第17章 能量的转移和转化 能源（举一反三·重难点训练）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 【题型1 能量的转移和转化】 1 【题型2 能源的开发与利用】 5 【题型3 可再生能源与不可再生能源】 10 【题型4 核能】 14 【题型5 太阳能】 18 【题型1 能量的转移和转化】 1．以下四图中是关于内能及其利用中设想的例子，其中说法正确的是（     ） A．甲图中，火箭升空时，燃料减少，燃料的热值变小 B．乙图中，小球弹跳的高度逐渐降低，说明能量会凭空消失 C．丙图中，寒冷的天气里搓手取暖，是通过做功的方式增大手的内能的 D．丁图中，水沸腾时，水蒸气顶起壶盖的过程，类似于汽油机的排气冲程 【答案】C 【详解】A．热值是燃料的特性，只与燃料种类有关，与质量无关，燃料减少热值不变，故A错误； B．小球弹跳高度降低，是机械能转化为内能，能量发生转化而非消失，遵循能量守恒定律，故B错误； C．搓手时克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功方式增大手的内能，故C正确； D．水蒸气顶起壶盖，内能转化为机械能，类似于汽油机的做功冲程，故D错误。 故选C。 2．如图是运城盐池跨湖大道两边的“风光互补”景观照明灯，有风时风力发电机发电，晴天时太阳能电池板发电，电能存入蓄电池，夜间点亮 LED 景观灯照亮盐池步道。关于此过程中能量的转化与守恒下列说法正确的是（     ） A．装置的整个工作过程，遵循能量守恒定律 B．风力发电机发电时，电能转化为机械能 C．太阳能电池板工作时，太阳能主要转化为内能 D．LED 灯发光时，电能转化为化学能 【答案】A 【详解】A．能量守恒定律适用于自然界中所有的能量转化和转移过程，装置的整个工作过程遵循能量守恒定律，故A正确； B．风力发电机发电时，消耗机械能产生电能，是机械能转化为电能，故B错误； C．太阳能电池板工作时，消耗太阳能产生电能，是太阳能转化为电能，故C错误； D．LED灯发光时，消耗电能产生光能，是电能转化为光能，故D错误。 故选A。 3．世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。某大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（　　） A．电能→机械能→电能→光能→化学能 B．电能→机械能→化学能→电能→光能 C．机械能→电能→光能→电能→化学能 D．机械能→电能→化学能→电能→光能 【答案】D 【详解】球被踢时初始能量为机械能，内部装置发电时机械能转化为电能；电能储存到蓄电池的过程，电能转化为化学能；使用时蓄电池供电，化学能转化为电能，LED灯发光时电能转化为光能，故能量转化顺序为机械能→电能→化学能→电能→光能；故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4. 2026年3月29日，中国摩托车“张雪机车”在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站中两次夺冠，打破了欧美日品牌对该组别的垄断。下列说法正确的是（　　） A．热机的做功冲程存在机械能转化为内能的过程 B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气 C．热机在一个工作循环内，活塞带动曲轴转动一圈 D．燃料燃烧时将燃料的化学能转化为内能 【答案】D 【详解】A．热机做功冲程能量转化为内能转化为机械能，压缩冲程才是机械能转化为内能，故A错误； B．汽油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故B错误； C．热机一个工作循环中，曲轴转动2周，故C错误； D．燃料燃烧的过程是将燃料的化学能转化为内能，故D正确。 故选D。 5．下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（     ） A．水轮机带动发电机发电：电能转化为机械能 B．给蓄电池充电：化学能转化为电能 C．燃料燃烧：化学能转化为内能 D．汽油机的压缩冲程：内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．水轮机带动发电机发电是机械能转化为电能，故A错误； B． 给蓄电池充电是电能转化为化学能，故B错误； C． 燃料燃烧是化学能转化为内能，故C正确； D．汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 6．（多选题）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（   ） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中机械能不守恒 B．小球弹起的高度越来越小，此过程不遵循能量守恒定律 C．在小球的运动过程中是通过做功的方式使其内能增加的 D．小球和地面之间发生撞击，所以小球的热量会增加 【答案】AC 【详解】A．小球运动过程中克服空气阻力和地面阻力做功，机械能转化为内能，机械能减少，不守恒，故A正确； B．根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，只会发生转化或转移，此过程机械能转化为内能，总能量守恒，故B错误； C．小球克服阻力做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能，故C正确； D．热量是热传递过程中转移内能的多少，属于过程量，不能说物体含有或增加热量，故D错误。 故选AC。 7. （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。 8. 我们家中的电饭锅、洗衣机等生活用品在工作过程中都需要消耗____________能，能量不仅可以从一个地方转移到另一个地方，不同形式的能量之间还可以相互____________。 【答案】 电 转化 【详解】电饭锅、洗衣机都属于接入电路工作的家用电器，工作的能量来源是电能，因此工作过程中需要消耗电能。 能量有各种不同的形式，能量不仅可以从一个地方转移到另一个地方，不同形式的能量之间还可以相互转化。 9. 在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了__________，此时能量的转化过程是__________能转化为________能。分析图中两个圆斑大小，还能知道球从较高处下落形成的圆斑是图中_______。 【答案】 弹性形变 动 弹性势 B 【详解】皮球下落到纸面上留下圆斑，说明发生了弹性形变；此时动能转化为弹性势能； 由图可知B圆斑更大，说明皮球形变量更大，弹性势能更大，对应初始重力势能更大；因皮球质量相同，高度越高重力势能越大，故从较高处下落形成的圆斑是B。 10．充电暖手宝里的物理 冬天，很多同学使用充电暖手宝取暖。暖手宝内有一个储热液囊和一根电热丝。充电时，插上电源，电能通过电热丝转化为内能，储能介质吸收能量后内能增加并储存起来；使用时，储热液囊向外界放热，温度逐渐降低。暖手宝还装有温控开关，当温度达到设定值时，温控开关自动断开，停止加热，防止温度过高发生危险。 （1）充电时，暖手宝相当于电路中的________（选填“电源”或“用电器”）；暖手宝向外放热取暖时，是通过________的方式改变了手的内能。 （2）温控开关自动断开后，电热丝中________（选填“有”或“没有”）电流通过。 （3）暖手宝内装有200g储热液体，其比热容为，储热液体初始温度为60℃，求它放出热量后的温度。（写出计算过程） （4）请从能量转化和能量守恒的角度，解释“暖手宝在使用过程中，储热液体的温度不断降低，但能量并没有消失”。 【答案】（1）用电器 热传递 （2）没有 （3） （4）暖手宝使用时，储热液体的内能不会凭空消失，只是通过热传递的方式，将自身的内能转移到了手和周围的空气中，能量的总量始终保持不变，符合能量守恒定律。 【详解】（1）充电时暖手宝消耗电能，相当于电路中的用电器； 暖手宝温度高于手的温度，热量直接从暖手宝传递到手上，是热传递改变内能。 （2）温控开关断开后电路处于断路状态，没有电流通过电热丝。 （3）储热液体质量 温度变化量 已知初始温度，则放热后的末温 （4）见答案。 【题型2 能源的开发与利用】 11．下列选项中，通过结构图表示概念之间包含关系正确的是（　　 ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．能量包含机械能，机械能包含势能，势能包含重力势能，包含关系正确，故A正确； B．银河系包含太阳系，太阳系包含太阳，但太阳不包含地球，地球与太阳同属太阳系，故B错误； C．波包含电磁波，电磁波包含光，但声波属于机械波，不属于电磁波，故C错误； D．能源包含新能源，新能源包含太阳能，但石油属于化石能源（传统能源），不属于新能源，故D错误。 故选 A。 12. 下列关于水能和风能的说法，正确的是（　　） A．流动的河水只有动能，没有重力势能 B．风只具有动能，不具有重力势能 C．利用水能和风能都可以做连续性工作 D．水能和风能都不会污染环境 【答案】D 【详解】A．河水流动过程中都存在高度差，流动的河水既有动能，也有重力势能，故A错误； B．空气流动形成风，风具有动能，空气也有质量，也具有重力势能，故B错误； C．河流的河水一般可以连续利用水能工作，但风与季节和天气变化的特点有关，风能不能做连续性工作，故C错误； D．水能和风能都属于清洁能源，工作过程中一般不会产生污染，故不会污染环境，故D正确。 故选D。 13. 如图所示，甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜将太阳光准确地反射到高塔顶端，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮机，带动发电机发电。下列说法正确的是（     ） A．太阳能、电能都属于可再生能源 B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量 C．熔盐塔式光热电站将太阳能直接转化为电能 D．电能必须通过消耗一次能源才能得到，是二次能源 【答案】D 【详解】A．太阳能可以源源不断地从自然界中获取，属于可再生能源；电能是二次能源，无法直接从自然界获取，不属于可再生能源，故A错误； B．太阳能来源于太阳内部氢原子核的核聚变，故B错误； C．由题意可知，该电站的能量转化过程：太阳能→熔盐和水蒸气内能→汽轮机的机械能→电能，不是直接将太阳能转化为电能，故C错误； D．电能无法直接从自然界得到，必须消耗一次能源才能获得，因此电能属于二次能源，故D正确。 故选D。 14．结合我们了解到的信息、能源方面常识，指出下列说法中错误的是：（     ） A．风能属于可再生能源 B．核电站是利用核聚变释放的能量来发电的 C．春节晚会电视信号通过电磁波经卫星传播 D．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息 【答案】B 【详解】A．风能可在短时间内从自然界持续获得，属于可再生能源，故A正确； B．核电站是利用可控核裂变释放的能量发电，当前可控核聚变尚未应用于民用发电领域，故B错误； C．卫星转播电视信号依靠电磁波传递信息，故C正确； D．光纤通信的原理是利用光波在光导纤维中传输信息，故D正确。 本题选择描述错误的，故选B。 15．“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 16．小明家安装了一套光伏储能系统，光伏板把太阳能转化成电能储存在蓄电池中，蓄电池为家里的用电器供电。 （1）从能源与可持续发展角度看，太阳能属于_______能源。光伏板相当于电路中的________（选填“电源”或“用电器”）； （2）小明家的空调和电水壶之间是______联的。电水壶烧水的过程中，水的内能是通过______方式增加的。 【答案】（1）可再生 电源 （2）并 热传递 【详解】（1） 太阳能可从自然界源源不断获取，属于可再生能源，且使用时无污染，也属于清洁能源；光伏板将太阳能转化为电能，为电路提供电能，因此在电路中相当于电源。 （2） 家庭电路中各用电器工作时互不影响，所以空调和电水壶之间是并联连接；烧水时，热量从电水壶传递到水中，使水的内能增加，该过程是通过热传递的方式改变水的内能。 17．芙蓉街夜市，可以说是济南夜市的代名词。炭火烤肉香味四溢，人间烟火气息十足。烧烤采用高效环保的烧烤助手——机制炭，顾名思义是通过机械加工将木屑、竹屑、稻壳等生物质材料压缩而成的一种________（选填“不可再生”或“可再生”）能源，炭在燃烧过程中热值________； 【答案】 可再生 不变 【详解】可再生能源是能从自然界源源不断获取的能源，机制炭的原料为木屑、竹屑、稻壳等生物质材料，这类材料可通过植物生长持续再生，因此属于可再生能源。 热值是燃料的固有特性，仅与燃料的种类有关，与燃烧状态、质量等因素无关。炭在燃烧过程中，燃料种类未发生变化，所以热值保持不变。 18. “三峡引领号”是全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台，引领我国海上风电行业走向深海。风能是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；风力发电机应用_________的原理，将空气的________能转化为电能。“三峡引领号”与北斗系统建立关联，利用_________波向工作人员传递平台运动情况的信息。 【答案】 可再生 电磁感应 机械 电磁 【详解】风能能够源源不断从自然界获取，属于可再生能源； 风力发电机应用电磁感应的原理，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，以此实现能量的转化； 风是空气的流动，空气具有机械能，风力发电过程中是将空气的机械能转化为电能； 北斗系统属于卫星通信系统，电磁波可在真空中传播且传播范围广、速度快，因此“三峡引领号”利用电磁波向工作人员传递信息。 19. 新能源的开发来源于物理学的进步。风力发电站工作时，将______能转化为电能，风能的优点是可再生和______；主要缺点是______和______。 【答案】 风（或机械） 环保 产生的能量不稳定 转换效率低 【详解】[1]风力发电站是将空气流动具有的机械能，转化为电能，这种能源使风能得到了重新利用，是可再生能源。 [2]风能是一种 可再生资源 可以无限期地利用。风的来源是太阳，它不均匀地加热地球，导致空气移动。如果这些温差持续存在，风将继续吹，使其成为持久且持久的现象。 可持续发展 能量源。与有限的化石燃料不同，风能本质上是无限的。风力发电被认为是一种清洁环保的电力来源，因为它在发电过程中不产生温室气体排放或空气污染物。它已成为全球减少对化石燃料依赖和减缓气候变化努力的重要组成部分。 [3]风力发电的涡轮机可能在90%的时间内产生能量，但它们可能不会利用100%的装机容量，平均利用装机容量是35%。低风或无风会关闭风力涡轮机，风太大(保护机器)也会关闭。风太大可能导致涡轮机着火。在此期间，维持正常的电力流动需要从电池或其他电源中储存风能。主要缺点是产生的能量不稳定和转换效率低。 20. 阅读材料，回答问题 风力发电 风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。 （1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①______，②______； （2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会______（选填“顺时针”或“逆时针”）转动； （3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于_____kg的煤完全燃烧放出的热量(q煤=3.0×107J/kg)； （4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kW·h，叶片需要转动____圈。 【答案】 机械能 电能 顺时针 36 4 【详解】（1）风吹动叶片转动，将风的风能转化为叶片的机械能（或动能），经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转，带动发电机工作，将机械能转化为电能。 （2）叶片上平下凸，当风流过叶片时，下表面的风速大，压强小，上表面的风速小，压强大，叶片上下表面压强差的作用下顺时针转动。 （3）根据图丙可知，当风速为12m/s时，功率为300kW，根据P=W/t可得，风力发电机组工作1h输出的电能为 W=Pt=300kW×1h=300kW·h=1.08×109J 由Q=mq可得，这些电能相当于完全燃烧煤的质量为 （4）若发电机输出电能1kW·h，当风速为13m/s时，功率为300kW，需要的时间为 由于发电机转子1min转400圈，当发电机输出电能1kW·h，发动机需要转的圈数为80圈，又风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈，则叶片转4圈。 21. 图甲是全球单机发电功率最大的漂浮式风电平台“三峡领航号”，2026年5月在南海深远海海域完成安装。其风力发电机额定发电功率为，叶轮每转一圈发电。该平台首次采用国产高性能聚酯纤维缆借助锚链和吸力锚固定于海底，聚酯纤维缆浸没在海水中，设计使用寿命30年，在海水中近乎悬浮，单根最大能承受拉力，当平台受到风浪冲击时，它可通过自身的弹性形变，大幅削弱冲击对装备结构的影响。 （1）风能是_________（填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）关于国产高性能聚酯纤维缆的物理属性，下列说法不正确的是_________。 A．耐海水腐蚀 B．密度远比海水大 C．强度高 D．弹性好 （3）如图乙所示，风力发电机叶轮旋转时，叶片顶端划过形成的圆形面积称为扫风面积。“三峡领航号”发电机的扫风面积为50000m2，若风以的速度垂直吹向它的扫风面，风力发电机在额定功率下工作，该海域的空气密度取，则叶轮转一圈，通过扫风面积的空气质量为多少？ 【答案】（1）可再生 （2）B （3）7.8×106kg 【详解】（1）风能可从自然界源源不断获得，属于可再生能源。 （2）A．聚酯纤维缆在海水中设计使用寿命为30年，说明其耐海水腐蚀，故A正确； B．聚酯纤维缆在海水中近乎悬浮，说明其密度与海水密度相近，并非远比海水大，故B错误； C．单根聚酯纤维缆最大能承受拉力，说明其强度高，故C正确； D．聚酯纤维缆可通过自身弹性形变削弱冲击对装备的影响，说明其弹性好，故D正确。 故选B。 （3）叶轮转一圈的时间为 叶轮转一圈的时间内，风吹过的距离为 通过扫风面积的空气体积为 通过扫风面积的空气质量为 【题型3 可再生能源与不可再生能源】 22．我国首个将压水堆与高温气冷堆进行双堆耦合的核能供热发电项目——江苏徐圩核能供热发电厂，其以工业供热为主，兼顾电力供应，一期投产后年供工业蒸汽3250万吨，蒸汽通过汽轮机做功，带动发电机发电，最大年发电量超115亿度。下列说法正确的是（　　） A．核能属于可再生能源 B．该电厂利用核裂变产生核能 C．该电厂发电的过程中，能量的转化过程为：核能机械能内能电能 D．该电厂将核能全部转化为电能 【答案】B 【详解】A．核燃料是短时间内无法从自然界源源不断获取的，核能属于不可再生能源，故A错误； B．目前商用核电站都是利用可控核裂变反应获得核能，故B正确； C．该厂发电的能量转化顺序为，核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能，故C错误； D．能量转化过程中必然存在能量损耗，不可能将核能全部转化为电能，故D错误。 故选 B。 23. “三峡引领号”—全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台，是引领我国海上风电行业走向深海的重大成果，“三峡引领号”与北斗系统建立关联，随时向工作人员传递平台运动的状态信息。如图所示，下列说法不正确的是（     ） A．“三峡引领号”利用电磁波向工作人员传递信息 B．风力发电使用的风能属于可再生能源 C．叶片向上转动过程中，叶片在水中的倒影逐渐变大 D．风力发电机工作时把机械能转化为电能 【答案】C 【详解】A．北斗系统通过电磁波传递信息，故A正确； B．风能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源，故B正确； C．叶片在水中的倒影属于平面镜成像，根据平面镜成像特点，像与物体大小始终相等，不会随叶片位置改变而变大，故C错误； D．风力发电机工作时消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能，故D正确。 本题选择说法不正确的，故选C。 24. 未来理想能源必须满足“足够丰富、足够便宜、技术成熟、安全清洁”这四大核心特征，以确保能源的长期可持续利用与社会经济的稳定发展。下列能源中一定不能成为未来理想能源的是（     ） A．风能 B．太阳能 C．石油 D．水能 【答案】C 【详解】风能、太阳能、水能都属于可再生能源，储量充足、使用成本逐步降低，相关开发技术持续成熟，且发电过程清洁无污染，完全符合未来理想能源的四大核心特征。 石油是化石能源，属于不可再生资源，储量有限无法长期供应，使用过程中会排放大量污染物，无法满足“足够丰富”和“安全清洁”的要求，因此一定不能成为未来理想能源。故选 C。 25．某无人机团队成功研制了国内首架太阳能氢能无人机，并完成了首飞。下列能源中与太阳能同属于可再生能源的是 （     ） A．煤 B．核能 C．石油 D．水能 【答案】D 【详解】ABC．煤、核能、石油，在短时间内都不能再生，属于不可再生能源，故ABC不符合题意； D．水能可以源源不断地从自然界中获得，属于可再生能源，故D符合题意。 故选D。 26．（多选题）2026年1月，“华龙一号”漳州核电2号机组投入商运。关于其涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．核电站利用原子核裂变释放的能量来发电 B．核燃料在自然界取之不尽，属于可再生能源 C．该核电站技术先进，能量转化率可达100% D．能量转化具有方向性，废热无法自动变回核能 【答案】AD 【详解】A.核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的,故A正确； B.核燃料不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B错误； C.在能量转化过程中，由于存在各种能量损耗，不可能达到100%，故C错误； D.能量转化具有方向性，废热不能自动收集起来再利用，自然也无法变回核能，故D正确。 故选AD。 27．巴黎奥运会使用了先进的空调系统，空调工作时，制冷剂在蒸发器和冷凝器之间的循环，通过________（填“做功”或“热传递”）的方式改变室内空气的内能，来实现调节温度的目的。同时，场馆内使用的部分电力来自核能发电站，核能属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源。此外，场馆建设时选用了高强度的钢材作为结构材料，这主要利用了钢材________（填“密度”或“硬度”）大的特点。 【答案】 热传递 不可再生 硬度 【详解】空调工作时，制冷剂在蒸发器中发生汽化，吸收室内空气的热量，制冷剂流入冷凝器发生液化，向外界释放热量，全过程仅发生热量转移，所以是通过热传递的方式改变室内空气的内能； 因核能不能在短期内从自然界源源不断获得，故核能属于不可再生能源。 钢材用作场馆的结构材料，需要能够承受较大的外力而不易发生形变，这是利用钢材硬度大的物理特性。 28．我国新一代人造太阳取得重大突破，它的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，从而获得上亿度的高温，核能属于_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】不可再生 【详解】不可再生能源是指经人类开发利用后蕴藏量不断减少，在相当长的时期内不可能再生的自然资源。核能的核燃料（如铀矿等）形成周期极长，消耗后短期内无法自然补充，所以核能属于不可再生能源。 29. 公路上，风车穿过云端，绝美又浪漫。太行风车天路融合了现代风电技术和传统山水之美，自开通以来，吸引众多游客观光打卡。据查询，太行风车天路共装有50台额定发电功率为2.5MW的风电机组，装机总容量为125MW，为我国实现清洁能源转型和可持续发展目标提供有力支持。 （1）风能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；风力发电的过程是将空气的______转化为电能的过程。 （2）将总质量为200t的发电机及叶片由地面吊装至100m高的塔架上，至少需要对发电机和叶片做多少功？（g取10N/kg） （3）若太行风车天路所有风电机组按照额定功率工作1h，这些获得的电能全部由燃煤发电提供，将消耗多少吨煤炭？（燃煤发电的效率按40%计算，煤炭的热值取） （4）分别写出风力发电的一条优点和一条缺点。 【答案】（1）可再生 机械能 （2） （3） （4）优点：清洁环保，缺点：发电功率不稳定 【分析】第一问根据可再生能源和不可再生能源的定义及风力发电的能量转化过程分析；第二问的最小功为克服其重力做功，根据和计算；第三问根据和及计算；第四问结合风能的特点，分别梳理风力发电的优势与局限性。 【详解】（1）风能可以在自然界源源不断得到补充，属于可再生能源；风力发电时流动的空气带动发电机转子转动，将空气的机械能转化为电能。 （2）发电机及叶片的总质量为 发电机及叶片总重力为 吊装时对发电机及叶片做的最小功等于克服其重力所做的功，为 （3）总功率为 获得电能为 煤燃烧时释放的热量 需要煤的质量 （4）优点：清洁无污染，不会排放化石能源燃烧的废气；风能可再生，节约化石能源等。 缺点：发电功率不稳定，受风速、天气影响大；建设风电场需要占用较大土地面积等。 【题型4 核能】 30．2025年3月3日，中国地质勘探队传来消息称，在我国内蒙古白云鄂博发现超级钍矿，它可以为新型核电站提供核能，能够为中国提供大量能源，估计足够中国使用8万年。下列说法正确的是（　　） A．核能是化学能 B．使用核能没有任何安全风险 C．核电站是利用裂变的链式反应发电的 D．核电站使用核能一定会对环境带来严重污染 【答案】C 【详解】A．核能是原子核结构发生变化时释放的能量，化学能是化学反应中分子重组释放的能量，二者本质不同，故A错误； B．核能使用过程中若发生核泄漏会存在辐射等安全风险，故B错误； C．核电站是利用可控的核裂变链式反应释放的能量发电，符合事实，故C正确； D．核电站按规范运营、妥善处理核废料时，不会对环境造成严重污染，“一定会”的表述错误，故D错误。 故选C。 31．“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（   ） A．太阳内部发生的也是这种核反应 B．核电站使用过的核废料应该深埋于人烟稀少的地方 C．该反应前的中子、原子核的总质量和反应后的所有中子、原子核总质量相等 D．核能和风能、水能、太阳能一样均为可再生能源 【答案】B 【详解】A．图中所示是核裂变反应，中子轰击原子核，使其分裂成多个新核，并释放出更多中子，而太阳内部发生的是核聚变反应，轻原子核聚合成重原子核，两者不同，故A错误； B．核废料具有放射性，会对环境和人体造成长期危害，因此需要进行严格处理，深埋在人烟稀少、地质稳定的地方，防止放射性物质泄漏，故B正确； C．核裂变过程中会释放出巨大的能量，根据爱因斯坦质能方程，反应前后会发生质量亏损，部分质量转化为能量，因此反应前的总质量大于反应后的总质量，故C错误； D．核能的燃料（如铀矿）是不可再生的，因此核能属于不可再生能源，而风能、水能、太阳能属于可再生能源，故D错误。 故选 B。 32．可控核聚变大科学装置实现“亿度”运行是2025年中国十大科技进展之一，可控核聚变是未来利用核能的重要途径。下列说法正确的是（     ） A．核能来自太阳的辐射能 B．当前核电站是利用核聚变来发电的 C．核电站可直接将核能转化为电能 D．装置温度升高到上亿摄氏度的过程中，微观粒子的无规则运动加剧 【答案】D 【详解】A．核能是原子核发生裂变或聚变时释放的能量，并非来自太阳辐射能，故A错误； B．当前核电站是利用核裂变释放的能量发电，故B错误； C．核电站能量转化过程为核能→内能→机械能→电能，不能直接将核能转化为电能，故C错误； D．温度是微观粒子无规则运动剧烈程度的标志，温度越高，微观粒子无规则运动越剧烈，装置温度升高到上亿摄氏度时，微观粒子无规则运动加剧，故D正确。 故选D。 33．核电站主要由核反应堆、汽轮机和发电机等组成。关于核电站，下列说法中错误的是（     ） A．核能是不可再生能源 B．核能来自太阳能辐射 C．水蒸气推动汽轮机转动将内能转化为机械能 D．在电网中采用特高压输电可以减少输电线上能量损失 【答案】B 【详解】A．核燃料（如铀）在地球上的储量有限，消耗后无法在短时间内再生，因此核能属于不可再生能源，故A正确； B．核能是原子核发生裂变或聚变时释放的能量，它与太阳能无关，太阳能来自太阳内部的核聚变，而核电站的核能来自与核裂变，故B错误； C．核反应堆加热水产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，内能转化为汽轮机的机械能，故C正确； D．根据，输送功率不变时，电压越高，电流越小；再根据，电流越小，输电线电阻上损失的功率越小。因此特高压输电可以减少能量损失，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 34．2026年1月，我国全球最大的“华龙一号”核电基地漳州核电2号机组建成投产。下列说法正确的是（     ） A．核能是可再生能源 B．核反应过程中能量不守恒 C．核电站的核反应类型与太阳内部核反应类型不同 D．核电机组工作时，将核能直接转化为电能 【答案】C 【详解】A．核能消耗后不能在短时间内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误； B．自然界中任何能量转化或转移的过程都严格遵守能量守恒定律，核反应过程中能量也是守恒的，故B错误； C．核电站是利用可控的重核裂变释放的能量来发电的，而太阳内部不断发生的是轻核聚变，两者的核反应类型不同，故C正确； D．核电机组工作时，先将核能转化为内能，再转化为机械能，最后驱动发电机将机械能转化为电能，并不是直接转化为电能，故D错误。 故选C 。 35．原子核由______和中子组成。其中中子______（选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；如图所示，目前核电站利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量发电。 【答案】 质子 不带电 裂变 【详解】原子核由质子和中子组成。质子带正电 ，中子不带电，它们共同构成原子核 。 目前核电站是利用原子核裂变释放的能量来发电的。核聚变目前还不能很好地被人类控制用于发电。 36．根据能源的有关内容绘制的知识结构如图所示，图中矩形①表示的能源种类应为_________，菱形②应为_________，线条③表示的物理意义是____________。 【答案】 核能 核聚变 太阳能的能量来源是太阳内部持续发生的核聚变反应 【详解】能源可分为化石能源、太阳能、核能等类别，人类获取核能的两种方式为核裂变和核聚变，因此①是核能，②是核聚变；图中线条③连接太阳能和核聚变，它的物理意义是：太阳能的能量来源是太阳内部持续发生的核聚变反应。 37．核电站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。其获取核能的方式如图________（选填“甲”或“乙”）所示；发电过程中的能量转化如图所示，请将图中①②处的能量形式填写在相应位置。①_________；②________。 【答案】 乙 内能 电能 【详解】甲：氘、氚聚合，为核聚变（氢弹）；乙：铀原子核受中子轰击分裂，为核裂变（核电站），因此核电站获取核能方式为乙。①核能加热水汽，变为内能；②发电机把机械能转化为电能。 【题型5 太阳能】 38．如图展示的是“风光互补”景观照明灯，其最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板发电，底部的蓄电池可以储存电能。下列说法正确的是（     ） A．在太阳光照射下，太阳能电池板将太阳能转化成化学能 B．风力发电机工作时将电能转化为机械能 C．照明时，蓄电池将化学能转化为电能为灯泡供电 D．照明时，灯泡将化学能转化为光能和内能 【答案】C 【详解】A．在太阳光照射下，太阳能电池板工作，它是将太阳能转化为电能，故A错误； B．风力发电机工作时，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能，故B错误； C．照明时，蓄电池向外供电，其内部发生化学变化，将储存的化学能转化为电能，为灯泡等用电器提供能量，故C正确； D．照明时，灯泡工作，是消耗电能，将电能转化为光能和内能，故D错误。 故选C。 39．新情境近年来，我国科技创新能力日益凸显，各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。下列说法正确的是（     ） A．“天宫”空间站有很大的太阳能电池板，太阳能来自于太阳内部发生的核裂变反应 B．我国实现了珠穆朗玛峰峰顶5G网络覆盖，5G信号传递利用了电磁波 C．全球单体规模最大的青海亿储格尔木光热电站用熔盐作为储热介质，利用了熔盐比热容较小的特点 D．化石能源、太阳能和核能都是不可再生能源 【答案】B 【详解】A．太阳能来自太阳内部的核聚变反应，故A错误； B．5G信号属于电磁波，移动通信的信号传递利用电磁波，故B正确； C．光热电站用熔盐做储热介质，是利用了熔盐比热容大的特点，由可知，相同质量的熔盐和其他物质相比，升高相同温度可以吸收更多热量，储热能力更强，故C错误； D．太阳能可源源不断从自然界获得，属于可再生能源，故D错误。 故选B。 40. 课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的机械能”（如图），引发了小聪一些联想，下列说法错误的是（     ） A．太阳能凉帽中的电池板先把太阳能转化为电能，风扇再把电能转化为机械能，太阳能实质上是太阳内部链式反应释放出的能量 B．太阳能是可再生能源，电能是二次能源 C．太阳光中的可见光红外线紫外线都是电磁波 D．太阳能电池使用的主要材料是硅，硅是半导体 【答案】A 【详解】A．太阳内部释放能量的核反应是轻核聚变，并非链式反应（链式反应是核裂变的特征），故A错误； B．太阳能可以源源不断从自然界获得，属于可再生能源；电能是通过消耗其他形式的能源转化而来的，属于二次能源，故B正确； C．可见光、红外线、紫外线都属于电磁波，故C正确； D．太阳能电池的核心制作材料是硅，硅属于典型的半导体材料，故D正确。 本题选择描述错误的，故选A。 41. 共享单车的车筐底部安装了太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，从而为GPS和通信模块供电。关于太阳能发电板为蓄电池充电的过程，下列说法正确的是（     ） A．蓄电池相当于电源 B．太阳能发电板相当于用电器 C．太阳能发电板将太阳能转化为电能 D．蓄电池被充电时将化学能转化为电能 【答案】C 【详解】A．蓄电池被充电时消耗电能，相当于用电器，故A错误； B．太阳能发电板提供电能，相当于电源，故B错误； C．太阳能发电板将太阳能转化为电能，故C正确； D．蓄电池被充电时将电能转化为化学能，故D错误。 故选C。 42. 我国新一代人造太阳取得重大突破，它的反应原理与太阳类似，通过________（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能，从而获得上亿度的高温，核能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 核聚变 不可再生 【详解】太阳内部依靠核聚变反应释放能量，人造太阳的反应原理与太阳类似，因此是通过核聚变释放巨大的核能。 核能所依赖的核原料储量有限，消耗后无法在短期内从自然界中持续获取并再生，所以核能属于不可再生能源。 43. 农村地区的很多住户都安装了太阳能庭院灯，如图所示。白天太阳能电池板吸收光能储存电能，夜晚庭院灯的照明灯与驱蚊灯交替工作，为村民提供便利。 （1）太阳能庭院灯可通过遥控器控制开关，遥控器是利用______波传递信号的； （2）照明灯与驱蚊灯是______（选填“串联”或“并联”）的。照明灯工作时，电能转化为______能和内能； （3）太阳能是太阳内部发生______（选填“核裂变”或“核聚变”）释放的能量。 【答案】（1）电磁 （2）并联 光 （3）核聚变 【详解】（1）遥控器利用了红外线，红外线属于电磁波的一种，故遥控器通过电磁波发送信号控制灯的开关。 （2）照明灯与驱蚊灯交替工作，说明它们能够独立工作，因此是并联的；照明灯工作时，电能主要转化为光能，同时还有一部分转化为内能。 （3）太阳内部不断发生核聚变，释放出大量能量，形成太阳能。 44．据统计，我省光伏发电输出创历史新高，光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸收太阳能的多少是技术关键，它与什么因素有关?小明猜想光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积、光照时间、光电板的颜色有关。根据以上猜想，小明设计实验方案，进行了实验探究，实验数据记录如表所示： 序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间（min） 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.1 10 白色 5 （1）该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过___________反映。 （2）由表中1、3两组数据，可初步得到的结论是___________。由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用____________色较好。 （3）在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题：_____________。 【答案】（1）LED灯的发光时间 （2）当光照时间、光电板的颜色相同时，光电板面积越大，光电板吸收的太阳能越多 黑 （3）光电板吸收太阳能的多少与光电板的倾斜角度是否有关 【详解】（1）实验中光电板吸收的太阳能无法直接测量，光电板吸收的太阳能越多，能够供给LED灯工作的时间就越长，因此可以通过LED灯的发光时间来间接反映光电板吸收太阳能的多少，这是转换法的实验思想。 （2）对比1、3两组数据，两组的光照时间均为10min、光电板表面涂的颜色都是黑色，只有光电板的面积不同，面积更大的第3组对应的LED灯发光时间更长，说明吸收的太阳能更多，因此可以得出结论：在光照时间相同、光电板的颜色相同时，光电板的面积越大，光电板吸收的太阳能越多。 对比1、4两组数据，光电板面积、光照时间都相同，黑色光电板对应的LED灯发光时间远长于白色光电板，说明黑色光电板吸收太阳能的能力更强，因此制作太阳能光电板用黑色较好。 （3）题干给出了光伏板安装角度随季节调整、不同角度会影响阳光吸收的信息，可以据此提出可探究的科学问题，例如：光电板吸收太阳能的多少与光电板的倾斜角度是否有关？ 45．图中展示的是“风光互补”景观照明灯。它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。请说明这种景观照明灯在储能和照明时有哪些能量转化。 【答案】（1）储能过程中的能量转化有： ①风力发电部分：风力发电机工作时，风的机械能推动发电机的叶片转动，进而转化为电能； ②太阳能发电部分：太阳能电池板吸收太阳能，通过光电效应等过程转化为电能； ③电能储存部分：产生的电能被输送到蓄电池中，蓄电池将电能转化为化学能储存起来； （2）照明过程中的能量转化有：当景观照明灯工作时，蓄电池储存的化学能转化为电能，电能再通过灯泡转化为光能（同时也会有部分电能转化为内能，但主要是光能用于照明）。 【详解】见答案。 46．今天的人类，已经离不开电能了。如图甲所示的风力发电是新能源开发中具有良好开发前景的发电方式。由于没有燃料燃烧问题，也不会产生辐射或空气污染，符合“节能减排”、“低碳生活”的理念而正在世界形成热潮。但风力发电的特点是随机性强，5m/s以上的风速才可以发电。下表是某一台风力发电机在不同风速下的发电功率，请根据你所学知识完成以下问题： 平均风速m/s 5 6 7 8 9 10 功率kW 9 22 34 44 53 60 （1）风能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）当风速为10m/s时，若此时风车组1小时获得的风能为300kW·h，则风力发电机组的发电效率是多少？。 （3）大丰毗邻黄海，有较丰富的风力资源，即将并网的“十万千瓦”风力发电机组，预计年发电量，相当于完全燃烧多少kg的煤放出的能量。（煤的热值为） （4）如图乙所示的某款“风光互补”景观节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是________。 A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能 B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 （5）面对日益严重的能源危机问题，人们正在积极寻找和开发新能源，你认为除了上述两种新能源之外，人类还可以开发哪些新能源？（至少举出两种） 【答案】（1）可再生 （2） （3） （4）A （5）地热能、潮汐能 【详解】（1）风能可以源源不断从自然界获得，属于可再生能源。 （2）由表知：风速时，发电机输出功率，由得，工作1h产生的电能 发电效率 （3）发电机的发电量 煤完全燃烧放出的热量 煤的质量 （4）A．太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，故A符合题意； B．小风扇是风力发电装置，不是用来散热的，故B不符合题意； C．小风扇是一个风扇式发电机，它可以把机械能转化为电能，故C不符合题意； D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D不符合题意。 故选A。 （5）新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和潮汐能等。 47．阅读材料，回答问题。 太阳能光热发电 我国自主研发的亚洲第一座100 MW熔盐塔式光热电站，如图甲所示。该光热电站的1.2万多面定日镜在计算机的精确控制下，能随着太阳位置变化而变化，使太阳光时刻都能聚集到吸热器上。它的工作原理如图乙所示。在该系统中，吸热器将定日镜所捕捉到的太阳光转化为液态熔盐的内能并存储起来，然后，通过熔盐放热使水变成水蒸气从而推动汽轮发电机组发电。最后，通过高压输电线将电能传输到变电站供广大用户使用。 （1）太阳能是绿色清洁能源，熔盐塔式光热电站有利于缓解能源危机。太阳能属于________再生能源。（选填“可”或“不可”） （2）发电机在准备发电时，高温罐里的熔盐物质会被送到蒸汽室之中，水吸热________（填物态变化）成水蒸气，蒸汽推动汽轮机转动，电就产生了。 （3）如图乙所示，发电机组将________能转化为电能，发电机组是根据________原理来发电的；如图丙所示，定日镜不是一般的镜子，它是凹面的，在计算机的精准控制下，能将太阳光线________（选填“发散”或“会聚”）到吸热器上。 （4）若燃煤火力发电站热电转化效率为40%，该熔盐塔式光热电站某年的总发电量（图丁），相当于燃烧________吨的煤产生的电能。（煤炭的热值为） 【答案】（1）可 （2）汽化 （3）机械 电磁感应 会聚 （4） 【详解】（1）太阳能可从自然界源源不断获得，属于可再生能源。 （2）水吸热由液态变为气态，发生汽化现象。 （3）发电机组工作时，消耗机械能，得到电能，将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象； 凹面镜对光线有会聚作用，可将太阳光会聚到吸热器上。 （4）年总发电量为 由得，煤完全燃烧放出的热量为 由得，所需煤的质量为 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 【题型1 能量的转移和转化】 1 【题型2 能源的开发与利用】 3 【题型3 可再生能源与不可再生能源】 6 【题型4 核能】 7 【题型5 太阳能】 9 【题型1 能量的转移和转化】 1．以下四图中是关于内能及其利用中设想的例子，其中说法正确的是（     ） A．甲图中，火箭升空时，燃料减少，燃料的热值变小 B．乙图中，小球弹跳的高度逐渐降低，说明能量会凭空消失 C．丙图中，寒冷的天气里搓手取暖，是通过做功的方式增大手的内能的 D．丁图中，水沸腾时，水蒸气顶起壶盖的过程，类似于汽油机的排气冲程 2．如图是运城盐池跨湖大道两边的“风光互补”景观照明灯，有风时风力发电机发电，晴天时太阳能电池板发电，电能存入蓄电池，夜间点亮 LED 景观灯照亮盐池步道。关于此过程中能量的转化与守恒下列说法正确的是（     ） A．装置的整个工作过程，遵循能量守恒定律 B．风力发电机发电时，电能转化为机械能 C．太阳能电池板工作时，太阳能主要转化为内能 D．LED 灯发光时，电能转化为化学能 3．世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。某大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（　　） A．电能→机械能→电能→光能→化学能 B．电能→机械能→化学能→电能→光能 C．机械能→电能→光能→电能→化学能 D．机械能→电能→化学能→电能→光能 4. 2026年3月29日，中国摩托车“张雪机车”在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站中两次夺冠，打破了欧美日品牌对该组别的垄断。下列说法正确的是（　　） A．热机的做功冲程存在机械能转化为内能的过程 B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气 C．热机在一个工作循环内，活塞带动曲轴转动一圈 D．燃料燃烧时将燃料的化学能转化为内能 5．下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（     ） A．水轮机带动发电机发电：电能转化为机械能 B．给蓄电池充电：化学能转化为电能 C．燃料燃烧：化学能转化为内能 D．汽油机的压缩冲程：内能转化为机械能 6．（多选题）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（   ） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中机械能不守恒 B．小球弹起的高度越来越小，此过程不遵循能量守恒定律 C．在小球的运动过程中是通过做功的方式使其内能增加的 D．小球和地面之间发生撞击，所以小球的热量会增加 7. （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 8. 我们家中的电饭锅、洗衣机等生活用品在工作过程中都需要消耗____________能，能量不仅可以从一个地方转移到另一个地方，不同形式的能量之间还可以相互____________。 9. 在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了__________，此时能量的转化过程是__________能转化为________能。分析图中两个圆斑大小，还能知道球从较高处下落形成的圆斑是图中_______。 10．充电暖手宝里的物理 冬天，很多同学使用充电暖手宝取暖。暖手宝内有一个储热液囊和一根电热丝。充电时，插上电源，电能通过电热丝转化为内能，储能介质吸收能量后内能增加并储存起来；使用时，储热液囊向外界放热，温度逐渐降低。暖手宝还装有温控开关，当温度达到设定值时，温控开关自动断开，停止加热，防止温度过高发生危险。 （1）充电时，暖手宝相当于电路中的________（选填“电源”或“用电器”）；暖手宝向外放热取暖时，是通过________的方式改变了手的内能。 （2）温控开关自动断开后，电热丝中________（选填“有”或“没有”）电流通过。 （3）暖手宝内装有200g储热液体，其比热容为，储热液体初始温度为60℃，求它放出热量后的温度。（写出计算过程） （4）请从能量转化和能量守恒的角度，解释“暖手宝在使用过程中，储热液体的温度不断降低，但能量并没有消失”。 【题型2 能源的开发与利用】 11．下列选项中，通过结构图表示概念之间包含关系正确的是（　　 ） A． B． C． D． 12. 下列关于水能和风能的说法，正确的是（　　） A．流动的河水只有动能，没有重力势能 B．风只具有动能，不具有重力势能 C．利用水能和风能都可以做连续性工作 D．水能和风能都不会污染环境 13. 如图所示，甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜将太阳光准确地反射到高塔顶端，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮机，带动发电机发电。下列说法正确的是（     ） A．太阳能、电能都属于可再生能源 B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量 C．熔盐塔式光热电站将太阳能直接转化为电能 D．电能必须通过消耗一次能源才能得到，是二次能源 14．结合我们了解到的信息、能源方面常识，指出下列说法中错误的是：（     ） A．风能属于可再生能源 B．核电站是利用核聚变释放的能量来发电的 C．春节晚会电视信号通过电磁波经卫星传播 D．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息 15．“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]。 16．小明家安装了一套光伏储能系统，光伏板把太阳能转化成电能储存在蓄电池中，蓄电池为家里的用电器供电。 （1）从能源与可持续发展角度看，太阳能属于_______能源。光伏板相当于电路中的________（选填“电源”或“用电器”）； （2）小明家的空调和电水壶之间是______联的。电水壶烧水的过程中，水的内能是通过______方式增加的。 17．芙蓉街夜市，可以说是济南夜市的代名词。炭火烤肉香味四溢，人间烟火气息十足。烧烤采用高效环保的烧烤助手——机制炭，顾名思义是通过机械加工将木屑、竹屑、稻壳等生物质材料压缩而成的一种________（选填“不可再生”或“可再生”）能源，炭在燃烧过程中热值________； 18. “三峡引领号”是全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台，引领我国海上风电行业走向深海。风能是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；风力发电机应用_________的原理，将空气的________能转化为电能。“三峡引领号”与北斗系统建立关联，利用_________波向工作人员传递平台运动情况的信息。 19. 新能源的开发来源于物理学的进步。风力发电站工作时，将______能转化为电能，风能的优点是可再生和______；主要缺点是______和______。 20. 阅读材料，回答问题 风力发电 风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。 （1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①______，②______； （2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会______（选填“顺时针”或“逆时针”）转动； （3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于_____kg的煤完全燃烧放出的热量(q煤=3.0×107J/kg)； （4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kW·h，叶片需要转动____圈。 21. 图甲是全球单机发电功率最大的漂浮式风电平台“三峡领航号”，2026年5月在南海深远海海域完成安装。其风力发电机额定发电功率为，叶轮每转一圈发电。该平台首次采用国产高性能聚酯纤维缆借助锚链和吸力锚固定于海底，聚酯纤维缆浸没在海水中，设计使用寿命30年，在海水中近乎悬浮，单根最大能承受拉力，当平台受到风浪冲击时，它可通过自身的弹性形变，大幅削弱冲击对装备结构的影响。 （1）风能是_________（填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）关于国产高性能聚酯纤维缆的物理属性，下列说法不正确的是_________。 A．耐海水腐蚀 B．密度远比海水大 C．强度高 D．弹性好 （3）如图乙所示，风力发电机叶轮旋转时，叶片顶端划过形成的圆形面积称为扫风面积。“三峡领航号”发电机的扫风面积为50000m2，若风以的速度垂直吹向它的扫风面，风力发电机在额定功率下工作，该海域的空气密度取，则叶轮转一圈，通过扫风面积的空气质量为多少？ 【题型3 可再生能源与不可再生能源】 22．我国首个将压水堆与高温气冷堆进行双堆耦合的核能供热发电项目——江苏徐圩核能供热发电厂，其以工业供热为主，兼顾电力供应，一期投产后年供工业蒸汽3250万吨，蒸汽通过汽轮机做功，带动发电机发电，最大年发电量超115亿度。下列说法正确的是（　　） A．核能属于可再生能源 B．该电厂利用核裂变产生核能 C．该电厂发电的过程中，能量的转化过程为：核能机械能内能电能 D．该电厂将核能全部转化为电能 23. “三峡引领号”—全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台，是引领我国海上风电行业走向深海的重大成果，“三峡引领号”与北斗系统建立关联，随时向工作人员传递平台运动的状态信息。如图所示，下列说法不正确的是（     ） A．“三峡引领号”利用电磁波向工作人员传递信息 B．风力发电使用的风能属于可再生能源 C．叶片向上转动过程中，叶片在水中的倒影逐渐变大 D．风力发电机工作时把机械能转化为电能 24. 未来理想能源必须满足“足够丰富、足够便宜、技术成熟、安全清洁”这四大核心特征，以确保能源的长期可持续利用与社会经济的稳定发展。下列能源中一定不能成为未来理想能源的是（     ） A．风能 B．太阳能 C．石油 D．水能 25．某无人机团队成功研制了国内首架太阳能氢能无人机，并完成了首飞。下列能源中与太阳能同属于可再生能源的是 （     ） A．煤 B．核能 C．石油 D．水能 26．（多选题）2026年1月，“华龙一号”漳州核电2号机组投入商运。关于其涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．核电站利用原子核裂变释放的能量来发电 B．核燃料在自然界取之不尽，属于可再生能源 C．该核电站技术先进，能量转化率可达100% D．能量转化具有方向性，废热无法自动变回核能 27．巴黎奥运会使用了先进的空调系统，空调工作时，制冷剂在蒸发器和冷凝器之间的循环，通过________（填“做功”或“热传递”）的方式改变室内空气的内能，来实现调节温度的目的。同时，场馆内使用的部分电力来自核能发电站，核能属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源。此外，场馆建设时选用了高强度的钢材作为结构材料，这主要利用了钢材________（填“密度”或“硬度”）大的特点。 28．我国新一代人造太阳取得重大突破，它的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，从而获得上亿度的高温，核能属于_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 29. 公路上，风车穿过云端，绝美又浪漫。太行风车天路融合了现代风电技术和传统山水之美，自开通以来，吸引众多游客观光打卡。据查询，太行风车天路共装有50台额定发电功率为2.5MW的风电机组，装机总容量为125MW，为我国实现清洁能源转型和可持续发展目标提供有力支持。 （1）风能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；风力发电的过程是将空气的______转化为电能的过程。 （2）将总质量为200t的发电机及叶片由地面吊装至100m高的塔架上，至少需要对发电机和叶片做多少功？（g取10N/kg） （3）若太行风车天路所有风电机组按照额定功率工作1h，这些获得的电能全部由燃煤发电提供，将消耗多少吨煤炭？（燃煤发电的效率按40%计算，煤炭的热值取） （4）分别写出风力发电的一条优点和一条缺点。 【题型4 核能】 30．2025年3月3日，中国地质勘探队传来消息称，在我国内蒙古白云鄂博发现超级钍矿，它可以为新型核电站提供核能，能够为中国提供大量能源，估计足够中国使用8万年。下列说法正确的是（　　） A．核能是化学能 B．使用核能没有任何安全风险 C．核电站是利用裂变的链式反应发电的 D．核电站使用核能一定会对环境带来严重污染 31．“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（   ） A．太阳内部发生的也是这种核反应 B．核电站使用过的核废料应该深埋于人烟稀少的地方 C．该反应前的中子、原子核的总质量和反应后的所有中子、原子核总质量相等 D．核能和风能、水能、太阳能一样均为可再生能源 32．可控核聚变大科学装置实现“亿度”运行是2025年中国十大科技进展之一，可控核聚变是未来利用核能的重要途径。下列说法正确的是（     ） A．核能来自太阳的辐射能 B．当前核电站是利用核聚变来发电的 C．核电站可直接将核能转化为电能 D．装置温度升高到上亿摄氏度的过程中，微观粒子的无规则运动加剧 33．核电站主要由核反应堆、汽轮机和发电机等组成。关于核电站，下列说法中错误的是（     ） A．核能是不可再生能源 B．核能来自太阳能辐射 C．水蒸气推动汽轮机转动将内能转化为机械能 D．在电网中采用特高压输电可以减少输电线上能量损失 34．2026年1月，我国全球最大的“华龙一号”核电基地漳州核电2号机组建成投产。下列说法正确的是（     ） A．核能是可再生能源 B．核反应过程中能量不守恒 C．核电站的核反应类型与太阳内部核反应类型不同 D．核电机组工作时，将核能直接转化为电能 35．原子核由______和中子组成。其中中子______（选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；如图所示，目前核电站利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量发电。 36．根据能源的有关内容绘制的知识结构如图所示，图中矩形①表示的能源种类应为_________，菱形②应为_________，线条③表示的物理意义是____________。 37．核电站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。其获取核能的方式如图________（选填“甲”或“乙”）所示；发电过程中的能量转化如图所示，请将图中①②处的能量形式填写在相应位置。①_________；②________。 【题型5 太阳能】 38．如图展示的是“风光互补”景观照明灯，其最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板发电，底部的蓄电池可以储存电能。下列说法正确的是（     ） A．在太阳光照射下，太阳能电池板将太阳能转化成化学能 B．风力发电机工作时将电能转化为机械能 C．照明时，蓄电池将化学能转化为电能为灯泡供电 D．照明时，灯泡将化学能转化为光能和内能 39．新情境近年来，我国科技创新能力日益凸显，各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。下列说法正确的是（     ） A．“天宫”空间站有很大的太阳能电池板，太阳能来自于太阳内部发生的核裂变反应 B．我国实现了珠穆朗玛峰峰顶5G网络覆盖，5G信号传递利用了电磁波 C．全球单体规模最大的青海亿储格尔木光热电站用熔盐作为储热介质，利用了熔盐比热容较小的特点 D．化石能源、太阳能和核能都是不可再生能源 40. 课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的机械能”（如图），引发了小聪一些联想，下列说法错误的是（     ） A．太阳能凉帽中的电池板先把太阳能转化为电能，风扇再把电能转化为机械能，太阳能实质上是太阳内部链式反应释放出的能量 B．太阳能是可再生能源，电能是二次能源 C．太阳光中的可见光红外线紫外线都是电磁波 D．太阳能电池使用的主要材料是硅，硅是半导体 41. 共享单车的车筐底部安装了太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，从而为GPS和通信模块供电。关于太阳能发电板为蓄电池充电的过程，下列说法正确的是（     ） A．蓄电池相当于电源 B．太阳能发电板相当于用电器 C．太阳能发电板将太阳能转化为电能 D．蓄电池被充电时将化学能转化为电能 42. 我国新一代人造太阳取得重大突破，它的反应原理与太阳类似，通过________（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能，从而获得上亿度的高温，核能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 43. 农村地区的很多住户都安装了太阳能庭院灯，如图所示。白天太阳能电池板吸收光能储存电能，夜晚庭院灯的照明灯与驱蚊灯交替工作，为村民提供便利。 （1）太阳能庭院灯可通过遥控器控制开关，遥控器是利用______波传递信号的； （2）照明灯与驱蚊灯是______（选填“串联”或“并联”）的。照明灯工作时，电能转化为______能和内能； （3）太阳能是太阳内部发生______（选填“核裂变”或“核聚变”）释放的能量。 44．据统计，我省光伏发电输出创历史新高，光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸收太阳能的多少是技术关键，它与什么因素有关?小明猜想光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积、光照时间、光电板的颜色有关。根据以上猜想，小明设计实验方案，进行了实验探究，实验数据记录如表所示： 序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间（min） 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.1 10 白色 5 （1）该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过___________反映。 （2）由表中1、3两组数据，可初步得到的结论是___________。由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用____________色较好。 （3）在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题：_____________。 45．图中展示的是“风光互补”景观照明灯。它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。请说明这种景观照明灯在储能和照明时有哪些能量转化。 46．今天的人类，已经离不开电能了。如图甲所示的风力发电是新能源开发中具有良好开发前景的发电方式。由于没有燃料燃烧问题，也不会产生辐射或空气污染，符合“节能减排”、“低碳生活”的理念而正在世界形成热潮。但风力发电的特点是随机性强，5m/s以上的风速才可以发电。下表是某一台风力发电机在不同风速下的发电功率，请根据你所学知识完成以下问题： 平均风速m/s 5 6 7 8 9 10 功率kW 9 22 34 44 53 60 （1）风能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）当风速为10m/s时，若此时风车组1小时获得的风能为300kW·h，则风力发电机组的发电效率是多少？。 （3）大丰毗邻黄海，有较丰富的风力资源，即将并网的“十万千瓦”风力发电机组，预计年发电量，相当于完全燃烧多少kg的煤放出的能量。（煤的热值为） （4）如图乙所示的某款“风光互补”景观节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是________。 A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能 B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 （5）面对日益严重的能源危机问题，人们正在积极寻找和开发新能源，你认为除了上述两种新能源之外，人类还可以开发哪些新能源？（至少举出两种） 47．阅读材料，回答问题。 太阳能光热发电 我国自主研发的亚洲第一座100 MW熔盐塔式光热电站，如图甲所示。该光热电站的1.2万多面定日镜在计算机的精确控制下，能随着太阳位置变化而变化，使太阳光时刻都能聚集到吸热器上。它的工作原理如图乙所示。在该系统中，吸热器将定日镜所捕捉到的太阳光转化为液态熔盐的内能并存储起来，然后，通过熔盐放热使水变成水蒸气从而推动汽轮发电机组发电。最后，通过高压输电线将电能传输到变电站供广大用户使用。 （1）太阳能是绿色清洁能源，熔盐塔式光热电站有利于缓解能源危机。太阳能属于________再生能源。（选填“可”或“不可”） （2）发电机在准备发电时，高温罐里的熔盐物质会被送到蒸汽室之中，水吸热________（填物态变化）成水蒸气，蒸汽推动汽轮机转动，电就产生了。 （3）如图乙所示，发电机组将________能转化为电能，发电机组是根据________原理来发电的；如图丙所示，定日镜不是一般的镜子，它是凹面的，在计算机的精准控制下，能将太阳光线________（选填“发散”或“会聚”）到吸热器上。 （4）若燃煤火力发电站热电转化效率为40%，该熔盐塔式光热电站某年的总发电量（图丁），相当于燃烧________吨的煤产生的电能。（煤炭的热值为） 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $