第22.1节 能源利用的现状和面临的挑战（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第22.1节 能源利用的现状和面临的挑战 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 人类利用能源的历程 考点02 能源利用面临的挑战 03 避坑指南·解题通法 角度01 可再生能源与不可再生能源 角度02 一次能源与二次能源 角度03 能量转移或转化有方向 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.能说出能源，掌握能源不同分类方式。 2.区分常规能源与新能源。 3.辨别可再生能源和不可再生能源。 4.分清一次能源与二次能源，了解能源危机。 1.抓住分类标准，对比辨析各类能源。 2.列举实例，判断能源所属类别。 3.结合现状，认识能源短缺的问题。 4.归纳整理，梳理能源分类框架。 知识导图 考点01 人类利用能源的历程 1、能源：凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源；一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。 2、能源有不同的分类方式 （1）从产生方式角度划分 一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。 二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气。 （2）从是否可再生角度划分 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源．例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。 （3）从利用状况划分 常规能源：人类利用多年的，使用技术已经成熟的能源．例：化石能源、水能、电能。 新能源：人类新近才开始利用的能源．例：潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能。 3、常见能源 （1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。 （2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。 （3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。 （4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。 （5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。 （6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。 【深化点拨】 1．能源的解题方法点拨： （1）能源是一种物质，是可以提供某种形式的能量的一种物质，能源与能量是两个不同的物理量，能源是能为人类的提供能量蝗物质资源，以能源的利用过程实质上就是能量的转化和转移过程，能量则是物体做功本领的一个量度。 （2）生活中常见的能源有：煤炭、石油、天燃气、汽油、柴油、热力、电力等。 （3）能源的分类是按照不同角度划分的，同一种能源可能归属不同的能源类别，可以按下表进行归类。 2．能源的分类解题方法点拨 （1）可再生能源和不可再生能源的主要区别在于它们的可再生性、‌形成时间和来源。‌可再生能源是可持续的，‌不会随着使用而耗尽，‌而非可再生能源则会在人类使用过程中逐渐减少，‌最终可能导致枯竭。 （2）区分一次能源和二次能源的关键是看是否经过加工转换。 1．（2026·江苏常州·中考真题）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 2．（2026·湖南长沙·中考真题）2026年5月天舟十号货运飞船与空间站成功对接，空间站与地面控制中心通过________波传递信息。此次携带的“柔性单晶硅太阳电池”能利用太阳能发电。太阳能可以源源不断地得到，由此可知它属于________能源。 考点02 能源利用面临的挑战 1、能源危机 （1）原因：①化石能源储量并不丰富；②化石能源的开发利用后不能再生。 （2）应对措施：面对目前的能源形式，解决能源问题主要出路有：一是提高能源利用率，做到科学开发，解决使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。 2、开发利用新能源：已探测数据表明，目前作为人类主要的能源的化石能源储量并不丰富，所以，开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。 （1）新能源又称 ，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 等 （2）新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能，新能源包括各种可再生能源和核能，相对于传统能源，新能源普遍具 ，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义，同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。 【深化点拨】 1．新能源的特点：具有污染少、储量大。 2．探究归纳：能源利用面临的挑战主要是化石能源储量有限且开采使用会造成环境污染（如温室效应、酸雨），同时可再生能源（如太阳能、风能）存在开发成本高、受自然条件限制大等问题，难以完全替代传统能源。 1．我国提出“力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”，碳达峰、碳中和成为社会各界关注的热点话题。关于能量和能源，下列说法正确的是（     ） A．实施垃圾分类有利于环保和节约能源 B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值 D．涉及热现象的能量转化和转移过程是有方向性、可逆的 2．地球是我们共同的家园。我们应该珍惜地球家园的蓝天白云、绿水青山，珍惜地球家园的每一个存在，人类为了保护地球家园，已有若干重要举措，例如，在一定时间内实现______、________。 能源利用的现状和面临的挑战的综合应用及解题步骤 1.能源分类的精准判定 （1）一次能源vs二次能源： 判断依据：看是否经过加工转换。 一次能源：直接取自自然界（如：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能）。 二次能源：由一次能源加工而来（如：电能、汽油、柴油、焦炭、煤气）。 易错点：电能是二次能源；汽油是二次能源（原油是一次）。 （2）可再生vs不可再生： 判断依据：看短期内能否从自然界得到补充。 可再生能源：太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、潮汐能。 不可再生能源：煤、石油、天然气（化石能源）、核能（核燃料矿产有限）。 2.能量转化方向性的理解 （1）核心概念：能量的转移和转化具有方向性。 （2）典型实例： 热传递：热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，反之则需消耗能量（如冰箱）。 机械能转内能：汽车刹车时，动能转化为内能散失到空气中，这些内能无法自动收集起来再次驱动汽车。 （3）解题应用：凡是涉及“能源危机”或“节约能源”的原因分析，标准答案通常包含“能量转化具有方向性，可利用的能源是有限的”。 3.化石能源与环境问题的关联 （1）温室效应：化石燃料（煤、石油）燃烧排放大量二氧化碳（CO2），导致全球变暖。 （2）酸雨：燃烧排放二氧化硫（SO2）和氮氧化物，溶于水形成酸雨，腐蚀建筑物、破坏生态。 （3）粉尘污染：不完全燃烧产生的烟尘PM2.5等。 （4）解题技巧：题目若问“为了减少酸雨，应限制哪种气体排放”，选二氧化硫；若问“低碳生活”，指减少二氧化碳排放。 4.可持续发展与新能源的选择 （1）现状：目前世界主要能源仍是化石能源（不可再生），面临枯竭风险。 （2）解决途径： 提高利用率：节能降耗。 开发新能源：寻找清洁、可再生的替代能源。 （3）理想能源的标准：储量丰富（可再生）、价格便宜、技术成熟、安全清洁（无污染）。 （4）常见正确选项：大力发展太阳能、风能；推广电动汽车；提倡绿色出行。 角度01 可再生能源与不可再生能源 1．下列能源，属于不可再生能源的是（     ） A．风能 B．地热能 C．核能 D．水能 2．“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 3．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（     ） A．水能是不可再生能源 B．北斗卫星导航是利用超声波来定位导航 C．5G手机的芯片使用的材料主要是半导体 D．电动机线圈用超导材料可以实现将电能全部转化为内能 4．放寒假时，爸爸开电动汽车带小明去滑雪场。小明爸爸通过汽车导航系统获取滑雪场的位置，汽车导航系统是通过____________获取信息的。路过发电站时，小明想到了核能发电站，核能是____________能源（选填“可再生”或“不可再生”）。 5．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。 角度02 一次能源与二次能源 6．信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（     ） A．制作石墨烯的原材料石墨是导体 B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的 C．“北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航的 D．风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于二次能源 7．中国高铁正以速度最快、成本最低、运营里程最长等优势成为“中国制造”的新名片。如图所示，这是我国常见的高铁动车组列车照片，下列说法错误的是（　　） A．乘客坐在列车上用手机给朋友打电话，是利用电磁波来传递信息的 B．列车头部呈流线型，可以减小行驶过程中的空气阻力 C．列车启动向前出站时，放在水平桌面上的皮球受到惯性，会向前滚动 D．高铁列车使用的能源主要是电能，电能是二次能源 8．台风“杜苏芮”给我国沿海地区带来强降雨和大风，其中大风把树木吹弯说明力可以改变物体的____________；台风的形成来源于海水温度的上升，太阳照射海面是通过____________的方式改变海水的内能。太阳能清洁无污染属于____________能源（选填“一次”或“二次”）。 9．“东数西算”是国家重大工程，旨在将东部密集的数据需求，有序引导至能源、土地充裕的西部进行计算处理，以优化全国算力布局、提升能源利用效率。电能是___________（选填“一次”或“二次”）能源，计算机芯片处理数据时会产生大量热，未来若以___________（选填“绝缘体”或“超导体”）材料制备芯片内部布线，便能消除电热损耗。 角度03 能量转移或转化有方向 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，永动机不可能制成 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．热机的效率可以达到100% 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．（2026·江苏南通·中考真题）张雪机车多次问鼎世界超级摩托车赛事，打破国外品牌的百年垄断。机车采用的是三缸水冷四冲程发动机，利用循环水冷却是因为水的________较大，这是利用________的方式改变内能；机车燃烧汽油获取能量，其能量转化不可逆，说明能量转化是有________的；机车冲过终点不会立即停下，是因为机车具有________。 12．目前有一种备受关注的喷气飞行背包。如图，人背上后背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，从而获得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。汽油燃烧将___________能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有___________。 【例1】（2025·四川雅安·中考真题）“两弹一星”“北斗工程”都是我国航天事业取得的辉煌成就。“两弹一星”中的原子弹是利用不加控制的核裂变来释放巨大能量，从能源可持续发展的角度来看，核能是_____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；我国自主建立的北斗卫星导航系统是通过发射和接收_____________（选填“超声波”或“电磁波”）信号来提供全天候的即时定位服务。 【深化点拨】 （1）考查能源的分类，根据能否短期内从自然界得到补充，区分可再生能源与不可再生能源。 （2）考查电磁波与声波传播条件的区别，电磁波可以在真空中传播，超声波不能在真空中传播。 （3）考查电磁波在航天通信中的应用，卫星导航利用电磁波传递定位信号。 （4）结合我国航天科技成就命题，考查对核能、卫星通信的综合认知。 【变式1-1】（2025·江苏泰州·中考真题）采用不可再生能源发电的是（     ） A．风力发电 B．光伏发电 C．潮汐发电 D．核能发电 【变式1-2】（2026·吉林长春·中考真题）下列能源中属于可再生能源的是（     ） A．煤 B．石油 C．太阳能 D．天然气 【变式1-3】（2026·江苏宿迁·中考真题）汽油机是燃油汽车的动力来源之一，汽油由石油分离而成，石油属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。如图甲所示是汽油机的___________冲程，如图乙所示是某台汽油机工作时的能量数据，若完全燃烧6kg的汽油，汽油机损失的能量为___________J，这些能量最多能使1t水温度升高___________℃[，]。 ⚡基础速刷 1．近年来，我市城市建设和发展越来越注重以人为本。下列措施中能缓解“温室效应”的是（     ） A．主城区汽车禁鸣 B．机动车礼让行人 C．修建新工厂 D．植树造林、增大绿化面积 2．2026年我国持续推进双碳目标，缓解化石能源短缺与大气污染，解决能源危机最合理的措施是（     ） A．规模化发展风电、光伏、氢能等清洁能源 B．加大煤炭开采力度，满足工业短期耗能 C．立刻关停全部火电厂，完全依靠光伏发电 D．强制减少居民日常用电，降低总能耗 3．水是生命之源，而我国是严重缺水的国家之一、每个人都要提高保护水资源的意识，养成节约用水的良好习惯。关于水资源，下列说法正确的是（     ） A．人类活动不会造成水污染 B．地球上的淡水约占总水量的2.53%，而可供人类使用的淡水更少 C．我省有巢湖、万佛湖等，水资源丰富，不会出现水资源危机 D．因为地球上水循环的存在，所以水资源“取之不尽，用之不竭” 4．2026年高温、暴雨、洪涝、龙卷风、冰雹等极端天气在全球多地频发，造成严重灾情。温室效应是导致全球气候变化的重要原因，地球受太阳照射后会通过热辐射向外传递________，大气中的二氧化碳会吸收这种热辐射，产生温室效应，过度的温室效应会导致全球气候变暖、为缓解全球气候变暖，你能想到的方法是________（写出一条）。 5．小明和妈妈一起煮饺子的时候，发现厨房中有很多物态变化现象。小明用沾湿了水的手拿起从冷冻室里取出的冰冻饺子准备往锅里放，却发现手指和饺子“黏一起”了，这是由于手上的水发生________（填物态变化名称）导致的。在煮饺子过程中，煮锅中会冒出大量“白气”，这些“白气”是________态的。煮饺子时用的天然气属于化石能源，化石能源是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 🚀能力跃升 6．下列说法正确的是（     ） A．随科技不断进步，永动机是可以造出来的 B．自然进行的能量转化和转移是具有方向性的 C．温度能从内能大的物体转移给内能小的物体 D．同一物体的温度越高含有的热量就会越多 7．风能是一种清洁的可再生能源，风力发电的主要能量转化如图所示。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。以下说法正确的是（     ） A．①填动能，②填电能 B．①填化学能，②填电能 C．风力发电机产生的电能是一次能源 D．当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片A会逆时针转动 8．山东省宣布，自2024年3月1日起，对安装 ETC套装设备的氢能车辆暂免收取高速公路通行费。氢燃料电池中的氢气在催化剂的作用下分解成电子和氢离子，其中氢离子和氧气反应变成水，电子从负极通过外电路流向正极产生电能，驱动汽车运动。下列判断错误的是（     ） A．氢燃料电池将内能转化为电能 B．氢燃料电池工作时不产生任何污染 C．氢燃料电池汽车的发动机是电动机 D．氢燃料电池利用的氢能属于新能源 9．端午浓情，粽叶飘香。闻到了粽子的香味，这是______现象；吃粽子时，粽叶上总是粘有米粒，不容易分开，说明分子间存在相互作用的______；煮粽子的时候燃烧天然气给水加热，是通过______途径改变水的内能，天然气是______能源。 10．某款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能电板。汽车应用了许多物理知识，请你解答： (1)太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；薄膜式太阳能电池板应设计成_______（填“黑”或“白”）色； (2)汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低挡。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低挡是为了减慢车速。那么，在爬坡时减慢车速的目的是________； (3)该汽车的功率是70kW，行驶了10min，速度为72km/h，该车发动机的牵引力是_______N。 11．某学校试用氢气作为清洁能源，为学生浴室供应热水。浴室使用一个承压式热水箱，水箱中的水由氢气燃烧炉加热。水箱中水的质量为200kg，从管道输入水箱中的水温度是15℃，经过加热后温度可以达到55℃，此过程中消耗氢气0.3kg。[氢气的热值是，水的比热容是] 请根据以上信息回答下列问题： (1)水箱中的水需要吸收多少热量？ (2)0.3kg氢气完全燃烧，能够释放出多少热量？ (3)这个热水器的加热效率是多少？ (4)你认为氢能源作为新能源在实际应用中有哪些优点和挑战？请简要说明。 🌟思维挑战 12．下列事例中，可以表示能量转化或转移具有方向性的是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．电能可以转化为内能，内能的一部分也可以转化为电能 13．在工业时代热机被广泛使用，燃料燃烧产生的排放物给环境带来了压力。下列说法不正确的是（     ） A．热机排出的二氧化碳引起温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响 B．提高热机效率，对于控制和减少热机使用中产生的污染有积极作用 C．尽量乘坐公共交通工具、减少食物浪费、节约用电等都属于“低碳”生活行为 D．使用太阳能发电、风能发电来全面取代火力发电，从而降低碳排放 14．某风力发电系统可以为路灯供电。 (1)风能属于__________（选填“可再生”“不可再生”）能源，风力发电机是根据__________原理发电的。 (2)若路灯（LED灯）功率为，额定电压为（灯丝电阻不变），发电机线圈（内阻）的热损耗功率占发电机输出总电功率的，发电机的内阻为__________。 (3)若该风力发电机叶片旋转面面积为，在风速时，空气密度为，时间内通过某一截面的风能大小为，风能利用效率为80%，此时风力发电机的发电功率为__________W。系统还配了蓄电池储存电能，供无风时照明。假设风能先转化为电能，再对蓄电池充电，充电效率为20%，蓄电池放电供灯工作的效率为40%，为维持路灯正常发光，风速约为__________；若风速突然加倍变为，且假设发电机输出电压与风速成正比，发电机内阻不变。此时路灯的实际功率将变为额定功率的__________倍。 15．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。 16．如图甲是我国自主研发的波浪能海洋生态监测浮标系统“合作者号”，该装置主体结构参数为：直径为3.3米，高度达9米，整体重量为9吨，其技术突破在于创新性地采用了波浪能-电能转换系统，通过机械液压式能量俘获装置实现波浪能的高效转化，成功解决了传统浮标依赖太阳能电池板与蓄电池组的供电不稳定问题，为搭载的多参数水质传感器、气象监测模块及数据传输单元提供了持续稳定的电力保障。系统配置的波浪能发电机组配合光伏组件形成复合供能体系。如图乙，该浮标的电路拓扑结构（电路中各元件之间的连接方式和布局关系）采用智能配电设计，可实现波浪能与太阳能的自动切换及储能系统的优化管理，航标灯、规格相同，在额定电压12V下工作时的电阻均为24Ω。（取，g取10N/kg） (1)太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。图乙电路中，白天关闭航标灯，仅利用太阳能发电为蓄电池充电时，开关、断开和闭合的状态是______。 (2)风平浪静时，“合作者号”浮标受到的浮力是多少？排开海水的体积是多少？ (3)图乙电路中，蓄电池为航标灯供电时，电路中的总电流是多少？电路消耗的总功率是多少？ (4)丙图是“合作者号”浮标上的复合供能体系在某一天的发电功率与时间的图像。若断开开关S，在这一天“合作者号”浮标在0~8:00期间所发的电能给容量为“12V，100Ah”的蓄电池充电，充电效率为90%，通过计算说明，0~8:00期间所发电能能否将蓄电池的电量由20%充至60%。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第22.1节 能源利用的现状和面临的挑战 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 人类利用能源的历程 考点02 能源利用面临的挑战 03 避坑指南·解题通法 角度01 可再生能源与不可再生能源 角度02 一次能源与二次能源 角度03 能量转移或转化有方向 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.能说出能源，掌握能源不同分类方式。 2.区分常规能源与新能源。 3.辨别可再生能源和不可再生能源。 4.分清一次能源与二次能源，了解能源危机。 1.抓住分类标准，对比辨析各类能源。 2.列举实例，判断能源所属类别。 3.结合现状，认识能源短缺的问题。 4.归纳整理，梳理能源分类框架。 知识导图 考点01 人类利用能源的历程 1、能源：凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源；一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。 2、能源有不同的分类方式 （1）从产生方式角度划分 一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。 二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气。 （2）从是否可再生角度划分 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源．例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。 （3）从利用状况划分 常规能源：人类利用多年的，使用技术已经成熟的能源．例：化石能源、水能、电能。 新能源：人类新近才开始利用的能源．例：潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能。 3、常见能源 （1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。 （2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。 （3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。 （4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。 （5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。 （6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。 【深化点拨】 1．能源的解题方法点拨： （1）能源是一种物质，是可以提供某种形式的能量的一种物质，能源与能量是两个不同的物理量，能源是能为人类的提供能量蝗物质资源，以能源的利用过程实质上就是能量的转化和转移过程，能量则是物体做功本领的一个量度。 （2）生活中常见的能源有：煤炭、石油、天燃气、汽油、柴油、热力、电力等。 （3）能源的分类是按照不同角度划分的，同一种能源可能归属不同的能源类别，可以按下表进行归类。 2．能源的分类解题方法点拨 （1）可再生能源和不可再生能源的主要区别在于它们的可再生性、‌形成时间和来源。‌可再生能源是可持续的，‌不会随着使用而耗尽，‌而非可再生能源则会在人类使用过程中逐渐减少，‌最终可能导致枯竭。 （2）区分一次能源和二次能源的关键是看是否经过加工转换。 1．（2026·江苏常州·中考真题）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。 2．（2026·湖南长沙·中考真题）2026年5月天舟十号货运飞船与空间站成功对接，空间站与地面控制中心通过________波传递信息。此次携带的“柔性单晶硅太阳电池”能利用太阳能发电。太阳能可以源源不断地得到，由此可知它属于________能源。 【答案】 电磁 可再生 【详解】太空是真空环境，声音无法在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，因此空间站与地面控制中心可以通过电磁波传递信息；可再生能源指可以从自然界源源不断获取的能源，太阳能可以持续从太阳获取，属于可再生能源。 考点02 能源利用面临的挑战 1、能源危机 （1）原因：①化石能源储量并不丰富；②化石能源的开发利用后不能再生。 （2）应对措施：面对目前的能源形式，解决能源问题主要出路有：一是提高能源利用率，做到科学开发，解决使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。 2、开发利用新能源：已探测数据表明，目前作为人类主要的能源的化石能源储量并不丰富，所以，开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。 （1）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、生物质能和核聚变能等 （2）新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能，新能源包括各种可再生能源和核能，相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义，同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。 【深化点拨】 1．新能源的特点：具有污染少、储量大。 2．探究归纳：能源利用面临的挑战主要是化石能源储量有限且开采使用会造成环境污染（如温室效应、酸雨），同时可再生能源（如太阳能、风能）存在开发成本高、受自然条件限制大等问题，难以完全替代传统能源。 1．我国提出“力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”，碳达峰、碳中和成为社会各界关注的热点话题。关于能量和能源，下列说法正确的是（     ） A．实施垃圾分类有利于环保和节约能源 B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值 D．涉及热现象的能量转化和转移过程是有方向性、可逆的 【答案】A 【详解】A．垃圾分类可以将可回收物循环利用、有害垃圾单独无害化处理，既减少了污染，也能通过回收复用节约资源能源，故A正确； B．根据能量守恒定律，能量不能被创造，只会发生转化或转移，故B错误； C．新能源虽然目前开发技术难度大、初期成本高，但能替代化石能源缓解碳排放危机、解决传统能源枯竭问题，具备极高的实用价值，故C错误； D．涉及热现象的能量转化和转移过程具有方向性，是不可逆的，比如热量只能自发从高温物体传向低温物体，无法自发反向传递，故D错误。 故选A。 2．地球是我们共同的家园。我们应该珍惜地球家园的蓝天白云、绿水青山，珍惜地球家园的每一个存在，人类为了保护地球家园，已有若干重要举措，例如，在一定时间内实现______、________。 【答案】 碳达峰 碳中和 【详解】当前我国为保护生态环境、减缓温室效应和环境污染，提出的核心阶段性环保战略就是在规定时间内先后实现碳达峰、碳中和。 能源利用的现状和面临的挑战的综合应用及解题步骤 1.能源分类的精准判定 （1）一次能源vs二次能源： 判断依据：看是否经过加工转换。 一次能源：直接取自自然界（如：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能）。 二次能源：由一次能源加工而来（如：电能、汽油、柴油、焦炭、煤气）。 易错点：电能是二次能源；汽油是二次能源（原油是一次）。 （2）可再生vs不可再生： 判断依据：看短期内能否从自然界得到补充。 可再生能源：太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、潮汐能。 不可再生能源：煤、石油、天然气（化石能源）、核能（核燃料矿产有限）。 2.能量转化方向性的理解 （1）核心概念：能量的转移和转化具有方向性。 （2）典型实例： 热传递：热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，反之则需消耗能量（如冰箱）。 机械能转内能：汽车刹车时，动能转化为内能散失到空气中，这些内能无法自动收集起来再次驱动汽车。 （3）解题应用：凡是涉及“能源危机”或“节约能源”的原因分析，标准答案通常包含“能量转化具有方向性，可利用的能源是有限的”。 3.化石能源与环境问题的关联 （1）温室效应：化石燃料（煤、石油）燃烧排放大量二氧化碳（CO2），导致全球变暖。 （2）酸雨：燃烧排放二氧化硫（SO2）和氮氧化物，溶于水形成酸雨，腐蚀建筑物、破坏生态。 （3）粉尘污染：不完全燃烧产生的烟尘PM2.5等。 （4）解题技巧：题目若问“为了减少酸雨，应限制哪种气体排放”，选二氧化硫；若问“低碳生活”，指减少二氧化碳排放。 4.可持续发展与新能源的选择 （1）现状：目前世界主要能源仍是化石能源（不可再生），面临枯竭风险。 （2）解决途径： 提高利用率：节能降耗。 开发新能源：寻找清洁、可再生的替代能源。 （3）理想能源的标准：储量丰富（可再生）、价格便宜、技术成熟、安全清洁（无污染）。 （4）常见正确选项：大力发展太阳能、风能；推广电动汽车；提倡绿色出行。 角度01 可再生能源与不可再生能源 1．下列能源，属于不可再生能源的是（     ） A．风能 B．地热能 C．核能 D．水能 【答案】C 【详解】ABD．风能、地热能、水能可以源源不断从自然界获得，都属于可再生能源，故ABD不符合题意； C．核能所用核燃料在自然界中储量有限，消耗后短期内无法得到补充，属于不可再生能源，故C符合题意。 故选C。 2．“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。 3．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（     ） A．水能是不可再生能源 B．北斗卫星导航是利用超声波来定位导航 C．5G手机的芯片使用的材料主要是半导体 D．电动机线圈用超导材料可以实现将电能全部转化为内能 【答案】C 【详解】A．水能可在短期内从自然界得到补充，属于可再生能源，故A错误； B．超声波不能在真空中传播，北斗卫星导航利用电磁波传递信息，故B错误； C．半导体是制作芯片的主要材料，故C正确； D．超导材料电阻为0，电流通过超导线圈时不会因电阻产生内能，电动机工作时可将电能转化为机械能，不能说将电能全部转化为内能，故D错误。 故选C。 4．放寒假时，爸爸开电动汽车带小明去滑雪场。小明爸爸通过汽车导航系统获取滑雪场的位置，汽车导航系统是通过____________获取信息的。路过发电站时，小明想到了核能发电站，核能是____________能源（选填“可再生”或“不可再生”）。 【答案】 电磁波 不可再生 【详解】电磁波可在真空中传播，可实现卫星与地面设备的信息传输，故汽车导航系统是通过电磁波获取信息的； 核能所利用的核燃料在地球上的储量是有限的，一旦消耗短期内无法再生，故核能是不可再生能源。 5．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。 角度02 一次能源与二次能源 6．信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（     ） A．制作石墨烯的原材料石墨是导体 B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的 C．“北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航的 D．风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于二次能源 【答案】A 【详解】A．石墨是常见的导体，故A正确； B．光纤通信是激光借助光的反射原理传递信息，不是折射原理，故B错误； C．超声波无法在真空中传播，“北斗”导航系统是利用电磁波进行定位和导航，故C错误； D．风能、水能、太阳能、地热能、核能均可直接从自然界获取，属于一次能源，不属于二次能源，故D错误。 故选A。 7．中国高铁正以速度最快、成本最低、运营里程最长等优势成为“中国制造”的新名片。如图所示，这是我国常见的高铁动车组列车照片，下列说法错误的是（　　） A．乘客坐在列车上用手机给朋友打电话，是利用电磁波来传递信息的 B．列车头部呈流线型，可以减小行驶过程中的空气阻力 C．列车启动向前出站时，放在水平桌面上的皮球受到惯性，会向前滚动 D．高铁列车使用的能源主要是电能，电能是二次能源 【答案】C 【详解】A．手机是用电磁波接收和发送信息。乘客坐在列车上用手机给朋友打电话，是利用电磁波来传递信息的，故A正确，不符合题意； B．列车头部呈流线型，可以减小行驶过程中所受到的空气阻力，故B正确，不符合题意； C．列车启动向前出站时，放在水平桌面上的皮球需要保持原来的静止状态故会向后运动，故C错误，符合题意； D．高铁列车使用的能源主要是电能，电能是消耗其它能源获得的，属于二次能源，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．台风“杜苏芮”给我国沿海地区带来强降雨和大风，其中大风把树木吹弯说明力可以改变物体的____________；台风的形成来源于海水温度的上升，太阳照射海面是通过____________的方式改变海水的内能。太阳能清洁无污染属于____________能源（选填“一次”或“二次”）。 【答案】 形状 热传递 一次 【详解】大风把树木吹弯，树木的形状发生了改变，说明力可以改变物体的形状。 太阳照射海面，海水吸收热量，温度升高，内能变大，是通过热传递的方式改变海水内能的。 太阳能可以直接从自然界中获取，不需要经过加工转换的能源，因此属于一次能源。 9．“东数西算”是国家重大工程，旨在将东部密集的数据需求，有序引导至能源、土地充裕的西部进行计算处理，以优化全国算力布局、提升能源利用效率。电能是___________（选填“一次”或“二次”）能源，计算机芯片处理数据时会产生大量热，未来若以___________（选填“绝缘体”或“超导体”）材料制备芯片内部布线，便能消除电热损耗。 【答案】 二次 超导体 【详解】电能无法直接从自然界获取，需由其他能源（如煤炭、水能等）转化而来，因此属于二次能源。 根据焦耳定律，当导体电阻时，电流通过导体不会产生电热损耗。超导体的电阻为零，可满足消除电热损耗的需求；而绝缘体不导电，无法用于芯片内部布线传输电流，因此应选择超导体材料。 角度03 能量转移或转化有方向 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，永动机不可能制成 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．热机的效率可以达到100% 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】A 【详解】A．永动机违背能量守恒定律，因此不可能制成，故A正确； B．能源枯竭是可被人类利用的能量减少，自然界总能量始终守恒，故B错误； C．热机工作时必然存在废气带能、散热、克服摩擦做功等能量损耗，效率不可能达到100%，C错误； D．能量的转移和转化具有方向性，可被人类利用的能量会逐步减少，因此需要节约能源，D错误。 故选A。 11．（2026·江苏南通·中考真题）张雪机车多次问鼎世界超级摩托车赛事，打破国外品牌的百年垄断。机车采用的是三缸水冷四冲程发动机，利用循环水冷却是因为水的________较大，这是利用________的方式改变内能；机车燃烧汽油获取能量，其能量转化不可逆，说明能量转化是有________的；机车冲过终点不会立即停下，是因为机车具有________。 【答案】 比热容 热传递 方向 惯性 【详解】用水做冷却剂，是因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时，可以吸收更多热量，冷却效果好； 水和高温发动机之间发生热量交换，是通过热传递的方式改变物体内能； 能量转化不可逆，说明能量的转化具有方向性（能量耗散，不能自发变回原来形式）； 机车冲过终点不会立刻停下，是因为机车具有惯性，要保持原来的运动状态。 12．目前有一种备受关注的喷气飞行背包。如图，人背上后背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，从而获得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。汽油燃烧将___________能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有___________。 【答案】 化学 方向性 【详解】汽油属于燃料，储存着化学能，燃烧是化学反应过程，该过程将汽油的化学能转化为内能。 散失到空气中的内能无法自动被回收利用来做功，说明能量的转移和转化只能自发地朝特定方向进行，这就是能量转化和转移的方向性。 【例1】（2025·四川雅安·中考真题）“两弹一星”“北斗工程”都是我国航天事业取得的辉煌成就。“两弹一星”中的原子弹是利用不加控制的核裂变来释放巨大能量，从能源可持续发展的角度来看，核能是_____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；我国自主建立的北斗卫星导航系统是通过发射和接收_____________（选填“超声波”或“电磁波”）信号来提供全天候的即时定位服务。 【答案】 不可再生 电磁波 【详解】可再生能源是可源源不断从自然界获取的能源，核能依赖的核燃料属于短期内无法从自然界补充的矿产资源，因此核能是不可再生能源。 声音传播需要介质，真空不能传声，而电磁波可以在真空中传播，北斗卫星导航系统工作于太空真空环境，因此依靠电磁波传递信号。 【深化点拨】 （1）考查能源的分类，根据能否短期内从自然界得到补充，区分可再生能源与不可再生能源。 （2）考查电磁波与声波传播条件的区别，电磁波可以在真空中传播，超声波不能在真空中传播。 （3）考查电磁波在航天通信中的应用，卫星导航利用电磁波传递定位信号。 （4）结合我国航天科技成就命题，考查对核能、卫星通信的综合认知。 【变式1-1】（2025·江苏泰州·中考真题）采用不可再生能源发电的是（     ） A．风力发电 B．光伏发电 C．潮汐发电 D．核能发电 【答案】D 【详解】ABC．风力发电采用的是风能，光伏发电采用的是光能，潮汐发电采用的是潮汐能，它们都可以源源不断地从自然界中获得，都属于可再生能源，故ABC不符合题意； D．核能发电采用的是核能，核燃料消耗后短时间内不能再生，属于不可再生能源，故D符合题意。 故选D。 【变式1-2】（2026·吉林长春·中考真题）下列能源中属于可再生能源的是（     ） A．煤 B．石油 C．太阳能 D．天然气 【答案】C 【详解】ABD．煤、石油、天然气都属于化石能源，消耗后短时间内无法从自然界补充，为不可再生能源，故ABD不符合题意； C．太阳能可源源不断从自然界获得，属于可再生能源，故C符合题意。 故选C。 【变式1-3】（2026·江苏宿迁·中考真题）汽油机是燃油汽车的动力来源之一，汽油由石油分离而成，石油属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。如图甲所示是汽油机的___________冲程，如图乙所示是某台汽油机工作时的能量数据，若完全燃烧6kg的汽油，汽油机损失的能量为___________J，这些能量最多能使1t水温度升高___________℃[，]。 【答案】 不可再生 压缩 46 【详解】石油为化石能源，短时间内不可再生，属于不可再生能源。 由图甲可知，汽油机两气门均关闭，活塞向上运动，故为压缩冲程。 汽油完全燃烧放出的总热量为 损失的能量为 可以使水升高的温度为 ⚡基础速刷 1．近年来，我市城市建设和发展越来越注重以人为本。下列措施中能缓解“温室效应”的是（     ） A．主城区汽车禁鸣 B．机动车礼让行人 C．修建新工厂 D．植树造林、增大绿化面积 【答案】D 【详解】温室效应主要是因为空气中二氧化碳等温室气体含量过高，导致地表温度上升。 A．主城区汽车禁鸣是在声源处减弱噪声，与缓解温室效应无关，故A不符合题意； B．机动车礼让行人属于交通通行规则要求，和温室效应成因无关，故B不符合题意； C．修建新工厂通常会增加化石能源消耗，排放更多二氧化碳，加重温室效应，故C不符合题意； D．植物光合作用可吸收大气中的二氧化碳，植树造林、增大绿化面积能减少大气中二氧化碳含量，缓解温室效应，故D符合题意。 故选D。 2．2026年我国持续推进双碳目标，缓解化石能源短缺与大气污染，解决能源危机最合理的措施是（     ） A．规模化发展风电、光伏、氢能等清洁能源 B．加大煤炭开采力度，满足工业短期耗能 C．立刻关停全部火电厂，完全依靠光伏发电 D．强制减少居民日常用电，降低总能耗 【答案】A 【详解】A．风电、光伏、氢能都属于清洁可再生能源，规模化发展这类清洁能源，既可以减少对化石能源的依赖，缓解能源短缺，还能降低污染排放，符合双碳目标，故A符合题意； B．煤炭是不可再生的化石能源，加大开采只会加速化石能源枯竭，还会带来更严重的大气污染，故B不符合题意； C．立刻关停全部火电厂、完全依赖光伏的做法不符合实际，光伏发电受昼夜、天气等条件限制，目前无法独立支撑全社会稳定的能源供应，过于极端不可行，故C不符合题意； D．强制减少居民日常用电会严重影响民众的正常生活，是不合理的做法，故D不符合题意。 故选A。 3．水是生命之源，而我国是严重缺水的国家之一、每个人都要提高保护水资源的意识，养成节约用水的良好习惯。关于水资源，下列说法正确的是（     ） A．人类活动不会造成水污染 B．地球上的淡水约占总水量的2.53%，而可供人类使用的淡水更少 C．我省有巢湖、万佛湖等，水资源丰富，不会出现水资源危机 D．因为地球上水循环的存在，所以水资源“取之不尽，用之不竭” 【答案】B 【详解】A.工业排污、生活垃圾倾倒等人类活动会造成水污染，故A错误； B.地球上淡水约占总水量的2.53%，多数为难以利用的冰川、深层地下水，可供人类使用的淡水更少，故B正确； C.区域水资源总量有限，过度消耗、水体污染仍会引发水资源危机，故C错误； D.水循环过程中可供人类利用的淡水资源储量有限，并非取之不尽用之不竭，故D错误。 故选B。 4．2026年高温、暴雨、洪涝、龙卷风、冰雹等极端天气在全球多地频发，造成严重灾情。温室效应是导致全球气候变化的重要原因，地球受太阳照射后会通过热辐射向外传递________，大气中的二氧化碳会吸收这种热辐射，产生温室效应，过度的温室效应会导致全球气候变暖、为缓解全球气候变暖，你能想到的方法是________（写出一条）。 【答案】 热量 植树造林 【详解】热辐射的本质是传递能量，地球吸收太阳的辐射能后，会通过热辐射向外传递能量，二氧化碳吸收地面热辐射，引发温室效应。 缓解全球变暖的核心思路是减少二氧化碳排放或增加二氧化碳吸收，常见合理方法即可，例如减少化石燃料使用、植树造林、开发使用清洁能源等。 5．小明和妈妈一起煮饺子的时候，发现厨房中有很多物态变化现象。小明用沾湿了水的手拿起从冷冻室里取出的冰冻饺子准备往锅里放，却发现手指和饺子“黏一起”了，这是由于手上的水发生________（填物态变化名称）导致的。在煮饺子过程中，煮锅中会冒出大量“白气”，这些“白气”是________态的。煮饺子时用的天然气属于化石能源，化石能源是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 凝固 液 不可再生 【详解】手上的液态水遇到温度极低的冰冻饺子，由液态变为了固态，该物态变化为凝固。 煮锅中冒出的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴，小水滴属于液态。 化石能源是经过漫长地质年代才形成的能源，在短时间内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源。 🚀能力跃升 6．下列说法正确的是（     ） A．随科技不断进步，永动机是可以造出来的 B．自然进行的能量转化和转移是具有方向性的 C．温度能从内能大的物体转移给内能小的物体 D．同一物体的温度越高含有的热量就会越多 【答案】B 【详解】A．永动机违反能量守恒定律，无法制成，故A错误； B．根据能量转化和转移的基本规律，自然发生的能量转化、转移过程都具有方向性，故B正确； C．热传递过程中转移的是内能而非温度，故C错误； D．热量是热传递过程中的过程量，不能表述为物体“含有”热量，故D错误。 故选B。 7．风能是一种清洁的可再生能源，风力发电的主要能量转化如图所示。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。以下说法正确的是（     ） A．①填动能，②填电能 B．①填化学能，②填电能 C．风力发电机产生的电能是一次能源 D．当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片A会逆时针转动 【答案】A 【详解】AB．风能是空气运动具有的动能，风吹动叶片转动时，风能先转化为叶片的动能（机械能），再通过发电机将动能转化为电能，因此①是动能、②是电能，故A正确、B错误； C．一次能源是可以直接从自然界获取的能源，电能是通过消耗风能间接得到的，属于二次能源，故C错误； D．根据流体压强“流速大的位置压强小”，图乙中叶片弯曲的下侧空气流速大、压强小，较平的上侧流速小、压强大，叶片会受到向下的压力差，从正面看叶片A会顺时针转动，而非逆时针，故D错误。 故选A。 8．山东省宣布，自2024年3月1日起，对安装 ETC套装设备的氢能车辆暂免收取高速公路通行费。氢燃料电池中的氢气在催化剂的作用下分解成电子和氢离子，其中氢离子和氧气反应变成水，电子从负极通过外电路流向正极产生电能，驱动汽车运动。下列判断错误的是（     ） A．氢燃料电池将内能转化为电能 B．氢燃料电池工作时不产生任何污染 C．氢燃料电池汽车的发动机是电动机 D．氢燃料电池利用的氢能属于新能源 【答案】A 【详解】A．氢燃料电池是化学能直接转化为电能的装置，不是先将化学能转化为内能再转化为电能，故A错误； B．氢燃料电池工作时反应产物只有水，工作过程没有其他污染物排放，因此不产生任何污染。故B正确； C．氢燃料电池产生电能驱动电动机工作，将电能转化为汽车的机械能，故其发动机为电动机，故C正确； D．氢能是近年逐步推广、清洁低碳的新型能源，属于新能源范畴。故D正确。 本题选择判断错误的，故选A。 9．端午浓情，粽叶飘香。闻到了粽子的香味，这是______现象；吃粽子时，粽叶上总是粘有米粒，不容易分开，说明分子间存在相互作用的______；煮粽子的时候燃烧天然气给水加热，是通过______途径改变水的内能，天然气是______能源。 【答案】 扩散 引力 热传递 不可再生 【详解】[1]闻到香味是因为分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。 [2]吃粽子时，粽叶上总是粘有米粒，不容易分开，是因为分子间存在相互作用的引力。 [3]加热水是利用火焰的热量传递给水，属于热传递改变内能。 [4]天然气属于化石能源，短时间内不能再生，属于不可再生能源。 10．某款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能电板。汽车应用了许多物理知识，请你解答： (1)太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；薄膜式太阳能电池板应设计成_______（填“黑”或“白”）色； (2)汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低挡。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低挡是为了减慢车速。那么，在爬坡时减慢车速的目的是________； (3)该汽车的功率是70kW，行驶了10min，速度为72km/h，该车发动机的牵引力是_______N。 【答案】(1) 可再生 黑 (2)增大牵引力 (3)3500 【详解】（1）[1]太阳能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源。 [2]由于黑色物体能吸收所有的色光，薄膜式太阳能电板应设计成黑色，以便尽可能多地吸收太阳光以转化为电能。 （2）根据公式可得，由于汽车的最大功率是一定的，当减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力。 （3）根据，该车发动机的牵引力是 11．某学校试用氢气作为清洁能源，为学生浴室供应热水。浴室使用一个承压式热水箱，水箱中的水由氢气燃烧炉加热。水箱中水的质量为200kg，从管道输入水箱中的水温度是15℃，经过加热后温度可以达到55℃，此过程中消耗氢气0.3kg。[氢气的热值是，水的比热容是] 请根据以上信息回答下列问题： (1)水箱中的水需要吸收多少热量？ (2)0.3kg氢气完全燃烧，能够释放出多少热量？ (3)这个热水器的加热效率是多少？ (4)你认为氢能源作为新能源在实际应用中有哪些优点和挑战？请简要说明。 【详解】（1）水箱中的水需要吸收热量 （2）0.3kg氢气完全燃烧，能够释放热量 （3）热水器的加热效率为 （4）氢能源的优点是：清洁环保，热值高储能大，燃烧放热稳定。挑战是：易燃易爆，对储存容器的强度和运输要求较高，成本较贵。（答案合理即可） 🌟思维挑战 12．下列事例中，可以表示能量转化或转移具有方向性的是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．电能可以转化为内能，内能的一部分也可以转化为电能 【答案】B 【详解】A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故A不符合题意； B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，故B符合题意； C．动能可以和重力势能相互转化，说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故C不符合题意； D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故D不符合题意。 故选B。 13．在工业时代热机被广泛使用，燃料燃烧产生的排放物给环境带来了压力。下列说法不正确的是（     ） A．热机排出的二氧化碳引起温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响 B．提高热机效率，对于控制和减少热机使用中产生的污染有积极作用 C．尽量乘坐公共交通工具、减少食物浪费、节约用电等都属于“低碳”生活行为 D．使用太阳能发电、风能发电来全面取代火力发电，从而降低碳排放 【答案】D 【详解】A．热机燃烧化石燃料会排放大量二氧化碳，二氧化碳是主要的温室气体，其积累会导致温室效应，进而影响地球表面的热平衡，故A正确，不符合题意； B．提高热机效率意味着在输出相同功的情况下，消耗更少的燃料，从而减少废气和污染物的排放，对控制和减少污染有积极作用，故B正确，不符合题意； C．“低碳”生活指减少二氧化碳排放的生活方式。乘坐公共交通、减少食物浪费、节约用电等行为都能间接减少能源消耗和碳排放，属于“低碳”行为，故C正确，不符合题意； D．太阳能、风能属于清洁能源，用它们发电可以降低碳排放，但目前太阳能、风能受天气、昼夜变化影响大，发电稳定性不足，且储能技术还不够成熟，无法全面取代火力发电，故D错误，符合题意。 故选 D。 14．某风力发电系统可以为路灯供电。 (1)风能属于__________（选填“可再生”“不可再生”）能源，风力发电机是根据__________原理发电的。 (2)若路灯（LED灯）功率为，额定电压为（灯丝电阻不变），发电机线圈（内阻）的热损耗功率占发电机输出总电功率的，发电机的内阻为__________。 (3)若该风力发电机叶片旋转面面积为，在风速时，空气密度为，时间内通过某一截面的风能大小为，风能利用效率为80%，此时风力发电机的发电功率为__________W。系统还配了蓄电池储存电能，供无风时照明。假设风能先转化为电能，再对蓄电池充电，充电效率为20%，蓄电池放电供灯工作的效率为40%，为维持路灯正常发光，风速约为__________；若风速突然加倍变为，且假设发电机输出电压与风速成正比，发电机内阻不变。此时路灯的实际功率将变为额定功率的__________倍。 【答案】(1) 可再生 电磁感应 (2)6 (3)960 5.4 4 【详解】（1）风能可源源不断从自然界获取，属于可再生能源。 风力发电机利用电磁感应原理，将机械能转化为电能。 （2）由计算路灯正常工作电流 设发电机输出总电功率为，热损耗功率为，则路灯功率为，解得 热损耗功率 由得 （3）风能功率 发电功率 能量转化总效率 由 代入数据 解得 路灯电阻 原发电机输出电压 风速加倍后 电路总电阻 电流 实际功率 ，即实际功率为额定功率的4倍。 15．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。 【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 16．如图甲是我国自主研发的波浪能海洋生态监测浮标系统“合作者号”，该装置主体结构参数为：直径为3.3米，高度达9米，整体重量为9吨，其技术突破在于创新性地采用了波浪能-电能转换系统，通过机械液压式能量俘获装置实现波浪能的高效转化，成功解决了传统浮标依赖太阳能电池板与蓄电池组的供电不稳定问题，为搭载的多参数水质传感器、气象监测模块及数据传输单元提供了持续稳定的电力保障。系统配置的波浪能发电机组配合光伏组件形成复合供能体系。如图乙，该浮标的电路拓扑结构（电路中各元件之间的连接方式和布局关系）采用智能配电设计，可实现波浪能与太阳能的自动切换及储能系统的优化管理，航标灯、规格相同，在额定电压12V下工作时的电阻均为24Ω。（取，g取10N/kg） (1)太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。图乙电路中，白天关闭航标灯，仅利用太阳能发电为蓄电池充电时，开关、断开和闭合的状态是______。 (2)风平浪静时，“合作者号”浮标受到的浮力是多少？排开海水的体积是多少？ (3)图乙电路中，蓄电池为航标灯供电时，电路中的总电流是多少？电路消耗的总功率是多少？ (4)丙图是“合作者号”浮标上的复合供能体系在某一天的发电功率与时间的图像。若断开开关S，在这一天“合作者号”浮标在0~8:00期间所发的电能给容量为“12V，100Ah”的蓄电池充电，充电效率为90%，通过计算说明，0~8:00期间所发电能能否将蓄电池的电量由20%充至60%。 【答案】(1) 可再生 断开，闭合 (2)； (3)； (4)能将蓄电池从20%充至60% 【详解】（1）[1]太阳能可以源源不断从自然界获得，属于可再生能源。 [2]仅太阳能发电给蓄电池充电、关闭航标灯时，需要接通太阳能充电通路，断开波浪能发电通路，因此断开，闭合。 （2）浮标漂浮在海面，浮力等于自身重力，浮标的重力 因此浮力 根据阿基米德原理，得排开海水体积 （3）由图乙可知，蓄电池供电时，、并联，电源电压， 单个航标灯的电流 电路总电流 电路总功率 （4）由丙图，功率，时间； 功率，时间； 总发电量 充电效率90%，实际充入蓄电池的电能 蓄电池从20%充到60%需要的电能 因为 因此能将蓄电池从20%充至60%。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $