20.1 能源 20.2开发新能源（举一反三讲义）物理新教材沪粤版九年级下册

本讲义聚焦“能源”核心知识点，系统梳理人类利用能源的历史阶段、能源分类（可再生与不可再生、一次与二次、常规与新能源）、能源危机与我国能源革命，以及太阳能的来源利用、核能的裂变与聚变，构建从基础概念到实际应用的完整知识支架。 资料设计亮点突出，含思维导图助力知识结构化（科学思维中的模型建构），典例与中考真题结合强化应用（物理观念中的能量观念），强调能源可持续发展（科学态度与责任）。课中辅助教师系统授课，课后通过巩固训练帮助学生查漏补缺，提升综合能力。

20.1 能源 20.2开发新能源（解析版） 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：人类利用能源的历史 2 知识点2：可再生能源和不可再生能源 4 知识点3：能源危机和我国的能源革命 7 知识点4：太阳能——永恒的动力之源 10 知识点5：核能——造福人类的“神火” 13 【巩固训练】 17 【学习目标】 1． 了解人类开发和利用能源的历程，知道能源与人类生存和社会发展的关系。 2． 能列举出常见的不可再生能源和可再生能源。 3． 了解世界能源消耗结构和我国能源消耗结构的不合理状况及能源储存状况。 4． 知道太阳能清洁、使用方便的优点，了解目前人类利用太阳能的途径和方法。 5． 知道开发核能的意义，认识开发核能的过程中的技术价值。知道水能、海洋能、风能、氢能等能源的特点。 重点： 1．能源在生活中的作用及存在的能源危机。 2．太阳能的价值、开发太阳能的意义和利用太阳能的途径。开发核能的两种途径。 难点： 1. 区分一次能源和二次能源、可再生能源和不可再生能源。 2. 铀核链式反应和热核反应的大致情况和核电站的大致工作过程。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：人类利用能源的历史 1.能源：是指能提供 能量 的物质资源，如煤、石油、天然气在燃烧时可提供能量，它们是 能源 ；水流和风可提供 能量 ，它们也是 能源 。 2.人类利用能源的四个时期 四个时期 说明 薪柴时期—— 人类文明的萌芽 钻木取火是一种将机械能转化为内能的方法，人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以薪柴为主要能源的时代的到来 煤炭时期—— 工业社会的“粮食” 蒸汽机的发明使得人类以机械动力代替了人力和畜力，人类的主要能源由薪柴向煤炭能源转变 石油时期—— 现代社会的“血液” 内燃机的出现促使人类形成了以煤、石油、天然气为主要燃料的格局。1965年，石油在世界能耗中的比例已超过煤炭，世界进入了石油时期 太阳能、核能时期 （或多元化能源时期） 20世纪40年代，物理学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕 【典例1】（2025•广东梅州·期末）能源的利用需要考虑可持续发展，就是用更清洁、更有效的技术实现“零排放”，以减少能源使用对环境的破坏，新能源已逐步替代常规能源。以下各种形式的能源中可作为新能源的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．天然气 D．太阳能 【答案】D 【解析】A．煤炭燃烧会产生二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物，对环境有较大破坏，不符合新能源“零排放”、更清洁和可再生的要求，故A不正确。 B．石油在使用过程中会产生大量的有害气体和废渣等污染物，对环境造成污染，不可再生，B不正确。 C．天然气虽然相对较为清洁，但燃烧仍会产生二氧化碳等温室气体，有污染，不可再生，C不正确。 D．太阳能是一种清洁能源，取之不尽、用之不竭，在利用过程中不会产生污染物，能实现“零排放”，符合新能源更清洁、更有效且对环境破坏小的特点，故D正确。故选：D。 【典例2】（2025•广东肇庆高要区·期末）如图所示，以下发电方式中，不属于清洁能源发电的是（　　） A．风力发电 B．燃煤发电 C．潮汐发电 D．太阳能发电 【答案】B 【解析】ACD、风力发电、潮汐发电、太阳能发电属于清洁能源，故ACD不符合题意； B、燃煤发电不属于清洁能源，故B符合题意。故选：B。 【变式1】（2025•贵州贵阳·期末）低碳生活，从我做起。从减少二氧化碳的排放方面考虑，应尽量减少使用的能源是（　B　） A．风能 B．石油 C．太阳能 D．地热能 【答案】B 【解析】ACD、风能、太阳能、地热能在使用时对环境的影响小，故ACD不符合题意； B、石油属于化石能源，在使用时会产生二氧化碳，对环境的影响很大，尽可能减少使用，故B符合题意。故选：B。 【变式2】（2025•安徽合肥·期末）能源的利用需要考虑可持续发展。理想能源需要具备环境破坏小、足够丰富、可再生等条件，以下各种形式的能源中可作为理想能源的是（　　） A．太阳能 B．天然气 C．石油 D．煤炭 【答案】A 【解析】以下各种形式的能源中可作为理想能源的是太阳能，因为它无污染，是清洁能源，而天然气、石油、煤灰都是化石燃料，有污染，故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。 知识点2：可再生能源和不可再生能源 1.可再生能源和不可再生能源 （1）不可再生能源：化石能源等 不能在短期内从自然界 得到补充，这类能源叫不可再生能源。 （2）可再生能源：水能和风能等能源 可以在短期内从自然界 得到补充，叫可再生能源。 2.一次能源和二次能源 （1）一次能源：可以从自然界 直接获取 的能源，如水能、风能、太阳能、化石能源、地热能、海洋能、核能、生物质能等。 （2）二次能源：无法从自然界 直接获取 ，必须通过 一次能源 的消耗，由一次能源直接或间接转化而来的能源，如电能、火药、木炭、酒精、汽油、煤油等。 3.常规能源和新能源 能源按人类开发早晚和使用情况分为 常规 能源和 新 能源。 （1）常规能源：煤、石油、天然气及水能等人类已经利用多年的能源叫 常规 能源。 （2）新能源：核能、太阳能、潮汐能、地热能等人类新近才开始利用的能源叫 新 能源。 【例3】（2025•广东·中考真题）可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向，下列属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．石油 C．天然气 D．风能 【答案】D 【解析】A、煤属于三大化石燃料之一，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误。 B、石油属于三大化石燃料之一，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B错误。 C、天然气属于三大化石燃料之一，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C错误。 D、风能属于可再生能源，故D正确。故选：D。 【例4】（2025•山东菏泽·期末）关于能源与信息，下列说法正确的是（　 　） A．电力、焦炭属于一次能源 B．核能不属于清洁型绿色能源 C．超声波只能传递能量，不能传递信息 D．北斗导航系统是利用电磁波传递信息的 【答案】D 【解析】A、电力、焦炭都是其它能源转化来的，属于二次能源，故A错误； B、清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和“可再生能源”，故B错误； C、超声波既能传递能量，也能传递信息，故C错误； D、电磁波可以在真空中传播，北斗导航系统是利用电磁波传递信息的，故D正确。故选：D。 【变式1】（2025•安徽淮安·期末）下列能源中属于可再生能源是（　　） A．煤 B．天然气 C．石油 D．风能 【答案】D 【解析】风能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源，故D正确； 煤、石油、天然气是不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。故选：D。 【变式2】（2025•江苏徐州·中考真题）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法，正确的是（　　） A．是一种化石能源 B．来源于太阳 C．属于非清洁能源 D．属于不可再生能源 【答案】B 【解析】A、化石能源是由古代生物的遗骸经过漫长地质年代形成的（如煤、石油、天然气），而蓝藻是当前可直接利用的生物资源，不属于化石能源，故A错误。 B、蓝藻通过光合作用将太阳能转化为自身的化学能，科学家控制其光合作用产生电能，本质上能量来源于太阳，故B正确。 C、蓝藻在产生电能的过程中，不会像化石燃料那样释放大量污染物，属于清洁能源，故C错误。 D、蓝藻可以通过繁殖不断再生，属于可再生能源，故D错误。故选：B。 【变式3】（2025•广东广州·中考真题）如图所示的“风光互补”路灯，其太阳能电池板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。 （1）工作时，风力发电机将 　 　 能转化成电能，太阳能电池板将 　 　 能转化成电能，风能和太阳能是 　 　 （选填“可再生”“不可再生”）的 　 （选填“一次”“二次”）能源； （2）蓄电池储存的电能为4.8kW•h，若全部用于路灯供电，可供额定功率80W路灯正常发光 　h。 【答案】（1）风；太阳；可再生；一次；（2）60。 【解析】（1）风力发电机工作时，是利用风能带动发电机的转子转动，从而产生电能，所以将风能转化成电能。 太阳能电池板是通过光电效应直接把太阳能转化为电能。 风能和太阳能可以从自然界源源不断地得到补充，所以是可再生能源；同时它们可以直接从自然界获取，属于一次能源。 （2）已知电能W＝4.8kW•h，路灯额定功率P＝80W＝0.08kW，则蓄电池储存的电能可供额定功率为80W的路灯正常发光t60h。 知识点3：能源危机和我国的能源革命 1.世界能源结构 目前，全世界的能源消耗结构大约为：石油约占31.2%，煤约占27.2%，天然气约占24.7%。 2.我国的能源结构 2021年，我国的能源消耗结构中，各种能源的比重大约为：煤56%、石油18.5%、天然气8.9%、其他（水电、核电、风电等）16.6%。 3.能源危机及其解决出路 （1）随着能源消耗的迅速增长，地球储存的化石能源将日益减少，最终会枯竭，所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。 （2）能源危机出路：①提高能源的利用率；②开发和利用新能源，特别是开发和利用风能、太阳能和核能等。 4.我国的能源改革 进入新时代以来，我国深入推进能源革命，推动能源的清洁、低碳、高效利用。一方面加强煤炭等能源的清洁、高效利用，加大油气资源的勘探和开发；另一方面，加快规划建设新型能源体系，把促进新能源和清洁能源发展放在突出的位置。经过多年发展，我国已成为世界能源生产第一大国，构建了多元清洁的能源供应体系，形成了横跨东西、纵贯南北、覆盖全国、连通海外的能源基础设施网络，有力保障了经济社会发展用能需求。 【例5】（2025•广东梅州·期末）青海省位于我国西部，拥有极其丰富的太阳能、风能、水能等多种清洁能源。图中不属于利用清洁能源发电的是 　 　（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）图，其中丙图是将 　 　能转化成电能。 【答案】甲；机械 【解析】图甲是火力发电，有废气、废渣等的产生，其中不属于利用清洁能源发电的是甲图，其中丙图风力发电，是将机械能转化成电能。 【例6】（2025•江苏扬州·中考真题）《江苏省推动氢能产业高质量发展行动方案（2025﹣2030年）》明确重点发展可再生能源制氢，下列属于可再生能源的是（　　） A．风能 B．石油 C．天然气 D．核燃料 【答案】A 【解析】风能可以从自然界源源不断地得到，所以风能是可再生能源 石油、天然气属于化石能源，利用核燃料获得核能。化石能源与核能不能在短期内从自然界得到补充，为不可再生能源。故选：A。 【变式1】（2025•山东泰安·期末）材料、能源和信息在综合国力竞争方面具有重要战略价值，下列说法正确的是（　　） A．LED屏幕是由超导材料制成的 B．新能源电车使用的电能是一次能源 C．我国北斗导航系统利用电磁波传输信号 D．氢能、太阳能、天然气均属于不可再生能源 【答案】C 【解析】A.LED屏幕是由半导材料制成的，故A错误； B.新能源电车使用的电能是二次能源，故B错误； C.我国北斗导航系统利用电磁波传输信号，故C正确； D.氢能、天然气均属于不可再生能源，太阳能属于可再生能源，故D错误；故选：C。 【变式2】（2025•陕西西安·期末）我国为了减少碳排放保护环境，不断地开发新能源，下列选项中不属于利用新能源的是（　　） A．光伏发电 B．火力发电 C．风力发电 D．潮汐发电 【答案】B 【解析】A、属于太阳能发电的一种，是利用太阳能级半导体界面的光生伏特效应，有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流，属于新能源利用。 B、是通过燃烧煤炭、天然气、石油等化石燃料，产生蒸汽推动发电机旋转发电，煤炭、石油、天然气等属于传统的化石能源，不是新能源，火力发电会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境有较大影响，不属于利用新能源发电。 C、是通过风力驱动风力发电机组的叶片旋转，将风能转化为电能，风能是清洁、可再生的能源，属于新能源利用。 D、是利用潮汐涨落产生的动能，通过潮汐发电机组旋转发电，潮汐能是海洋能的一种，属于新能源利用。故B符合题意，ACD不符合题意。故选：B。 知识点4：太阳能——永恒的动力之源 1.太阳能的来源 太阳能是在太阳内部连续不断发生　核聚变　反应过程中产生的能量。太阳能既是　一次　能源，又是　可　再生能源。  2.太阳能的利用 （1）吸收或利用太阳能的四种主要途径 ①通过植物的 光合作用 将太阳能转化为 化学 能并储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。 ②通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来。 ③被海洋吸收变成海洋的内能。 ④被人类采用各种技术直接利用。 （2）直接利用太阳能的方式 方式 光热转化 光电转化 光化转化 例子 太阳能热水器、太阳灶等 太阳能电池 植物的光合作用、太阳能制氢 能量 转化 太阳能热水器将太阳能直接转化成内能 太阳能发电站利用太阳能电池板直接将太阳能转化成电能 用太阳能制氢，驱动小汽车 3.太阳能的优缺点 优点 缺点 （1）十分巨大 （2）供应时间长 （3）分布广阔 （4）无需开采 （5）无污染 （6）取之不尽 （1）存在分散 （2）太阳能功率变化大、不稳定，给正常连续使用造成困难 （3）转换效率低 （4）转换系统造价过高 【注意】 （1）地球上的风能、水能、海洋能等能源都来源于太阳能，即使是化石燃料（如煤、石油、天然气等）也是远古时期储存下来的太阳能。 （2）除了人类利用光电转换、光热转换、光化转换直接利用太阳能外，植物还可以利用光合作用，将太阳能转化为化学能储存在体内，间接地被人类所用。 【例7】（2025•湖南长沙·期末）如图是“风能—太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机利用了电磁感应原理 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 【答案】A 【解析】A.风力发电机是利用闭合线路中的一部分导体，在磁场中做切割磁力线运动时，闭合线路中产生感应电流，即电磁感应原理，故A正确； B.太阳能来自太阳内部的核聚变不是核裂变，故B错误； C.给蓄电池充电是把电能转化为化学能，故C错误； D.控制器中的集成电路是半导体材料，故D错误。 故选：A。 【例8】（2025•湖北武汉·期末）如图所示，武汉市许多家庭屋顶安装了太阳能电池板，利用逆变电器将太阳能电池板输出的电流变成“220V 50Hz”交变电流供家庭使用，从而减少家庭对传统电力的依赖。下列说法错误的是（　　） A．太阳能是一次能源 B．太阳能是一种清洁的可再生能源 C．太阳能电池板将太阳能转化为电能 D．我国供生活用的交变电流的方向在每秒内变化50次 【答案】D 【解析】A、太阳能可以直接从自然界获得，属一次能源，故A正确； B、太阳能是一种清洁的可再生能源，故B正确； C、太阳能电池板将太阳能转化为电能，故C正确； D、我国供生产和生活用的交变电流，频率是50Hz，电流方向1s内变化100次，故D错误。选：D。 【变式1】（2025•广东广州花都区·期末）下列四种发电方式中，利用太阳能发电的是（　　） A．光伏发电 B．地热能发电 C．核能发电 D．潮汐能发电 【答案】A 【解析】A、光伏发电的过程是将太阳能转化为电能，故A符合题意； B、地热能发电的过程是将地热能转化为电能，故B不合题意； C、核能发电的过程是将核能转化为电能，故C不合题意； D、潮汐能发电的过程是将潮汐能转化为电能，故D不合题意。故选：A。 【变式2】（2025•湖南益阳·期末）太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（　 　） A．太阳能是氢聚变释放的核能 B．我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能 C．目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高 D．太阳能电池是将太阳能转化为电能 【答案】C 【解析】A、太阳能是氢聚变释放的核能，故A正确； B、我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能，故B正确； C、目前太阳能电池转化太阳能的效率较低，故C错误； D、太阳能电池是将太阳能转化为电能，故D正确。故选：C。 知识点5：核能——造福人类的“神火” 1.核能：原子核内部蕴藏的巨大能量，叫 原子核 能，简称核能。释放核能的方式有两种：一是使原子核发生核 裂变 ；二是使原子核发生核 聚变 。 2.核裂变——链式反应 （1） 较重 的原子核 裂变 为较轻的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫核裂变。 （2）链式反应：用中子去轰击铀核，铀核会分裂释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会去轰击其他铀核……于是，就导致一系列铀核持续裂变并释放出大量核能，这就是 链式 反应。 ①链式反应如果不加控制，在极短时间内就会释放出巨大的核能引起猛烈的爆炸，原子弹 就是根据这个原理制成的。 ②对链式反应加以控制，使核能缓慢平稳地释放出来，这便于和平利用，进行核能发电，核反应堆中发生的链式反应就是可以控制的。 （3）核裂变的利用：核发电是人类利用核能的主要方式。 3.核聚变——热核反应 （1） 较轻 的原子核在超高温下 聚合 成较重的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫核 聚变。 （2）如图所示，核聚变反应要求达到千万摄氏度以上的高温，因此，聚变反应又称热核反应。氢弹 就是根据氢核聚变的原理制成的。 4.核能的应用前景 （1）核能极大地解决了人类关于能源不足的问题，但铀核发生裂变时，会释放能量，也会产生放射线，如果放射线泄漏到反应堆外面，会对人和其他生物造成伤害，而且伤害十分严重。 （2）核聚变虽然能量巨大，但目前还没有办法和平利用核聚变产生的能量。 （3）核能的利用特点 核能的优点 （1）核能十分巨大，它能极大地补充人类能源的不足，使用核能可以节约常规能源 （2）核能能够解决能源分布不平衡的问题 核能的缺点 （1）核能属于一次能源，它不可再生 （2）核反应堆中会产生核废料，存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害 （3）在治理核废料过程中，代价较高 核电站 应用地域 （1）核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区 （2）核电站建在离人群较远的地区，避免对人畜造成伤害 【说明】核裂变与核聚变的比较 核裂变 核聚变 定义 较重原子核分裂为较轻原子核的过程 质量较轻的原子核聚合成较重原子核的过程 条件 用中子轰击较重原子核 超高温 释放核能 巨大 更加巨大 是否可控 可利用核反应堆控制链式反应速度 目前，核聚变还不能加以控制 应用 原子弹、核电站 氢弹 【例9】（2025•江苏连云港·中考真题）如图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（　　） A．核反应堆中，发生的是核裂变 B．核反应堆中，将核能转化为电能 C．汽轮机工作时，将内能转化为电能 D．发电机工作时，将内能转化为电能 【答案】A 【解析】A．核反应堆中，发生的是核裂变，是可控制的，故A正确； B．核反应堆中，将核能转化为内能，故B错误； C．汽轮机工作时，将内能转化为机械能，故C错误； D．发电机工作时，将机械能转化为电能，故D错误。故选：A。 【例10】（2025•广东广州黄埔区·期末）中国“人造太阳”——磁约束核聚变实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，实现403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世器纪录。下列说法正确的是（　　） A．核能属于二次能源 B．核能属于不可再生能源 C．太阳能属于不可再生能源 D．“人造太阳”获取核能的方式如图乙所示 【答案】B 【解析】AB．核能短期内不能够从自然界源源不断得到补充，属于不可再生能源，从自然界直接获取的能源为一次能源，故A错误，B正确； C．太阳能可以从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源，故C错误； D．“人造太阳”获取核能的方式是核聚变，甲图是核聚变示意图，乙图是核裂变示意图，故D错误。 故选：B。 【变式1】（2025•广东肇庆·期末）我国“华龙一号”核电技术领先全球，关于核电站和核能，下列说法正确的是（　　） A．原子核由中子和质子构成 B．核能是可再生能源 C．核电利用的是原子核聚变 D．原子核带负电 【答案】A 【解析】AD．原子核是由质子和中子组成的，质子带正电，中子不带电，整体原子核带正电，故A正确，D错误； B．核燃料是矿产资源，核能一旦被耗用后，不可能在短期内再生，属于不可再生能源，故B错误； C．核电站是利用可控的核裂变来发电的，而不是核聚变，核聚变目前还不能被人类很好地控制用于发电，故C错误。 故选：A。 【变式2】（2025•广东广州天河区·期末）我国第三代核电站“华龙一号”（如图）的3号和4号两台机组年发电量可达180亿千瓦时，每年可减少标煤消耗超543.6万吨。下列说法正确的是（　　） A．煤和核能都属于可再生能源 B．“千瓦时”是电功率的单位 C．核电站发电过程中能量转化是核能→内能→机械能→电能 D．核电站释放核能的方式与太阳内部核反应释放核能的方式相同 【答案】C 【解析】A、煤是由古代植物经过漫长时间形成的，短期内无法再生，属于不可再生能源；核能所利用的核燃料在地球上的储量是有限的，也是不可再生能源，故A错误。 B、“千瓦时”是电功的单位，它表示功率为 1 千瓦的用电器在 1 小时内所消耗的电能，电功率的单位是瓦特、千瓦等，故B错误。 C、核电站发电时，核反应堆中核燃料发生裂变反应产生核能，核能转化为内能，使冷却剂温度升高，通过蒸汽发生器将内能转化为蒸汽的内能，蒸汽推动汽轮机转动，将内能转化为机械能，汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，故C正确。 D、核电站释放核能的方式是可控的核裂变，而太阳内部核反应释放核能的方式是不可控的核聚变，二者不同，故D错误。 故选：C。 【巩固训练】 1．（2025•江苏常州·中考真题）下列能源中，属于不可再生能源的是（　　） A．水能 B．风能 C．化石能源 D．太阳能 【答案】C 【解析】水能、风能、太阳能都可以源源不断从自然界获得，它们都是可再生能源；化石能源不能从自然界源源不断获得，是不可再生能源；故选：C。 2．（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 【解析】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。 3．（2025•广东东莞市·期末）“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（　　） A．内能 B．动能 C．核能 D．光能 【答案】C 【解析】“华龙一号”核电机组发电是利用核裂变释放的核能。故C正确，ABD错误。故选：C。 4．（2025•安徽淮北·期末）下列各组能源中，都属于可再生能源的是（　　） A．石油、天然气 B．水能、天然气 C．风能、太阳能 D．煤炭、木柴 【答案】C 【解析】A、石油属于化石能源，是不可再生能源；水的动能属于水能，是可再生能源，故A错误。 B、天然气属于化石能源，是不可再生能源；风能是可再生能源，故B错误。 C、风能是自然界中空气流动产生的能量，可源源不断获取；太阳能是太阳辐射的能量，也能持续获得，故C正确。 D、煤属于化石能源，是不可再生能源；生物质能是可再生能源，故D错误。故选：C。 5．（2025•北京房山区·期末）如图是我国西部某风力发电塔架，上面的三个叶片在空气的作用下转动，叶片带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．叶片在空气作用下转动的过程中，叶片的动能转化为空气动能 B．风力发电机是将空气动能直接转化为电能 C．风力发电机发电是电磁感应现象的应用 D．风力发电机发电过程中，利用了不可再生能源 【答案】C 【解析】A．叶片在空气作用下转动的过程中，空气动能转化为叶片的动能，故A错误； B．风力发电机是将空气动能转化机械能又转化为电能，故B错误； C．风力发电机发电是电磁感应现象的应用，故C正确； D．风力发电机发电过程中，利用了可再生能源，故D错误。故选：C。 6．（2025•广东梅州·期末）下列说法正确的是（　　） A．核能是指原子核发生变化时所释放的能量 B．煤炭、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源 C．原子弹和氢弹都是利用核裂变 D．目前核电站获得核能的途径是核聚变 【答案】A 【解析】A、核能是由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量，符合题意； B、煤炭、石油、天然气都是不可再生能，太阳能是可再生能源，不符合题意； C、原子弹是利用核裂变，氢弹是利用核聚变，不符合题意； D、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，不符合题意。故选：A。 7．（2025•湖南长沙·期末）2025年10月1日国庆期间，我国首部紧凑型聚变能实验装置BEST完成底部安装，精度达到毫米级，标志着我国向实现核聚变发电，又向前迈进一大步，发电时，核聚变产生的人造“太阳”约为1亿摄氏度，使水产生高温、高压的水蒸气带动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机再带动发电机发电。下列能量转换不属于这个过程中的是（　　） A．核能→内能 B．内能→机械能 C．机械能→电能 D．内能→化学能 【答案】D 【解析】我国首部紧凑型聚变能实验装置BEST的核能转化为电能的主要过程：核能→内能→机械能→电能，故ABC符合题意，D不符合题意。故选：D。 8．（2025•四川达州·期末）近年来我国新能源汽车技术飞速发展。下列说法正确的是（　　） A．锂电池储存的电能是一次能源 B．电动汽车利用充电桩充电，电动汽车是用电器 C．新能源汽车的动能回收过程是电能转化为机械能 D．电动汽车人工智能系统所使用的芯片主要由超导材料制成 【答案】B 【解析】A、锂电池存储的电能是由其他形式能转化来的，是二次能源，故A错误； B、电动汽车利用充电桩充电，电动汽车是消耗电能的，是将电能转化为化学能存储在电池中的，所以电动汽车是用电器，故B正确； C、新能源汽车的动能回收过程中，机械能转化为电能，故C错误； D、电动汽车人工智能系统所使用的芯片主要由半导材料制成，故D错误。故选：B。 9．（2025•四川泸州·中考真题）中国科技发展日新月异，对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是（　　） A．白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能 B．“天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系 C．中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源 D．中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒的技术——该反应为核裂变 【答案】D 【解析】A、水力发电是利用水的机械能带电发电机转动，把机械能转化为为电能，故A正确； B．电磁波可以传递信息，且电磁波可以在真空中传播，探测器在太空中通过电磁波与地面站联系，故B正确； C．太阳能利用时没有尾气污染、噪声污染等，属于清洁能源，故C正确； D．太阳能内部发生的是核聚变；“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒，也是核聚变，而核裂变已经能够控制并长时间利用，故D错误。故选：D。 10．（2025•湖南岳阳·期末）2025年太阳活动将保持“火热”水平。下列说法不正确的是（　　） A．光伏发电系统是将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统 B．太阳能、核能、地热能、风能、氢能都属于新能源 C．追溯能量的来源，我们生产、生活中利用的大部分能量实际上来自太阳 D．目前核电站释放的核能来自核聚变反应 【答案】D 【解析】A、光伏发电系统是将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，故A正确，不符合题意； B、太阳能、核能、地热能、风能、海洋能、生物能、氢能都属于新能源，故B正确，不符合题意； C、我们生产、生活中利用的能量大部分来自太阳，比如太阳能、风能、水能、生物能等，这些能源的形成都与太阳有关，故C正确，不符合题意； D、目前核电站是利用核裂变释放的核能发电的，故D错误，符合题意。故选：D。 11．（2025•湖北黄冈·期末）“中国环流三号”是我国目前设计参数最高、规模最大的核聚变大科学装置，也被称为中国的新一代“人造太阳”。下列说法正确的是（　　） A．核聚变产生的核能是不可再生能源 B．核聚变的原料是相对原子质量较大的铀核 C．核反应中辐射出的γ射线是一种波长很短的超声波 D．“人造太阳”运行时，同原子弹爆炸时所发生的核反应相同 【答案】A 【解析】A、核能所利用的核燃料（如用于核聚变的氘、氚等），在短期内无法从自然界中得到补充，所以核聚变产生的核能是不可再生能源，故A正确； B、核聚变的原料是质量较小的原子核，如氘、氚等；而相对原子质量较大的铀核是核裂变的原料，并非核聚变的原料，故B错误； C、核反应中辐射出的γ射线是一种电磁波，并非超声波（超声波是频率高于20000Hz的声波），故C错误； D、人造太阳”运行时发生的是核聚变反应；而原子弹爆炸时发生的是核裂变反应，二者核反应类型不同，故D错误。故选：A。 12．（2025•四川成都·期末）下列关于核能及其利用，说法正确的是（　　） A．任何两个原子核都可以发生聚变 B．目前人类已建立核电站，利用核聚变发电 C．在核电站中，发生的是可以控制的链式反应 D．在核电站中，厚重的保护层，是为了避免核燃料从内部逸出 【答案】C 【解析】A、自然界中最容易实现的核聚变是氢的同位素—氚与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故A错误； B、目前已建成的核电站的能量来自于重核的裂变，而不是核聚变，故B错误； C、核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，是可控链式反应，故C正确； D、核废料是对环境污染很严重的，厚重的保护层，是为了避免核辐射，故D错误。故选：C。 13．（2025•山东德州·中考真题）2025年5月，被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置在四川绵阳实现百万安培亿度H模，如图所示。其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，是我国自主研发的可控 　 　 （选填“核聚变”或“核裂变”）大科学装置。 【答案】核聚变。 【解析】“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置是利用可控的核聚变释放的核能来工作的。 14．（2025•湖南·中考真题）输电线路大范围覆冰给工业生产和日常生活带来了许多困扰。目前常用大电流通过导线产生的热量融冰，这是利用电流的　 　 效应；还可以在线路表面涂上光热材料，吸收太阳辐射融冰，其中太阳能属于　 　 再生能源。 【答案】热 可。 【解析】电流通过导线产生热量，这是电流的热效应。太阳能属于可再生能源。 15．（2025•广东广州顺德区·期末）新能源电动汽车已经成为中国出口的王牌之一。制造电动汽车智能化集成电路的主要材料是 　 　 （选填“半导体”或“超导体”）；行驶时，电动汽车所消耗的电能属于 　 　 （选填“一次”或“二次”）能源；电动汽车的动力装置是电动机，其工作原理是 　 　 。 【答案】半导体；二次；通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动。 【解析】新能源电动汽车已经成为中国出口的王牌之一。制造电动汽车智能化集成电路的主要材料是 半导体；行驶时，电动汽车所消耗的电能属于 二次能源；电动汽车的动力装置是电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动。 16．（2025•山东德州·期末）美国旧金山有硅谷，中国德州有太阳谷。如图为太阳谷标志性建筑，在建筑上运用了大量的太阳能电池板。太阳能电池板主要由 　 　 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料制成。太阳能清洁无污染，属于 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】半导体；可再生。 【解析】大部分太阳能电池板的主要材料为硅，硅是半导体材料，所以太阳能电池板主要由半导体材料制成。太阳能可以源源不断地从太阳获取，太阳能为可再生能源。 17．（2025•广东肇庆·期末）2024年5月21日，我国自主研发的全球首个陆上商用模块化小型核反应堆“玲龙一号”的主控室正式启动。“玲龙一号”体积小、占地小、发电功率大，核反应过程如图所示，该过程通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能，核能属于 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；电能是 　 　 （选填“一次”或“二次”）能源。 【答案】核裂变；不可再生；二次。 【解析】中子轰击铀核引发一系列反应，这是核裂变的过程，所以“玲龙一号”核反应过程是通过核裂变释放巨大的核能。 核燃料在自然界中的储量是有限的，用完后短时间内不能再生，所以核能属于不可再生能源。 电能通常是由煤炭、水能、核能等一次能源经过发电设备转换而来的，所以电能是二次能源。 18．（2025•福建厦门·期末）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2.2×107kW•h。“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4.4×107J/kg）。 【答案】可再生；电磁感应；机械；1.8×106。 【解析】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。“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。年发电量为：W＝Q＝2.2×107kW・h＝2.2×107×3.6×106J＝7.92×1013J。根据公式Q＝mq可得天然气的质量为：m1.8×106kg。 19．（2025•安徽合肥·期末）如图所示，是一款风光互补LED路灯，它是利用风能和太阳能进行供电的智能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯。 （1）风光互补系统利用的太阳能和风能都属于 　 　 能源。（选填“可再生”或“不可再生”） （2）风光互补发电应用系统，是利用太阳能电池方阵和风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，请你写出风力发电并储存到蓄电池组的两个过程中涉及到的主要能量转化是 　 　 。 （3）用一套照明效果相当的风光互补LED路灯替换额定功率为400W的常规路灯，一年所节约1500度的电能可以使额定功率为1500W的空调正常工作大约 　 　 小时。 【答案】（1）可再生； （2）风能转化为电能；电能转化为化学能； （3）1000。 【解析】（1）太阳能、风能属于可再生能源； （2）风力发电机工作时将风能转化为电能，同时对蓄电池充电，进而将电能转化为化学能存储到蓄电池组中； （3）根据题意知，用一套照明效果相当的风光互补LED路灯替换额定功率为400W的常规路灯，一年所节约的电能1500度，额定功率为1200W的空调正常工作的时间为：t1000h。 20．（2025•江苏南京期末）如图是风光互补路灯系统，安装风力发电机和太阳能电池板，分别利用风能和太阳能发电并将电能储存至蓄电池中，供路灯使用。某型号的风光互补路灯参数如下： 风力发电额定输出功率 路灯额定电压 路灯额定功率 太阳能电池板转换效率 200W 24V 48W 20% （1）路灯的额定电流为 　 　 A，路灯正常发光时的电阻为 　 Ω。 （2）若仅有风力发电机在额定输出功率下工作10h，同时路灯也正常工作，还可供蓄电池储存的电能为 　 kW•h。 （3）如果太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为800J/（s•m2），若电池板的面积为0.9m2，则太阳能电池板平均输出功率为 　 W。无风的晴天，光照5h，太阳能电池板产生的电能最多能提供照明 　 h。 【答案】（1）2；12；（2）1.52；（3）144；15。 【解析】（1）由P＝UI，路灯的额定电流： I2A； 由I知，路灯正常发光时的电阻： R12Ω； （2）蓄电池储存的电能W＝P额t﹣P灯t＝0.2kW×10h﹣0.048kW×10h＝1.52kW•h； （3）太阳能电池板接收到的总功率：P总＝800W/m2×0.9 m2＝720W， 太阳能电池板平均输出功率P输出＝P总η＝720W×20%＝144W＝0.144kW； 光照5h，太阳能电池输出电能：W＝ηP输出t＝0.144kW×5h＝0.72kW•h， 由表格中数据知，路灯额定功率48W＝0.048kW，由P可得能使灯泡正常工作的时间： t15h。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 20.1 能源 20.2开发新能源（原卷版） 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：人类利用能源的历史 2 知识点2：可再生能源和不可再生能源 4 知识点3：能源危机和我国的能源革命 7 知识点4：太阳能——永恒的动力之源 10 知识点5：核能——造福人类的“神火” 13 【巩固训练】 17 【学习目标】 1． 了解人类开发和利用能源的历程，知道能源与人类生存和社会发展的关系。 2． 能列举出常见的不可再生能源和可再生能源。 3． 了解世界能源消耗结构和我国能源消耗结构的不合理状况及能源储存状况。 4． 知道太阳能清洁、使用方便的优点，了解目前人类利用太阳能的途径和方法。 5． 知道开发核能的意义，认识开发核能的过程中的技术价值。知道水能、海洋能、风能、氢能等能源的特点。 重点： 1．能源在生活中的作用及存在的能源危机。 2．太阳能的价值、开发太阳能的意义和利用太阳能的途径。开发核能的两种途径。 难点： 1. 区分一次能源和二次能源、可再生能源和不可再生能源。 2. 铀核链式反应和热核反应的大致情况和核电站的大致工作过程。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：人类利用能源的历史 1.能源：是指能提供 的物质资源，如煤、石油、天然气在燃烧时可提供能量，它们是 ；水流和风可提供 ，它们也是 。 2.人类利用能源的四个时期 四个时期 说明 薪柴时期—— 人类文明的萌芽 钻木取火是一种将机械能转化为内能的方法，人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以薪柴为主要能源的时代的到来 煤炭时期—— 工业社会的“粮食” 蒸汽机的发明使得人类以机械动力代替了人力和畜力，人类的主要能源由薪柴向煤炭能源转变 石油时期—— 现代社会的“血液” 内燃机的出现促使人类形成了以煤、石油、天然气为主要燃料的格局。1965年，石油在世界能耗中的比例已超过煤炭，世界进入了石油时期 太阳能、核能时期 （或多元化能源时期） 20世纪40年代，物理学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕 【典例1】（2025•广东梅州·期末）能源的利用需要考虑可持续发展，就是用更清洁、更有效的技术实现“零排放”，以减少能源使用对环境的破坏，新能源已逐步替代常规能源。以下各种形式的能源中可作为新能源的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．天然气 D．太阳能 【典例2】（2025•广东肇庆高要区·期末）如图所示，以下发电方式中，不属于清洁能源发电的是（　　） A．风力发电 B．燃煤发电 C．潮汐发电 D．太阳能发电 【变式1】（2025•贵州贵阳·期末）低碳生活，从我做起。从减少二氧化碳的排放方面考虑，应尽量减少使用的能源是（　B　） A．风能 B．石油 C．太阳能 D．地热能 【变式2】（2025•安徽合肥·期末）能源的利用需要考虑可持续发展。理想能源需要具备环境破坏小、足够丰富、可再生等条件，以下各种形式的能源中可作为理想能源的是（　　） A．太阳能 B．天然气 C．石油 D．煤炭 知识点2：可再生能源和不可再生能源 1.可再生能源和不可再生能源 （1）不可再生能源：化石能源等 得到补充，这类能源叫不可再生能源。 （2）可再生能源：水能和风能等能源 得到补充，叫可再生能源。 2.一次能源和二次能源 （1）一次能源：可以从自然界 的能源，如水能、风能、太阳能、化石能源、地热能、海洋能、核能、生物质能等。 （2）二次能源：无法从自然界 ，必须通过 的消耗，由一次能源直接或间接转化而来的能源，如电能、火药、木炭、酒精、汽油、煤油等。 3.常规能源和新能源 能源按人类开发早晚和使用情况分为 能源和 能源。 （1）常规能源：煤、石油、天然气及水能等人类已经利用多年的能源叫 能源。 （2）新能源：核能、太阳能、潮汐能、地热能等人类新近才开始利用的能源叫 能源。 【例3】（2025•广东·中考真题）可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向，下列属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．石油 C．天然气 D．风能 【例4】（2025•山东菏泽·期末）关于能源与信息，下列说法正确的是（　 　） A．电力、焦炭属于一次能源 B．核能不属于清洁型绿色能源 C．超声波只能传递能量，不能传递信息 D．北斗导航系统是利用电磁波传递信息的 【变式1】（2025•安徽淮安·期末）下列能源中属于可再生能源是（　　） A．煤 B．天然气 C．石油 D．风能 【变式2】（2025•江苏徐州·中考真题）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法，正确的是（　　） A．是一种化石能源 B．来源于太阳 C．属于非清洁能源 D．属于不可再生能源 【变式3】（2025•广东广州·中考真题）如图所示的“风光互补”路灯，其太阳能电池板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。 （1）工作时，风力发电机将 　 　 能转化成电能，太阳能电池板将 　 　 能转化成电能，风能和太阳能是 　 　 （选填“可再生”“不可再生”）的 　 （选填“一次”“二次”）能源； （2）蓄电池储存的电能为4.8kW•h，若全部用于路灯供电，可供额定功率80W路灯正常发光 　h。 知识点3：能源危机和我国的能源革命 1.世界能源结构 目前，全世界的能源消耗结构大约为：石油约占31.2%，煤约占27.2%，天然气约占24.7%。 2.我国的能源结构 2021年，我国的能源消耗结构中，各种能源的比重大约为：煤56%、石油18.5%、天然气8.9%、其他（水电、核电、风电等）16.6%。 3.能源危机及其解决出路 （1）随着能源消耗的迅速增长，地球储存的化石能源将日益减少，最终会枯竭，所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。 （2）能源危机出路：①提高能源的利用率；②开发和利用新能源，特别是开发和利用风能、太阳能和核能等。 4.我国的能源改革 进入新时代以来，我国深入推进能源革命，推动能源的清洁、低碳、高效利用。一方面加强煤炭等能源的清洁、高效利用，加大油气资源的勘探和开发；另一方面，加快规划建设新型能源体系，把促进新能源和清洁能源发展放在突出的位置。经过多年发展，我国已成为世界能源生产第一大国，构建了多元清洁的能源供应体系，形成了横跨东西、纵贯南北、覆盖全国、连通海外的能源基础设施网络，有力保障了经济社会发展用能需求。 【例5】（2025•广东梅州·期末）青海省位于我国西部，拥有极其丰富的太阳能、风能、水能等多种清洁能源。图中不属于利用清洁能源发电的是 　 　（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）图，其中丙图是将 　 　能转化成电能。 【例6】（2025•江苏扬州·中考真题）《江苏省推动氢能产业高质量发展行动方案（2025﹣2030年）》明确重点发展可再生能源制氢，下列属于可再生能源的是（　　） A．风能 B．石油 C．天然气 D．核燃料 【变式1】（2025•山东泰安·期末）材料、能源和信息在综合国力竞争方面具有重要战略价值，下列说法正确的是（　　） A．LED屏幕是由超导材料制成的 B．新能源电车使用的电能是一次能源 C．我国北斗导航系统利用电磁波传输信号 D．氢能、太阳能、天然气均属于不可再生能源 【变式2】（2025•陕西西安·期末）我国为了减少碳排放保护环境，不断地开发新能源，下列选项中不属于利用新能源的是（　　） A．光伏发电 B．火力发电 C．风力发电 D．潮汐发电 知识点4：太阳能——永恒的动力之源 1.太阳能的来源 太阳能是在太阳内部连续不断发生　 　反应过程中产生的能量。太阳能既是 　能源，又是　 　再生能源。  2.太阳能的利用 （1）吸收或利用太阳能的四种主要途径 ①通过植物的 将太阳能转化为 能并储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。 ②通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来。 ③被海洋吸收变成海洋的内能。 ④被人类采用各种技术直接利用。 （2）直接利用太阳能的方式 方式 光热转化 光电转化 光化转化 例子 太阳能热水器、太阳灶等 太阳能电池 植物的光合作用、太阳能制氢 能量 转化 太阳能热水器将太阳能直接转化成内能 太阳能发电站利用太阳能电池板直接将太阳能转化成电能 用太阳能制氢，驱动小汽车 3.太阳能的优缺点 优点 缺点 （1）十分巨大 （2）供应时间长 （3）分布广阔 （4）无需开采 （5）无污染 （6）取之不尽 （1）存在分散 （2）太阳能功率变化大、不稳定，给正常连续使用造成困难 （3）转换效率低 （4）转换系统造价过高 【注意】 （1）地球上的风能、水能、海洋能等能源都来源于太阳能，即使是化石燃料（如煤、石油、天然气等）也是远古时期储存下来的太阳能。 （2）除了人类利用光电转换、光热转换、光化转换直接利用太阳能外，植物还可以利用光合作用，将太阳能转化为化学能储存在体内，间接地被人类所用。 【例7】（2025•湖南长沙·期末）如图是“风能—太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机利用了电磁感应原理 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 【例8】（2025•湖北武汉·期末）如图所示，武汉市许多家庭屋顶安装了太阳能电池板，利用逆变电器将太阳能电池板输出的电流变成“220V 50Hz”交变电流供家庭使用，从而减少家庭对传统电力的依赖。下列说法错误的是（　　） A．太阳能是一次能源 B．太阳能是一种清洁的可再生能源 C．太阳能电池板将太阳能转化为电能 D．我国供生活用的交变电流的方向在每秒内变化50次 【变式1】（2025•广东广州花都区·期末）下列四种发电方式中，利用太阳能发电的是（　　） A．光伏发电 B．地热能发电 C．核能发电 D．潮汐能发电 【变式2】（2025•湖南益阳·期末）太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（　 　） A．太阳能是氢聚变释放的核能 B．我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能 C．目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高 D．太阳能电池是将太阳能转化为电能 知识点5：核能——造福人类的“神火” 1.核能：原子核内部蕴藏的巨大能量，叫 能，简称核能。释放核能的方式有两种：一是使原子核发生核 ；二是使原子核发生核 。 2.核裂变——链式反应 （1） 的原子核 为较轻的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫核裂变。 （2）链式反应：用中子去轰击铀核，铀核会分裂释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会去轰击其他铀核……于是，就导致一系列铀核持续裂变并释放出大量核能，这就是 反应。 ①链式反应如果不加控制，在极短时间内就会释放出巨大的核能引起猛烈的爆炸， 就是根据这个原理制成的。 ②对链式反应加以控制，使核能缓慢平稳地释放出来，这便于和平利用，进行核能发电，核反应堆中发生的链式反应就是可以控制的。 （3）核裂变的利用：核发电是人类利用核能的主要方式。 3.核聚变——热核反应 （1） 的原子核在超高温下 成较重的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫核 。 （2）如图所示，核聚变反应要求达到千万摄氏度以上的高温，因此，聚变反应又称热核反应。 就是根据氢核聚变的原理制成的。 4.核能的应用前景 （1）核能极大地解决了人类关于能源不足的问题，但铀核发生裂变时，会释放能量，也会产生放射线，如果放射线泄漏到反应堆外面，会对人和其他生物造成伤害，而且伤害十分严重。 （2）核聚变虽然能量巨大，但目前还没有办法和平利用核聚变产生的能量。 （3）核能的利用特点 核能的优点 （1）核能十分巨大，它能极大地补充人类能源的不足，使用核能可以节约常规能源 （2）核能能够解决能源分布不平衡的问题 核能的缺点 （1）核能属于一次能源，它不可再生 （2）核反应堆中会产生核废料，存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害 （3）在治理核废料过程中，代价较高 核电站 应用地域 （1）核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区 （2）核电站建在离人群较远的地区，避免对人畜造成伤害 【说明】核裂变与核聚变的比较 核裂变 核聚变 定义 较重原子核分裂为较轻原子核的过程 质量较轻的原子核聚合成较重原子核的过程 条件 用中子轰击较重原子核 超高温 释放核能 巨大 更加巨大 是否可控 可利用核反应堆控制链式反应速度 目前，核聚变还不能加以控制 应用 原子弹、核电站 氢弹 【例9】（2025•江苏连云港·中考真题）如图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（　　） A．核反应堆中，发生的是核裂变 B．核反应堆中，将核能转化为电能 C．汽轮机工作时，将内能转化为电能 D．发电机工作时，将内能转化为电能 【例10】（2025•广东广州黄埔区·期末）中国“人造太阳”——磁约束核聚变实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，实现403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世器纪录。下列说法正确的是（　　） A．核能属于二次能源 B．核能属于不可再生能源 C．太阳能属于不可再生能源 D．“人造太阳”获取核能的方式如图乙所示 【变式1】（2025•广东肇庆·期末）我国“华龙一号”核电技术领先全球，关于核电站和核能，下列说法正确的是（　　） A．原子核由中子和质子构成 B．核能是可再生能源 C．核电利用的是原子核聚变 D．原子核带负电 【变式2】（2025•广东广州天河区·期末）我国第三代核电站“华龙一号”（如图）的3号和4号两台机组年发电量可达180亿千瓦时，每年可减少标煤消耗超543.6万吨。下列说法正确的是（　　） A．煤和核能都属于可再生能源 B．“千瓦时”是电功率的单位 C．核电站发电过程中能量转化是核能→内能→机械能→电能 D．核电站释放核能的方式与太阳内部核反应释放核能的方式相同 【巩固训练】 1．（2025•江苏常州·中考真题）下列能源中，属于不可再生能源的是（　　） A．水能 B．风能 C．化石能源 D．太阳能 2．（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 3．（2025•广东东莞市·期末）“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（　　） A．内能 B．动能 C．核能 D．光能 4．（2025•安徽淮北·期末）下列各组能源中，都属于可再生能源的是（　　） A．石油、天然气 B．水能、天然气 C．风能、太阳能 D．煤炭、木柴 5．（2025•北京房山区·期末）如图是我国西部某风力发电塔架，上面的三个叶片在空气的作用下转动，叶片带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．叶片在空气作用下转动的过程中，叶片的动能转化为空气动能 B．风力发电机是将空气动能直接转化为电能 C．风力发电机发电是电磁感应现象的应用 D．风力发电机发电过程中，利用了不可再生能源 6．（2025•广东梅州·期末）下列说法正确的是（　　） A．核能是指原子核发生变化时所释放的能量 B．煤炭、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源 C．原子弹和氢弹都是利用核裂变 D．目前核电站获得核能的途径是核聚变 7．（2025•湖南长沙·期末）2025年10月1日国庆期间，我国首部紧凑型聚变能实验装置BEST完成底部安装，精度达到毫米级，标志着我国向实现核聚变发电，又向前迈进一大步，发电时，核聚变产生的人造“太阳”约为1亿摄氏度，使水产生高温、高压的水蒸气带动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机再带动发电机发电。下列能量转换不属于这个过程中的是（　　） A．核能→内能 B．内能→机械能 C．机械能→电能 D．内能→化学能 8．（2025•四川达州·期末）近年来我国新能源汽车技术飞速发展。下列说法正确的是（　　） A．锂电池储存的电能是一次能源 B．电动汽车利用充电桩充电，电动汽车是用电器 C．新能源汽车的动能回收过程是电能转化为机械能 D．电动汽车人工智能系统所使用的芯片主要由超导材料制成 9．（2025•四川泸州·中考真题）中国科技发展日新月异，对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是（　　） A．白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能 B．“天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系 C．中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源 D．中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒的技术——该反应为核裂变 10．（2025•湖南岳阳·期末）2025年太阳活动将保持“火热”水平。下列说法不正确的是（　　） A．光伏发电系统是将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统 B．太阳能、核能、地热能、风能、氢能都属于新能源 C．追溯能量的来源，我们生产、生活中利用的大部分能量实际上来自太阳 D．目前核电站释放的核能来自核聚变反应 11．（2025•湖北黄冈·期末）“中国环流三号”是我国目前设计参数最高、规模最大的核聚变大科学装置，也被称为中国的新一代“人造太阳”。下列说法正确的是（　　） A．核聚变产生的核能是不可再生能源 B．核聚变的原料是相对原子质量较大的铀核 C．核反应中辐射出的γ射线是一种波长很短的超声波 D．“人造太阳”运行时，同原子弹爆炸时所发生的核反应相同 12．（2025•四川成都·期末）下列关于核能及其利用，说法正确的是（　　） A．任何两个原子核都可以发生聚变 B．目前人类已建立核电站，利用核聚变发电 C．在核电站中，发生的是可以控制的链式反应 D．在核电站中，厚重的保护层，是为了避免核燃料从内部逸出 13．（2025•山东德州·中考真题）2025年5月，被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置在四川绵阳实现百万安培亿度H模，如图所示。其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，是我国自主研发的可控 　 　 （选填“核聚变”或“核裂变”）大科学装置。 14．（2025•湖南·中考真题）输电线路大范围覆冰给工业生产和日常生活带来了许多困扰。目前常用大电流通过导线产生的热量融冰，这是利用电流的　 　 效应；还可以在线路表面涂上光热材料，吸收太阳辐射融冰，其中太阳能属于　 　 再生能源。 15．（2025•广东广州顺德区·期末）新能源电动汽车已经成为中国出口的王牌之一。制造电动汽车智能化集成电路的主要材料是 　 　 （选填“半导体”或“超导体”）；行驶时，电动汽车所消耗的电能属于 　 　 （选填“一次”或“二次”）能源；电动汽车的动力装置是电动机，其工作原理是 　 　 。 16．（2025•山东德州·期末）美国旧金山有硅谷，中国德州有太阳谷。如图为太阳谷标志性建筑，在建筑上运用了大量的太阳能电池板。太阳能电池板主要由 　 　 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料制成。太阳能清洁无污染，属于 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 17．（2025•广东肇庆·期末）2024年5月21日，我国自主研发的全球首个陆上商用模块化小型核反应堆“玲龙一号”的主控室正式启动。“玲龙一号”体积小、占地小、发电功率大，核反应过程如图所示，该过程通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能，核能属于 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；电能是 　 　 （选填“一次”或“二次”）能源。 18．（2025•福建厦门·期末）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2.2×107kW•h。“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4.4×107J/kg）。 19．（2025•安徽合肥·期末）如图所示，是一款风光互补LED路灯，它是利用风能和太阳能进行供电的智能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯。 （1）风光互补系统利用的太阳能和风能都属于 　 　 能源。（选填“可再生”或“不可再生”） （2）风光互补发电应用系统，是利用太阳能电池方阵和风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，请你写出风力发电并储存到蓄电池组的两个过程中涉及到的主要能量转化是 　 　 。 （3）用一套照明效果相当的风光互补LED路灯替换额定功率为400W的常规路灯，一年所节约1500度的电能可以使额定功率为1500W的空调正常工作大约 　 　 小时。 20．（2025•江苏南京期末）如图是风光互补路灯系统，安装风力发电机和太阳能电池板，分别利用风能和太阳能发电并将电能储存至蓄电池中，供路灯使用。某型号的风光互补路灯参数如下： 风力发电额定输出功率 路灯额定电压 路灯额定功率 太阳能电池板转换效率 200W 24V 48W 20% （1）路灯的额定电流为 　 　 A，路灯正常发光时的电阻为 　 Ω。 （2）若仅有风力发电机在额定输出功率下工作10h，同时路灯也正常工作，还可供蓄电池储存的电能为 　 kW•h。 （3）如果太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为800J/（s•m2），若电池板的面积为0.9m2，则太阳能电池板平均输出功率为 　 W。无风的晴天，光照5h，太阳能电池板产生的电能最多能提供照明 　 h。 / 学科网（北京）股份有限公司 $