热点03 物理与新能源技术（热点专练）（全国通用）2026年中考物理二轮复习讲练测

热点03物理与新能源技术（热点专练） 热点速递 考法破译 限时实战 第一部分 热点事件速递 时讯01 太阳能应用 时讯02 储能技术 时讯03 风能发电 时讯04 氢能应用 第二部分 热点信息解码 考向01 光热与光电转换 考向02 电功与电功率 考向03 能量转化 考向04 压强应用 考向05 电路设计 第三部分 热点限时训练 热●点●事●件●速●递 一、太阳能应用 2026年我国柔性太阳能电池技术实现重大突破。苏州大学团队研发的新型叠层电池，把两种不同材料叠加在一起，能吸收更多波段的太阳光，光电转换效率最高达到33.6%，相当于1平方米的电池板能转化出更多电能。 更厉害的是，它像布一样柔软，还特别耐用——经过43000次弯折后，发电效率还能保持97%，就像给电池披上了“耐用铠甲”。这种电池又轻又柔韧，不仅能装在屋顶、墙面，还能用于可穿戴设备、航空航天领域，未来甚至能做成太阳能背包，让我们出门随时给手机充电，背后用到了光的吸收、能量转化等物理知识。 二、储能技术 2026年储能电池迎来“量产爆发年”。宁德时代、亿纬锂能等企业的超大容量电芯已经量产，让储能系统成本大幅下降。更值得关注的是钠离子电池正式规模化交付，它比锂电池便宜20% ~30%，在零下几十度的低温环境下也能正常工作，安全性更高。 现在储能电站不仅能在用电低谷时储存电能（比如晚上存太阳能、风能发的电），用电高峰时再释放，还能给AI数据中心、偏远社区提供稳定电力。国内还出现了AI智能储能平台，能像“大脑”一样优化电力调度，减少能量浪费，这其中涉及电能储存、能量转化效率等物理问题。 三、风能发电 全球风电正朝着“超大、深远海”方向发展。2026年我国金风科技的20MW海上风电机组成功并网，它的叶轮直径有300米，扫过的面积相当于10个标准足球场，一年发电量能满足4万户家庭使用，还能抵抗17级以上台风。明阳智能更研发出50MW漂浮式风机，不用固定在海底，能在200米以上的深远海工作，解锁了更多风能资源。这些风机的叶片用了高强度碳纤维材料，又轻又坚固，转动时能把风能高效转化为机械能，再变成电能。而且通过数字孪生技术，还能远程控制风机运行、预测故障，背后离不开流体力学、能量转化等物理原理。 四、氢能应用 2026年氢能已经走进我们的生活。公路上有氢燃料电池汽车，加一次氢只要几分钟，就能跑1000公里，在零下40℃的高寒地区也能快速启动。还有氢动力无人机，装满高压气瓶后能续航3个多小时，适合森林防火、深远海巡查；甚至有氢动力单车，用固态储氢技术，小小的储氢瓶能让单车跑110公里。 工业上，还有能切换氢气、氨气、天然气三种燃料的燃气轮机，体积小、发电量大，应急救援时特别好用。氢能燃烧后只产生水，完全没有污染，其储存、运输和能量转化过程，都和压强、能量守恒等物理知识密切相关。 考向解码 考向01 光热与光电转换 解题关键： 1．区分转换类型（光热：光能→内能；光电：光能→电能）。 2．明确太阳能电池、太阳能热水器的核心原理。 3．理解转换效率（有效利用能量/吸收的总光能）。 常考题型：判断太阳能电池板的能量转换形式、比较光热/光电设备的效率差异、解释柔性太阳能电池的光电转换优势。 【例题】（2025·江苏镇江·二模）镇江经开区的一家太阳能光伏企业，生产的太阳能电池板能将太阳能转化为电能。关于太阳能，下列说法错误的是（　　） A．太阳能是可再生能源 B．太阳能电池板工作过程利用光电转换原理 C．太阳能清洁无污染 D．目前人类利用太阳能的主要方式是将其转化为内能 考向02 电功与电功率 解题关键： 1．掌握公式（、）； 2．注意单位换算（kW・h与J、kW与W）； 3．结合储能/发电设备参数计算（如电池容量、风机功率）。 常考题型：计算太阳能电池板的发电功率、估算储能电站的存电量、对比不同新能源设备的耗电量。 【例题】（2025·江苏镇江·中考真题）某太阳能飞机白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用，发出电能的80%转化为飞机推力做的功，可驱动飞机以的速度水平匀速直线飞行1h。已知飞机飞行过程中所受阻力为1000N，高空中飞机的太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率为800W，太阳能电池板面积为。 （1）求飞机1h内飞行的距离。 （2）求飞机匀速飞行过程中推力做功的功率。 （3）求太阳能电池板将光能转化为电能的效率。 考向03 能量转化 解题关键： 1．梳理转化路径（风能→机械能→电能、化学能→电能等） 2．明确能量守恒（无凭空产生/消失，考虑损耗） 3．关联设备工作过程（如风机转动、氢燃料燃烧）。 常考题型：分析风力发电机的能量转化、说明氢燃料电池的能量传递过程、判断储能电站充放电的能量转化形式。 【例题】（2025·四川成都·二模）绿色低碳是社会关注的热点，为践行低碳环保出行，2025年年底成都市公交车、巡游出租车将全面实现新能源化（纯电动或氢能源）。关于新能源汽车，下列说法正确的是（　　） A．使用氢燃料电池的汽车工作时，是将汽车的机械能转化为氢气的化学能 B．电动汽车踩油门加速运动时，电池的化学能主要转化为汽车的内能 C．氢燃料电池车消耗的氢能是一次能源，电动汽车消耗的电能是二次能源 D．电动汽车的电池充电时，不能将电能全部转化为电池的化学能 考向04 压强应用 解题关键： 1．掌握公式（ 、液体/气体压强影响因素）； 2．合储能/运输场景（高压储氢、深海风机承压）； 3．理解压强与安全设计的关系。 常考题型：计算高压储氢罐的压强、分析深海风机的抗压设计原理、解释氢燃料加注时的压强控制。 【例题】（2025·福建·一模）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐。某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为60%。（g取10N/kg，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） （1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （2）本次测试中，该车牵引力是多少？ （3）本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 考向05 电路设计 解题关键： 1．区分串并联电路特点（并联分流、串联分压） 2．结合新能源设备供电需求（如储能电站并网、无人机供电）； 3．考虑电路安全性（过载保护、低压适配）。 常考题型：设计太阳能路灯的串并联电路、分析储能电站与电网的连接方式、判断新能源设备的电路故障原因。 【例题】如下图是我国自主生产的一款智能化新能源汽车，能够实现智能限速、红绿灯启停、自主借道等操作，应对多种场景。其语音助手支持车外语音控制自动泊车和开关门。驾驶员可以通过语音（开关）控制车窗的升降，也可以通过传统的机械按键（开关）控制车窗的升降。下列电路中可实现上述功能的是（   ） A． B． C． D． 热●点●限●时●训●练 （45分钟限时练） 1．（2026·河北张家口·一模）我国航天领域的新能源应用为深空探测提供了坚实的能源保障，下列说法正确的是（　　） A．空间站搭载的太阳能板将太阳能转化为化学能 B．保障航天器设备运行的电能，属于一次能源 C．核能是深空探测的核心能源之一，属于可再生能源 D．航天器配套使用的氢能属于清洁能源，其燃烧产物对环境无污染 2．（2025·广西南宁·模拟预测）如图所示是新能源汽车的充电桩，下列符合安全用电原则的是（　　） A．用湿抹布擦拭充电插口 B．每个充电桩都要安装保险装置 C．安装充电桩时，可以不连接地线 D．电线破损时，只要稍加注意便可安全使用 3．（2025·四川南充·三模）随着“双碳”政策的推进，新能源汽车日益普及。关于其充电设施，下列说法正确的是（　　） A．充电桩必须安装漏电保护器，但可以省略接地线 B．排列成串的充电桩是相互串联安装的 C．充电过程中，电能主要转化为化学能储存在电池中 D．多个充电桩并联使用时，通过各充电桩的电流大小始终相同 4．（2025·江苏盐城·中考真题）我国于2024年7月成功研制出世界上最轻、最小的太阳能动力微型无人机，该无人机可在纯自然光下实现持续飞行。这款无人机主要由静电驱动推进系统和超轻千伏动力系统组成。静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上。超轻高压变换器将电压为4.5V的太阳能电池升压至9000V，实现高效电能传输。由上述信息可以推断，这款无人机（　　） A．可在无光环境下飞行 B．飞行时会产生较多热量 C．太阳能电池板面积很大 D．静电电机比传统电机能耗小得多 5．某路灯照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，灯杆及其它配件组成。