2. 能源（重难点专练）物理教科版必修第三册

**基本信息** 以“分类标准-应用分析”为双主线，系统构建能源知识体系，通过典例变式强化能量观念与科学推理 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |能源的分类|1例+3变式|按能否再生、开发程度双重标准分类|从基础概念（可再生/不可再生、常规/新能源）到拓展分类（一级/二级能源）| |能源的应用|1例+3变式|能量转化分析与效率计算|结合实际场景（风电/水电/太阳能），体现能量观念与可持续发展责任|

4.2 能源（题型突破） 题型01 能源的分类 题型02 能源的应用 ▌题型01 能源的分类 能源按能否再生分可再生（如太阳能、风能）与不可再生（如煤、石油），按开发程度分常规（如水电）与新能源（如核能） 【例1】图是一幅“能源分类相关图”以下四组能源中，全部符合图中阴影部分的是（　　） A．煤炭、石油、沼气 B．水能、潮汐能、天然气 C．太阳能、风能、生物能 D．地热能、海洋能、核能 【答案】C 【详解】符合图中阴影部分的应是来自太阳辐射能的可再生新能源。 A．煤炭、石油、沼气都是不可再生能源，故A错误； B．天然气是一种化石燃料是不可再生能源，故B错误； C．太阳能、风能、生物能都是可再生新能源，都来自于太阳能，故C正确； D．地热能来源于地球内部的热量，核能是指核裂变或聚变时产生的光能和热能，不是源于太阳能的辐射，故D错误。 故选C。 【变式训练1】2022年12月20日，金沙江白鹤滩水电站全部机组投产发电，这标志着我国在长江上全面建成世界最大“清洁能源走廊”，水电站安装16台中国自主研制、全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，总装机容量1600万千瓦，每年平均发电量约624.43亿千瓦·时。下列说法正确的是（　　） A．千瓦是能量单位 B．水电站是利用水能的重要形式，水能是可再生能源 C．风能、太阳能、地热能等均属于不可再生能源 D．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100% 【答案】B 【详解】A．千瓦是功率单位，故A错误； B．水能是可再生能源，水电站是利用水能的重要形式，故B正确； C．风能、太阳能、地热能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故C错误； D．虽然水能是可再生能源，但不论科技如何发展，利用水能的机器，效率不可能达到100%，故D错误。 故选B。 【变式训练2】（多选）自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。关于几种常见能源说法正确的是（　　） A．电能是二级能源 B．氢气是一级能源 C．天然气是一级能源 D．焦炉气是一级能源 【答案】AC 【详解】根据定义，可知电能、氢气和焦炉气是二级能源，天然气是一级能源。 故选AC。 【变式训练3】（多选）下面关于能源的说法中正确的是（　　） A．一切能源都是取之不尽、用之不竭的 B．能源危机是指非再生矿物能源资源枯竭可能带来的危机 C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源 D．存在于自然界中的太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物质能等能源被称作“新能源” 【答案】BCD 【详解】A．煤、石油、天然气等不可再生能源是有限的，在短时间内不可再生，不是取之不尽的，故A错误； B．能源危机是指非再生能源资源枯竭可能带来的危机，故B正确； CD．大量消耗常规能源会使环境恶化，因此提倡开发利用太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物质能等存在于自然界中的新能源，故CD正确。 故选BCD。 ▌题型02 能源的应用 应用中，常规能源支撑工业发展，新能源因清洁环保受青睐，需平衡开发与可持续性，体现能源对社会发展的关键作用。 【例2】.“化风为电，御风而行”。2023年 6 月 28日，全球首台16兆瓦海上风电机组在三峡集团福建海上风电场顺利完成吊装，并于7月 19日成功并网发电。下列关于能源知识的说法正确的是（　　） A．“兆瓦”是能量单位 B．风能属于不可再生能源 C．风力发电实现了空气动能与电能的转化 D．各种不同形式的能量在相互转化的过程中不需要做功 【答案】C 【详解】A．瓦是功率的单位，“兆瓦”是较大的功率单位，故A错误； B．风能属于可再生能源，故B错误； C．风力发电实现了空气动能与电能的转化，故C正确； D．功是能量转化的量度，各种不同形式的能量在相互转化的过程中需要做功，故D错误。 故选C。 【变式训练1】．某海湾共占面积1.0×106m2，涨潮时水深20m，若利用这个海湾修建一座水坝，此时关上水坝的闸门时，可使水位保持20m不变。退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此水坝建水力发电站，已知重力势能转化为电能的效率是10%，每天有两次涨潮，涨潮和退潮时水流都推动水轮机发电，试估算该电站一天能发多少电能？重力加速度g取10m/s2。海水密度近似为1.0×103kg/m3。 【答案】 【详解】一次涨潮水的质量 一次涨潮水的重力势能变化 一次涨潮水的重力势能转化为电能 电站一天能发电能 【变式训练2】如图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为。一台热水器的聚热面积为，太阳能的可转化为水的内能，估算一个晴天的日照（相当于太阳直射热水器4h）使一台热水器中水的内能的增加量，下列结果最合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】这个热水器一天内最多能利用的太阳能为 故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式训练3】由于4月梅州连日强降雨，蕉岭县长潭水库泄洪闸孔全开泄洪。如图所示，已知泄洪流量为，水位落差100m，水的密度为泄洪时，水流的重力势能有25%转化为电能，取 ，按照以上数据估算发电站的发电功率是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意可知t时间内流水的体积 发电功率为 代入数据可得 故选A。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2 能源（题型突破） 题型01 能源的分类 题型02 能源的应用 ▌题型01 能源的分类 能源按能否再生分可再生（如太阳能、风能）与不可再生（如煤、石油），按开发程度分常规（如水电）与新能源（如核能） 【例1】图是一幅“能源分类相关图”以下四组能源中，全部符合图中阴影部分的是（　　） A．煤炭、石油、沼气 B．水能、潮汐能、天然气 C．太阳能、风能、生物能 D．地热能、海洋能、核能 【变式训练1】2022年12月20日，金沙江白鹤滩水电站全部机组投产发电，这标志着我国在长江上全面建成世界最大“清洁能源走廊”，水电站安装16台中国自主研制、全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，总装机容量1600万千瓦，每年平均发电量约624.43亿千瓦·时。下列说法正确的是（　　） A．千瓦是能量单位 B．水电站是利用水能的重要形式，水能是可再生能源 C．风能、太阳能、地热能等均属于不可再生能源 D．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100% 【变式训练2】（多选）自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。关于几种常见能源说法正确的是（　　） A．电能是二级能源 B．氢气是一级能源 C．天然气是一级能源 D．焦炉气是一级能源 【变式训练3】（多选）下面关于能源的说法中正确的是（　　） A．一切能源都是取之不尽、用之不竭的 B．能源危机是指非再生矿物能源资源枯竭可能带来的危机 C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源 D．存在于自然界中的太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物质能等能源被称作“新能源” ▌题型02 能源的应用 应用中，常规能源支撑工业发展，新能源因清洁环保受青睐，需平衡开发与可持续性，体现能源对社会发展的关键作用。 【例2】.“化风为电，御风而行”。2023年 6 月 28日，全球首台16兆瓦海上风电机组在三峡集团福建海上风电场顺利完成吊装，并于7月 19日成功并网发电。下列关于能源知识的说法正确的是（　　） A．“兆瓦”是能量单位 B．风能属于不可再生能源 C．风力发电实现了空气动能与电能的转化 D．各种不同形式的能量在相互转化的过程中不需要做功 【变式训练1】．某海湾共占面积1.0×106m2，涨潮时水深20m，若利用这个海湾修建一座水坝，此时关上水坝的闸门时，可使水位保持20m不变。退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此水坝建水力发电站，已知重力势能转化为电能的效率是10%，每天有两次涨潮，涨潮和退潮时水流都推动水轮机发电，试估算该电站一天能发多少电能？重力加速度g取10m/s2。海水密度近似为1.0×103kg/m3。 【变式训练2】如图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为。一台热水器的聚热面积为，太阳能的可转化为水的内能，估算一个晴天的日照（相当于太阳直射热水器4h）使一台热水器中水的内能的增加量，下列结果最合理的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练3】由于4月梅州连日强降雨，蕉岭县长潭水库泄洪闸孔全开泄洪。如图所示，已知泄洪流量为，水位落差100m，水的密度为泄洪时，水流的重力势能有25%转化为电能，取 ，按照以上数据估算发电站的发电功率是（　　） A． B． C． D． 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $