2025·山东日照·中考真题）近年来，中国科技工作者在各个领域一次次刷新“中国高度”。下列说法正确的是 A.如图甲，中国空间站利用的太阳能既是可再生能源又是一次能源 B.如图乙，日照附近海域成功发射谷神星一号运载火箭，火箭上升过程中机械能转化为内能 C.如图丙，小米自主研发的“玄戒01”3nm旗舰处理器芯片是由超导体材料制成 D.如图丁，四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰，这项技术利用了电磁感应原理 5．（2025·江苏镇江·中考真题）核电站利用核反应堆提供的能量发电，以下说法正确的是 （ ）  A.核能属于可再生能源 B.核能转化为电能的效率可达100% C.核电站中冷却水温度升高，水分子的无规则运动加剧 D.核反应堆产生的中子带正电 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $