第17章 能量的转移和转化 能源（举一反三·单元复习讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

第17章 能量的转移和转化 能源 目录 知识框架 1 知识精讲 2 【知识点1 能量的转移和转化】 2 【知识点2 能量守恒定律】 4 【知识点3 常见的能源】 6 【知识点4 能源的开发与利用进程】 7 【知识点5 可再生能源与不可再生能源】 8 【知识点6 核能】 9 【知识点7 太阳能】 11 课后作业 13 崇山峻岭间奔腾的水流通过发电机把机械能转化为电能。合理地利用自然界中蕴藏的能量，是人类需要解决的重大课题。本章我们将学习能量转移和转化的规律、能源开发利用与可持续发展的关系。 通过本章内容的学习，你将知道能量守恒定律；了解能量利用效率及能量转移和转化具有方向性； 认识到人类面临的能源危机，体会节约能源和可持续发展的重要性。 【知识点1 能量的转移和转化】 1. 物质不同的运动形式对应不同的能量 （1）机械能：机械能包括动能、重力势能和弹性势能。 （2）内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都具有内能。 （3）太阳能：太阳能‌是太阳内部氢核聚变反应产生、以电磁辐射形式传播到地球的可再生清洁能源，核心表现为光能和热能，是地球上绝大多数能量的根本来源。 （4）化学能：‌化学能‌是储存在物质内部、无法直接做功的隐蔽能量，只有通过化学反应才能释放或转化为其他形式的能量，是自然界最基础的能量存在形式之一。 （5）电能：‌电能‌是电流以各种形式做功的能力，属于典型的二次能源，是现代社会生产生活最核心的动力能源之一。 （6）核能：即原子能。原子核结构发生变化放出的能量。 2. 能量的转化和转移 不同形式的能量在一定条件下都可以转移或转化。 【例1】我国西部地区风力资源丰富，可以用来发电。如图所示，风力发电机发电过程中，能量转化顺序正确的是（     ） A．风能 电能 机械能 B．电能 机械能 风能 C．风能 机械能 电能 D．机械能 风能 电能 【答案】C 【详解】风力发电机工作时，风推动叶片转动，将风能转化为机械能；发电机转子转动切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能。故能量转化顺序为风能转化为机械能，再转化为电能，故C正确，ABD错误。故选C。 【变式1-1】2026年7月10日，中国航天取得历史性突破，长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场成功首飞，并完成了全球首次运载火箭海上网系回收任务。下列说法正确的是（     ） A．火箭燃料燃烧时，燃料的内能转化为化学能 B．火箭与大气摩擦生热，火箭的机械能转化为内能 C．火箭配套的电动机运转时，由机械能转化为电能 D．火箭在加速升空时，能量守恒定律不成立 【答案】B 【详解】A．燃料燃烧过程是化学能转化为内能，故A错误； B．火箭与大气摩擦时克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B正确； C．电动机运转时将电能转化为机械能，故C错误； D．能量守恒定律适用于所有能量转化与转移过程，火箭加速升空时该定律依然成立，故D错误。 故选B。 【变式1-2】下列过程中，属于内能转化为机械能的是（　　） A．电风扇工作时，扇叶转动 B．双手相互摩擦，手心变热 C．燃料在气缸内燃烧 D．水蒸气把壶盖顶起 【答案】D 【详解】A．电风扇工作时电能转化为机械能和内能，故A错误； B．双手相互摩擦生热是机械能转化为内能，故B错误； C．燃料在气缸内燃烧是化学能转化为内能，故C错误； D．水蒸气把壶盖顶起时，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故D正确。 故选D。 【知识点2 能量守恒定律】 1. 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到其他部分；在转化或转移的过程中，能量的总和保持不变。 2. 对能量守恒定律的理解 （1）能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。 （2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 3. 永动机 （1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。然而，从没有一种永动机成功过，因为违背了能量守恒定律。 （2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永动机。 4. 能量转化和转移具有方向性。 【例2】图甲是运动员在北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下，从B点冲出，如图乙所示（空气阻力不可忽略）。下列关于运动员的说法正确的是（     ） A．从A点到B点的过程中机械能不变 B．从B点冲出至落地部分机械能转化为内能 C．在空中能到达C点 D．落地时的机械能小于A点的机械能，说明能量不守恒 【答案】B 【详解】A．从A点到B点，运动员克服摩擦和空气阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能减小，故A错误； B．从B点冲出至落地过程中，运动员克服空气阻力做功，减少的机械能转化为内能，故B正确； C．由于机械能逐渐减小，运动员在B点冲出后到达最高点时的机械能小于在A点时的机械能，因此在B点冲出后不能达到C点，故C错误； D．落地时机械能小于A点机械能，是因为部分机械能转化为内能，总能量保持不变，能量守恒，故D错误。 故选B。 【变式2-1】我国某科技公司发射的太空算力卫星，将数据中心搬到太空，利用太阳能电池板发电，在太空完成计算、存储等任务，并将数据传回地球。其在轨运行示意图如图所示。 （1）卫星携带的算力芯片工作时，电能转化为内能，但这些内能无法自发地再转化为电能，说明能量的转化具有______，在能量转化和转移的过程中，能量的总量______。 （2）目前发射卫星使用的推进剂主要有液氢，偏二甲肼等。完全燃烧时，液氢产生的热量比等质量的偏二甲肼产生的热量多，这说明液氢的______大。 【答案】（1）方向性 保持不变 （2）热值 【详解】（1）电能可以自发转化为内能，但内能无法自发反向转化为电能，这是能量转化的典型特征，说明能量的转化是有方向性的；根据能量守恒定律，在所有能量的转化和转移过程中，能量的总量始终保持不变。 （2）热值的物理定义是单位质量的燃料完全燃烧时释放的热量，等质量的液氢完全燃烧放出的热量比偏二甲肼更多，说明液氢的热值更大。 【变式2-2】如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同，小球在A点的动能_______B点的动能；整个过程中，能量的总量_______。（选填“增加”或“减少”或“不变”） 【答案】 大于 不变 【详解】A、B两点高度相同，同一小球质量也相同，所以小球在A点的重力势能等于B点的重力势能；小球弹跳过程中，根据图中反弹高度越来越低可知机械能逐渐减小，即A点的机械能大于B点的机械能，又因为小球在A点的重力势能等于B点的重力势能，所以A点的动能大于B点的动能。减少的机械能用于克服阻力做功，转化成了内能，但能量的总和不变，即能量守恒。 【知识点3 常见的能源】 1. 能源：能量以各种形式蕴藏在大自然中，使世界呈现出生机勃勃的景象。我们把能够提供能量的物质资源叫做能源。 2. 能量的由来 （1）地球上大部分能源所具有的能量都来自太阳。 （2）从自然界直接获得的能源：如风能、水能、地热能、核能、煤、石油、天然气等能源，在农村生活中常见的秸秆、薪柴等也可以从自然界直接获得。 （3）经过加工或转化而来的能源：有些能源不能从自然界直接获得，但可以经过加工或转化而来，例如需对石油进行提炼才能获得汽油，需对煤进行加工才能获得焦炭，生活中常见的电能也是由其他形式的能源转化而来的。 【例3】冬天用热水袋取暖时，热水袋将______（选填“温度”、“能量”）转移给手，手的体表温度升高，内能____（选填“变大”、“变小”、“不变”），这是利用_____的方式改变物体的内能。 【答案】 能量 变大 热传递 【详解】由热传递的本质可知，热传递过程中转移的是能量，温度无法被转移； 因同一物体温度升高时内能变大； 由改变内能的方式可知，该过程是通过热传递改变物体内能。 【变式3-1】目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核_______（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，发电机的原理是___________。 【答案】 不可再生 裂变 电磁感应现象 【详解】核能的消耗依赖核燃料，这类核燃料在自然界中短时间内无法得到补充，因此属于不可再生能源。 目前人类可控的大规模核能释放形式是原子核的裂变，核电站正是利用可控的核裂变链式反应释放能量发电，核聚变目前还无法实现可控的大规模商用发电。 发电机是基于电磁感应现象工作的，即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，将机械能转化为电能。 【变式3-2】原子由原子核和________构成的，太阳利用氢原子核在超高温下发生________（选填“裂变”或“聚变”），源源不断地释放能量。太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 核外电子 聚变 可再生 【详解】根据原子结构的相关知识，原子由原子核和核外绕核运动的核外电子构成。 太阳内部的氢原子核在超高温环境下，会发生原子核的聚合反应，即聚变，该过程会释放出巨大的能量，为太阳提供源源不断的能量来源。太阳能可以持续从自然界得到，属于可再生能源。 【知识点4 能源的开发与利用进程】 1. 太阳能的利用：人类最早使用的能源是太阳能，原始时期，人类所能获得的能源来源于太阳辐射所带来的光热。 2. 火的利用：人类历史上第一次意义重大的能源革命是对火的利用，由此人类开发利用能源的时代正式开启。从“钻木取火”开始，意味着火这种自然力被人类初步掌握，从而使人类走出了茹毛饮血的时代。农业文明时代的秸秆、薪柴等是火力的主要来源。 3. 风能的利用：风能主要用于船舶航行、风车灌溉等。 4. 水能的利用：水能的开发利用也有着悠久的历史，应用于农业、冶炼、纺织等多个领域。 5. 化石能源的利用：蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，直接导致了第二次能源革命，使人类进入工业化社会。随后，人们发明了以汽油和柴油为燃料的内燃机，石油以其更高热值、更易运输等特点，成为了新的重要能源。 6. 电能的利用：19世纪初，根据电磁感应现象原理，发明了发电机，使化石能源转换成更加便于输送和利用的电能，电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。 7. 核能的利用：20世纪40年代，科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。 8. 燃料电池：燃料电池是一种新型能量转化装置，它将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化成电能。燃料电池具有很高的经济价值，目前实际运行的各种燃料电池的转换效率一般在45%～60%。燃料电池被誉为继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。 【例4】以下列出了几种能源：①薪柴、②煤炭、③核能、④石油。这些能源按照能源发展史排序正确的是（　　） A．①③②④ B．①②④③ C．①②③④ D．②①④③ 【答案】B 【详解】这几种能源按照能源发展史排序： ①薪柴：古代至18世纪工业革命前，人类最早利用的主要能源，支撑了从原始文明到农业文明的漫长发展，被称为“薪柴时期”； ②煤炭：约18世纪至19世纪中期，蒸汽机的发明和广泛应用使煤炭取代薪柴成为主要能源，推动了第一次工业革命，人类进入“煤炭时期”； ④石油：约19世纪中期至今，内燃机的发明使石油的重要性凸显，逐步取代煤炭成为主导能源，推动了交通运输和工业的飞速发展，进入“石油时期”； ③核能：约20世纪中期至今，原子能技术的突破拉开了第三次能源革命的序幕，核能成为一种新的强大能源。 故B正确，ACD错误。故选B。 【变式4-1】我国西部地区风力资源丰富，可以用来发电。如图所示，风力发电机发电过程中，能量转化顺序正确的是（     ） A．风能电能机械能 B．电能机械能风能 C．风能机械能电能 D．机械能风能电能 【答案】C 【详解】风推动叶片旋转，风能转化为叶片的机械能；叶片带动发电机工作，机械能转化为电能，故选C。 【变式4-2】中国空间站的建造和运营对科学研究具有重大意义，空间站每90分钟绕行地球一圈，相对于地球它是________（选填“运动”或“静止”）的。空间站的能量补给靠的是太阳能电池板，它能将太阳能转化成________能，太阳内部一直发生着核________（“聚变”或“裂变”）反应，释放大量的能量。太阳能是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 运动 电 聚变 可再生 【详解】在空间站绕地球转动时，空间站相对于地球的位置持续发生改变，因此是运动的。 太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能，以此为空间站提供能量补给。 太阳内部的氢原子核在高温高压的环境下发生核聚变反应，释放出大量能量。 太阳能可以源源不断从自然界获取，因此属于可再生能源。 【知识点5 可再生能源与不可再生能源】 1. 可再生能源 自然界中有些能源可以源源不断地得到补充，或能在较短周期内再生，比如风能、水能、 太阳能等，这些能源称为可再生能源。 2. 不可再生能源 有些能源的形成需要漫长的时间，越用越少，也不能在短期内从自然界得到补充，比如煤、石油、天然气都是古代生物的残骸通过长期的地质变迁形成的，这类能源称为不可再生能源。 【例5】新质生产力作为新时代能源领域的核心驱动力，正引领着一场深刻变革。下列属于可再生能源的是（　　） A．核能 B．煤炭 C．石油 D．风能 【答案】D 【详解】不可再生能源是不可能在短期内从自然界得到补充的能源。核能、煤炭、石油属于不可再生能源。可再生能源是可以从自然界中源源不断地得到的能源。风能为可再生能源。故选D。 【变式5-1】风能属于（     ） A．可再生能源、清洁能源 B．可再生能源、非清洁能源 C．不可再生能源、清洁能源 D．不可再生能源、非清洁能源 【答案】A 【详解】风能可在短期内从自然界源源不断获取，属于可再生能源；风能在使用过程中无污染物排放，对环境友好，属于清洁能源。故选A。 【变式5-2】人工智能时代离不开充足电力支撑，下列发电方式中，利用不可再生能源发电的是（     ） A．核能发电 B．潮汐能发电 C．地热能发电 D．太阳能发电 【答案】A 【详解】像潮汐能、太阳能、地热能、水能等能源，可以从自然界中源源不断得到补充，属于可再生能源；像核能、煤炭、石油等能源，在短期内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源。所以A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 【知识点6 核能】 1. 化石能源对环境造成的影响 化石能源的过度使用也是造成环境变化与污染的主要因素。大量化石能源的消耗，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，导致全球气候变暖。同时，化石能源消耗过程中还带来了大量的有害气体和烟尘排放，也是造成大气污染的重要原因。 2. 常见的清洁能源 通过科技的创新，目前主要的清洁能源有：核能、太阳能、地热能等。 3. 核能 核能是通过核反应使原子核发生变化时所释放的能量，通常指重核裂变或轻核聚变所释放的巨大能量（选填“裂变”或“聚变”）。 （1）裂变：科学家们发现用中子轰击铀核，能使其分裂成几个中等质量的核，同时释放巨大的能量。原子核裂变时，不但会释放巨大的能量，还会伴随2～3个中子产生，新的中子又会使其他原子核继续裂变。 铀核裂变示意图 （2）核电站：利用裂变产生的核能发电，它的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所，它能够控制链式反应的速度，缓慢、平稳地释放核能的装置。 （3）聚变：如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能，这就是聚变。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。 【例6】原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。我国自主设计、建造的“东方超环”核反应装置用于研究如图所示的核反应，这种反应叫作核_____（选填“裂”或“聚”）变。 【答案】 不可再生 聚 【详解】因核燃料不能在短期内从自然界得到补充，故属于不可再生能源。 由图示核反应的微观过程可知，是氘原子核和氚原子核两个轻原子核，结合成质量较大的氦原子核的过程，这种轻核结合的核反应叫作核聚变。 【变式6-1】下列关于核能利用及处理，说法正确的是（     ） A．核能取之不尽，用之不竭 B．核能属于不可再生能源 C．核电站通过核聚变方式获得核能 D．核废料可直接排入大海 【答案】B 【详解】A．核燃料是地球上储量有限的矿产资源，消耗后无法快速补充，不是取之不尽的，故A错误； B．核燃料消耗后短期内无法从自然界源源不断获得补充，因此核能属于不可再生能源，故B正确； C．目前核电站都是通过可控核裂变获取核能，核聚变尚未实现可控和平利用发电，故C错误； D．核废料具有放射性，会严重污染环境，必须经过专门安全处理，不能直接排入大海，故D错误。 故选B。 【变式6-2】核电站利用核_________释放能量；太阳内部进行核________释放能量；能量在转化过程中总量保持___________。 【答案】 裂变 聚变 不变 【详解】核电站的核心设备是核反应堆，是通过可控的核裂变反应来释放核能发电的。 太阳内部时刻在发生轻原子核结合成较重原子核的反应，这种核反应叫做核聚变，也叫热核反应，是太阳向外辐射巨大能量的来源。 根据能量守恒定律，能量只会在不同形式之间转化、或在不同物体之间转移，整个过程中能量的总量始终保持不变。 【知识点7 太阳能】 太阳是一个巨大而炙热的星球，它的主要成分是氢和氦。在太阳的中心区域不断发生着核聚变，几乎每秒就有6亿多吨氢聚变成氦，同时源源不断地释放出巨大的能量。 人类利用太阳能的方式主要是发电。太阳能发电的形式一般有光伏发电和光热发电。 1. 光伏发电：是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能。 2. 光热发电：是通过光学聚焦的方式将太阳能聚集起来，产生高温高压的蒸汽来驱动发电。 【例7】（多选题）如图是绥化市安装的“风光互补”路灯，它的最上端是一台风力发电机，灯柱上配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列关于该“风光互补”路灯的说法正确的是（     ） A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．照明灯工作时，将电能转化为化学能 D．蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能 【答案】BD 【详解】A．风力发电机发电时，是风的机械能带动发电机运转，最终得到电能，能量转化是机械能转化为电能，故A错误； B．太阳能电池板的工作原理就是吸收太阳能，将其转化为电能储存或供给电路使用，故B正确； C．照明灯工作时消耗电能，最终主要转化为光能和少量内能，故C错误； D．蓄电池夜晚对外供电时，属于放电过程，内部储存的化学能释放出来转化为电能供给路灯，故D正确。 故选BD。 【变式7-1】社区公园里的太阳能智慧座椅，顶部装有太阳能电池板，白天吸收阳光储存电能，可供手机充电。高配版本还可以利用储存的电能开启座椅自带的风扇。下列关于能量转化说法正确的是（     ） A．太阳能电池板工作时，将电能转化为光能 B．风扇工作时，将机械能转化为电能 C．给手机充电时，电能转化为化学能 D．整个过程中能量总量会不断减少 【答案】C 【详解】A．太阳能电池板工作时，将光能（太阳能）转化为电能，故A错误； B．风扇工作时，将电能转化为机械能，故B错误； C．给手机充电时，消耗电能，将电能转化为化学能储存在电池中，故C正确； D．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，整个过程中能量总量保持不变，故D错误。 故选C。 【变式7-2】学校使用风力发电路灯，每个路灯配备一台小风力发电机，得到的电能储存于蓄电池中，供路灯使用。相关参数如表，其中蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，当蓄电池的容量只剩下总容量的20%时，蓄电池停止供电。 蓄电池 路灯 额定电压 12V 额定电压 12V 容量 100Ah 额定功率 100W （1）风能属于__________能源，发电机的工作原理是__________，给蓄电池充电时，蓄电池在电路中属于______（选填“电源”或“用电器”）； （2）一个充满电的蓄电池可向一盏路灯持续供电______h。学校共有100盏这样的路灯，每天照明10h，电价为0.5元/（kW·h），每月（30天）可节省电费______元。 【答案】 可再生 电磁感应 用电器 9.6 1500 【详解】（1）风能在短时间内能重复使用，是可再生能源。 闭合回路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这个现象叫做电磁感应现象，发电机就是根据这个原理制成的。 给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，相当于电路中的用电器。 （2）蓄电池容量为100Ah，充满电能有效使用的为总容量的80％，即 由P=UI可知，路灯的额定电流 一个充满电的蓄电池可向一盏路灯持续供电的时间 100盏路灯每天照明10h，30天消耗的电能 节省的电费为0.5元/（kW·h）×3000kW·h=1500元 1．下列过程主要发生能量转移的是（     ） A．双手摩擦生热 B．泡热水取暖 C．利用核电站发电 D．用电灯照明 【答案】B 【详解】能量转移的判断依据为能量种类不发生改变，能量转化的判断依据为能量种类发生改变。 A．双手摩擦生热，机械能转化为内能，能量种类改变，属于能量转化，故A不符合题意； B．泡热水取暖，内能从热水转移到人体，能量种类不变，属于能量转移，故B符合题意； C．核电站发电，核能最终转化为电能，能量种类改变，属于能量转化，故C不符合题意； D．电灯照明，电能转化为光能和内能，能量种类改变，属于能量转化，故D不符合题意。 故选B。 2. 物体的运动有多种多样的形式。跟物体的运动一样，能量也有多种形式。下列物质或过程中蕴含电磁能的是（　　） A．奔跑的猎豹 B．人的食物 C．雷达天线发射的信号 D．木材燃烧 【答案】C 【详解】A．奔跑的猎豹具有动能，属于机械能，不含电能，故A不符合题意； B．人的食物储存的是化学能，不含电能，故B不符合题意； C．雷达天线发射的信号是电磁波，电磁波的本质是变化的电场与磁场共同传播形成的，蕴含电磁能，故C符合题意； D．木材燃烧是化学能转化为内能和光能的过程，不含电能，故D不符合题意。 故选C。 3．下列实例中，能说明光能转化为化学能的是（     ） A．木柴燃烧 B．电风扇吹风 C．植物的光合作用 D．电灯发光 【答案】C 【详解】A．木柴燃烧是化学能转化为内能和光能，故A不符合题意； B．电风扇吹风是电能转化为机械能，故B不符合题意； C．植物的光合作用是光能转化为化学能，故C符合题意； D．电灯发光是电能转化为光能和内能，故D不符合题意。 故选C。 4．下列属于不可再生能源的是（　　） A．水能 B．风能 C．天然气 D．太阳能 【答案】C 【详解】ABD．水能、风能、太阳能均可在自然界中获得，属于可再生能源，故ABD不符合题意； C．天然气为化石能源，消耗后短时间内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C符合题意。故选C。 5．下列有关能量转化的说法中不正确的是（     ） A．电风扇工作，电能转化为机械能 B．太阳能电池板发电过程中，将光能转化为电能 C．柴油机的做功冲程，机械能转化为内能 D．使用手机的过程中，电池发生的能量转化是化学能转化为电能 【答案】C 【详解】A．电风扇工作消耗电能，获得机械能，能量转化为电能转化为机械能，故A正确； B．太阳能电池板发电时消耗光能，获得电能，能量转化为光能转化为电能，故B正确； C．柴油机做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，能量转化为内能转化为机械能，故C错误； D．手机使用时电池放电，消耗化学能获得电能，能量转化为化学能转化为电能，故D正确。 题目要求选不正确的，故选C。 6. 下列说法正确的是（   ） A．地球上的潮汐能和地热能来自太阳能 B．核燃料、石油是可再生能源 C．核电站利用核聚变发电 D．手机利用电磁波交流信息 【答案】D 【详解】A．潮汐能来源于太阳、月球的引力变化而形成的，地热能是来自地球本身，故A错误； B．核燃料、石油在地球上的储量是有限的，越用越少，消耗后在短时间内不可再生，属于不可再生能源，故B错误； C．目前的核电站都是利用核裂变释放能量来发电的，故C错误； D．电磁波能在真空中传播，电磁波可以传递信息。手机既可以接受电磁波，也可以发射电磁波，所以手机是利用电磁波交流信息的，故D正确。 故选D。 7．人类的发展离不开能源，实现“碳达峰碳中和”是我国对世界作出的庄严承诺。同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 B．煤、石油、天然气、核能都属于不可再生能源 C．目前，核电站是利用可控核聚变释放的核能发电的 D．冬季采暖时，调低暖气温度可以节约能源 【答案】C 【详解】A．太阳能电池工作时，直接将太阳能转化为电能，故A正确； B．煤、石油、天然气是化石能源，核能依赖铀矿，短期内无法从自然界源源不断得到补充，都属于不可再生能源，故B正确； C．现有核电站依靠可控核裂变释放核能发电；核聚变目前还无法实现可控大规模商用发电，故C错误； D．冬季采暖调低暖气温度，减少热量消耗，能够节约能源，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 8．能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，从古至今，人类对能量与能源的研究从未停止。近期，我国的风力发电技术得到了较大的发展。下列说法正确的是（　　） A．风能是一种不可再生能源 B．风力发电机可以将机械能转化为电能 C．风能与煤都属于清洁能源 D．风力发电机的能量转化效率能达到100% 【答案】B 【详解】A．空气的流动形成风，风能是一种可再生能源，故A错误； B．风力发电机发电时，风吹动风叶，再带动发电机转动，将机械能转化为电能，故B正确； C．风能属于清洁能源，煤燃烧时产生粉尘和有害气体，不属于清洁能源，故C错误； D．任何机械工作时不可避免的要做额外功，机械效率不可能达到100%，风力发电机的能量转化效率也不可能达到100%，故D错误。 故选B。 9．人们利用能量的过程就是能量转化和转移的过程。下列能量转化分析错误的是（     ） A．太阳能发电——太阳能转化为电能 B．摩擦生热——内能转化为机械能 C．电风扇工作——电能转化为机械能 D．蓄电池充电——电能转化为化学能 【答案】B 【详解】A．太阳能发电过程中太阳能转化为电能，故A正确； B．摩擦生热是克服摩擦做功，消耗机械能获得内能，能量转化为机械能转化为内能，故B错误； C．电风扇工作时消耗电能，主要将电能转化为机械能，故C正确； D．蓄电池充电时消耗电能，将电能转化为化学能储存，故D正确。 本题选择描述错误的，故选B。 10．下列关于能量的转化与守恒的相关描述，正确的是（     ） A．由能量守恒定律可知，热机的效率可以达到100% B．社会对能源的需求导致能源枯竭，说明自然界的能量是不守恒的 C．在能量的利用中，总会有一部分能量未被利用而损失了 D．由于能量的转移与转化时能量是守恒的，所以我们不需要节约能源 【答案】C 【详解】AC．热机工作时，不可避免会有废气带走能量、克服机械摩擦损耗能量等额外能量损失，实际热机效率一定低于100%，故A错误，C正确； B．能源枯竭是指可被人类方便利用的化石能源等品质高的能源越来越少，自然界的总能量始终是守恒的，并没有消失，故B错误； D．虽然能量总量守恒，但能量的转化和转移是有方向性的，散失的能量无法自动重新被收集利用，可利用的高品质能源是有限的，因此我们仍然需要节约能源，故D错误。 故选C。 11．如图是人们曾经设想的“永动机”。右边的小球向外滚动，对轮子压力的力臂增大，左边的小球向内滚动，对轮子压力的力臂减小，这样利用小球推动轮子不停地顺时针转动。该装置转动的过程，下列判断正确的是（     ） A．机械能始终不变 B．会受到摩擦阻力 C．不需要补充能量，可以一直转动下去 D．将摩擦生成的内能再转化为机械能，就可以一直转动下去 【答案】B 【详解】A．装置转动过程中，需要克服摩擦阻力做功，部分机械能会转化为内能，机械能总量不断减小，并非始终不变，故A错误； B．只要是接触的相对运动（或有相对运动趋势）的物体间就会存在摩擦，该装置的转轴、小球和轮槽之间转动时都会受到摩擦阻力，故B正确； C．由于摩擦会持续消耗机械能，若不补充能量，装置的机械能会逐渐耗尽，最终一定会停止转动，不可能永远转动，违背能量守恒定律，故C错误； D．能量的转化具有方向性，摩擦产生的内能无法自发、全部地重新转化为机械能驱动轮子持续转动，该设想不可能实现，故D错误。 故选B。 12. 下列4幅图的说法中正确的是（     ） A．甲图，用燃气灶烧水时，热量从铁锅传递给水 B．乙图，小球弹跳的高度逐渐降低，说明小球的能量不守恒 C．丙图，火箭发射时加速上升，是动能转化为重力势能 D．丁图，只要坚持不懈，科学家们终有一天会发明出永动机 【答案】A 【详解】A．热传递过程中热量从高温物体传向低温物体，烧水时铁锅温度高于水，热量从铁锅传递给水，故A正确； B．小球的机械能逐渐减少，部分机械能转化为内能并转移到周围环境中；小球与环境组成的系统总能量守恒，故B错误； C．火箭发射时加速上升，质量不变，速度增大，高度增大，动能和重力势能均增加，动能没有转化为重力势能，故C错误； D．根据能量守恒定律可知，能量的总量保持不变，但是机械在运转过程中，由于摩擦等因素的存在，总会有一部分能量转化成了其他形式的能，所以机械能有损失，故永动机不可能发明出来的，故D错误。 故选A。 13. （多选题）关于能量的转化与守恒，下列说法错误的是（     ） A．在多米诺骨牌中，轻推第一小块木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，这说明能量凭空增加了 B．人们利用风力和水力发电，发电过程将机械能转化为电能 C．海洋生物枪虾能挤出很大的水柱，水柱产生的气泡破裂时会产生高温并发出声音和光。这个过程中，内能、声能和光能转化为机械能 D．行驶的燃油汽车中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能 【答案】AC 【详解】A．根据能量守恒定律，能量不会凭空产生，多米诺骨牌倒下过程是各骨牌储存的重力势能逐步转化为动能，能量未凭空增加，故A错误； B．风力、水力发电过程将机械能转化为电能，故B正确； C．该过程消耗机械能，得到内能、声能和光能，是机械能转化为内能、声能、光能，选项中能量转化方向错误，故C错误； D．燃油汽车工作时，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分以内能形式散失到发动机和周围环境，符合能量守恒，故D正确。 本题选择说法错误的，故选AC。 14. “可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种_________能源（选填“清洁”或“污染”）；甲烷完全燃烧能产生______J热量。[甲烷的热值]。 【答案】 清洁 【详解】因可燃冰燃烧后几乎不产生任何残渣，故为清洁能源；由可知，甲烷完全燃烧产生的热量为 15. 如图甲乙所示，是释放核能的两种方式。核电站利用图____（选填 “甲” 或 “乙”）方式释放的能量发电，所产生的电能是____（选填 “一次” 或 “二次”）能源。核能发电是利用核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动涡轮机转动，从而带动发电机发电。核能发电过程中的能量转化如图丙所示，图中②处的能量形式是________。 【答案】 甲 二次 机械能 【详解】甲为核裂变过程，乙为核聚变过程，核电站利用核裂变释放能量发电； 电能需由其他形式的能转化得到，属于二次能源； 高温高压蒸汽推动汽轮机转动，将内能转化为机械能，故②处的能量形式为机械能。 16. 某地图软件新增北斗卫星求救功能，手机用户可以在无网络的情况下利用该功能发起求救，求救信号是通过_______向卫星传递的。北斗卫星装备了太阳能电池板，太阳能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 电磁波 可再生 【详解】卫星通信依赖电磁波传递信息，电磁波能在真空中传播，因此无网络环境下求救信号可通过电磁波向卫星传递； 可再生能源是可以从自然界源源不断获取的能源，太阳能可持续从太阳获取，属于可再生能源。 17. 如下图所示，用酒精灯加热试管中的水。 （1）当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内的水蒸气推出，水蒸气的_________能转化为塞子的机械能，内燃机就是这个原理做成的，生活中内燃机给我们带来了便利，同时也带给了我们很多污染，例如：_________；（举出一个例子） （2）能量的转化很常见，例如电动机工作时，是________能转化为________能；能量在转化的过程中总量是不变的，因此永动机是_________（选填“可能”“不可能”）做成的。 【答案】（1）内 空气污染 （2）电 机械 不可能 【详解】（1）当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内的水蒸气推出，此时高温水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 内燃机在工作时会产生噪声、排出废气等，会造成噪声污染或者空气污染。 （2）电动机工作时消耗电能，产生机械运动，是将电能转化为机械能。 根据能量守恒定律可知，能量不能凭空消失，也不能凭空产生，故永动机不可能做成。 18. 我国某科技公司发射的太空算力卫星，将数据中心“搬”到太空，利用太阳能电池板发电，在太空完成计算、存储等任务，并将数据传回地球，其在轨运行示意图如图所示。 （1）太阳能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）卫星携带的算力芯片工作时，电能转化为内能，但这些内能无法自发地再转化为电能，说明能量的转化具有__________。在能量转化和转移的过程中，能量的总量_______。 （3）数据信息传回地球利用的是__________ （4）目前发射卫星使用的推进剂主要有液氢、偏二甲肼等。完全燃烧时，液氢产生的热量比等质量的偏二甲肼产生的热量多，这说明液氢的__________大。 【答案】（1）可再生 （2）方向性 保持不变（3）电磁波 （4）热值 【详解】（1）太阳能可以从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源。 （2）电能转化为内能后，这些内能无法自发地再转化为电能，说明能量的转化具有方向性。 根据能量守恒定律，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 （3）太空与地球之间是真空，电磁波可以在真空中传播，故数据信息传回地球利用的是电磁波。 （4）由可知，完全燃烧相同质量的燃料，液氢产生的热量更多，说明液氢的热值大。 19. 下表列出了从1973年到1995年世界能源生产的变化情况，利用表中的信息回答下面的问题： 能源 生产的能源单位（1973年） 生产的能源单位（1995年） 煤 1498 2179 天然气 964 1775 水电 107 242 核能 54 646 石油 2730 3228 总能源合计 5353 8070 （1）表中能源属于化石能源的有：__________。 （2）从1973～1995年，能源总产量是如何变化的？ （3）1995年核能生产占能源总产量的百分之几？ （4）1995年哪一种能源最重要？ （5）1995年可再生能源相对世界能源总产量的重要性怎样？ 【答案】（1）煤、天然气、石油。（2）见解析（3）见解析（4）见解析（5）见解析 【详解】（1）化石能源是指由远古时代的动植物在地壳中经过几亿年转化而来的燃料，包括石油、煤和天然气。因此从表中可知，属于化石能源的是煤、天然气、石油。 （2）观察表格数据可知，从1973~1995年，能源的总产量由5353能源单位增加到了8070能源单位。 （3）1995年核能生产占能源总量的百分比为 （4）观察表格数据，看出1995年消耗量最多的能源是石油，说明1995年最重要的能源是石油。 （5）世界生产的能源中，可再生能源有：水能、风能等；不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能。由表中信息可知，1973年水电生产占能源总量的百分比为 1995年水电生产占能源总量的百分比为 尽管1995年可再生能源占能源总量的百分比相较于1973年有所提高，而其在1995年相对世界能源总产量而言，所贡献比例最小，即重要程度最小。然而不可再生能源会逐渐耗尽，短期内不能够从自然界源源不断得到补充，因此发展可再生能源仍然是非常重要的，随着科技进步新型的可再生能源使用也会越来越广泛。 20. 如图所示，为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，当地建设了一座水深达到15m的小型水力发电站。水力发电站利用水下泄时冲动水轮发电机发电，供当地居民生活所需。若水从10m高处下泄，每小时下泄水的重力为7.2×107 N，水的重力做的功有80%转化为电能，水的密度为1.0×103 kg/m3。 （1）该水力发电站是将水能转化为电能；水能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）求每小时下泄水的重力做的功； （3）我国大型火力发电厂标准煤的煤耗大致为320g/（kW⋅h），计算该水力发电站每小时所发电量可以节约标准煤的质量。 【答案】（1）可再生 （2）7.2×108 J （3）51.2kg 【详解】（1）水能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源。 （2）每小时下泄水的重力做的功为 （3）水力发电站每小时所发电量为 可以节约标准煤的质量为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17章 能量的转移和转化 能源 目录 知识框架 1 知识精讲 2 【知识点1 能量的转移和转化】 2 【知识点2 能量守恒定律】 3 【知识点3 常见的能源】 5 【知识点4 能源的开发与利用进程】 5 【知识点5 可再生能源与不可再生能源】 6 【知识点6 核能】 7 【知识点7 太阳能】 8 课后作业 9 崇山峻岭间奔腾的水流通过发电机把机械能转化为电能。合理地利用自然界中蕴藏的能量，是人类需要解决的重大课题。本章我们将学习能量转移和转化的规律、能源开发利用与可持续发展的关系。 通过本章内容的学习，你将知道能量守恒定律；了解能量利用效率及能量转移和转化具有方向性； 认识到人类面临的能源危机，体会节约能源和可持续发展的重要性。 【知识点1 能量的转移和转化】 1. 物质不同的运动形式对应不同的能量 （1）机械能：机械能包括动能、重力势能和弹性势能。 （2）内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都具有内能。 （3）太阳能：太阳能‌是太阳内部氢核聚变反应产生、以电磁辐射形式传播到地球的可再生清洁能源，核心表现为光能和热能，是地球上绝大多数能量的根本来源。 （4）化学能：‌化学能‌是储存在物质内部、无法直接做功的隐蔽能量，只有通过化学反应才能释放或转化为其他形式的能量，是自然界最基础的能量存在形式之一。 （5）电能：‌电能‌是电流以各种形式做功的能力，属于典型的二次能源，是现代社会生产生活最核心的动力能源之一。 （6）核能：即原子能。原子核结构发生变化放出的能量。 2. 能量的转化和转移 不同形式的能量在一定条件下都可以转移或转化。 【例1】我国西部地区风力资源丰富，可以用来发电。如图所示，风力发电机发电过程中，能量转化顺序正确的是（     ） A．风能 电能 机械能 B．电能 机械能 风能 C．风能 机械能 电能 D．机械能 风能 电能 【变式1-1】2026年7月10日，中国航天取得历史性突破，长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场成功首飞，并完成了全球首次运载火箭海上网系回收任务。下列说法正确的是（     ） A．火箭燃料燃烧时，燃料的内能转化为化学能 B．火箭与大气摩擦生热，火箭的机械能转化为内能 C．火箭配套的电动机运转时，由机械能转化为电能 D．火箭在加速升空时，能量守恒定律不成立 【变式1-2】下列过程中，属于内能转化为机械能的是（　　） A．电风扇工作时，扇叶转动 B．双手相互摩擦，手心变热 C．燃料在气缸内燃烧 D．水蒸气把壶盖顶起 【知识点2 能量守恒定律】 1. 能量守恒定律 能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只会从一种形式转化为其他 ，或者从一个物体转移到其他 ，或者从物体的一部分转移到其他部分；在转化或转移的过程中，能量的总和保持 。 2. 对能量守恒定律的理解 （1）能量守恒定律，是自然界 、 的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。 （2）能量守恒定律包括“能量 ”和“能量 ”两个方面。 3. 永动机 （1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。然而，从没有一种永动机成功过，因为违背了能量守恒定律。 （2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本 制造出永动机。 4. 能量转化和转移具有方向性。 【例2】图甲是运动员在北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下，从B点冲出，如图乙所示（空气阻力不可忽略）。下列关于运动员的说法正确的是（     ） A．从A点到B点的过程中机械能不变 B．从B点冲出至落地部分机械能转化为内能 C．在空中能到达C点 D．落地时的机械能小于A点的机械能，说明能量不守恒 【变式2-1】我国某科技公司发射的太空算力卫星，将数据中心搬到太空，利用太阳能电池板发电，在太空完成计算、存储等任务，并将数据传回地球。其在轨运行示意图如图所示。 （1）卫星携带的算力芯片工作时，电能转化为内能，但这些内能无法自发地再转化为电能，说明能量的转化具有______，在能量转化和转移的过程中，能量的总量______。 （2）目前发射卫星使用的推进剂主要有液氢，偏二甲肼等。完全燃烧时，液氢产生的热量比等质量的偏二甲肼产生的热量多，这说明液氢的______大。 【变式2-2】如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同，小球在A点的动能_______B点的动能；整个过程中，能量的总量_______。（选填“增加”或“减少”或“不变”） 【知识点3 常见的能源】 1. 能源：能量以各种形式蕴藏在大自然中，使世界呈现出生机勃勃的景象。我们把能够提供能量的物质资源叫做 。 2. 能量的由来 （1）地球上大部分能源所具有的能量都来自 。 （2）从自然界直接获得的能源：如 等能源，在农村生活中常见的秸秆、薪柴等也可以从自然界直接获得。 （3）经过加工或转化而来的能源：有些能源不能从自然界直接获得，但可以经过加工或转化而来，例如需对石油进行提炼才能获得汽油，需对煤进行加工才能获得焦炭，生活中常见的电能也是由其他形式的能源转化而来的。 【例3】冬天用热水袋取暖时，热水袋将______（选填“温度”、“能量”）转移给手，手的体表温度升高，内能____（选填“变大”、“变小”、“不变”），这是利用_____的方式改变物体的内能。 【变式3-1】目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核_______（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，发电机的原理是___________。 【变式3-2】原子由原子核和________构成的，太阳利用氢原子核在超高温下发生________（选填“裂变”或“聚变”），源源不断地释放能量。太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【知识点4 能源的开发与利用进程】 1. 太阳能的利用：人类最早使用的能源是 能，原始时期，人类所能获得的能源来源于太阳辐射所带来的光热。 