第24期 能源与能量守恒（答案见下期）-【数理报】2025-2026学年新教材九年级(中考)物理学案（沪粤版2024）

17.我国首个自营勘探开发的1500米深水大气田“深海一号” 如今，我国到处实施“限电令”，若忽略能量的损耗，完全燃烧100kg 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 持续高产稳产，已经累计生产天然气突破100亿立方米.天然气属于 的生活拉圾所产生的热量可以节约 kg的煤炭（(g煤=2.9 现了化学能与电能的转化 (选填“可再生”或“不可再生”)能源；若用天然气烧 ×10J/kg,结果保留一位小数) 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 水，1m3天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，在标准大气压 (4)焚烧垃圾发电的效率大约为」 (计算结果精确到 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 下可将100kg常温下的水温度升高」 ℃.[已知天然气的热 0.1%) 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， 值为g=4.2×10J/m3,水的比热容为c=4.2×103J/(kg·℃)] 20.(12分)小明在物理实践活动中，对学校太阳能热水器展开 气气入口 领气入口 18.我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之 研究 气 后逐步降低.请说出一种造成二氧化碳排放增加的常用能源名称： 离 (1)太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源， 减少碳排放人人有责，请说出一种能够对减少碳排放做 太阳核心处温度很高，是由于大量氢原子发生」 余气出口 反应，释放 阳极板 n 透明度/% 出贡献的出行方式： 出巨大的能量， 三、综合应用题（共38分） (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 图8 19.（12分)阅读短文，回答问题， 示，为了达到最好的集热效果，从夏季进入冬季时可以将图中的α逐 (1)氢动力汽车中 (选填“氢内燃汽车”或 垃圾分类与垃圾处理 渐 (选填“变大”或“变小”) “氢燃料电池汽车”)需要燃烧氢气提供动力 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 (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 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 J.(氢的热值为1.4×108J/kg) 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 (3)氢燃料电池中的阴极板相当于电池的 （选填“正 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、 极”或“负极”) 5号、7号等干电池是低汞或者无汞电池，不属于有害垃圾.但纽扣电 图7 (4)汽车雷达启动后发出 (选填“超声”或“次声”)波 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 (3)太阳能热水器主要是通过 的方式增加水的内能，若 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 仍需作为有害垃圾进行回收 它收阳光垂直照射的面积是22，每平方米每秒接收到的太阳能为 车方向盘上喇叭开关的力度，可改变喇叭发出声音的 （选 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 1000J,热水器中水的质量为100kg,垂直照射7min,不计热量损失， 填“音调”“响度”或“音色”) 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 水温可以升高 ℃.[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] (5)炎热的夏天智能玻璃的单向透光可以有效减小 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 (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， (选填“红”或“紫”)外线对人体皮肤的伤害 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 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 (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 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 电路中，发电板相当于（选填“电源”“用电器”或“开关”） 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 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 21.(14分)阅读短文，回答问题. 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 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 氢动力汽车 明度会自动调节为 资源 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 (1)手机锂电池属于 (填字母) 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 A.有害垃圾 B.可回收垃圾 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 C.厨余垃圾 D.其他垃圾 传统汽车相比成本至少低20% (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 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 机转动，其能量转化是焚烧垃圾产生的_能转化为汽轮机的 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 能，相当于汽油机中的 (选填“压缩”或“做功”) 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 冲程 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 (3)垃圾发电不仅能变废为宝，产出电能，还能节约煤炭资源， 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. (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 25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 (中考沪粤)】 光伏发电 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(F) 邮发代号：21-162 光伏发电产业 是我国低碳经济的 去新课导学 亮点之一，作为清洁 能源与能量守恒 能源、环境与可持续发展 能源转型的核心技 术，光伏发电将太阳 读一读：化石燃料的燃烧导致二氧化碳等 能直接转化为电能， ■ 江西 韩素倾 温室气体排放激增，加剧全球变暖、极端天气频 大幅降低了碳排放 填一填：(1)如图4所示，核能的释放通常 发，并引发海平面上升等连锁反应.此外，化石 助力我国实现“双 能源 有两种形式：一种是 即较重的原子核 燃料开采和运输过程中可能造成土壤污染、水 碳”目标 (如铀、钚)分裂成较轻的原子核，同时释放出巨 源破坏及生态失衡，而核能虽能减少碳排放，却 光伏电池板的 1.人类利用能源的历史 大的能量，也叫 反应；另一种是 存在放射性废料处理难题。传统能源结构还伴 核心材料是半导体 看一看：观察图1所示的图片，了解人类利 ,如两个质量很小的原子核（如氢的同 随空气污染问题，如燃煤释放的硫氧化物和颗 如单晶硅或多晶硅， 用能源的历程 位素)结合成新的原子核，同时释放出巨大的能 粒物，直接威胁人类呼吸健康.为缓解这些影 其内部的P型硅和 量，也叫 反应 响，国际社会正加速向可再生能源转型，同时推 N型硅结合在一起 动节能技术发展，以平衡能源需求与生态保护 它们的交界面区域 【即学即练】 形成P-N结.当太 1.下列关于核能及其利用的说法正确的是 指人 蒸汽机车 新能源发色 阳光照射到电池板 图1 表面时会激发半导 2.可再生能源和不可再生能源 A.任何两个原子核都可以发生聚变 4 体中的电子跃迁，形 填一填：一旦被消耗，就不能再生的能源，都 B.目前人类已建立核电站，利用核聚变发电 (2)原子弹和核电站都是利用核 成自由电子对和空 属于 能源，如煤、石油、天然气、核能 C.在核电站中，发生的是核裂变反应 穴对.在P-N结内 等.不会随开发利用而日益减少，可以从自然界 产生巨大的能量的，它们的区别在于原子弹爆 D.在核电站中，厚重的保护层是为了避免 炸时发生的链式反应是 的，在极短的 建电场的作用下，电 里源源不断地得到的能源，都属于 能 核燃料从内部逸出 时间内放出巨大的能量，以致引起威力强大的 子向N型硅区域移 源，如太阳能、水能、风能等 2.如图5所示，“华龙一号”是我国具有自 爆炸，而核电站中的核反应堆发生的链式反应 动，空穴向P型硅区 3.能源危机和我国的能源革命 主知识产权的第三代核反应堆，设置了完善的 填一填：现今世界各国，能源消耗仍然以 的，可以使能量缓慢释放，产生的内 域聚集，从而在电池 严重事故预防和缓解措施，使核能的利用更安 板两端产生电势差 能源为主，在结构上都存在不科学 能通过汽轮机做功，带动发电机发电. 全.下列关于核能的说法正确的是 不合理的现象，近年来，我国以水电、风电、光伏 (3)氢弹利用了核 时释放的巨大 当外部电路连通时， A.核能可直接转化为电能 电子定向移动形成 发电为代表的 能源实现了跨越式发 能量，太阳能来自太阳内氢原子的核 B.核反应堆是可控的链式反应装置 原子弹和氢弹中 威力较大 直流电，随后通过控 展，积极推进能源革命，促进新能源和清洁能源 C.核能是一种化石能源，属于不可再生能源 制器稳定电压，再经 发展 D.核能是原子内部的化学反应释放出来的 逆变器转换为交流 能量的转化与能量守恒 能量 电，最终供家庭、工 开发新能源 商业或电网使用 1.能量的转移与转化 光伏发电受环 1.太阳能一永恒的动力之源 填一填：物体之间发生热传递时 境影响较大，阴影遮 看一看：观察图2所示图片，了解太阳能的 能发生转移；风力发电场上风吹叶片转动时， 图5 图6 挡是最常见的环境 利用 能发生转移；电灯发光时， 能 影响之一，若某单元 转化为 能：摩擦生热时 能转 3.如图6所示，航天器都有很大的太阳能电 池板.下列分析正确的是 被遮挡，其电阻升高 化为 能. 2.能量守恒定律 A.太阳能电池板将太阳能转化为内能 会阻碍整条支路电 填一填：能量既不会 ,也不会 B.太阳能电池板的能量转化率可达100% 流，引发“热斑效 太相能路灯 太阳能汽 C.电池板利用的太阳能是可再生能源 应”，局部过热甚至 图2 ,它只能从一个物体 到 烧毁电池.为此，现 填一填：利用太阳能的途径有四种： 其他物体，或者从一种形式」 为其他形 D.太阳能来自于太阳内部发生的核裂变 是通 4.我国提出“力争2030年前实现碳达峰 代光伏板内置旁路 过植物的 把太阳能转化和储存起 式.能量在转移和转化过程中，总量 2060年前实现碳中和”，碳达峰、碳中和成为社 二极管，在遮挡发生 这就是能量守恒定律. 来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的 会各界关注的热点话题，关于能量和能源，下列 时自动导通旁路，隔 形式释放出来；二是通过大气和水分的升腾循 读一读：永动机是一类所谓不需外界输入 说法中正确的是 离故障单元 环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来；三 能源、能量就能够不断运动并且对外做功的机 A.我国已建成的核电站是利用核裂变来发 未来，光伏发电 是被海洋吸收，成为海洋的 械，它违背了能量守恒定律，是不能够被制造出 能；四是被 申的 的稳定性与效率将 来的.1775年法国科学院通过决议，宣布永不接 人们直接利用，如 、太阳灶等 B.能量的转移是有方向性的，而能量的转 进一步提升.我国正 2.核能一造福人类的“神火” 受永动机，现在美国专利及商标局严禁将专利 化没有方向性 加速构建光伏多场 景应用生态，为全球 看一看：观察图3所示的情景，了解核能及 证书授予永动机类申请 C.风能、太阳能是不可再生能源，核能是可 3.能量在转移和转化过程中的方向性 再生能源 碳中和目标提供中 核能的利用 填一填：能量在转化和转移的过程中，能的 D.为了保护环境，控制和消除大气污染，应 国方案 总量是 的，但是能的转化和转移是有 禁止使用化石能源 方向性的、不可逆的，比如内能只能自发地从 物体转移到 物体，不能相反 Vr O'E t OI 因此能源的利用是有条件的，我们要节约能源 【苦易孝羏怕素怕】 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 【项目名称】设计并制作自行车自发电照明可能是 光敏电胆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 （色衄孟号)号11祖影‘串 路并测试， 供5W的LED灯正常工作 _h. 4中y型出迷血拦递阳1/6 如图1，小明在车把处安 【项目迭代】 (色妇受)函电明Y「陬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￥员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 群火平电 关HE 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' 活与 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 者未1 量巨大受到了研究者们发电. 【盏号条】 的重点关注什么是波浪 二级转换 服转按 转损 浪能 能呢？波浪能是从海浪中 振荡水柱 空气透平 提取的能量，是海洋表面 振荡体 水轮机发电 出 第23期3、4版参考答案 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.C3.A4.C5.B 起大量浪花，剧烈的垂直 图1 6.B7.D8.D9.C10.B 发 和水平运动蕴含着大量 11.电磁波3×10 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 波浪能是一种机械能，是海洋能中质量最好 14.电磁波超声波 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.发电机电磁波 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 为波浪蕴含的能量通过 17.射频0.5 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 首个在深远海布放波浪能发电装置并成功并网的 18.(1)能电磁波能在真空中传播声音 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 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 19.(1)电磁波(2)机械电电磁感应 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 (3)72001.44×10(4)动能 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 D.煤、石油、天然气都属于不可再生能源 10.龙骨水车是我国古代最著名的水利 《能源与能量守恒》综合质量检测卷 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 灌溉机械之一，如图4所示.它可以利用人力 量、能源的认识，下列说法正确的是 或风力驱动水车，方便地将低处的水移到高 ◆数理报社试题研究中心 A.核能既是可再生能源又是新能源 处.下列说法不正确的是 (满分：100分时间：40分钟 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 A.风能是一种清洁能源 4 题 二 总 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 B.定量的水被水车提升到高处，水的重力势能增加 得 分 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 C.风力驱动水车叶片旋转，风能转化为叶片的重力势能 一、选择题（每小题3分，共30分）》 83%的电能转化成内能 D.风力驱动水车把水送到高处，风能转化为水的重力势能 1.下列关于能源及其利用的说法正确的是 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 二、填空题（每空2分，共32分） A.核聚变又称为链式反应 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 11.我国大力发展水力发电，水能是 (选填“可再生” B.石油、天然气都是可再生能源 用或者存储在电池中.下列说法正确的是 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 C.核电站发生泄漏时不会污染环境 A.光照下百叶窗的温度会升高，这是通过做功来实现的 流下时重力势能转化为能，使水轮机带动发电机发电. D.风能、水能、太阳能都是清洁能源 B.太阳能面板产生的电能一定少于它接收到的太阳能 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 2.2025年政府工作报告中提出，要推动重点行 C.太阳能面板给电池充电时，电池相当于电源 的垃圾能提炼出燃料油，可减少石油资源的开采，石油是 业节能降碳改造，推进新能源开发利用。下列能源 D.制造太阳能面板的主要材料硅是超导体材料 (选填“可再生”或“不可再生”)能源.某燃料燃烧一部分后，它的热 中，可以用如图1所示阴影部分表示的是( 值 (选填“增大”“减小”或“不变”) A.潮汐能 B.石油 13.绿色植物的光合作用将太阳能转化为， (选填“化学 C.天然气 D.核能 能”或“内能”).为开发新能源，人类将农作物加工成“生物燃料”，这 3.下列关于能源和能量的说法中正确的是 图2 图3 些能源属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源 A.能源节能问题的核心是要把能量转化效率提高到100% 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 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 B.太阳能具有清洁无污染的特点，应大力开发应用 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 座大型商用核电站，它获取核能利用的是图 所示的途 C.能量的转化和守恒只适用于物体内能的变化 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( 径；太阳核心每时每刻都在发生图 所示的爆炸.（选填“甲” 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 A.潮汐能属于可再生能源 或“乙”)》 从能量守恒定律 B.太阳能电池板将电能转化为太阳能 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 C.发电机的工作原理是奥斯特发现的电流的磁效应 氘原子核 能 法正确的是 D.太阳能是太阳内部原子核裂变释放的能量 →能 中子 A.太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源 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 铀原子械 氚原子核 氯原子核 B.能量是守恒的，我们不需要节约能源 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 图5 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 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 15.作为传统燃油汽车燃料的汽油和柴油是 (选填“可 相同 能源产业闭环下列关于能源的开发与利用说法正确的是( 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 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 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 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， 阳能 械能转化为电能 某型号国产电动汽车的电池容量为200A·h,额定电压为400V,充 5.“推广绿能技术，倡导低碳出行”，近年来全国的新能源汽车 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 满电后，它储存了 kW·h的能量 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 危机 16.如图6所示是振荡浮子式波浪发电原理 确的是 C.太阳能、风能、氢能都是清洁能源，开发利用时对环境污染 图，浮子随着波浪起伏运动，带动发电机运转，利 A.新能源汽车实现了“零排放”，电能全部转化为机械能 较小N 用 原理产生电流.这种波浪提供的 B.电能、核能、化石能源都属于新能源 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 能源属于 (选填“可再生”或“不可再 C.给新能源汽车充电时，化学能转化为电能 100% 生”)能源