太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上该蓄电池再对LED灯供电，这些功能均由控制器调节管理，其能量转化过程如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲是“光能” B．蓄电池（白天）是“电源” C．乙是“电能” D．蓄电池（晚上）是“用电器” 6．（2025·河北沧州·一模）如图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风能属于不可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核聚变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．太阳能电池的能量转化率可达 7．（2024·广东东莞·三模）如图是小陈同学设计的太阳能LED路灯电路图，S为光控开关，下列说法正确的是（　　） A．太阳能电池板工作时将电能转化为化学能 B．白天工作时，光控开关应该接触a点，蓄电池相当于用电器 C．LED灯是超导体材料制成，具有单向导电性，所以不能接反 D．晚上工作时，如果L1灯损坏，则L2灯也不亮 8．如图所示是新型的氢燃料电池汽车，它使储氢罐中的氢气进入氢燃料电池，反应后的物质只有水，同时把产生的电能储存在电池组中，再让电池组给电动机供电，带动汽车前进；在汽车刹车时进行能量回收，提高氢能的利用率。下列说法不正确的是（　　） A．汽车工作过程中产生的水的比热容是恒定的 B．电池组在充电过程中温度升高，内能增大 C．将氢气压缩到储氢罐里，氢气的热值变大 D．能量回收时对电池组充电是机械能转化为电能再转化为化学能 9．（2025·山东济南·中考真题）（多选）2025年5月22日，神舟二十号航天员乘组完成第一次出舱活动，创下空间站建成后入轨出舱间隔时间最短纪录。下列说法正确的是（　　） A．在舱外活动时航天员和地面控制中心通过电磁波传递信息 B．在舱外活动时航天员的质量为零 C．空间站的太阳能帆板工作时将太阳能转化为电能 D．空间站的太阳能帆板工作时利用的太阳能是不可再生能源 10．（多选）如图所示是一款“风光互补”路灯，由风力发电机、太阳能电池板、蓄电池和LED灯组成。白天发电系统为蓄电池充电。夜晚当风力发电机发电量大于照明耗电量时，剩余电能继续为蓄电池充电；当风力发电机发电量小于照明耗电量时，蓄电池补充供电。下列说法正确的是（　　） A．在光照充足且无风的中午，系统能量转化是：太阳能→化学能 B．蓄电池放电过程，消耗的化学能大于其转化的LED灯的光能 C．有风的夜晚，风能和蓄电池的化学能转化为LED灯的光能 D．风力发电机发电过程不遵循能量守恒定律 11．（2024·湖南长沙·中考真题）我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将______能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动______（选填“电动机”或“发电机”）工作，将空气压缩后储存起来：电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。 12．（2024·河北·中考真题）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于___________能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作___________min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。 13．（2025·新疆·三模）2025年5月8日，我国设计建设的世界首台660兆瓦人工硐室型压缩空气储能电站正式落地甘肃酒泉敦煌。 （1）储能电站在用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中，该过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为______能，再通过空气压缩机转化为______能。用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，连接发电机发电，该过程中，高压空气内能______（填“增加”或“减少”）。 （2）空气能被压缩，说明分子间存在______。该项目储能规模2640兆瓦时，相当于______kW·h，一次储能可持续支撑660兆瓦满负荷运行______h。 （3）储能电站就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.8度电，其能量转换效率为______%。该项目每年发电6亿度，则消耗______ 亿度用电低谷时段电网的多余电能。 14．（2025·陕西·中考真题）为了解决农村地区冬季供暖问题，某科研小组设计了一种“新型PV/T太阳能-水源热泵耦合供暖系统”。如图，该系统基本工作原理是在传统水源热泵供暖的基础上，利用导热介质吸收太阳能板采集的热量，由循环管道输送经过管束式换热器，部分热量存储在管束式换热器内，其余热量经过热泵系统，供给用户，实现了不同光照条件下，太阳能板、管束式换热器、地表水源三处热源联合工作，保障全天24小时持续供热。太阳能板还可为该系统提供部分电能，减少了系统从电网获取电能的数量。 以下是某天该系统为50m2的房间供暖的相关数据，当天光照时长以10h计。依据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》，50m2的房间每天需要1.3×108J的热量。（不计系统工作过程中各种热量损失） 太阳辐射功率 太阳能板面积 光热效率 光电效率 系统全天耗电量 625W/m2 8m2 30% 20% 17kW·h （1）太阳能板当天为该系统提供的热量为____J，提供的电能为____kW·h； （2）管束式换热器不仅可以利用水降温时放出的热量，还可以利用水凝固时放出的热量。若换热器中水的质量为100kg，初温为10℃，白天，光照结束时温度升高到40℃。夜间，换热器中的水经降温和凝固过程放出的热量，经热泵系统为用户供暖。当天地表水源通过热泵系统为用户提供的热量为4.28×107J。请通过计算分析，该耦合系统全天提供的热量能否达到50m2的房间的供暖需求？写出必要的计算过程；［已知1kg水在凝固过程中放出的热量为3.4×105J，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)］ （3）已知每燃烧1kg的煤释放约2.4kg的二氧化碳。该系统全天所提供的热量，可实现减排二氧化碳多少千克？（燃烧煤取暖的效率为60%，煤的热值为3×107J/kg） 15．（2026·新疆乌鲁木齐·一模）某车企在深圳正式发布第二代刀片电池及闪充技术，部分闪充站的顶部将铺设光伏板。某新款电车将搭载容量为69kW·h的第二代刀片电池。 （1）太阳能属于___________能源（选填“一次”或“二次”），闪充站中充电枪之间是___________（选填“串联”或“并联”）的，电车正在充电时___________（选填“具有”或“不具有”）惯性。 （2）第二代刀片电池使用比容量约为石墨10倍以上的硅作为负极材料。“比容量”是指单位质量的电极材料能够存储或释放的电荷量，其单位为___________。第二代刀片电池的能量密度为200W·h/kg，则该电车的电池质量为___________kg。 （3）该电车充电时，电量从10%充至70%仅需5分钟，从10%充至97%仅需9分钟，这说明充电量与充电时间___________（选填“成”或“不成”）正比，随着充电量逐渐升高，充电功率___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。该电车充电时的平均充电功率约为___________kW（选填“0.4”“40”或“400”）。 16．（2026·河南商丘·一模）为响应“碳达峰、碳中和”国家战略，某市在道路施工期间，启用太阳能移动红绿灯临时管控交通，如图所示。该红绿灯的总质量为100kg，配备4个万向轮，一块太阳能板。每个轮子与地面接触面积为，太阳能板的面积，正常工作时，红绿灯的额定功率为20W。（g取10N/kg） （1）每个灯都能独立工作，其连接方式是______联。 （2）该红绿灯静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （3）已知一天内太阳能板接收太阳辐射的有效时间是5小时，每平方米的太阳能板接收太阳能的功率为640W，太阳能板将太阳能转化为电能的效率为20%，求一天内接收到的太阳能可维持灯连续工作多少小时？ （4）结合环保、交通管理、能源利用等角度，写出一条这种红绿灯的优点。 17．（2024·广西南宁·模拟预测）（1）如甲图是位于青海的全球单机容量最大的熔盐塔式光热电站，每面镜子都能把太阳光反射到塔顶的吸热器上进行发电，请在乙图中画出一束太阳光反射时平面镜的位置； （2）请在丙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整，使和并联，开关同时控制两个灯泡，导线不能交叉。 18．（2026·山东·一模）能量与生产生活及社会发展密切相关，它是由不同能源提供的。我国大力发展风能和太阳能等新能源，在新能源的开发和利用方面走在了世界前列。 （1）2024年9月，我国自主研制的全球单机容量最大的海上风电机组“”成功并网发电，标志着我国在超大型海上风力发电技术上取得了重大突破。它每年的发电量可达，相当于___________煤完全燃烧放出的热量（）。 （2）太阳能是人类能源的宝库，人们利用太阳能的方式有多种。 ①太阳能热水器是通过___________的方式增加水的内能。某太阳能热水器能将吸收太阳能的转化为水的内能，它将质量为，初温为的水加热到，需吸收的太阳能为___________J。 ②小明想设计一款高效节能的太阳能路灯，光控开关S1白天和触点1接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上和触点2接触，蓄电池给路灯供电。时控开关S2晚上12点前与触点3接触，电功率较大的路灯L1发光，晚上12点后与触点4接触，电功率较小的路灯L2发光。现有太阳能电池板、蓄电池、路灯L1和L2、单刀双掷开关S1和S2，请帮小明设计并连接符合要求的太阳能路灯电路图_____ ______。 19．2023年9月17日，石家庄市首批10辆氢能源公交车投入运行。氢能属于__________（选填“一次能源”或“二次能源”），在高压储氢罐中一次性加入约40kg的氢，若完全燃烧可放出约__________J的热量，氢能源公交车与传统公交车相比，其优点是____________________。（q氢=1.4×108J/kg） 20．（2025·新疆和田·模拟预测）新疆的风光电资源充足，克拉玛依市投入250MW风电项目，安装50台5MW风电机组，产生的电力主要用于克拉玛依市云计算产业园区内部消纳。 （1）风能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，在风力发电片的运输过程中，发电片相对于运输车是______（选填“运动”或“静止”）的。运输车轮胎很宽大，是为了______（选填“增大”或“减小”）对地面的压强。安全起见，车辆即将转弯时速度减慢，惯性______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）运输车采用的是四冲程柴油机，为其提供动力的是______冲程，完全燃烧100kg的柴油释放的热量为______J。（柴油的热值约为）相当于一台5MW（）风电机工作______小时（取小数点后一位）。 21．（2025·陕西宝鸡·模拟预测）青海省海南藏族自治州共和县的塔拉滩曾经是风沙肆虐的荒漠之地，如今已成为世界上最大装机容量光伏发电园区。在这里一排排蓝色光伏板向阳而立，形成一望无际的“光伏海洋”，以前所未有的方式，将阳光转化为源源不断的绿色电能，照亮和温暖着千家万户。如图所示。 （1）如图所示是当地一家居民冬季用来取暖的电暖气的电路图，当选择开关连接C、D时，电暖气处于__________（选填“高”或“低”）温挡。 （2）若居民房间内空气质量为100kg，温度为10℃，电暖气的“高温”挡的功率为2200W，正常工作10min，若放出热量全部被房间内的空气吸收，可使房间内的空气温度升高到多少摄氏度？[空气的比热容为J/（kg·℃），假设此过程中没有能量损耗] （3）已知太阳以球面的形状向外均匀辐射能量，辐射的总功率为W，太阳到地球的距离为m，半径为r的球其表面积为（取3.14，），太阳光传播到地面的过程中，设有29.35%的能量损耗。用太阳能电池给电暖气供电，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15%，要使电暖气可以在“高温”挡正常工作，求大约所需的太阳能电池板的最小面积。（计算结果保留两位小数） 22．（2025·陕西西安·一模）如图所示是科技小组设计的“碳中和绿色小屋”，采用的风光互补能源系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电。 （1）风力发电机，它是利用_________ 原理工作的。你认为风力发电机有哪些优点，请写其中的一个：__________ 。 （2）风力发电机参数如下表，按照每天平均以3m/s的风速发电4h，风力发电机每天可以给小屋提供多少焦耳的能量_______？ 风速v/（m/s） v＜1 1≤v＜3 3≤v＜6 6≤v＜10 10≤v 1s内获得的能量/（×104J） 0 0.1 0.15 0.20 0.25 风电转化效率 30% （3）在强风或者晴天时，两种发电机发出的电能不能全部使用时，会将一部分电能充入蓄电池中，已知蓄电池组的质量为75kg，电池能量密度为0.2kW•h/kg，能量密度是指单位质量的电池可以存储的电能的多少。为了增加蓄电池的使用寿命，在充电至蓄电池组容量的90%时停止充电，放电余留10%时停止电能输出。求： ①在风速为0.8m/s晴朗的一天启动能源系统工作5小时，已知该太阳能电池板1m2面积上接收到的太阳平均辐射功率为1kW，太阳能板面积为10m2，光电转化效率为16%。系统启动前蓄电池已达到停止电能输出的电量，绿色小屋一天用掉的总电能为2kW•h，这天剩余电量能否完成一次蓄电池组的充电工作_______？ ②已知蓄电池组放电电压为220V，每天所有用电器的工作时间按平均6h计算，在互补机组无法供电而蓄电池在满容的情况下，小屋需要运行2天，用电器的总功率不能超过多少_______？（已知蓄电池放电效率为90%） 23．（2025·北京延庆·模拟预测）阅读《全球首座300兆瓦级压气储能电站全容量并网》，并回答问题。 全球首座300兆瓦级压气储能电站全容量并网 1月9日，中国能建投资建设的“能储一号”全球首座300兆瓦级压气储能示范工程，在湖北应城全容量并网发电。项目创造了单机功率、储能规模和转换效率三项世界纪录，实现关键核心装备和深地空间利用产品100%国产化。 压气储能电站利用空气进行发电。用电低谷时，富余的电能驱动压缩机，将空气压缩进入盐穴、人工硐室等密封储气库。压缩空气过程中产生的热量，则以热水、熔盐等形态储存在地面的储热罐中。用电高峰时，地下储气库释放所储存的高压空气，储热罐释放所储存的热量。高压空气被加热后具有极大的膨胀力，驱动空气透平发电机组，产生电能向电网供电。 湖北应城300兆瓦级压气储能示范工程于2022年开工建设，利用当地丰富的盐穴资源，具备“深、大、长、绿”等特点。深，即最深处达600米；大，即单机功率达300兆瓦级，储能容量达1500兆瓦时；长，即每天蓄能8小时、释能5小时，具备长时储能效果，使用寿命达30年以上；绿，即全程无化石燃料参与，预计年发电量接近5亿千瓦时，每年将节约标煤约15万吨，助力应对新能源发电的波动性、间歇性和随机性。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）用电低谷时，通过______把富余电能储存起来。用电高峰时，通过______产生电能向电网供电； （2）已知标煤的热值为。请你利用文中的数据计算火力发电的效率（电厂发出的电能与所消耗标煤完全燃烧放出的热量之比）__________； （3）请你再写出一种储能电站的类型。 24．（2025·江苏盐城·中考真题）阅读短文，回答问题。 液态空气储能 据报道，青海格尔木“60MW/600MW·h”液态空气储能示范项目正在加速建设，即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。 充电阶段：在电力富余时段，电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态，并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至-194℃，达到液化状态后存储于低温常压储罐中，体积仅为室温气态时的。 发电阶段：用电高峰时，液态空气从储罐释放，吸收热量迅速汽化，体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，驱动发电机产生电能回馈电网。 液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。 （1）由于二氧化碳的凝固点比氧气________，所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。 （2）在充电阶段，压缩后的空气经制冷系统冷却时，内能________；在发电阶段，高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，将内能转化成了________。 （3）根据材料内容，概括液态空气储能的好处：________________________。（至少说出两条） / 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点03物理与新能源技术（热点专练） 热点速递 考法破译 限时实战 第一部分 热点事件速递 时讯01 太阳能应用 时讯02 储能技术 时讯03 风能发电 时讯04 氢能应用 第二部分 热点信息解码 考向01 光热与光电转换 考向02 电功与电功率 考向03 能量转化 考向04 压强应用 考向05 电路设计 第三部分 热点限时训练 热●点●事●件●速●递 一、太阳能应用 2026年我国柔性太阳能电池技术实现重大突破。苏州大学团队研发的新型叠层电池，把两种不同材料叠加在一起，能吸收更多波段的太阳光，光电转换效率最高达到33.6%，相当于1平方米的电池板能转化出更多电能。 更厉害的是，它像布一样柔软，还特别耐用——经过43000次弯折后，发电效率还能保持97%，就像给电池披上了“耐用铠甲”。这种电池又轻又柔韧，不仅能装在屋顶、墙面，还能用于可穿戴设备、航空航天领域，未来甚至能做成太阳能背包，让我们出门随时给手机充电，背后用到了光的吸收、能量转化等物理知识。 二、储能技术 2026年储能电池迎来“量产爆发年”。宁德时代、亿纬锂能等企业的超大容量电芯已经量产，让储能系统成本大幅下降。更值得关注的是钠离子电池正式规模化交付，它比锂电池便宜20% ~30%，在零下几十度的低温环境下也能正常工作，安全性更高。 现在储能电站不仅能在用电低谷时储存电能（比如晚上存太阳能、风能发的电），用电高峰时再释放，还能给AI数据中心、偏远社区提供稳定电力。国内还出现了AI智能储能平台，能像“大脑”一样优化电力调度，减少能量浪费，这其中涉及电能储存、能量转化效率等物理问题。 三、风能发电 全球风电正朝着“超大、深远海”方向发展。2026年我国金风科技的20MW海上风电机组成功并网，它的叶轮直径有300米，扫过的面积相当于10个标准足球场，一年发电量能满足4万户家庭使用，还能抵抗17级以上台风。明阳智能更研发出50MW漂浮式风机，不用固定在海底，能在200米以上的深远海工作，解锁了更多风能资源。这些风机的叶片用了高强度碳纤维材料，又轻又坚固，转动时能把风能高效转化为机械能，再变成电能。而且通过数字孪生技术，还能远程控制风机运行、预测故障，背后离不开流体力学、能量转化等物理原理。 四、氢能应用 2026年氢能已经走进我们的生活。公路上有氢燃料电池汽车，加一次氢只要几分钟，就能跑1000公里，在零下40℃的高寒地区也能快速启动。还有氢动力无人机，装满高压气瓶后能续航3个多小时，适合森林防火、深远海巡查；甚至有氢动力单车，用固态储氢技术，小小的储氢瓶能让单车跑110公里。 工业上，还有能切换氢气、氨气、天然气三种燃料的燃气轮机，体积小、发电量大，应急救援时特别好用。氢能燃烧后只产生水，完全没有污染，其储存、运输和能量转化过程，都和压强、能量守恒等物理知识密切相关。 考向解码 考向01 光热与光电转换 解题关键： 1．区分转换类型（光热：光能→内能；光电：光能→电能）。 2．明确太阳能电池、太阳能热水器的核心原理。 3．理解转换效率（有效利用能量/吸收的总光能）。 常考题型：判断太阳能电池板的能量转换形式、比较光热/光电设备的效率差异、解释柔性太阳能电池的光电转换优势。 【例题】（2025·江苏镇江·二模）镇江经开区的一家太阳能光伏企业，生产的太阳能电池板能将太阳能转化为电能。关于太阳能，下列说法错误的是（　　） A．太阳能是可再生能源 B．太阳能电池板工作过程利用光电转换原理 C．太阳能清洁无污染 D．目前人类利用太阳能的主要方式是将其转化为内能 【答案】D 【解析】A．太阳能来源于太阳内部的核聚变反应，其能量可持续产生，不会随着人类的利用而枯竭，属于可再生能源，故A正确，不符合题意； B．太阳能电池板的核心是半导体材料，能直接将接收到的太阳能转化为电能，这一过程本质是光电转换，故B正确，不符合题意； C．太阳能在利用过程中，不会像化石能源那样产生二氧化碳、二氧化硫等污染物，也不会产生废渣、废水，属于清洁能源，故C正确，不符合题意； D．目前人类利用太阳能的主要方式有两种，一是通过太阳能电池板将其转化为电能（光电转换），二是通过太阳能热水器等设备将其转化为内能（光热转换）。其中，随着光伏产业的快速发展，将太阳能转化为电能已成为更主要的利用方式，故D错误，符合题意。 故选D。 考向02 电功与电功率 解题关键： 1．掌握公式（、）； 2．注意单位换算（kW・h与J、kW与W）； 3．结合储能/发电设备参数计算（如电池容量、风机功率）。 常考题型：计算太阳能电池板的发电功率、估算储能电站的存电量、对比不同新能源设备的耗电量。 【例题】（2025·江苏镇江·中考真题）某太阳能飞机白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用，发出电能的80%转化为飞机推力做的功，可驱动飞机以的速度水平匀速直线飞行1h。已知飞机飞行过程中所受阻力为1000N，高空中飞机的太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率为800W，太阳能电池板面积为。 （1）求飞机1h内飞行的距离。 （2）求飞机匀速飞行过程中推力做功的功率。 （3）求太阳能电池板将光能转化为电能的效率。 【答案】（1）108km （2）3×10⁴W/30kW （3）18.75% 【解析】（1）飞机1h内飞行距离s=vt=108km/h×1h=108km （2）飞机匀速飞行过程中F推=f=1000N，速度v=108km/h=30m/s 则推力做功的功率 （3）太阳能总功率P光=250m2×800W/m2=2×105W 电能转化为推力的功率P推=3×104W，则电能功率 太阳能电池板将光能转化为电能的效率 考向03 能量转化 解题关键： 1．梳理转化路径（风能→机械能→电能、化学能→电能等） 2．明确能量守恒（无凭空产生/消失，考虑损耗） 3．关联设备工作过程（如风机转动、氢燃料燃烧）。 常考题型：分析风力发电机的能量转化、说明氢燃料电池的能量传递过程、判断储能电站充放电的能量转化形式。 【例题】（2025·四川成都·二模）绿色低碳是社会关注的热点，为践行低碳环保出行，2025年年底成都市公交车、巡游出租车将全面实现新能源化（纯电动或氢能源）。关于新能源汽车，下列说法正确的是（　　） A．使用氢燃料电池的汽车工作时，是将汽车的机械能转化为氢气的化学能 B．电动汽车踩油门加速运动时，电池的化学能主要转化为汽车的内能 C．氢燃料电池车消耗的氢能是一次能源，电动汽车消耗的电能是二次能源 D．电动汽车的电池充电时，不能将电能全部转化为电池的化学能 【答案】D 【解析】A．使用氢燃料电池的汽车工作时，是将氢燃料的化学能转化为汽车的机械能，故A错误； B．电动汽车踩油门加速运动时，电池的化学能主要转化为汽车的机械能，故B错误； C．氢能和电能都是消耗其它能源才能产生的能源，均属于二次能源，故C错误； D．电动汽车的电池充电时，由于存在热量散失，不能将电能全部转化为电池的化学能，故D正确。 故选D。 考向04 压强应用 解题关键： 1．掌握公式（ 、液体/气体压强影响因素）； 2．合储能/运输场景（高压储氢、深海风机承压）； 3．理解压强与安全设计的关系。 常考题型：计算高压储氢罐的压强、分析深海风机的抗压设计原理、解释氢燃料加注时的压强控制。 【例题】（2025·福建·一模）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐。某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为60%。（g取10N/kg，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） （1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （2）本次测试中，该车牵引力是多少？ （3）本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 【答案】（1）1.8×105Pa （2）1800N （3）0.13kg 【解析】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力大小等于其重力大小，车的质量为 该车静止在水平地面上时，对地面的压力 该车静止在水平地面上时，对地面的压强 （2）该车匀速直线行驶，所行驶距离 行驶时间为 速度为 牵引力做功的功率 牵引力为 （3）牵引力做的功为 氢燃料完全燃烧放出的热量为 氢燃料质量为 考向05 电路设计 解题关键： 1．区分串并联电路特点（并联分流、串联分压） 2．结合新能源设备供电需求（如储能电站并网、无人机供电）； 3．考虑电路安全性（过载保护、低压适配）。 常考题型：设计太阳能路灯的串并联电路、分析储能电站与电网的连接方式、判断新能源设备的电路故障原因。 【例题】如下图是我国自主生产的一款智能化新能源汽车，能够实现智能限速、红绿灯启停、自主借道等操作，应对多种场景。其语音助手支持车外语音控制自动泊车和开关门。驾驶员可以通过语音（开关）控制车窗的升降，也可以通过传统的机械按键（开关）控制车窗的升降。下列电路中可实现上述功能的是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据题意可知，传统的机械按键(开关S1)和语音(开关S2)都可独立控制车窗的升降，两个开关对电动机的控制互不影响，所以两开关并联后再与电动机串联，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 热●点●限●时●训●练 （45分钟限时练） 1．（2026·河北张家口·一模）我国航天领域的新能源应用为深空探测提供了坚实的能源保障，下列说法正确的是（　　） A．空间站搭载的太阳能板将太阳能转化为化学能 B．保障航天器设备运行的电能，属于一次能源 C．核能是深空探测的核心能源之一，属于可再生能源 D．航天器配套使用的氢能属于清洁能源，其燃烧产物对环境无污染 【答案】D 【解析】A．太阳能板的作用是将太阳能转化为电能，不是化学能，故A错误； B．电能无法直接从自然界获取，需要由其他能源转化得到，属于二次能源，故B错误； C．核能使用的核燃料短时间内无法在自然界中得到补充，属于不可再生能源，故C错误； D．氢能燃烧的产物只有水，对环境无污染，属于清洁能源，故D正确。 故选D。 2．（2025·广西南宁·模拟预测）如图所示是新能源汽车的充电桩，下列符合安全用电原则的是（　　） A．用湿抹布擦拭充电插口 B．每个充电桩都要安装保险装置 C．安装充电桩时，可以不连接地线 D．电线破损时，只要稍加注意便可安全使用 【答案】B 【解析】A．湿抹布含有水分，而生活用水是导体。如果用湿抹布擦拭充电插口，水分可能渗入插口内部，导致短路或触电事故。因此，用湿抹布擦拭充电插口不符合安全用电原则，故A不符合题意； B．保险装置的作用是在电路中电流过大时自动切断电路，防止设备损坏或引发火灾。新能源汽车充电桩功率较大，电流较大，安装保险装置可以有效保护电路和设备安全，故B符合题意； C．地线的作用是将设备的金属外壳与大地连接，防止设备漏电时外壳带电，从而保护人身安全。如果不连接地线，设备漏电时外壳可能带电，导致触电事故，故C不符合题意； D．电线破损后，内部的导线可能暴露在外，容易引发短路或触电事故。即使“稍加注意”，也无法完全避免风险，因为破损的电线随时可能因外界因素（如潮湿、摩擦）而引发危险。正确的做法是立即更换或修复破损的电线，故D不符合题意。 故选B。 3．（2025·四川南充·三模）随着“双碳”政策的推进，新能源汽车日益普及。关于其充电设施，下列说法正确的是（　　） A．充电桩必须安装漏电保护器，但可以省略接地线 B．排列成串的充电桩是相互串联安装的 C．充电过程中，电能主要转化为化学能储存在电池中 D．多个充电桩并联使用时，通过各充电桩的电流大小始终相同 【答案】C 【解析】A．为了安全用电，充电桩必须安装漏电保护器，同时也必须安装接地线，这样在漏电时能将电流导入大地，保障人身安全，故A错误； B．排列成串的充电桩是相互并联安装的，这样各个充电桩之间互不影响，若其中一个出现故障，不影响其他充电桩工作，故B错误； C．在新能源汽车充电过程中，电池内部发生化学反应，外接电源提供的电能输入到电池后，促使电池内部的活性物质发生化学变化，将电能以化学能的形式储存起来，故C正确； D．多个充电桩并联使用时，各充电桩两端的电压相同，但由于不同新能源汽车电池的情况（如电阻等）不同，通过各充电桩的电流大小不一定相同，故D错误。 故选C。 4．（2025·江苏盐城·中考真题）我国于2024年7月成功研制出世界上最轻、最小的太阳能动力微型无人机，该无人机可在纯自然光下实现持续飞行。这款无人机主要由静电驱动推进系统和超轻千伏动力系统组成。静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上。超轻高压变换器将电压为4.5V的太阳能电池升压至9000V，实现高效电能传输。由上述信息可以推断，这款无人机（　　） A．可在无光环境下飞行 B．飞行时会产生较多热量 C．太阳能电池板面积很大 D．静电电机比传统电机能耗小得多 【答案】D 【解析】ABD．由题可知，微型无人机能实现纯自然光供能下的持续飞行，说明微型静电电机在没有光的环境下不能飞行；静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上，说明微型静电电机具有发热小，效率高的特点，则静电电机比传统电机能耗小得多，故AB不符合题意，D符合题意； C．由题可知，该机器为微型无人机，则说明了太阳能电池板的面积小，故C不符合题意； 故选D。 5．某路灯照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，灯杆及其它配件组成。太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上该蓄电池再对LED灯供电，这些功能均由控制器调节管理，其能量转化过程如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲是“光能” B．蓄电池（白天）是“电源” C．乙是“电能” D．蓄电池（晚上）是“用电器” 【答案】C 【解析】A． 白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，再转化为蓄电池的化学能，即甲是电能，故A错误； B． 白天，蓄电池充电时消耗电能，是用电器，不是电源，故B错误； C． 晚上，蓄电池将化学能转化为电能，再由LED灯转化为光能，即乙是电能，故C正确； D．晚上，蓄电池供电时提供电能，是电源，不是用电器，故D错误。   故选C。 6．（2025·河北沧州·一模）如图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风能属于不可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核聚变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．太阳能电池的能量转化率可达 【答案】B 【解析】A．从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源。风能可以从自然界中短期内得到补充，属于可再生能源，故A错误； B．核能来自核裂变和核聚变，太阳能是太阳内部的核聚变产生的，故B正确； C．给蓄电池充电时电能转化为化学能，蓄电池放电时化学能转化为电能，故C错误； D．太阳能电池的能量转化率低于100%，不可能达到100%，故D错误。 故选B。 7．（2024·广东东莞·三模）如图是小陈同学设计的太阳能LED路灯电路图，S为光控开关，下列说法正确的是（　　） A．太阳能电池板工作时将电能转化为化学能 B．白天工作时，光控开关应该接触a点，蓄电池相当于用电器 C．LED灯是超导体材料制成，具有单向导电性，所以不能接反 D．晚上工作时，如果L1灯损坏，则L2灯也不亮 【答案】B 【解析】A．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能，故A错误； B．白天工作时，光控开关应该接触a点，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池消耗电能，在电路中相当于用电器，故B正确； C．LED灯是半导体材料制成，具有单向导电性，所以不能接反，故C错误； D．由图可知，L1灯与L2灯并联，如果L1灯损坏，L2灯仍能正常工作，故D错误。 故选B。 8．如图所示是新型的氢燃料电池汽车，它使储氢罐中的氢气进入氢燃料电池，反应后的物质只有水，同时把产生的电能储存在电池组中，再让电池组给电动机供电，带动汽车前进；在汽车刹车时进行能量回收，提高氢能的利用率。下列说法不正确的是（　　） A．汽车工作过程中产生的水的比热容是恒定的 B．电池组在充电过程中温度升高，内能增大 C．将氢气压缩到储氢罐里，氢气的热值变大 D．能量回收时对电池组充电是机械能转化为电能再转化为化学能 【答案】C 【解析】A．比热容是物质的一种特性，至于物质的种类有关，则汽车工作过程中产生的水的比热容是恒定的，故A正确，不符合题意； B．电池组在充电过程中温度升高，分子热运动越剧烈，内能增大，故B正确，不符合题意； C．热值是物质的一种特性，至于物质的种类有关，将氢气压缩到储氢罐里，氢气的热值不变，故C错误，符合题意； D．能量回收时对电池组充电先将机械能转化为电能再转化为化学能，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．（2025·山东济南·中考真题）（多选）2025年5月22日，神舟二十号航天员乘组完成第一次出舱活动，创下空间站建成后入轨出舱间隔时间最短纪录。下列说法正确的是（　　） A．在舱外活动时航天员和地面控制中心通过电磁波传递信息 B．在舱外活动时航天员的质量为零 C．空间站的太阳能帆板工作时将太阳能转化为电能 D．空间站的太阳能帆板工作时利用的太阳能是不可再生能源 【答案】AC 【解析】A．太空是真空环境，声音无法传播，而电磁波可以在真空中传播，所以在舱外活动时航天员和地面控制中心通过电磁波传递信息，故A正确； B．质量是物体的一种基本属性，它不随物体的位置、状态、形状等因素的改变而改变，所以在舱外活动时航天员的质量不为零，故B错误； C．空间站的太阳能帆板在有光照时，产生电能，供整舱使用，同时为锂离子蓄电池储存能量，空间站的太阳能帆板在没有光照时，空间站依靠锂离子蓄电池释放电能工作，故空间站的太阳能帆板工作时将太阳能转化为电能，故C正确； D．太阳能可以源源不断地从自然界中获得，属于可再生能源，故D错误。 故选AC。 10．（多选）如图所示是一款“风光互补”路灯，由风力发电机、太阳能电池板、蓄电池和LED灯组成。白天发电系统为蓄电池充电。夜晚当风力发电机发电量大于照明耗电量时，剩余电能继续为蓄电池充电；当风力发电机发电量小于照明耗电量时，蓄电池补充供电。下列说法正确的是（　　） A．在光照充足且无风的中午，系统能量转化是：太阳能→化学能 B．蓄电池放电过程，消耗的化学能大于其转化的LED灯的光能 C．有风的夜晚，风能和蓄电池的化学能转化为LED灯的光能 D．风力发电机发电过程不遵循能量守恒定律 【答案】AB 【解析】A．太阳能电池板将太阳能转化为电能，再转化为电池的化学能储存在大容量蓄电池内，故系统能量转化是太阳能转化成化学能，故A正确； B．蓄电池放电过程中，化学能转化为电能，电能再转化为 LED 灯的光能，但在能量转化过程中，由于存在能量损耗（如热量散失等），所以消耗的化学能大于其转化的 LED 灯的光能，故B正确； C．有风的夜晚，当风力发电机发电量大于照明耗电量时，是风能转化为电能（部分继续为蓄电池充电，部分供 LED 灯照明）；当风力发电机发电量小于照明耗电量时，是风能和蓄电池的化学能转化为 LED 灯的光能，选项表述不全面，故C错误； D．能量守恒定律是自然界的基本定律之一，任何能量的转化和转移过程都遵循能量守恒定律，风力发电机发电过程也遵循能量守恒定律，故D错误。 故选AB。 11．（2024·湖南长沙·中考真题）我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将______能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动______（选填“电动机”或“发电机”）工作，将空气压缩后储存起来：电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。 【答案】光/太阳 电动机 【解析】[1]光伏发电板接收太阳能，将太阳能转化为电能。 [2]压缩空气时需要对空气做功，而压缩机是将电能转化为机械能，所以电能充足时，利用富余的电能驱动电动机工作。 12．（2024·河北·中考真题）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于___________能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作___________min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。 【答案】 可再生 太阳 10 【解析】[1]风能短时间内可以再次从自然界中获取，属于可再生能源。 [2]风的形成主要是由太阳辐射热引起的，当太阳光照射在地球表面时，地表温度会升高，导致地表的空气受热膨胀并变轻上升，热空气上升后，低温的冷空气会横向流入补充，上升的空气在逐渐冷却的过程中会变重并降落，由于地表温度仍然较高，这又会加热空气并使之上升，这种空气的持续流动就形成了风，故风能实际上来源于太阳能。 [3]200kg焦炭完全燃烧放出的热量为 风电机组在此功率下稳定工作的时间为 13．（2025·新疆·三模）2025年5月8日，我国设计建设的世界首台660兆瓦人工硐室型压缩空气储能电站正式落地甘肃酒泉敦煌。 （1）储能电站在用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中，该过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为______能，再通过空气压缩机转化为______能。用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，连接发电机发电，该过程中，高压空气内能______（填“增加”或“减少”）。 （2）空气能被压缩，说明分子间存在______。该项目储能规模2640兆瓦时，相当于______kW·h，一次储能可持续支撑660兆瓦满负荷运行______h。 （3）储能电站就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.8度电，其能量转换效率为______%。该项目每年发电6亿度，则消耗______亿度用电低谷时段电网的多余电能。 【答案】（1）机械 内 减少 （2）间隙 2640000 4 （3）80 7.5 【解析】（1）[1][2]电动机是用电器的一种，电网中多余的电能通过电动机转化为机械能。机械能再通过空气压缩机将空气压缩到地下盐穴中，因为压缩空气做功，此时空气的内能增加，因此机械能转化为空气的内能。 [3]释放高压空气时，其内能通过做功转化为机械能，因此内能减少。 （2）[1]分子在不停的做无规则运动，空气被压缩说明分子间存在间隙。 [2]1兆瓦时=1000千瓦时，故2640兆瓦时=2640000千瓦时，即2640000 kW·h。 [3]一次储能可持续支撑660兆瓦满负荷运行时间为 （3）[1]能量转换效率为 [2]该项目每年发电6亿度，则消耗电能为 即消耗7.5亿度用电低谷时段电网的多余电能。 14．（2025·陕西·中考真题）为了解决农村地区冬季供暖问题，某科研小组设计了一种“新型PV/T太阳能-水源热泵耦合供暖系统”。如图，该系统基本工作原理是在传统水源热泵供暖的基础上，利用导热介质吸收太阳能板采集的热量，由循环管道输送经过管束式换热器，部分热量存储在管束式换热器内，其余热量经过热泵系统，供给用户，实现了不同光照条件下，太阳能板、管束式换热器、地表水源三处热源联合工作，保障全天24小时持续供热。太阳能板还可为该系统提供部分电能，减少了系统从电网获取电能的数量。 以下是某天该系统为50m2的房间供暖的相关数据，当天光照时长以10h计。依据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》，50m2的房间每天需要1.3×108J的热量。（不计系统工作过程中各种热量损失） 太阳辐射功率 太阳能板面积 光热效率 光电效率 系统全天耗电量 625W/m2 8m2 30% 20% 17kW·h （1）太阳能板当天为该系统提供的热量为____J，提供的电能为____kW·h； （2）管束式换热器不仅可以利用水降温时放出的热量，还可以利用水凝固时放出的热量。若换热器中水的质量为100kg，初温为10℃，白天，光照结束时温度升高到40℃。夜间，换热器中的水经降温和凝固过程放出的热量，经热泵系统为用户供暖。当天地表水源通过热泵系统为用户提供的热量为4.28×107J。请通过计算分析，该耦合系统全天提供的热量能否达到50m2的房间的供暖需求？写出必要的计算过程；［已知1kg水在凝固过程中放出的热量为3.4×105J，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)］ （3）已知每燃烧1kg的煤释放约2.4kg的二氧化碳。该系统全天所提供的热量，可实现减排二氧化碳多少千克？（燃烧煤取暖的效率为60%，煤的热值为3×107J/kg） 【答案】（1） 10 （2）能 （3）18kg 【解析】（1）[1][2]由题意知，太阳辐射功率为625W/m2，太阳能板面积8m2，光照10h，则太阳能板当天辐射的总能量为 光热效率为30%，则太阳能板当天为该系统提供的热量为 光电效率为20%，则提供的电能为 （2）质量为100 kg、10℃的水降温成0℃的过程中放出热量 这些水进一步凝固成冰所放出的热量 换热器可为系统提供的热量 全天24小时内，太阳能板、换热器、水源共提供热量 该系统全天所提供的热量能达到50 m2的房间的供暖需求。 （3）若该系统全天所提供的热量由煤燃烧放出，则煤燃烧放出的热量 消耗煤的质量 由燃烧1kg的煤释放约2.4 kg的二氧化碳，可知减排二氧化碳的质量 15．（2026·新疆乌鲁木齐·一模）某车企在深圳正式发布第二代刀片电池及闪充技术，部分闪充站的顶部将铺设光伏板。某新款电车将搭载容量为69kW·h的第二代刀片电池。 （1）太阳能属于___________能源（选填“一次”或“二次”），闪充站中充电枪之间是___________（选填“串联”或“并联”）的，电车正在充电时___________（选填“具有”或“不具有”）惯性。 （2）第二代刀片电池使用比容量约为石墨10倍以上的硅作为负极材料。“比容量”是指单位质量的电极材料能够存储或释放的电荷量，其单位为___________。第二代刀片电池的能量密度为200W·h/kg，则该电车的电池质量为___________kg。 （3）该电车充电时，电量从10%充至70%仅需5分钟，从10%充至97%仅需9分钟，这说明充电量与充电时间___________（选填“成”或“不成”）正比，随着充电量逐渐升高，充电功率___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。该电车充电时的平均充电功率约为___________kW（选填“0.4”“40”或“400”）。 【答案】（1）一次 并联 具有 （2） 345 （3）不成 变小 400 【解析】（1）[1]太阳能可以从自然界直接获取，属于一次能源。 [2]闪充站中充电枪之间要能独立工作，互不影响，所以充电枪之间是并联的。 [3]惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性，所以电车正在充电时具有惯性。 （2）[1]“比容量”是指单位质量的电极材料能够存储或释放的电荷量，电荷量的单位是库仑（C），质量单位是千克（kg），所以其单位为C/kg。 [2]已知电池容量为，能量密度为200W·h/kg，根据公式质量=能量/能量密度，可得电池质量 （3）[1]该电车充电时，电量从10%充至70%（充电量为60%）仅需5分钟，从10%充至97%（充电量为87%）仅需9分钟，由于充电量与充电时间的比值不是定值，所以说明充电量与充电时间不成正比。 [2]随着充电量逐渐升高，充电时间增加的幅度比充电量增加的幅度大，根据功率公式，可知充电功率变小。 [3]电池容量为，从10%充至97%充电量为 时间，根据，可得平均充电功率 约为400kW。 16．（2026·河南商丘·一模）为响应“碳达峰、碳中和”国家战略，某市在道路施工期间，启用太阳能移动红绿灯临时管控交通，如图所示。该红绿灯的总质量为100kg，配备4个万向轮，一块太阳能板。每个轮子与地面接触面积为，太阳能板的面积，正常工作时，红绿灯的额定功率为20W。（g取10N/kg） （1）每个灯都能独立工作，其连接方式是______联。 （2）该红绿灯静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （3）已知一天内太阳能板接收太阳辐射的有效时间是5小时，每平方米的太阳能板接收太阳能的功率为640W，太阳能板将太阳能转化为电能的效率为20%，求一天内接收到的太阳能可维持灯连续工作多少小时？ （4）结合环保、交通管理、能源利用等角度，写出一条这种红绿灯的优点。 【答案】（1）并 （2） （3）9.6h （4）利用太阳能供电，低碳环保 【解析】（1）每个灯都能独立工作、互不影响，根据并联电路的工作特点，其连接方式为并联。 （2）已知红绿灯总质量，，4个轮子，每个轮子与地面接触面积 根据重力公式，得太阳能红绿灯的总重力 静止在水平地面上，对地面的压力等于重力 总受力面积 根据压强公式，得对地面的压强 （3）已知太阳能板面积，接收太阳能功率，有效时间，转化效率，红绿灯额定功率。由得一天内接收的太阳能 根据效率公式得 根据电功率公式得 （4）环保角度：利用太阳能供电，无化石燃料消耗，低碳环保，减少碳排放；能源角度：太阳能是可再生能源，取之不尽，降低能源成本；交通管理角度：无需铺设电缆，可灵活移动，适用于临时施工路段，提升交通管控便捷性。 17．（2024·广西南宁·模拟预测）（1）如甲图是位于青海的全球单机容量最大的熔盐塔式光热电站，每面镜子都能把太阳光反射到塔顶的吸热器上进行发电，请在乙图中画出一束太阳光反射时平面镜的位置； （2）请在丙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整，使和并联，开关同时控制两个灯泡，导线不能交叉。 【答案】见解析 【解析】（1）在光的反射定律中，反射角等于入射角，所以先作出反射角和入射角的角平分线，即法线，再过入射点作法线的垂线，即为平面镜的位置，如图所示 （2）和并联，开关同时控制两个灯泡，说明开关接在干路上，如图所示 18．（2026·山东·一模）能量与生产生活及社会发展密切相关，它是由不同能源提供的。我国大力发展风能和太阳能等新能源，在新能源的开发和利用方面走在了世界前列。 （1）2024年9月，我国自主研制的全球单机容量最大的海上风电机组“”成功并网发电，标志着我国在超大型海上风力发电技术上取得了重大突破。它每年的发电量可达，相当于___________煤完全燃烧放出的热量（）。 （2）太阳能是人类能源的宝库，人们利用太阳能的方式有多种。 ①太阳能热水器是通过___________的方式增加水的内能。某太阳能热水器能将吸收太阳能的转化为水的内能，它将质量为，初温为的水加热到，需吸收的太阳能为___________J。 ②小明想设计一款高效节能的太阳能路灯，光控开关S1白天和触点1接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上和触点2接触，蓄电池给路灯供电。时控开关S2晚上12点前与触点3接触，电功率较大的路灯L1发光，晚上12点后与触点4接触，电功率较小的路灯L2发光。现有太阳能电池板、蓄电池、路灯L1和L2、单刀双掷开关S1和S2，请帮小明设计并连接符合要求的太阳能路灯电路图___________。 【答案】（1） （2）热传递 图见解析 【解析】（1）每年产生的电能 需要完全燃烧的煤的质量 （2）[1]太阳能热水器吸收太阳能，将热量传递给水，使水的内能增加，是通过热传递的方式增加水的内能。 [2]水吸收的热量 需吸收的太阳能为 [3] 根据题意，白天：光控开关 S1和触点1接触，太阳能电池板为蓄电池充电。 晚上：光控开关S1和触点2接触，蓄电池给路灯供电；晚上12点前，时控开关S2和触点3接触，路灯L1发光； 晚上12点后，时控开关S2和触点4接触，路灯L2发光。如图所示： 19．2023年9月17日，石家庄市首批10辆氢能源公交车投入运行。氢能属于__________（选填“一次能源”或“二次能源”），在高压储氢罐中一次性加入约40kg的氢，若完全燃烧可放出约__________J的热量，氢能源公交车与传统公交车相比，其优点是____________________。（q氢=1.4×108J/kg） 【答案】一次能源 5.6×109 高效率、低排放、适应性好等 【解析】[1]氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采。 [2]由可知，在高压储氢罐中一次性加入约40kg的氢，若完全燃烧可放出的热量 [3]工业上制取氢气是通过电解水得到的，而地球上水资源丰富，可以从水中提取氢气，说明资源广泛；氢气的燃烧值高；因为氢气燃烧产物是水，不污染环境；与传统的汽车相比有高效率、低排放、适应性好等特点。 20．（2025·新疆和田·模拟预测）新疆的风光电资源充足，克拉玛依市投入250MW风电项目，安装50台5MW风电机组，产生的电力主要用于克拉玛依市云计算产业园区内部消纳。 （1）风能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，在风力发电片的运输过程中，发电片相对于运输车是______（选填“运动”或“静止”）的。运输车轮胎很宽大，是为了______（选填“增大”或“减小”）对地面的压强。安全起见，车辆即将转弯时速度减慢，惯性______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）运输车采用的是四冲程柴油机，为其提供动力的是______冲程，完全燃烧100kg的柴油释放的热量为______J。（柴油的热值约为）相当于一台5MW（）风电机工作______小时（取小数点后一位）。 【答案】（1）可再生 静止 减小 不变 （2）做功 0.2 【解析】（1）[1]风能可以从自然界源源不断地获取，所以风能是可再生能源。 [2]在风力发电片的运输过程中，发电片相对于运输车的位置没有发生变化，所以发电片相对于运输车是静止的。 [3]运输车轮胎很宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。 [4]惯性只与物体的质量有关，与速度无关，车辆即将转弯时速度减慢，质量不变，所以惯性不变。 （2）[1]四冲程柴油机中，为其提供动力的是做功冲程，在做功冲程中，内能转化为机械能。 [2]根据热量计算公式可得，完全燃烧100kg柴油释放的热量 [3]根据，可得风电机工作的时间为 21．（2025·陕西宝鸡·模拟预测）青海省海南藏族自治州共和县的塔拉滩曾经是风沙肆虐的荒漠之地，如今已成为世界上最大装机容量光伏发电园区。在这里一排排蓝色光伏板向阳而立，形成一望无际的“光伏海洋”，以前所未有的方式，将阳光转化为源源不断的绿色电能，照亮和温暖着千家万户。如图所示。 （1）如图所示是当地一家居民冬季用来取暖的电暖气的电路图，当选择开关连接C、D时，电暖气处于__________（选填“高”或“低”）温挡。 （2）若居民房间内空气质量为100kg，温度为10℃，电暖气的“高温”挡的功率为2200W，正常工作10min，若放出热量全部被房间内的空气吸收，可使房间内的空气温度升高到多少摄氏度？[空气的比热容为J/（kg·℃），假设此过程中没有能量损耗] （3）已知太阳以球面的形状向外均匀辐射能量，辐射的总功率为W，太阳到地球的距离为m，半径为r的球其表面积为（取3.14，），太阳光传播到地面的过程中，设有29.35%的能量损耗。用太阳能电池给电暖气供电，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15%，要使电暖气可以在“高温”挡正常工作，求大约所需的太阳能电池板的最小面积。（计算结果保留两位小数） 【答案】（1）高 （2） （3） 【解析】（1）当选择开关连接C、D时，和并联，电路电阻最小，根据可知，电路功率最大，电暖气处于高温挡。 （2）电暖气的“高温”挡正常工作10min，放出的热量 放出热量全部被房间内的空气吸收，可使此房间内的空气升高的温度 房间内空气升高到的温度 （3）地面上每平方米面积接收太阳辐射功率 转化为电能的功率 则所需的太阳能电池板的最小面积 22．（2025·陕西西安·一模）如图所示是科技小组设计的“碳中和绿色小屋”，采用的风光互补能源系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电。 （1）风力发电机，它是利用_________ 原理工作的。你认为风力发电机有哪些优点，请写其中的一个：__________ 。 （2）风力发电机参数如下表，按照每天平均以3m/s的风速发电4h，风力发电机每天可以给小屋提供多少焦耳的能量_______？ 风速v/（m/s） v＜1 1≤v＜3 3≤v＜6 6≤v＜10 10≤v 1s内获得的能量/（×104J） 0 0.1 0.15 0.20 0.25 风电转化效率 30% （3）在强风或者晴天时，两种发电机发出的电能不能全部使用时，会将一部分电能充入蓄电池中，已知蓄电池组的质量为75kg，电池能量密度为0.2kW•h/kg，能量密度是指单位质量的电池可以存储的电能的多少。为了增加蓄电池的使用寿命，在充电至蓄电池组容量的90%时停止充电，放电余留10%时停止电能输出。求： ①在风速为0.8m/s晴朗的一天启动能源系统工作5小时，已知该太阳能电池板1m2面积上接收到的太阳平均辐射功率为1kW，太阳能板面积为10m2，光电转化效率为16%。系统启动前蓄电池已达到停止电能输出的电量，绿色小屋一天用掉的总电能为2kW•h，这天剩余电量能否完成一次蓄电池组的充电工作_______？ ②已知蓄电池组放电电压为220V，每天所有用电器的工作时间按平均6h计算，在互补机组无法供电而蓄电池在满容的情况下，小屋需要运行2天，用电器的总功率不能超过多少_______？（已知蓄电池放电效率为90%） 【答案】（1）电磁感应 清洁无污染 （2）6.48×106J （3）不能 900W 【解析】（1）[1]风力发电是将风能通过电磁感应的原理转化为电能。 [2]风力发电是直接将气体的流动转化为电能，不会产生任何污染。 （2）由表可知，以3m/s的风速发电，1s内获得的能量为0.15×104J，风力发电机每天工作4h，风电转化效率为30%，则给小屋提供的能量为 （3）[1]由表格数据可知风速为0.8m/s时，风力发电机无法启动，只有太阳能电池板提供电能，且工作时间为5h，5h太阳能电池板产生的电能为 蓄电池组充电到90%需要的电能为 需要转化的电能为 W2＜W4，因此这天不可以完成一次蓄电池组的充电工作。 [2]由上面计算可知，知蓄电池在满容时能向外输出的能量为4.32×107J，又因蓄电池放电效率为90%，根据效率公式知 代入数据，则 因此小屋需要运行2天，用电器的总功率不能超过900W。 23．（2025·北京延庆·模拟预测）阅读《全球首座300兆瓦级压气储能电站全容量并网》，并回答问题。 全球首座300兆瓦级压气储能电站全容量并网 1月9日，中国能建投资建设的“能储一号”全球首座300兆瓦级压气储能示范工程，在湖北应城全容量并网发电。项目创造了单机功率、储能规模和转换效率三项世界纪录，实现关键核心装备和深地空间利用产品100%国产化。 压气储能电站利用空气进行发电。用电低谷时，富余的电能驱动压缩机，将空气压缩进入盐穴、人工硐室等密封储气库。压缩空气过程中产生的热量，则以热水、熔盐等形态储存在地面的储热罐中。用电高峰时，地下储气库释放所储存的高压空气，储热罐释放所储存的热量。高压空气被加热后具有极大的膨胀力，驱动空气透平发电机组，产生电能向电网供电。 湖北应城300兆瓦级压气储能示范工程于2022年开工建设，利用当地丰富的盐穴资源，具备“深、大、长、绿”等特点。深，即最深处达600米；大，即单机功率达300兆瓦级，储能容量达1500兆瓦时；长，即每天蓄能8小时、释能5小时，具备长时储能效果，使用寿命达30年以上；绿，即全程无化石燃料参与，预计年发电量接近5亿千瓦时，每年将节约标煤约15万吨，助力应对新能源发电的波动性、间歇性和随机性。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）用电低谷时，通过______把富余电能储存起来。用电高峰时，通过______产生电能向电网供电； （2）已知标煤的热值为。请你利用文中的数据计算火力发电的效率（电厂发出的电能与所消耗标煤完全燃烧放出的热量之比）______； （3）请你再写出一种储能电站的类型。 【答案】（1）压缩空气 空气膨胀 （2）40% （3）电池储能电站或抽水储能电站等 【解析】（1）[1][2]根据文章可知，压气储能电站利用空气进行发电。用电低谷时，富余的电能驱动压缩机，将空气压缩进入盐穴、人工硐室等密封储气库，通过压缩空气把富余电能储存起来。用电高峰时，地下储气库释放所储存的高压空气，通过空气膨胀产生电能向电网供电。 （2）节约的15万吨标煤完全燃烧放出的热量为 火力发电的效率为 （3）用电低谷时，可以用富余的电能将水抽到高处，将电能转化为水的重力势能，在用电高峰时，使水从高处流下，推动水轮机转动，从而带动发电机发电，将水的重力势能转化为电能，所以，可以建立抽水储能电站。 24．（2025·江苏盐城·中考真题）阅读短文，回答问题。 液态空气储能 据报道，青海格尔木“60MW/600MW·h”液态空气储能示范项目正在加速建设，即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。 充电阶段：在电力富余时段，电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态，并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至-194℃，达到液化状态后存储于低温常压储罐中，体积仅为室温气态时的。 发电阶段：用电高峰时，液态空气从储罐释放，吸收热量迅速汽化，体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，驱动发电机产生电能回馈电网。 液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。 （1）由于二氧化碳的凝固点比氧气________，所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。 （2）在充电阶段，压缩后的空气经制冷系统冷却时，内能________；在发电阶段，高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，将内能转化成了________。 （3）根据材料内容，概括液态空气储能的好处：____________。（至少说出两条） 【答案】（1）高 （2）减小 机械能 （3）安全，无污染；能量储存时间长 【解析】（1）当进行气体液化操作时，环境温度降低过程中，凝固点相对较高的二氧化碳更容易达到其凝固点从而凝固成固态冰状物质，进而堵塞管道 。由于二氧化碳的凝固点比氧气高，因此二氧化碳更容易在低温下结冰。 （2）[1]压缩后的空气经制冷系统冷却时，温度降低，其内能减小。 [2]高压气体推动膨胀机运转，消耗内能，获得机械能，该过程将内能转化为机械能。 （3）阅读材料可知，液态空气储能属于清洁能源，不污染环境；液态空气可在低温常压储罐中长期储存，适合电网调峰需求。 / 学科网（北京）股份有限公司 $