2. 火的利用：人类历史上第一次意义重大的能源革命是对 的利用，由此人类开发利用能源的时代正式开启。从“钻木取火”开始，意味着火这种自然力被人类初步掌握，从而使人类走出了茹毛饮血的时代。农业文明时代的秸秆、薪柴等是火力的主要来源。 3. 风能的利用：风能主要用于船舶航行、风车灌溉等。 4. 水能的利用：水能的开发利用也有着悠久的历史，应用于农业、冶炼、纺织等多个领域。 5. 化石能源的利用： 的发明是人类利用能量的新里程碑，直接导致了第二次能源革命，使人类进入工业化社会。随后，人们发明了以汽油和柴油为燃料的内燃机，石油以其更高热值、更易运输等特点，成为了新的重要能源。 6. 电能的利用：19世纪初，根据 原理，发明了发电机，使化石能源转换成更加便于输送和利用的电能，电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。 7. 核能的利用：20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置—— ，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。 8. 燃料电池：燃料电池是一种新型能量转化装置，它将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化成电能。燃料电池具有很高的经济价值，目前实际运行的各种燃料电池的转换效率一般在45%～60%。燃料电池被誉为继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。 【例4】以下列出了几种能源：①薪柴、②煤炭、③核能、④石油。这些能源按照能源发展史排序正确的是（　　） A．①③②④ B．①②④③ C．①②③④ D．②①④③ 【变式4-1】我国西部地区风力资源丰富，可以用来发电。如图所示，风力发电机发电过程中，能量转化顺序正确的是（     ） A．风能电能机械能 B．电能机械能风能 C．风能机械能电能 D．机械能风能电能 【变式4-2】中国空间站的建造和运营对科学研究具有重大意义，空间站每90分钟绕行地球一圈，相对于地球它是________（选填“运动”或“静止”）的。空间站的能量补给靠的是太阳能电池板，它能将太阳能转化成________能，太阳内部一直发生着核________（“聚变”或“裂变”）反应，释放大量的能量。太阳能是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【知识点5 可再生能源与不可再生能源】 1. 可再生能源 自然界中有些能源可以源源不断地得到补充，或能在较短周期内再生，比如 等，这些能源称为可再生能源。 2. 不可再生能源 有些能源的形成需要漫长的时间，越用越少，也不能在短期内从自然界得到补充，比如 都是古代生物的残骸通过长期的地质变迁形成的，这类能源称为不可再生能源。 【例5】新质生产力作为新时代能源领域的核心驱动力，正引领着一场深刻变革。下列属于可再生能源的是（　　） A．核能 B．煤炭 C．石油 D．风能 【变式5-1】风能属于（     ） A．可再生能源、清洁能源 B．可再生能源、非清洁能源 C．不可再生能源、清洁能源 D．不可再生能源、非清洁能源 【变式5-2】人工智能时代离不开充足电力支撑，下列发电方式中，利用不可再生能源发电的是（     ） A．核能发电 B．潮汐能发电 C．地热能发电 D．太阳能发电 【知识点6 核能】 1. 化石能源对环境造成的影响 化石能源的过度使用也是造成环境变化与污染的主要因素。大量化石能源的消耗，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，导致全球气候变暖。同时，化石能源消耗过程中还带来了大量的有害气体和烟尘排放，也是造成大气污染的重要原因。 2. 常见的清洁能源 通过科技的创新，目前主要的清洁能源有： 、 、地热能等。 3. 核能 核能是通过核反应使原子核发生变化时所释放的能量，通常指重核 或轻核 所释放的巨大能量（选填“裂变”或“聚变”）。 （1）裂变：科学家们发现用中子轰击铀核，能使其分裂成几个中等质量的核，同时释放巨大的能量。原子核裂变时，不但会释放巨大的能量，还会伴随2～3个中子产生，新的中子又会使其他原子核继续裂变。 铀核裂变示意图 （2）核电站：利用裂变产生的核能发电，它的核心设备是 。核反应堆是原子核发生链式反应的场所，它能够控制链式反应的速度，缓慢、平稳地释放 的装置。 （3）聚变：如果将某些质量很 的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的 ，这就是聚变。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。 【例6】原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。我国自主设计、建造的“东方超环”核反应装置用于研究如图所示的核反应，这种反应叫作核_____（选填“裂”或“聚”）变。 【变式6-1】下列关于核能利用及处理，说法正确的是（     ） A．核能取之不尽，用之不竭 B．核能属于不可再生能源 C．核电站通过核聚变方式获得核能 D．核废料可直接排入大海 【变式6-2】核电站利用核_________释放能量；太阳内部进行核________释放能量；能量在转化过程中总量保持___________。 【知识点7 太阳能】 太阳是一个巨大而炙热的星球，它的主要成分是氢和氦。在太阳的中心区域不断发生着核 变，几乎每秒就有6亿多吨氢聚变成氦，同时源源不断地释放出巨大的能量。 人类利用太阳能的方式主要是发电。太阳能发电的形式一般有 发电和 发电。 1. 光伏发电：是利用太阳能电池将 能直接转化为 能。 2. 光热发电：是通过光学聚焦的方式将太阳能聚集起来，产生高温高压的蒸汽来驱动 。 【例7】（多选题）如图是绥化市安装的“风光互补”路灯，它的最上端是一台风力发电机，灯柱上配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列关于该“风光互补”路灯的说法正确的是（     ） A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．照明灯工作时，将电能转化为化学能 D．蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能 【变式7-1】社区公园里的太阳能智慧座椅，顶部装有太阳能电池板，白天吸收阳光储存电能，可供手机充电。高配版本还可以利用储存的电能开启座椅自带的风扇。下列关于能量转化说法正确的是（     ） A．太阳能电池板工作时，将电能转化为光能 B．风扇工作时，将机械能转化为电能 C．给手机充电时，电能转化为化学能 D．整个过程中能量总量会不断减少 【变式7-2】学校使用风力发电路灯，每个路灯配备一台小风力发电机，得到的电能储存于蓄电池中，供路灯使用。相关参数如表，其中蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，当蓄电池的容量只剩下总容量的20%时，蓄电池停止供电。 蓄电池 路灯 额定电压 12V 额定电压 12V 容量 100Ah 额定功率 100W （1）风能属于__________能源，发电机的工作原理是__________，给蓄电池充电时，蓄电池在电路中属于______（选填“电源”或“用电器”）； （2）一个充满电的蓄电池可向一盏路灯持续供电______h。学校共有100盏这样的路灯，每天照明10h，电价为0.5元/（kW·h），每月（30天）可节省电费______元。 1．下列过程主要发生能量转移的是（     ） A．双手摩擦生热 B．泡热水取暖 C．利用核电站发电 D．用电灯照明 2. 物体的运动有多种多样的形式。跟物体的运动一样，能量也有多种形式。下列物质或过程中蕴含电磁能的是（　　） A．奔跑的猎豹 B．人的食物 C．雷达天线发射的信号 D．木材燃烧 3．下列实例中，能说明光能转化为化学能的是（     ） A．木柴燃烧 B．电风扇吹风 C．植物的光合作用 D．电灯发光 4．下列属于不可再生能源的是（　　） A．水能 B．风能 C．天然气 D．太阳能 5．下列有关能量转化的说法中不正确的是（     ） A．电风扇工作，电能转化为机械能 B．太阳能电池板发电过程中，将光能转化为电能 C．柴油机的做功冲程，机械能转化为内能 D．使用手机的过程中，电池发生的能量转化是化学能转化为电能 6. 下列说法正确的是（   ） A．地球上的潮汐能和地热能来自太阳能 B．核燃料、石油是可再生能源 C．核电站利用核聚变发电 D．手机利用电磁波交流信息 7．人类的发展离不开能源，实现“碳达峰碳中和”是我国对世界作出的庄严承诺。同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 B．煤、石油、天然气、核能都属于不可再生能源 C．目前，核电站是利用可控核聚变释放的核能发电的 D．冬季采暖时，调低暖气温度可以节约能源 8．能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，从古至今，人类对能量与能源的研究从未停止。近期，我国的风力发电技术得到了较大的发展。下列说法正确的是（　　） A．风能是一种不可再生能源 B．风力发电机可以将机械能转化为电能 C．风能与煤都属于清洁能源 D．风力发电机的能量转化效率能达到100% 9．人们利用能量的过程就是能量转化和转移的过程。下列能量转化分析错误的是（     ） A．太阳能发电——太阳能转化为电能 B．摩擦生热——内能转化为机械能 C．电风扇工作——电能转化为机械能 D．蓄电池充电——电能转化为化学能 10．下列关于能量的转化与守恒的相关描述，正确的是（     ） A．由能量守恒定律可知，热机的效率可以达到100% B．社会对能源的需求导致能源枯竭，说明自然界的能量是不守恒的 C．在能量的利用中，总会有一部分能量未被利用而损失了 D．由于能量的转移与转化时能量是守恒的，所以我们不需要节约能源 11．如图是人们曾经设想的“永动机”。右边的小球向外滚动，对轮子压力的力臂增大，左边的小球向内滚动，对轮子压力的力臂减小，这样利用小球推动轮子不停地顺时针转动。该装置转动的过程，下列判断正确的是（     ） A．机械能始终不变 B．会受到摩擦阻力 C．不需要补充能量，可以一直转动下去 D．将摩擦生成的内能再转化为机械能，就可以一直转动下去 12. 下列4幅图的说法中正确的是（     ） A．甲图，用燃气灶烧水时，热量从铁锅传递给水 B．乙图，小球弹跳的高度逐渐降低，说明小球的能量不守恒 C．丙图，火箭发射时加速上升，是动能转化为重力势能 D．丁图，只要坚持不懈，科学家们终有一天会发明出永动机 13. （多选题）关于能量的转化与守恒，下列说法错误的是（     ） A．在多米诺骨牌中，轻推第一小块木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，这说明能量凭空增加了 B．人们利用风力和水力发电，发电过程将机械能转化为电能 C．海洋生物枪虾能挤出很大的水柱，水柱产生的气泡破裂时会产生高温并发出声音和光。这个过程中，内能、声能和光能转化为机械能 D．行驶的燃油汽车中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能 14. “可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种_________能源（选填“清洁”或“污染”）；甲烷完全燃烧能产生______J热量。[甲烷的热值]。 15. 如图甲乙所示，是释放核能的两种方式。核电站利用图____（选填 “甲” 或 “乙”）方式释放的能量发电，所产生的电能是____（选填 “一次” 或 “二次”）能源。核能发电是利用核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动涡轮机转动，从而带动发电机发电。核能发电过程中的能量转化如图丙所示，图中②处的能量形式是________。 16. 某地图软件新增北斗卫星求救功能，手机用户可以在无网络的情况下利用该功能发起求救，求救信号是通过_______向卫星传递的。北斗卫星装备了太阳能电池板，太阳能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 17. 如下图所示，用酒精灯加热试管中的水。 （1）当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内的水蒸气推出，水蒸气的_________能转化为塞子的机械能，内燃机就是这个原理做成的，生活中内燃机给我们带来了便利，同时也带给了我们很多污染，例如：_________；（举出一个例子） （2）能量的转化很常见，例如电动机工作时，是________能转化为________能；能量在转化的过程中总量是不变的，因此永动机是_________（选填“可能”“不可能”）做成的。 18. 我国某科技公司发射的太空算力卫星，将数据中心“搬”到太空，利用太阳能电池板发电，在太空完成计算、存储等任务，并将数据传回地球，其在轨运行示意图如图所示。 （1）太阳能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）卫星携带的算力芯片工作时，电能转化为内能，但这些内能无法自发地再转化为电能，说明能量的转化具有__________。在能量转化和转移的过程中，能量的总量_______。 （3）数据信息传回地球利用的是__________ （4）目前发射卫星使用的推进剂主要有液氢、偏二甲肼等。完全燃烧时，液氢产生的热量比等质量的偏二甲肼产生的热量多，这说明液氢的__________大。 19. 下表列出了从1973年到1995年世界能源生产的变化情况，利用表中的信息回答下面的问题： 能源 生产的能源单位（1973年） 生产的能源单位（1995年） 煤 1498 2179 天然气 964 1775 水电 107 242 核能 54 646 石油 2730 3228 总能源合计 5353 8070 （1）表中能源属于化石能源的有：__________。 （2）从1973～1995年，能源总产量是如何变化的？ （3）1995年核能生产占能源总产量的百分之几？ （4）1995年哪一种能源最重要？ （5）1995年可再生能源相对世界能源总产量的重要性怎样？ 20. 如图所示，为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，当地建设了一座水深达到15m的小型水力发电站。水力发电站利用水下泄时冲动水轮发电机发电，供当地居民生活所需。若水从10m高处下泄，每小时下泄水的重力为7.2×107 N，水的重力做的功有80%转化为电能，水的密度为1.0×103 kg/m3。 （1）该水力发电站是将水能转化为电能；水能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）求每小时下泄水的重力做的功； （3）我国大型火力发电厂标准煤的煤耗大致为320g/（kW⋅h），计算该水力发电站每小时所发电量可以节约标准煤的质量。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $