第24期 能源与可持续发展（答案见下期）-【数理报】2025-2026学年新教材九年级(中考)物理学案（人教版2024）

16.我国首个自营勘探开发的1500米深水大气田“深海一号” 能，相当于汽油机中的 (选填“压缩”或“做功”) 如图8甲所示是氢燃料电池的工作原理图，它的工作原理是将 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 冲程 氢气送到燃料电池的阳极板，经过催化剂的作用，氢分解成带正电 (选填“一次”或“二次”)能源；若用天然气烧水，1m3天然 (3)垃圾发电不仅能变废为宝，产出电能，还能节约煤炭资源， 的氢离子（质子）和带负电的电子，氢离子穿过质子交换膜，到达燃 气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，在标准大气压下可将100kg 如今，我国到处实施“限电令”，若忽略能量的损耗，完全燃烧100kg 料电池的阴极板；而电子是不能通过质子交换膜的，只能经外部电 常温下的水温度升高℃.[已知天然气的热值为g=4.2× 的生活垃圾所产生的热量可以节约 kg的煤炭.(9蝶=2.9 路，到达燃料电池的阴极板从而在外部电路中产生电流提供动力. 10J/m3,水的比热容为c=4.2×103J/(kg·℃)] ×10J/kg,结果保留一位小数) 电子到达阴极板后，再与氧气和氢离子重新结合为水，整个过程实 17.如图6所示是振荡浮子式波浪发电原理 (4)焚烧垃圾发电，电能属于 (选填“一次”或“二 现了化学能与电能的转化 图，浮子随着波浪起伏运动，带动发电机运转，利 次”)能源，发电效率大约为 (计算结果保留到0.1%) 新能源智能汽车的车窗采用“智能玻璃”，除了可实现调节温度 用 原理产生电流这种波浪提供的 19.（12分)小明在物理实践活动中，对学校太阳能热水器展开 和透明度外，还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车 能源属于 （选填“可再生”或“不可再 研究 外看不见车内景象；车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性. 冬6 生”)能源 (1)太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源， 气入口 氧气入口 氨离子 ◆光服度几 三、综合应用题（共40分） 太阳核心处温度很高，是由于大量氢原子发生」 反应，释放 离 18.(14分)阅读短文，回答问题. 出巨大的能量， 垃圾分类与垃圾处理 (2)当太阳光线与太阳能热水器垂直时效果最好如图7甲所 4080透明度/% 广东省每天产生将近12.4万吨的生活垃圾，如果处理不当，不 示，为了达到最好的集热效果，从夏季进人冬季时可以将图中的α逐 仅会污染环境，还浪费资源，因此垃圾分类和科学处理尤为重要.目 渐 (选填“变大”或“变小”) 图8 前采取的垃圾分类方法为“四分法”，即将垃圾分为有害垃圾、可回 (1)氢动力汽车中 (选填“氢内燃汽车”或 收垃圾、厨余垃圾和其他垃圾.需要特别注意的是，现在生产的1号、 “氢燃料电池汽车”)需要燃烧氢气提供动力. 5号、7号等千电池是低汞或者无汞电池，不属于有害垃圾.但纽扣电 (2)氢内燃汽车行驶百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量约为 池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和镍镉充电电池 J.(氢的热值为1.4×108J/kg) 仍需作为有害垃圾进行回收， 图7 (3)氢燃料电池中的阴极板相当于电池的 （选填“正 垃圾处理厂对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆肥等处 (3)太阳能热水器主要是通过 _的方式增加水的内能，若 极”或“负极”) 理，并把适合焚烧的生活垃圾送至焚烧厂，每充分燃烧1kg生活垃 它接收阳光垂直照射的面积是2m2,每平方米每秒接收到的太阳能为 (4)汽车雷达启动后发出 (选填“超声”或“次声”)波 圾放出的热量大约为4.19×10J焚烧垃圾产生的能量能够把水加 1000J,热水器中水的质量为100kg,垂直照射7min,不计热量损失 信号经周边的物体反射后，可判断车与障碍物的距离；改变按压汽 热成高温蒸汽，推动汽轮机转动进行发电.每充分燃烧1kg生活垃 水温可以升高 ℃.[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 车方向盘上喇叭开关的力度，可改变喇叭发出声音的 (选 圾可产生的电能大约为1.03×10J.垃圾焚烧后产生的炉渣，约占 (4)共享单车在车筐底部覆盖着太阳能发电板，如图7乙所示， 填“音调”“响度”或“音色”) 焚烧前垃圾重量的五分之一，可用于制造生态建材等产品，实现资 通过太阳光给里面的蓄电池充电，此时在太阳能发电板和蓄电池的 (5)炎热的夏天智能玻璃的单向透光可以有效减小、 源的综合利用.垃圾发电不仅能变废为宝，产出电能，还能节约煤炭 电路中，发电板相当于 (选填“电源”“用电器”或“开关”)。 (选填“红”或“紫”)外线对人体皮肤的伤害 资源. 20.(14分)阅读短文，回答问题. (6)智能玻璃能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，实现 (1)手机锂电池属于 (填字母) 氢动力汽车 车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃透明度 A.有害垃圾 B.可回收垃圾 氢动力汽车是一种无污染、零排放的新型能源交通工具，氢动 的关系图像如图8乙所示，当车外光照度为150Lx时，智能玻璃的透 C.厨余垃圾 D.其他垃圾 力汽车主要有氢内燃汽车和氢燃料电池汽车两种.氢内燃汽车在内 明度会自动调节为 (2)焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮 燃机中燃烧氢气产生动力，一般来说，轿车百公里耗氢大约1kg,与 机转动，其能量转化是焚烧垃圾产生的 能转化为汽轮机的 传统汽车相比成本至少低20% (参考答案见第25期) 本版责任编辑：冯艳林 报纸编辑质量反馈电话： 0351-5271268 数评橘 2025年12月11日·星期四 初中物理 报纸发行质量反馈电话： 第 24期总第1168期 0351-5271248 (中考人教) 太空电梯 山西师范大学主管山西师大教育科技传媒集团主办数理报社编辑出版 社长：徐文伟国内统一连续出版物号：CN14-0707八F) 邮发代号：21-281 太空电梯是一 交新课导学 的动力也来自 种太空运输系统，它 (2)直接利用太阳能的途径：一是把太阳能 能源与可持续发展 转化为 不仅是科学幻想，也 能，二是把太阳能转化为 能.在太阳能热水器、太阳能电池中 是一条理论上可行 ◆四川 王立雄 属于光电转换装置的是 ,工作时它除 的未来技术方向 的，原子的中心是 了把太阳能转化成电能，还能将多余的能量转 ,它的周围有一定数 如图所示，将缆 绳的一端固定在位 能源利用的现状和面临的挑战 化成 在绕核运动.原子核中 能储存在蓄电池内。 目的 依靠强大的核力紧密地结合在一 【即学即练】 于地球赤道的基站 1.下列能源中，属于二次能源的是( 1.人类利用能源的历程 起，要使它们分裂或结合是很难的.一旦质量较 上，另一端固定在运 看一看：观察图1所示的图片，了解人类利 大的原子核发生 或者质量较小的原子 A.核能、生物质能、水能 行的空间站上（空间 用能源的历程 核相互 ,就有可能释放出惊人的能量， B.煤、石油、天然气 这种能量就是 C.太阳能、地热能、风能 站位于地球同步轨 看一看：观察图2所示的情景，了解核能及 D.电能、汽油、柴油 道上)，就可使一个 核能的利用 2.下列关于核能及其利用的说法正确的是 形似电梯的运载舱 载着货物、人员沿缆 A.任何两个原子核都可以发生聚变 图1 B.目前人类已建立核电站，利用核聚变发电 绳驶向太空.目前， 填一填：(1)化石能源、核能等能源会越用 越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能 C.在核电站中，发生的是核裂变反应 人类主要依赖的太 意弹爆为 核电站 源叫作 像风能、太阳能等可 D.在核电站中，厚重的保护层是为了避免 图2 空运输方式是化学 以在短期内从自然界得到补充，这类能源叫作 填一填：(1)如图3所示，核能的释放通常 核燃料从内部逸出 燃料火箭，与之相 有两种形式：一种是重核的 即一个质 3.如图5所示，“华龙一号”是我国具有自 比，太空电梯可以凭 (2)从能源产生的方式来看，可再生能源和量较大的原子核（如铀、钚），分裂成两个或多个 主知识产权的第三代核反应堆，设置了完善的 借缆绳以较慢的速 不可再生能源都是可以直接从自然界获得的， 质量中等的原子核，同时释放出巨大的能量；另 严重事故预防和缓解措施，使核能的利用更安 称为」 ；像电能这样无法从自然界 一种是轻核的 ,如两个质量很小的原 全.下列关于核能的说法正确的是 度向太空前进，因此 直接获取，必须通过一次能源的消耗，即依靠其子核（如氢的同位素），结合成新的原子核，同时 A.核能可直接转化为电能 它不用像火箭一样 他形式能源间接获得的能源，称为， 释放出巨大的能量 B.核反应堆是可控的链式反应装置 需要具有极高的推 C.核能是一种化石能源，属于一次能源 重比 2.能源利用面临的挑战 D.核能是原子内部的化学反应释放出来的 平衡配。 填一填：(1)能量在转化和转移的过程中， 空间站 能量的总量是」 的，但利用能量的过程 中不可避免地会产生热现象，涉及热现象的能 量转化和转移过程是有」 性的、不可逆 (2)原子弹和核电站都是利用核 的，比如热量只能自发地从高温物体转移到低 产生巨大的能量的，它们的区别在于原子弹爆 图5 图6 温物体，不能相反.因此能源的利用是有条件 炸时发生的链式反应是 的，在极 4.如图6所示，航天器都有很大的太阳能电 的，我们要节约能源 短的时间内放出巨大的能量，以致引起威力强池板.下列分析正确的是 ( 太空电梯的路 (2)」 能源是当今世界的主要能源， 大的爆炸，而核电站中的核反应堆发生的链式 A.太阳能电池板将太阳能转化为电能 径全长超过三万公 人口增加和经济发展使得能源消耗日益增长， 反应是■ 的，可以使能量缓慢释放，产生 B.太阳能电池板的能量转化率可达100% 里，运载舱在地球和 不可再生能源最终将会消耗殆尽，开发和利用的内能通过汽轮机做功，带动发电机发电. C.电池板利用的太阳能是二次能源 新能源势在必行. (3)氢弹利用了核 时释放的巨大 空间站之间来回穿 D.太阳能来自于太阳内部发生的核裂变 读一读：化石燃料的燃烧导致二氧化碳等能量，核聚变必须在高温高压下才能发生，因此 梭时会与大气摩擦， 5.我国提出“力争2030年前实现碳达峰 温室气体排放激增，加剧全球变暖、极端天气频核聚变又被称为」 反应.原子弹和氢弹 2060年前实现碳中和”，碳达峰、碳中和成为社 使舱体的温度变高， 发，并引发海平面上升等连锁反应.此外，化石 中 威力较大 会各界关注的热点话题，关于能量和能源，下列 所以需要给运载舱 燃料开采和运输过程中可能造成土壤污染、水 2.太阳能 说法中正确的是 表面涂一层特殊的 源破坏及生态失衡，而核能虽能减少碳排放，却 看一看：观察图4所示图片，了解太阳能的 A.我国已建成的核电站是利用核裂变来发 固态涂料，当涂料的 存在放射性废料处理难题.传统能源结构还伴 利用 电的 状态变化时，就能达 随空气污染问题，如燃煤释放的硫氧化物和颗 B.能量的转移是有方向性的，而能量的转 粒物，直接威胁人类呼吸健康.为缓解这些影 到降温效果.虽然建 化没有方向性 响，国际社会正加速向可再生能源转型，同时推 造太空电梯困难重 C.风能、太阳能是不可再生能源，核能是可 动节能技术发展，以平衡能源需求与生态保护 太阳能热水器 太阳能路灯 太洱能汽 再生能源 重，但科学家们仍然 图4 D.为了保护环境，控制和消除大气污染，应 相信它未来可期。 新能源的发展 填一填：(1)太阳能来自于太阳内部每时每 刻都在发生的氢核 禁止使用化石能源 反应.太阳被称为 1.核能 人类能源的宝库，原因之一是地球上的化石能 V's Vt gc t (l 填一填：我们已经知道，分子是由原子构成 源追根溯源都是来自 ,地球上水循环 【荸号条羏怕索怕】 2 素养·拓展 数理极 跨学科实践 电能贮存于蓄电池中.傍晚，当光照强度减弱，电 磁铁中电流I≤0.1A时，控制电路会自动接通 自发电照明电路 LED灯电路，蓄电池给LED灯供电 ⑧ ED灯 蓄电池 小明想为自行车安装一个绿色环保的“自发 制电路通断的 (填电学元件) 电照明电路”，于是进行了如下项目研究： 4.在测试中发现LED灯的亮度不稳定，原因 阳能电池 【项目名称】设计并制作自行车自发电照明可能是 光敏电阻RR 发电机 系统 (三)设计不同供能方式，制作为照明灯稳定 图3 【项目分解】 供电的电路. 7.由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强 (一)选择节能环保灯具 为了给LED灯提供充足、稳定的电能，小明在 度的减弱而 (选填“增大”“减小”或“不 (二)制作利用简易发电机为照明灯供电的电供电系统中增加了蓄电池和太阳能电池板，设计 变”).LED灯刚亮起时，光敏电阻R的阻值为 路并测试， 0. 了如图2所示的电路，自行车骑行时或有阳光照射 (三)设计不同供能方式，制作为照明灯稳定 时给蓄电池充电，夜间，蓄电池为LED灯供电. 8.若想在光照更暗时才使灯接通工作，可采取 供电的电路 的做法有」 (写出一种即可). 【项目实施】 【项目评价】 (一)选择节能环保灯具 9.小明根据上述方案完成了自行车自发电照 小明查阅资料发现，生活中常用的照明灯有 明系统的设计和制作，请根据以下评价量表选择 白炽灯、荧光灯和LED灯.正常工作时，5W的LED 个维度对该设计进行评价： 灯和40W的白炽灯亮度相当. 图2 1.LED灯的核心元件是发光二极管，其主要 5.太阳能电池板发电时，将太阳能转化为 评价维度 合格 不合格 材料是 (选填“导体”“半导体”“超导体” 能 照明情况 亮度稳定 亮度不稳定 或“绝缘体”) 6.小明安装的太阳能电池板面积为0.1m2,光 供电方式 两种供电方式 种供电方式 2.正常工作相同时间，与40W的白炽灯相比， 电转换效率为20%.当太阳每秒钟辐射到每平方 智能化 能自动控制 需手动控制 选用5W的LD灯可以节约 %的电能， 米电池板上的能量为1×103J时，1h内太阳能电 (二)制作利用简易发电机为照明灯供电的电 池板可以提供的电能为 J,这些电能可以 （色姐号)琳号头91肠‘串 路并测试 供5W的LED灯正常工作 _h. 平4中性型出迷▣递用1/6 如图1，小明在车把处安 【项目迭代】 (色号)时电明Y「徵8 装了由简易发电机和LED灯 为了使照明灯更加智能化，小明将原电路改 0z￥L 组成的照明电路 进为如图3所示的自动控制电路，其中控制电路电 b0I×ZL9 3.为了控制LED灯只在 源电压为3V,定值电阻R,阻值为102，电磁铁线 电S 夜间工作，需在电路中安装控 圈电阻不计.白天，太阳能电池板和发电机产生的 兴业电 关出8 生 波浪能作为一种清浪能的发电方式有很多种，按照不同的能量转换 S'L8' 与 洁能源，因其分布广、储形式，分为机械式发电、气动式发电和液压式 后末1 量巨大受到了研究者们发电. 【莹品条】 的重点关注什么是波浪 二级转 十十一 转损 能呢？波浪能是从海浪中 浪能 荡水柱 空气透平 提取的能量，是海洋表面 振荡体 水轮机发电 第23期3、4版参考答案 系统 所具有的动能和势能的 聚波越浪 机械液压 和.波浪冲击海岸时会激 直线发电机 1.D2.A3.C4.B5.B 起大量浪花，剧烈的垂直 图， 6.B7.D8.A9.D10.C 发 和水平运动蕴含着大量 11.电磁波3×101 动能.1平方千米海面上， 12.电磁波不变 每秒可产生2×10J左右 电 的能量，能源储量十分 13.电磁超声红外 图2 丰富 14.发电机 电磁波 波浪能是一种机械能，是海洋能中质量最好 波浪能从捕获到发 的能源，同时也因其能量转化装置相对简单，已设 15.电磁波超声波 电一般经过三级能量转 计并投入运用的发电装置迭代发展.其中，鹰式波 16.电磁波 微波 换，如图1所示，一级转换 浪能发电装置“先导一号”（如图2所示）可移动能 17.5×10-518 为波浪蕴含的能量通过 源平台并网技术的成功实现，使我国成为了全球 捕能机构将波浪下的运 18.(1)能电磁波能在真空中传播声音 首个在深远海布放波浪能发电装置并成功并网的 动转换为传动系统所需 国家.“先导一号”平台装机容量260kW,通过 不能在真空中传播 能量形式，二级转换为将 2000m长的电缆由电站连接至岸上电力接入点， (2)不能能能(3)能 捕获的能量通过传动系 已成功并入三沙市永兴岛电网，为其他海上多功 19.(1)电磁波(2)机械电电磁感应 统转换成发电机所需的能互补平台提供了成功经验.未来的能源结构布 (3)72001.44×105(4)动能 能量形式，三级转换为通过发电机等设备将能量局中新能源必定占有举足轻重的地位，合理分配 以电能形式输出.当然，经过一级转换捕获的能量使用传统能源，着力研发波浪能等新型清洁能源 20.(1)不可见等于(2)12 也可以通过直线发电机直接转换为电能输出.波 是发展大势，波浪能前景十分广阔！ (3)靠近68(4)减小 B.电能、核能、化石能源都属于新能源 较小 《能源与可持续发展》综合质量检测卷 C.给新能源汽车充电时，化学能转化为电能 D.利用煤炭进行火力发电时，只要注意节约，发电效率可达到 D.煤、石油、天然气都属于不可再生能源 100% ◆数理报社试题研究中心 (满分：100分时间：40分钟) 6.国际能源署报告指出全球要加速向清洁能源转型.关于能 10.龙骨水车是我国古代最著名的水利 号 三 量、能源的认识，下列说法正确的是 ( 二 总 分 灌溉机械之一，如图4所示.它可以利用人力 A.核能既是可再生能源又是新能源 或风力驱动水车，方便地将低处的水移到高 得 分 B.火箭上升过程中摩擦生热创造了能量，不符合能量守恒定律 处下列说法不正确的是 ( 一、选择题（每小题3分，共30分） C.因为能量的转化和转移是有方向的，所以存在能源危机 A.风能是一种清洁能源 1.下列关于能源及其利用的说法正确的是 D.某新能源汽车的工作效率是83%，表示汽车发动机工作时将 B.定量的水被水车提升到高处，水的重力势能增加 A.电能、地热能是一次能源 83%的电能转化成内能 C.风力驱动水车叶片旋转，风能转化为叶片的重力势能 B.石油、天然气都是可再生能源 7.如图2所示是一种既能为住户遮挡阳光，又可以为用户省电 D.风力驱动水车把水送到高处，风能转化为水的重力势能 C.核电站发生泄漏时不会污染环境 的太阳能百叶窗，其表面搭载了柔性太阳能面板，生成电能直接使 二、填空题（每空2分，共30分） D.风能、水能、太阳能都是清洁能源 用或者存储在电池中.下列说法正确的是 ( ) 11.我国大力发展水力发电，水能是 （选填“可再生” 2.2025年政府工作报告中提出，要推动重点 A.光照下百叶窗的温度会升高，这是通过做功来实现的 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 行业节能降碳改造，推进新能源开发利用.下列能 B.太阳能面板产生的电能一定少于它接收到的太阳能 流下时重力势能转化为能，使水轮机带动发电机发电. 源中，可以用如图1所示阴影部分表示的是 C.太阳能面板给电池充电时，电池相当于电源 12.创建文明城市，垃圾分类从你我做起.在一定条件下分类后 ( D.制造太阳能面板的主要材料硅是超导体材料 的垃圾能提炼出燃料油，可减少石油资源的开采，石油是 A.潮汐能 B.石油 (选填“可再生”或“不可再生”)能源.某燃料燃烧一部分后，它的热 C.天然气 D.核能 （选填“增大”“减小”或“不变”) 3.下列关于能源和能量的说法中正确的是 13.绿色植物的光合作用将太阳能转化为 (选填“化学 A.能源节能问题的核心是要把能量转化效率提高到100% 图2 图3 能”或“内能”).为开发新能源，人类将农作物加工成“生物燃料”，这 B.太阳能具有清洁无污染的特点，应大力开发应用 8.我国首座潮光互补型光伏电站一一浙江温岭潮光互补智能电 些能源属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源 C.能量的转化和守恒只适用于物体内能的变化 站如图3所示，这是我国首次将太阳能和潮汐能互补开发的创新应 14.如图5所示是获取核能的两种途径，大亚湾核电站是我国第 D.能量的转化一定遵从能量守恒定律，而能量的转移不一定遵 用，利用太阳能电池板、发电机来获得电能.下列说法正确的是( 一座大型商用核电站，它获取核能利用的是图 （选填“甲” 从能量守恒定律 A.潮汐能属于可再生能源 或“乙”)所示的途径，且这种反应是 (选填“可控”或“不 4.能源与社会发展关系密切.对于能量和能源的认识，下列说 B.太阳能电池板将电能转化为太阳能 可控”)的；太阳核心每时每刻都在发生图 (选填“甲”或 法正确的是 ( C.发电机的工作原理是奥斯特发现的电流的磁效应 “乙”)所示的爆炸 A.太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源 D.太阳能是太阳内部原子核裂变释放的能量 Q 中子 B.能量是守恒的，我们不需要节约能源 9.当下，常州正全力领跑新能源产业赛道，努力打造新能源之 原子核 ◆能量 中子 C.核聚变装置“中国环流器二号M”获得核能的方式与核电站 都，在新能源发电（太阳能光伏、风能、氢能）、新能源存储、新能源输 →能量 中子 相同 轴原子核 送以及新能源利用领域，占据产业制造高点，形成了“发储送用”新 原子书 原子 D.我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太 能源产业闭环下列关于能源的开发与利用说法正确的是（) 图5 阳能 A.太阳能光伏发电、风能发电、氢能发电都是利用发电机将机 15.作为传统燃油汽车燃料的汽油和柴油是 (选填“可 5.“推广绿能技术，倡导低碳出行”，近年来全国的新能源汽车 械能转化为电能 再生”或“不可再生”)能源，为了减少燃油汽车对环境的污染，我国 越来越多，也新建了很多汽车充电站.关于能量和能源，下列说法正 B.因为太阳能、风能都是可再生能源，我们不必担心会有能源 大力发展新能源汽车.如今，我国电动汽车的多项技术已领跑世界 确的是 危机 某型号国产电动汽车的电池容量为200A·h,额定电压为400V,充 A.新能源汽车实现了“零排放”，电能全部转化为机械能 C.太阳能、风能、氢能都是清洁能源，开发利用时对环境污染 满电后，它储存了 kW·h的能量.