第22.3节 跨学科实践：为节约能源设计方案（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第22.3节 跨学科实践：为节约能源设计方案 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 跨学科实践：为节约能源设计方案 03 避坑指南·解题通法 角度01 为节约能源设计方案 角度02 能源消耗对环境的影响 角度03 能源与可持续发展 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.了解当前能源现状，认识能源消耗带来的环境问题，树立节约能源的意识。 2.学会调查家庭或者社区的能源使用情况，收集数据，分析能源浪费的主要原因。 3.能够结合调查结果，从生活、技术角度设计一套节约能源的可行方案；会撰写简单的调查报告。 4.理解节约能源不只是开发新能源，也包含提高现有能源的利用效率。 1.开展调查时，可以统计家庭用电量、燃气使用量，对比不同季节的能源消耗，找出耗能大的设备。 2.节约能源分为两个方向：提高能源利用效率；开发使用清洁能源。 3.设计方案要具备可行性，不能只写理想化设想；可以从用电、用水、出行、建筑采光隔热几个角度提出具体措施。 4.评价节能方案的时候，既要考虑节能效果，同时兼顾经济成本，部分节能改造前期投入成本较高，需要权衡利弊。 知识导图 考点01 跨学科实践：为节约能源设计方案 1、项目提出：人们在生产生活中都会使用各种能源。你在生活中都遇到过哪些浪费能源、污染环境的问题？想为节能和环保作出贡献，可以先从优化自己家中能源的使用入手，制订出一个优化家庭能源使用的具体方案。 2、项目分析：制订优化自己家庭能源使用的具体方案，首先应该了解家庭使用能源的具体情况，然后有针对性地提出优化方案，分析它的有效性和可行性，并与他人交流讨论，对方案进行改进。 3、项目实施 （1）调查家中能源的使用情况 调查家中能源的用途、类型，估算这些能源的消耗量。表1是某同学以自己的家庭为例，列出的能源使用的主要情况。你可以参照此表，也可以根据自己的想法设计表格，统计自己家中能源的使用情况，并在表格中填写相应信息。 表1 某个家庭的能源使用情况 能源用途 采暖 做饭 生活热水 制冷 其他电器 交通 能源名称 天然气 电 汽油 能源类型 不可再生能源 约70%来自不可再生能源，约30%来自可再生能源 不可再生能源 消耗量（年） 200m3 1 000kW·h 500L 根据调查情况，可以了解家庭在一段时间内消耗能源的情况，估算每种用途的能源消耗量，确定哪些用途 的能源消耗比较多。例如，现在家庭中的采暖、制冷、生活热水、交通等，都可能是家庭消费能源的主要方面。 （2）取优化对象与确定改进方法 根据上面的调查结果，结合以下问题，思考如何选取优化对象，确定改进方法。 ①根据实际的调查结果，思考家中在哪些方面的能源使用可以优化，其中又有哪些是要优先改进的。 ②优化能源使用的方法不止一种。例如，可以在家中使用太阳能等新能源（图 22.3-1），也可以利用 技术手段来提高现有能源的使用效率，还可以从自身做起，通过优化家庭用车等行为来节约能源、减少浪 费......你想利用哪些方法？ ③在确定节能方法时，需要从哪些角度分析？例如，如果打算用新能源汽车取代家中的燃油汽车，那么 从是否节约能源的角度，应该收集哪些证据？怎么分析？从能否满足人们使用需要的角度，又应该收集哪些证据？怎样分析？ （3）制订与检验设计方案 方案一：为房屋加装保温层。有一组同学在调查各自家中能源的使用情况后，认为除了可以在夏季制冷时适当调高空调温度、冬季采暖时调低暖气温度来节约能源，还可以对房屋进行改造来节约能源。这组同学制订方案的过程如下所示。 ①明确思路。根据学过的知识可知，热量能自发地从高温物体传递到低温物体，因此我们要想保持房间 的温度不变，就要尽可能减少房间与外界的热传递。怎样才能做到这一点？有同学认为可以参考人们冬天穿羽绒服来保暖的方法，选择保温能力比较强的材料将房间“包裹”起来，以此减少房屋内部与外界的热量交换。 ②选取材料。日常生活中的许多材料都可以用来保温，材料的保温性能与哪些因素有关?当为房屋选择保温材料时，还需要从哪些方面考虑? 查阅资料得知，材料的保温性能通常与它的厚度热导率、干燥程度、与外界的接触面积，以及外界温度等有关。通常，材料厚度越大、热导率越小、与外界的接触面积越小，材料就越能减缓热量散失。表2列出了一些常见材料在室温和干燥环境下的热导率，也可以通过查找资料获得其他材料或不同条件下的热导率。 表2 一些常见材料的热导率 材料 热导率/［W·（m·°C）–1 材料 热导率/［W·（m·°C）–1 铝 236 硬泡沫塑料 0.041 ~ 0.048 普通玻璃 约0.8 聚苯乙烯 约0.04 锯木屑 约0.08 岩棉 约0.04 棉花 约0.05 空气 约0.03 在为房屋选择保温材料时，除了材料的热导率，还要从材料的环保性、价格、耐火性，以及是否容易安装 等方面进行评估（表3）。如果你还有其他想法，可以补充到表3中，然后从中选出一两种材料作进一步的比较分析。 表3 房屋保温的设计方案 安装位置 安装尺寸 所需材料 处理方式 备注 易安装程度 ...... ③确定方案。在选定了保温材料后，先在小组内讨论设计方案。例如，在房间的哪些位置安装保温 材料？保温材料的规格、尺寸应满足什么要求？门窗应该怎样进行保温处理？......然后围绕这些问题制订 具体的设计方案（表4）。 表4 对不同材料的评估 安装位置 安装尺寸 所需材料 处理方式 备注 外墙1 外墙2 窗户1 窗户2 入户门 ...... ④制作模型与测试。在真正实施设计方案前，需要制作一个简易模型来模拟我们的家，通过测试来检验 方案是否有效，并提出优化建议。小组内进行讨论：如何在测试中简单有效地模拟我们的家？给“家”安装哪 些保温材料？怎样检验保温效果？ 为了方便起见，可以选择身边容易获取、安装，与实际保温材料热导率相近的材料，将它安装在“家”中 的相应部位。为了检验保温效果，可以将质量相等的冰块装在塑料袋中，分别放入没有保温材料和装有所选保温材料的“家”中，将“家”放置在相同的环境下，经过相同的时间后将冰块取出并进行比较，通过比较冰块质量的变化来评估设计的保温效果。 方案二：为家庭用车提供建议。另一组同学认为自己家中的燃油汽车消耗的能源较多，而且排放的尾 气还污染环境。为此，他们想要调查新能源汽车能否替代自己家中的燃油汽车，以减少能源消耗，并对环 境更加有益。 他们准备按照以下思路开展调查和论证，提出相应的建议，并形成报告。 ①目前都有哪些种类的新能源汽车？与传统燃油汽车相比，新能源汽车是否更加节能和环保？例如，从 某种新能源汽车中选出有代表性的分析对象，与燃油汽车对比分析能耗情况。在这个过程中，既要考虑两种汽车直接消耗的能源，也要考虑汽油、电力等在生产过程中的转化效率，以及两种汽车在生产中所消耗的能源，等等。 ②与燃油汽车相比，新能源汽车是否满足人们的日常使用需要？还有哪些局限性？还需要如何改进？例 如，纯电动汽车充电时间相对较长，温度对电池电量的影响较大，需要了解家中成员一般每天用车行驶的路程，所在地区的气候以及充电桩的分布情况，等等。推断当前纯电动汽车能否满足大部分需求，或能够满足哪些地域、场景的需求。 ③除了节能和环保，还有没有其他因素促进新能源汽车的发展？例如，我国的石油高度依赖进口。从能 源安全的角度看，使用新能源汽车的意义是什么？ ...... 4、展示交流 在设计方案时不仅要提供具体的优化建议，还要有充分、确凿的证据以及合理的推理作为支撑。形成具体 的方案后，需要与大家进行交流讨论，找出方案的不足和改进办法。交流的形式可以多种多样，既可以通过举办辩论会的方式进行，也可以通过制作展板、举办论坛的方式进行。 最后，归纳出一些具体的家庭能源使用的优化方法。请估算，如果你的家庭按照设计方案优化能源的使 用，每年会节约多少能源？如果全国所有家庭都采取类似的节能措施，会节约多少能源？ 【深化点拨】 节能方案 （1）认识能源，了解能源可持续发展的途径； （2）调查能源分布，为节能环保小屋选址； （3）了解节能减排技术，结合选址地区的特点选择能源和节能措施，设计节能环保小屋； （4）了解模型制作流程，制作节能环保小屋模型. 1．我市为响应国家号召，节约能源，在零陵大道安装了“风能太阳能互补”节能灯，如图所示，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机械能 B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 D．夜晚照明蓄电池放电时，将化学能转化为电能 【答案】D 【详解】A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故A不符合题意； B．小风扇的作用是把风能转化为电能，故B不符合题意； C． 风力发电机发电时，是将机械能转化为电能，故C不符合题意； D．夜晚照明时，蓄电池放电，将化学能转化为电能，故D符合题意。 故选D 。 2．为践行“碳达峰、碳中和”，我省大力推进绿色低碳转型升级，持续降低单位产出能源资源消耗和碳排放，从源头上减少二氧化碳排放。在生产和生活中常用的天然气、太阳能、风能中，不符合这个理念的能源是___________；为了节约能源，请你提出一个践行低碳生活的建议___________。 【答案】 天然气 随手关灯 【详解】[1]天然气燃烧过程中会产生二氧化碳，污染环境，不符合减少碳排放的理念；使用太阳能、风能等能源过程中，清洁无污染，符合减少碳排放的理念。 [2]从节约能源、降低日常碳排放的角度出发，提出建议，如节约用电、选择绿色出行方式等。 3．热机的效率是热机性能的重要指标，热机效率高，在做功同样多的情况下，消耗更___________（选填“多”或“少”）的燃料，从而节约能源，减少污染；另外在发电站，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，使燃料的利用率大大提高，废气供热是用___________的方法增加水的内能。 【答案】 少 热传递 【详解】[1]在做功同样多的情况下，由可知，热机效率高的，燃料完全燃烧释放的热量少，消耗的燃料较少。 [2]人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，使燃料的利用率大大提高，废气的温度高于水的，所以废气供热是用热传递的方法增加水的内能。 跨学科实践：为节约能源设计方案的综合应用及解题步骤 1.核心思路：设计方案的第一步是分析现状，找出“浪费”在哪里。 （1）能量转化效率分析： 原理：根据能量守恒定律，输入能量=有用能量+损耗能量。 应用：在设计节能方案前，首先要画出能量流向图（桑基图）。例如，分析白炽灯时，发现大部分电能转化为内能（热能）散失了，只有少部分转化为光能，这就是低效的根源。 （2）识别无效损耗：关注热传递过程中的散热（如建筑保温）、摩擦生热（如机械润滑）、待机能耗（如电器空载）等环节。 2.设计原则：节能方案不能仅停留在口号上，必须落实到具体的技术手段上。 （1）提高利用率： 替代法：用高效设备替代低效设备。例如，用LED灯替代白炽灯（电光转化效率高），用变频空调替代定频空调（减少压缩机频繁启动的损耗）。 回收法：利用余热回收技术。例如，工厂废气余热用来发电或供暖。 （2）减少不必要的消耗： 行为节能：设计合理的控制逻辑。例如，声光控开关（人走灯灭）、智能温控系统（达到温度自动停机）。 结构优化：例如，给热水管道加装保温层，减少热散失。 3.评估标准：一个优秀的节能方案，不仅要物理上行得通，还要在社会层面可持续。 （1）成本效益分析： 计算“投资回收期”。虽然节能设备（如太阳能热水器）初期投入大，但需计算运行一段时间后节省的电费/燃气费能否覆盖成本。 （2）环境影响评估： 考虑全生命周期的环保性。例如，虽然某些电池效率高，但如果废弃后污染严重，则不是真正的“绿色能源”方案。应优先选择可再生能源（太阳能、风能）和无污染技术。 角度01 为节约能源设计方案 1．电动汽车已大量涌入我们的生活，有逐渐代替传统燃油车的趋势，但电动汽车的续航一直是人们的焦虑点，闪充技术可以大大降低这种焦虑，它是比亚迪于2026年3月5日在深圳发布的快速充电技术。下列有关说法正确的是（　　） A．电能属于一次能源 B．燃油车使用的汽油属于可再生能源 C．车辆使用的导航是利用超声波传递信息 D．汽车智驾芯片的主要材料是半导体材料 【答案】D 【详解】A．电能是典型的二次能源，必须通过火电、水电、风电、光伏等方式转化而来，故A错误； B．汽油是从石油中提炼的，石油是化石燃料，属不可再生能源，故B错误； C．车载导航（如GPS、北斗）依靠的是人造卫星发射的电磁波（微波频段）进行定位与通信，故C错误； D．“智驾芯片”本质是高性能处理器或AI加速芯片，必然基于半导体材料，故D正确。 故选D。 2．某景区安装了太阳能路灯，其工作原理是白天太阳能电池板将太阳能转化为电能储存起来，晚上LED灯发光照明。关于此过程说法正确的是（　　） A．太阳能是不可再生能源 B．LED灯是由超导材料制成的 C．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 D．白天蓄电池将电能转化为化学能储存 【答案】D 【详解】A．太阳能是可再生能源，故A错误； B．LED灯是由半导体材料制成的，故B错误； CD．白天太阳能电池板先将太阳能转化为电能，再把电能转化为化学能储存起来，晚上蓄电池将化学能转化为电能，供LED灯发光照明，故C错误，D正确。 故选D。 3．河北平乡校园首个“天光地热”清洁供能示范项目落地。地热能属于_____（选填“一次”或“二次”）能源。与火力发电相比，写出一条光伏发电的优点：_____。 【答案】 一次 清洁无污染/再生 【详解】一次能源是可直接从自然界获取的能源，地热能是可以直接从自然界获取的能源，属于一次能源。 火力发电依赖化石燃料会排放污染物，而光伏发电依托太阳能，具备清洁无污染、能源可再生的优点。 4．小明进行了“节能房屋设计”跨学科实践活动。 (1)选取三种不同材料制成的房屋模型，除材料不同外，房屋模型其他条件相同。用白炽灯模拟太阳光，房屋模型与灯泡间距相等（如图甲），将温度传感器置于模型内相同位置，记录不同时间的温度并绘制出图像，如图乙所示。你会选择______做房屋的隔热材料，理由：______。 (2)小明在屋顶铺设了面积为的太阳能电池板，其光电转化效率（将太阳能转换成电能的指标）为20%。按佛山市全年平均情况，电池板接收太阳辐射的等效平均功率密度约为，日均日照时间为4.7小时，则该电池板平均一天能接收太阳能______J，输出______J的电能。 (3)太阳能电池板和良好的房屋隔热设计，分别从“______”和“______”两个层面共同实现建筑节能降耗的理念。（以上两空选填“开源”或者“节流”） 【答案】(1) 泡沫板 相同时间内模型内温度上升越慢，隔热效果越好 (2) (3) 开源 节流 【详解】（1）[1][2] 隔热材料的核心性能是阻碍热量传递，表现为相同时间内模型内温度上升越慢，隔热效果越好。从图乙的温度—时间曲线可知，泡沫板对应的曲线斜率最小，即相同时间内温度上升最慢，说明其隔热性能最优。 （2）[1]电池板接收太阳能的总功率 日照时间 一天接收的太阳能 [2]已知光电转化效率（将太阳能转换成电能的指标）为20%，则输出的电能 （3）[1][2]太阳能电池板通过获取太阳能转化为电能，属于开源；良好的房屋隔热设计通过减少热量流失来降低能耗，属于节流。 角度02 能源消耗对环境的影响 5．物理学对人类文明发展、社会进步起到了至关重要的作用。下列说法错误的是（     ） A．蒸汽机的发明推动第一次工业革命 B．电的利用推动第二次工业革命 C．电动汽车替代燃油汽车会增加碳的排放 D．超导材料作导线可降低电能损耗 【答案】C 【详解】A．蒸汽机的发明是第一次工业革命的核心标志，推动了第一次工业革命发展，故A正确； B．电的广泛应用是第二次工业革命的核心特征，推动了第二次工业革命，故B正确； C．燃油汽车燃烧化石燃料会产生大量含碳排放物，电动汽车依靠电能运行，可减少碳的排放，故C错误； D．超导材料电阻为0，由焦耳定律可知，电流通过超导导线产生的热量为0，可降低电能传输中的损耗，故D正确。 要求选择错误的选项，故选C。 6．2026年全国能源工作会议在北京召开。会议认真落实中央经济工作会议部署、全国发展和改革工作会议要求，总结2025年和“十四五”能源工作，部署2026年重点任务。推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳中和、碳达标”的目标。下列做法可取的是（     ） A．实行垃圾分类回收利用 B．出行时尽量选择驾驶私家车 C．就餐时选择使用一次性餐具 D．大力发展火力发电 【答案】A 【详解】A．实行垃圾分类回收利用有助于节能减排，故A符合题意； B．驾驶私家车会增加碳排放，不符合低碳出行的要求，故B不符合题意； C．就餐时选择使用一次性餐具会造成资源浪费和环境污染，故C不符合题意； D．大力发展火力发电会增加碳排放，故D不符合题意。 故选A。 7．我国新能源汽车产销量连年位居全球第一，产品出口70多个国家和地区，成为中国制造的“亮丽名片”。新能源汽车使用_____能作为能源，_____（选填“排放”或“不排放”）有害的尾气，有助于应对全球气候变化。 【答案】 电 不排放 【详解】新能源汽车依靠电能驱动电机运转，以电能作为核心能源；新能源汽车无需燃烧汽油、柴油等化石燃料，不会排放一氧化碳、氮氧化物等有害尾气。 8．在现代化的发电厂中，会进行下面操作：①对水蒸气进行二次加热，使它继续推动发电机发电；②煤在燃烧前会经过洗选来去除杂质，在燃烧后，发电厂会对排出的烟气进行脱硫、脱硝、除尘等净化处理，减少二氧化硫等污染物的排放。操作①的主要目的是为了__________________，操作②的主要目的是为了_______________________。 【答案】 提高发电效率 降低发电过程中对环境的污染 【详解】操作①中，对水蒸气进行二次加热，使它继续推动发电机发电，可以利用水蒸气中的内能，从而减少能源消耗，提高发电效率。 操作②中，煤燃烧前洗选去除杂质，燃烧后对烟气进行脱硫、脱硝、除尘等净化处理，主要目的是减少二氧化硫等污染物的排放，从而减少环境污染，保护生态环境，是为了降低对环境的污染。 角度03 能源与可持续发展 9．下列关于能源的说法，正确的是（　　） ①煤、石油和天然气是当今人类利用的主要能源，它们是不可再生能源 ②天然气是一种清洁能源，人类可以无尽地开发利用 ③如果大量利用太阳能，可能使太阳能在短期内消耗殆尽 ④水能和风能可以在短期内从自然界里得到补充，是可再生能源 A．①④ B．②③ C．①② D．①③ 【答案】A 【详解】①煤、石油和天然气是当今人类利用的主要化石能源，它们的形成需要漫长的地质年代，短时间内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源，故正确； ②天然气是不可再生能源，储量有限，人类不能无尽地开发利用，故错误； ③太阳能来自太阳内部的核聚变反应，能量源源不断，属于可再生能源，不会在短期内消耗殆尽，故错误； ④水能和风能可以在短期内从自然界里得到补充，符合可再生能源的定义，故正确。 综上，①④正确，故A正确，BCD错误。 故选A。 10．在家庭节约能源的综合实践设计中，结合物理知识判断，下列节能方案设计最合理的是（     ） A．夏季为追求凉爽，把空调温度长期设置在16℃并持续运行 B．家中全部使用大功率白炽灯照明，提升室内亮度 C．给阳台和窗户加装双层真空玻璃，减少室内热量散失与外界热量传入 D．电视、洗衣机等电器不用时保持待机状态，方便随时开启 【答案】C 【详解】A．空调设置温度过低，会持续高功率运行，消耗大量电能，不符合节能要求，故A不符合题意； B．大功率白炽灯发光效率低，相同亮度下比节能灯具消耗更多电能，不符合节能要求，故B不符合题意； C．双层真空玻璃可以阻断热传导和热对流，减少室内外热交换：夏季减少外界热量传入室内，冬季减少室内热量散失，降低温控能耗，符合节能要求，故C符合题意； D．家用电器待机状态仍会消耗电能，长期待机会浪费能源，不符合节能要求，故D不符合题意。 故选C。 11．人类大量燃烧煤、石油等燃料，排放了大量的二氧化碳，从而减少了________向太空的散失，使全球气候变暖，地球表面升温，这就是温室效应加剧的主要原因。请提出一条减缓温室效应加剧的有效措施：_______________。 【答案】 地球表面的热量 多植树造林 【详解】二氧化碳会阻碍地球表面的热量向太空散失，化石燃料燃烧排放大量二氧化碳后，地球热量散失减少，引发全球升温。 减缓温室效应需减少二氧化碳排放或增加二氧化碳吸收，例如植树造林可通过植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，减少煤、石油等化石燃料的使用，开发太阳能、风能等清洁能源可降低二氧化碳的排放量，合理即可。 【例1】（2026·吉林·中考真题）松花湖是修建丰满水电站过程中形成的东北地区最大的人工湖。 (1)水电站利用水能发电，水能属于___________能源。松花湖水量丰富，能很好地调节周围的气温，这是因为水的比热容___________。 (2)一只小鸟在平静的水面上方飞过，当小鸟距水面1 m时，通过水面形成小鸟正立、等大的___________像，这个像到水面的距离为___________m。 【答案】(1)可再生 大 (2)虚 1 【详解】（1）水能可以从自然界源源不断地获取，属于可再生能源； 水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，吸收或放出相同热量时温度变化更小，因此能很好地调节周围气温。 （2） 平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成像特点，平面镜成正立、等大的虚像； 平面镜成像时，像与物到镜面（水面）的距离相等，已知小鸟距水面1m，所以像到水面的距离为1m。 【深化点拨】 （1）考查能源分类，水能可以持续从自然界得到补充，属于可再生能源。 （2）考查水的比热容的特点与应用，水的比热容大，对环境温度有调节作用。 （3）考查平面镜成像规律，水面相当于平面镜，成正立、等大的虚像。 （4）考查平面镜成像距离特点，物和像到镜面的距离大小相等。 【变式1-1】科技是强国的支撑，下列有关我国取得的科技成就的分析正确的是（　　） A．“长征18号”核潜艇通过核裂变获得能量 B．“天问一号”火星探测器在火星上的质量小于在地球上的质量 C．“本源悟空”量子计算机的芯片由绝缘体制成 D．“奋斗者”号潜水器用钛合金做外壳，利用其强度小 【答案】A 【详解】A．现阶段的核潜艇动力均来源于反应堆中可控的重核裂变所释放的巨大能量，故A正确； B．质量是物体固有的属性，不随物体空间位置的改变而改变，因此探测器在火星和地球上的质量严格相等，故B错误； C．现代计算机芯片的核心制造材料是半导体，而不是无法导电的绝缘体，故C错误； D．深海潜水器在深海需承受极大的海水压强，使用钛合金做外壳正是利用了其强度大、抗压能力强的物理特性，故D错误。 故选A。 【变式1-2】下列关于能源的说法中正确的是（    ） A．电能属于一次能源 B．核能和地热能都是来自太阳辐射的能源 C．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的能量 D．能量转化和转移是有方向性的 【答案】D 【详解】A．电能是通过其他能源（如煤炭、水能、风能等）转化而来的，属于二次能源。故A错误； B．核能是通过核反应从原子核释放的能量，它来自核燃料，与太阳辐射无关，地热能是地球内部蕴藏的内能，也不是来自太阳辐射，故B错误； C．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的能量，太阳就是通过氢核聚变产生光和热的，故C错误； D．能量的转化和转移具有方向性，比如热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不能反向进行。故D正确。 故选D。 【变式1-3】能源是人类文明进步的基础和动力，能源问题和我们每个人都息息相关。钻木取火在人类利用能量的历史上非常重要，“钻木取火”是通过______的方式将机械能转化为内能的；蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑，标志着人类进入工业化社会，今天大规模使用的煤、石油和天然气等化石能源，属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；虽然能量是守恒的，但是能量的转移和转化具有______性，有些能量可以利用，有些则不能，所以我们要节约能源。 【答案】 做功 不可再生 方向 【详解】钻木取火时，通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使木头温度升高达到燃点，该过程是通过做功的方式完成能量转化。 煤、石油和天然气等化石能源的形成需要经历漫长的地质年代，在人类可感知的时间范围内无法再生，因此属于不可再生能源。 能量的转移和转化具有方向性，这导致部分能量无法被人类有效利用，所以我们需要节约能源。 ⚡基础速刷 1．中国航天科工三院306所完成了深空探测用气凝胶隔板的产品研制，该产品兼具极低密度、耐高低温、隔热性能好等综合特点。下列场景不适用该材料的是（　　） A．航天器 B．高温工业 C．潜艇压载铁 D．航天服的隔热层 【答案】C 【详解】A．航天器需要兼具极低密度、耐高低温、隔热性能好等特点的材料，该气凝胶隔板具备这些特性，所以适用于航天器，故A不符合题意； B．高温工业环境需要耐高温的材料，此气凝胶隔板耐高低温，因此适用于高温工业，故B不符合题意； C．潜艇压载铁需要密度较大的材料来保证潜艇的重量和稳定性等，而该气凝胶隔板是极低密度，不满足潜艇压载铁对材料密度的要求，所以不适用于潜艇压载铁，故C符合题意； D．航天服的隔热层需要隔热性能好的材料，该气凝胶隔板隔热性能好，所以适用于航天服的隔热层，故D不符合题意。 故选C。 2．随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于汽油机的知识说法正确的是（　　） A．热机消耗的燃料越多，效率就越低 B．汽油机压缩冲程将机械能转化为内能 C．精心保养可使热机的效率达到100% D．排出的尾气对环境没有任何污染 【答案】B 【详解】A．热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，其高低不仅与燃料消耗的多少有关，还与做有用功的多少有关，故A错误； B．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，对气缸内混合气体做功，气缸内混合气体内能增大，温度变高，是将活塞的机械能转化为混合气体的内能，故B正确； C．热机工作时总存在摩擦、要做额外功等，所以无论如何精心保养，热机的效率都不可能达到100%，故C错误； D．热机排出的尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等有害物质，会对环境造成污染，故D错误。 故选B。 3．贵州大力发展清洁能源，其中“黔电送粤”工程中包含大量的水电、风电和光伏电能。下列关于能源的说法正确的是（     ） A．太阳能属于可再生能源 B．贵州的电能主要来自化石能源 C．水能是不可再生能源 D．为了可持续发展，应禁止使用化石能源 【答案】A 【详解】A．太阳能可以源源不断从自然界得到，属于可再生能源，故A正确； B．题干明确说明贵州发展清洁能源，“黔电送粤”包含大量水电、风电、光伏电能，电能并非主要来自化石能源，故B错误； C．水能可以通过水循环不断再生，属于可再生能源，故C错误； D．目前化石能源仍是人类生产生活的主要能源，无法禁止使用，可持续发展的方向是合理利用化石能源，同时大力开发清洁能源，故D错误。 故选A。 4．为了保护地球，人们一直在从自然界中寻求清洁的“绿色”能源，所谓的“绿色”能源是指不排放污染物的能源。请举出两种你熟悉的“绿色”能源：___________、___________，并分别写出其在生产、生活中的一项应用：___________、___________。 【答案】太阳能 风能 太阳能发电 风力发电 【详解】[1][2][3][4]绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，主要有风能、水能、太阳能等；其应用：风力发电、水力发电、太阳能热水器（太阳能电池）等。 5．2025年12月，我国向国际电信联盟提交了超20万颗卫星轨道资源申请，卫星是用_______（选填“超声波”或“电磁波”）传递信息的；太阳能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，原子核通常由质子和_______组成。 【答案】 电磁波 可再生 中子 【详解】太空中是真空环境，超声波无法传播，而电磁波可以在真空中传播，因此卫星利用电磁波传递信息。 可再生能源是能够从自然界源源不断获取的能源，太阳能可持续从自然界获得，属于可再生能源。 原子的中心是原子核，原子核通常由质子和中子组成 🚀能力跃升 6．我国大力发展新能源电动汽车，电动汽车依靠电能进行驱动，刹车时又可进行能量回收。电动汽车全液冷超级充电桩的充电枪内部有电缆和冷却管，冷却管内流动的冷却液可带走充电时产生的大量热量，使充电更加快速安全。下列说法正确的是（     ） A．根据能量守恒定律，电池的电能全部转化为汽车的机械能 B．电能和机械能可以相互转化，说明能量的转化没有方向性 C．废旧电池不会污染环境，因此可随意堆放处置 D．充电枪的冷却液要选用比热容较大的物质 【答案】D 【详解】A．电动汽车工作时，电池的电能除转化为汽车的机械能外，还会有一部分转化为内能，故A错误； B．能量的转化是有方向性的，比如机械能可以通过摩擦等过程自发全部转化为内能，但内能不能自发全部转化为机械能而不引起其他变化，电能和机械能可相互转化不代表转化无方向性，故B错误； C．废旧电池里含有铅、汞等重金属有害物质，随意堆放会污染土壤和水源，必须进行专门的回收处理，故C错误； D．根据比热容的特性，相同质量的比热容大的物质，升高相同温度时可以吸收更多热量，冷却效果更好，因此充电枪的冷却液需要选用比热容较大的物质来高效带走充电产生的热量，故D正确。 故选D。 7．鄂尔多斯的采煤沉陷区，因煤炭开采导致地表塌陷，无法耕种或建筑。国家在该区域建成全国单机容量最大的光伏发电基地。下列说法正确的是（     ） A．光伏组件生产能耗高，环保性不如火力发电 B．光伏发电效率较低，占用大量土地不划算 C．利用可再生太阳能，减少对化石能源的消耗 D．光伏发电依赖天气好坏，节能减排意义不大 【答案】C 【详解】A．光伏发电利用太阳能转化为电能，发电过程不排放污染物，其整体环保性远优于燃烧煤炭的火力发电，故A错误； B．该区域因塌陷已经无法耕种或建筑，在废弃土地上建设光伏基地属于土地资源的再利用，非常划算，故B错误； C．太阳能是取之不尽的可再生能源，大规模光伏发电能直接替代部分传统火力发电，从而有效减少对化石能源消耗，故C正确； D．尽管光伏发电受天气制约，但其宏观上能提供极其庞大的清洁电能，对优化能源结构、节能减排具有重大意义，故D错误。 故选C。 8．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续航里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（）。下列说法正确的是（　　） A．氢能转化的过程具有方向性 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．燃烧100kg的液氢一定能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100％ 【答案】A 【详解】A．能量的转化和转移是有方向性的，氢能转化也不例外，故A 正确； B．用液氢作燃料是因为液氢热值大，在完全燃烧等质量的燃料时，放出的热量更多，且热量是过程量，不能“含有”，故B错误； C．完全燃烧100kg的液氢放出的热量 液氢在燃烧时很难达到完全燃烧，故不一定能释放的热量，故C错误； D．任何热机的效率都不可能达到100%，因为在能量转化过程中总会有能量的损耗，故D错误。 故选A。 9．太阳能电池帆板（简称“电池板”）是为各类太空飞行器提供能源的装置，电池板是把太阳能转化成________（填“一次”或“二次”）能源—电能；我国最新建成的“华龙一号”核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应是_________ （填“相同”或“不相同”）的，该反应用到的核原料属于________ （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站的大规模应用可显著减少温室气体排放，助力实现碳中和目标。 【答案】 二次 不相同 不可再生 【详解】[1]电源是由太阳能转化而来的，是二次能源。 [2]“华龙一号”核电站采用的是核裂变反应，在反应堆中，原子核裂变并释放出能量。而太阳内部发生的是核聚变反应，是将氢原子融合成氦原子，释放出大量的能量。所以二者核反应方式不相同。 [3]核电站所用的核燃料是矿产资源，如铀等，这些核燃料在地球上的储量是有限的，属于不可再生资源，会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充。 10．我国特高压技术标准已成为国际标准，实现了“中国创造”和“中国引领”。我国“西电东送”工程中，特高压技术将西部的水电、风电等清洁能源送到东部沿海，优化了资源配置。若输送的电功率保持不变，将输电电压从500kV提升到1000kV，理论上线路上的电能损耗降低为原来的________分之一；特高压绝缘子其材料通常采用高性能陶瓷或复合绝缘材料，主要是利用材料的________性能；请简要列举一条“西电东送”的意义____________。 【答案】 四 绝缘 污染小 【详解】输送电功率P不变，根据公式，输电电压从500kV提升到1000kV，变为原来的2倍，因此输电电流I变为原来的，输电线电阻R不变，线路损耗功率，因此损耗功率变为原来的，根据，在相同时间内，电能损耗也变为原来的。 绝缘子的作用是隔绝电流、防止漏电，因此选用绝缘性能好的材料。 从资源配置角度：可将西部丰富的清洁能源输送到能源需求旺盛的东部，优化能源资源配置；从环境角度：减少东部地区化石能源的使用，降低环境污染；从经济角度：带动西部能源相关产业发展，促进区域经济协调增长，任选一条合理表述即可。 11．小明家旁边有一座大型的火力发电站“渭河电厂”。小明经过调查得知，火力发电站的原理是，用煤在锅炉中燃烧时产生的内能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动汽轮机转动，然后带动发电机发电。“渭河电厂”有4组30万千瓦发电机组，年发电量是6×109kW·h。（煤的热值为3×107J/kg） (1)“渭河电厂”按装机总功率工作一天最多能发多少千瓦时的电能？ (2)①西安市一年的耗电量约为440亿千瓦时、要满足西安市的用电需求，需要在西安市周边至少建设多少个和“渭河电厂”一样的火力发电站？ ②“渭河电厂”一年消耗180万吨煤，发电过程中锅炉的效率是90%，发电机的效率是96%，汽轮机的效率约为多少？（结果保留到0.1%） (3)请结合西安市地理环境结合能源的可持续性发展的要求，对西安市生活生产用电来源提出合理建议：______________（写出一条即可）。 【答案】(1)2.88×107kW·h (2)①8个；②46.3% (3)大力发展太阳能发电 【详解】（1）装机总功率为 一天最多能产生的电能 （2）[1]西安一年的耗电量约为 需要建设火电站的个数 因为火电站的数量不可能为小数，故最少需要建设8个这样的火电站。 [2]每年燃烧的煤的质量 煤完全燃烧放出的热量 水蒸气具有的能量 汽轮机提供给发电机的能量 汽轮机的效率 （3）可以开发污染性小、易获得的新能源等用来发电，比如可以大力提倡利用太阳能发电或水力发电等。 🌟思维挑战 12．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　） A．目前世界上利用核聚变原理建成了许多核电站，核能属于不可再生能源 B．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是超导材料 C．电视、移动通信、声呐、北斗卫星导航等都利用了电磁波来传递信息 D．能量是守恒的，但人类可利用的能量是有限的，我们仍需节约能源 【答案】D 【详解】A．目前核电站是利用核裂变原理来工作的，而非核聚变。核聚变的可控利用还在研究阶段，尚未大规模应用。核能属于不可再生能源，故A错误； B．条形码扫描器中的光敏二极管，使用的主要是半导体材料，而不是超导材料。超导材料的特点是零电阻，不适合用于光电转换，故B错误； C．电视、移动通信、北斗卫星导航是利用电磁波传递信息的，但声呐是利用超声波来传递信息的，超声波不属于电磁波，故C错误； D．能量是守恒的，但能量的转化和转移具有方向性，人类可利用的能量是有限的，因此我们仍需节约能源，故D正确。 故选D。 13．在我国提出“碳达峰，碳中和”的双碳目标下，如图所示为燃煤电厂氮氧化物排放标准的变化情况。关于此图及相关背景知识的分析，说法正确的是（    ） A．燃煤电厂是利用了电动机生产电能 B．氮氧化物的排放不会造成酸雨污染 C．继续使用燃煤就不能实现双碳目标 D．提升排放标准助推了绿色能源利用 【答案】D 【详解】A．燃煤电厂的工作原理是：燃烧煤将水的内能增加，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电，发电机是利用电磁感应现象将机械能转化为电能的装置，而电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理将电能转化为机械能的装置，故A错误； B．酸雨主要是由于燃烧煤、石油等燃料，向大气中排放大量的二氧化硫和氮氧化物等酸性气体所造成的，因此，氮氧化物的排放会造成酸雨污染，故B错误； C．实现“双碳”目标主要是控制二氧化碳的排放，继续使用燃煤会排放大量二氧化碳，给实现双碳目标带来巨大挑战，但通过采用碳捕捉、碳封存等技术，可以减少二氧化碳的排放，并非绝对不能实现，故C错误； D．从图中可以看出，国家对燃煤电厂氮氧化物的排放标准越来越严格，这会增加燃煤发电的成本，从而在经济上促使能源企业更多地开发和利用太阳能、风能等污染小、碳排放少的绿色能源，助推了绿色能源的利用，故D正确。 故选D。 14．最近雾霾天气越来越多，如图所示，是我区在雾霾中的夜景。 (1)雾是浮游在空中的大量微小水滴。在起雾之初天气温度一般较________（选填“高”或“低”），因为雾是由水蒸气________（填物态变化名称）形成，需要________热量（选填“吸收”或“放出”）；大雾中能见度很低，交警就用传统的口哨指挥交通，说明声音________（选填“能”或“否”）在雾霾中传播。 (2)霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒，和气象条件共同作用的结果。机动车辆猛增，工厂污染物排放，农村焚烧秸秆等大气污染都会使霾加重，请提出一条中学生可以做到的减轻霾的措施：________。 【答案】(1) 低 液化 放出 能 (2)平时出行多骑自行车 【详解】（1）[1][2][3]在起雾之初天气温度一般较低，雾是空气中的水蒸气液化形成的小水滴，液化需要放出热量。 [4]声音的传播需要介质，交警就用传统的口哨指挥交通，说明声音能在雾霾中传播。 （2）为了减轻雾霾，中学生应绿色出行，例如平时出行时多骑自行车，尽量减少乘坐私家车；参与植树造林，减少扬尘。 15．在物理学中，一个结论的得出往往需要经过多个层面的验证和论证，以确保其科学性和实用性。在探索过程中，有一些科学家提出了一些错误或不完全正确的观点，这些观点随着科学的发展逐渐被修正或取代。请你参照示例，列举一个错误或不完全正确的观点，并通过实例进行反驳，写出正确观点。 【示例】错误观点：太阳是宇宙的中心。 反驳的原因及正确观点：宇宙是不断膨胀的，处于不断的变形之中，因此不存在宇宙中心的说法，太阳是太阳系的中心。 错误观点：______； 反驳的原因及正确观点：______。 【答案】 力是维持物体运动的原因 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，因此力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动的原因 【详解】[1][2]错误观点：力是维持物体运动的原因。 反驳的原因及正确观点：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，因此力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动的原因。 错误观点：低音传播速度比高音慢。 反驳的原因及正确观点：声速的大小跟介质的种类、介质的温度有关，与声音的频率无关，因此低音与高音在同种介质环境中的传播速度是相同的。 错误观点：土、水类的重物质向下落，是由于每个物体都有回归其天然所处的趋势。 反驳的原因及正确观点：地球表面附近的物体由于地球的吸引会受到竖直向下的重力，因此重物下落是由于受到重力的作用。 16．火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用率。如图所示， 任务一：建设风力发电站 (1)选择风能资源丰富的地理位置建设大量的风车田，利用风力带动发电机转子转动获得____能输送给用户端。 任务二：建设火力发电站 利用用电低谷时段，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造氢气，再经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 (2)在“富氧燃烧”的情况下，将标准煤炭燃烧，最多能获取多少能量？（标准煤的热值为） (3)除利用“富氧燃烧”外，还有哪些方法可以提高火电站的煤电转化效率？列出具体建议并说明理由。（写出一条即可） 任务三：建设加氢站 (4)高压气态储氢：这是目前国内加氢站最主要的储存方式。储罐型式主要分为储氢瓶式容器组和储氢罐。中国已建成的加氢站中，约采用储氢容器组，采用单体储氢罐。国内已成功研制出压力等级可达、和的全多层储氢高压容器，并在多个加氢站应用。列出在储存容器的选材中应注意材料的哪些特性，并说明原因。（写出两条即可） 【答案】(1) 电 (2) (3) 将煤炭磨成煤粉，鼓风，增大与氧气的接触面积/改进转轴设计，减小汽轮机叶片、发电机转子的摩擦 (4) ① 强度大：储氢容器内部压强很大，强度大的材料能承受高压，防止容器破裂。 ② 致密性好：氢分子体积小，易从材料中渗漏，致密性好的材料可减少氢气泄漏。 【详解】（1）发电机工作时将机械能转化为电能，并向外输出电能。 （2）富氧燃烧时煤炭完全燃烧，放出热量最多，最多获取能量为 （3）略。 （4）略。 17．阅读材料，回答问题。 为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出 Ek随s变化的图象，如图所示。 ××型汽车 总质量（kg） 1200 储能效率（%） 60 耗油量（L/100km） 10 (1)发电机发电过程中，动能除了转化为电能外，由于发电机的线圈会发热导致温度升高，因此还有部分能量转化为 _______ 能。 (2)汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为 _______ kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为3.22×108J，则每燃烧1L燃油放出的热量为 _______ J 。（已知燃油的密度为0.7×103kg/m3） (3)测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中，下列说法正确的是 ________ ； A．汽车受到的阻力为1.2×104N B．汽车行驶的时间为20s C．汽车牵引力做的功为3.2×108J D．汽车牵引力的功率为20kW (4)由图象可知，表示开启发电机进行测试的图线是 ______ （填“①”或“②”），判断的依据是：开启发电机后，有一部分动能转化为电能；而关闭发电机后，动能全部用于 ______ ，因此 ________ （选填“开启”或“关闭”）发电机时运动的路程会较长。 (5)若汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有 ________ J的动能转化为内能。 【答案】 内 7kg 3.22×107 D 2 克服摩擦力做功 关闭 1.5×105 【详解】(1)[1]在发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，电流通过线圈时要产生热量，还有部分能量转化为内能。 (2)[2]因为 V=10L=10dm3=0.01m3，ρ=0.7×103kg/m3 由密度公式可知，消耗燃油的质量为 m=ρV=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg [3]根据Q放=Vq知，燃油的热值为 q===3.22×107J/L (3)[4]汽车在大小为800N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m。 A．汽车匀速行驶，在水平方向上受到的牵引力与阻力是一对平衡力，因此牵引力为800N，阻力也为800N，故A错误； B．行驶的时间为 故B错误； C．牵引力做的功为 W=Fs=800N×1000m=8×105J 故C错误； D．牵引力的功率为 P==20000W=20kW 故D正确。 故选D。 (4)[5][6][7]若开启发电机，则动能会有一部分转化为电能，一部分克服摩擦做功；而关闭发电机时，动能全部用于克服摩擦做功；因此关闭发电机时运动的路程会较长，动能与路程的图象是②。 (5)[8]因为储能效率60%，所以动能转化为内能的效率为 η=1-60%=40% 而Ek0=3.75×105J，所以 W内=Ek0η=3.75×105J×40%=1.5×105J 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第22.3节 跨学科实践：为节约能源设计方案 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 跨学科实践：为节约能源设计方案 03 避坑指南·解题通法 角度01 为节约能源设计方案 角度02 能源消耗对环境的影响 角度03 能源与可持续发展 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.了解当前能源现状，认识能源消耗带来的环境问题，树立节约能源的意识。 2.学会调查家庭或者社区的能源使用情况，收集数据，分析能源浪费的主要原因。 3.能够结合调查结果，从生活、技术角度设计一套节约能源的可行方案；会撰写简单的调查报告。 4.理解节约能源不只是开发新能源，也包含提高现有能源的利用效率。 1.开展调查时，可以统计家庭用电量、燃气使用量，对比不同季节的能源消耗，找出耗能大的设备。 2.节约能源分为两个方向：提高能源利用效率；开发使用清洁能源。 3.设计方案要具备可行性，不能只写理想化设想；可以从用电、用水、出行、建筑采光隔热几个角度提出具体措施。 4.评价节能方案的时候，既要考虑节能效果，同时兼顾经济成本，部分节能改造前期投入成本较高，需要权衡利弊。 知识导图 考点01 跨学科实践：为节约能源设计方案 1、项目提出：人们在生产生活中都会使用各种能源。你在生活中都遇到过哪些浪费能源、污染环境的问题？想为节能和环保作出贡献，可以先从优化自己家中能源的使用入手，制订出一个优化家庭能源使用的具体方案。 2、项目分析：制订优化自己家庭能源使用的具体方案，首先应该了解家庭使用能源的具体情况，然后有针对性地提出优化方案，分析它的有效性和可行性，并与他人交流讨论，对方案进行改进。 3、项目实施 （1）调查家中能源的使用情况 调查家中能源的用途、类型，估算这些能源的消耗量。表1是某同学以自己的家庭为例，列出的能源使用的主要情况。你可以参照此表，也可以根据自己的想法设计表格，统计自己家中能源的使用情况，并在表格中填写相应信息。 表1 某个家庭的能源使用情况 能源用途 采暖 做饭 生活热水 制冷 其他电器 交通 能源名称 天然气 电 汽油 能源类型 不可再生能源 约70%来自不可再生能源，约30%来自可再生能源 不可再生能源 消耗量（年） 200m3 1 000kW·h 500L 根据调查情况，可以了解家庭在一段时间内消耗能源的情况，估算每种用途的能源消耗量，确定哪些用途 的能源消耗比较多。例如，现在家庭中的采暖、制冷、生活热水、交通等，都可能是家庭消费能源的主要方面。 （2）取优化对象与确定改进方法 根据上面的调查结果，结合以下问题，思考如何选取优化对象，确定改进方法。 ①根据实际的调查结果，思考家中在哪些方面的能源使用可以优化，其中又有哪些是要优先改进的。 ②优化能源使用的方法不止一种。例如，可以在家中使用太阳能等新能源（图 22.3-1），也可以利用 技术手段来提高现有能源的使用效率，还可以从自身做起，通过优化家庭用车等行为来节约能源、减少浪 费......你想利用哪些方法？ ③在确定节能方法时，需要从哪些角度分析？例如，如果打算用新能源汽车取代家中的燃油汽车，那么 从是否节约能源的角度，应该收集哪些证据？怎么分析？从能否满足人们使用需要的角度，又应该收集哪些证据？怎样分析？ （3）制订与检验设计方案 方案一：为房屋加装保温层。有一组同学在调查各自家中能源的使用情况后，认为除了可以在夏季制冷时适当调高空调温度、冬季采暖时调低暖气温度来节约能源，还可以对房屋进行改造来节约能源。这组同学制订方案的过程如下所示。 ①明确思路。根据学过的知识可知，热量能自发地从高温物体传递到低温物体，因此我们要想保持房间 的温度不变，就要尽可能减少房间与外界的热传递。怎样才能做到这一点？有同学认为可以参考人们冬天穿羽绒服来保暖的方法，选择保温能力比较强的材料将房间“包裹”起来，以此减少房屋内部与外界的热量交换。 ②选取材料。日常生活中的许多材料都可以用来保温，材料的保温性能与哪些因素有关?当为房屋选择保温材料时，还需要从哪些方面考虑? 查阅资料得知，材料的保温性能通常与它的厚度热导率、干燥程度、与外界的接触面积，以及外界温度等有关。通常，材料厚度越大、热导率越小、与外界的接触面积越小，材料就越能减缓热量散失。表2列出了一些常见材料在室温和干燥环境下的热导率，也可以通过查找资料获得其他材料或不同条件下的热导率。 表2 一些常见材料的热导率 材料 热导率/［W·（m·°C）–1 材料 热导率/［W·（m·°C）–1 铝 236 硬泡沫塑料 0.041 ~ 0.048 普通玻璃 约0.8 聚苯乙烯 约0.04 锯木屑 约0.08 岩棉 约0.04 棉花 约0.05 空气 约0.03 在为房屋选择保温材料时，除了材料的热导率，还要从材料的环保性、价格、耐火性，以及是否容易安装 等方面进行评估（表3）。如果你还有其他想法，可以补充到表3中，然后从中选出一两种材料作进一步的比较分析。 表3 房屋保温的设计方案 安装位置 安装尺寸 所需材料 处理方式 备注 易安装程度 ...... ③确定方案。在选定了保温材料后，先在小组内讨论设计方案。例如，在房间的哪些位置安装保温 材料？保温材料的规格、尺寸应满足什么要求？门窗应该怎样进行保温处理？......然后围绕这些问题制订 具体的设计方案（表4）。 表4 对不同材料的评估 安装位置 安装尺寸 所需材料 处理方式 备注 外墙1 外墙2 窗户1 窗户2 入户门 ...... ④制作模型与测试。在真正实施设计方案前，需要制作一个简易模型来模拟我们的家，通过测试来检验 方案是否有效，并提出优化建议。小组内进行讨论：如何在测试中简单有效地模拟我们的家？给“家”安装哪 些保温材料？怎样检验保温效果？ 为了方便起见，可以选择身边容易获取、安装，与实际保温材料热导率相近的材料，将它安装在“家”中 的相应部位。为了检验保温效果，可以将质量相等的冰块装在塑料袋中，分别放入没有保温材料和装有所选保温材料的“家”中，将“家”放置在相同的环境下，经过相同的时间后将冰块取出并进行比较，通过比较冰块质量的变化来评估设计的保温效果。 方案二：为家庭用车提供建议。另一组同学认为自己家中的燃油汽车消耗的能源较多，而且排放的尾 气还污染环境。为此，他们想要调查新能源汽车能否替代自己家中的燃油汽车，以减少能源消耗，并对环 境更加有益。 他们准备按照以下思路开展调查和论证，提出相应的建议，并形成报告。 ①目前都有哪些种类的新能源汽车？与传统燃油汽车相比，新能源汽车是否更加节能和环保？例如，从 某种新能源汽车中选出有代表性的分析对象，与燃油汽车对比分析能耗情况。在这个过程中，既要考虑两种汽车直接消耗的能源，也要考虑汽油、电力等在生产过程中的转化效率，以及两种汽车在生产中所消耗的能源，等等。 ②与燃油汽车相比，新能源汽车是否满足人们的日常使用需要？还有哪些局限性？还需要如何改进？例 如，纯电动汽车充电时间相对较长，温度对电池电量的影响较大，需要了解家中成员一般每天用车行驶的路程，所在地区的气候以及充电桩的分布情况，等等。推断当前纯电动汽车能否满足大部分需求，或能够满足哪些地域、场景的需求。 ③除了节能和环保，还有没有其他因素促进新能源汽车的发展？例如，我国的石油高度依赖进口。从能 源安全的角度看，使用新能源汽车的意义是什么？ ...... 4、展示交流 在设计方案时不仅要提供具体的优化建议，还要有充分、确凿的证据以及合理的推理作为支撑。形成具体 的方案后，需要与大家进行交流讨论，找出方案的不足和改进办法。交流的形式可以多种多样，既可以通过举办辩论会的方式进行，也可以通过制作展板、举办论坛的方式进行。 最后，归纳出一些具体的家庭能源使用的优化方法。请估算，如果你的家庭按照设计方案优化能源的使 用，每年会节约多少能源？如果全国所有家庭都采取类似的节能措施，会节约多少能源？ 【深化点拨】 节能方案 （1）认识能源，了解能源可持续发展的途径； （2）调查能源分布，为节能环保小屋选址； （3）了解节能减排技术，结合选址地区的特点选择能源和节能措施，设计节能环保小屋； （4）了解模型制作流程，制作节能环保小屋模型. 1．我市为响应国家号召，节约能源，在零陵大道安装了“风能太阳能互补”节能灯，如图所示，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机械能 B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 D．夜晚照明蓄电池放电时，将化学能转化为电能 2．为践行“碳达峰、碳中和”，我省大力推进绿色低碳转型升级，持续降低单位产出能源资源消耗和碳排放，从源头上减少二氧化碳排放。在生产和生活中常用的天然气、太阳能、风能中，不符合这个理念的能源是___________；为了节约能源，请你提出一个践行低碳生活的建议___________。 3．热机的效率是热机性能的重要指标，热机效率高，在做功同样多的情况下，消耗更___________（选填“多”或“少”）的燃料，从而节约能源，减少污染；另外在发电站，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，使燃料的利用率大大提高，废气供热是用___________的方法增加水的内能。 跨学科实践：为节约能源设计方案的综合应用及解题步骤 1.核心思路：设计方案的第一步是分析现状，找出“浪费”在哪里。 （1）能量转化效率分析： 原理：根据能量守恒定律，输入能量=有用能量+损耗能量。 应用：在设计节能方案前，首先要画出能量流向图（桑基图）。例如，分析白炽灯时，发现大部分电能转化为内能（热能）散失了，只有少部分转化为光能，这就是低效的根源。 （2）识别无效损耗：关注热传递过程中的散热（如建筑保温）、摩擦生热（如机械润滑）、待机能耗（如电器空载）等环节。 2.设计原则：节能方案不能仅停留在口号上，必须落实到具体的技术手段上。 （1）提高利用率： 替代法：用高效设备替代低效设备。例如，用LED灯替代白炽灯（电光转化效率高），用变频空调替代定频空调（减少压缩机频繁启动的损耗）。 回收法：利用余热回收技术。例如，工厂废气余热用来发电或供暖。 （2）减少不必要的消耗： 行为节能：设计合理的控制逻辑。例如，声光控开关（人走灯灭）、智能温控系统（达到温度自动停机）。 结构优化：例如，给热水管道加装保温层，减少热散失。 3.评估标准：一个优秀的节能方案，不仅要物理上行得通，还要在社会层面可持续。 （1）成本效益分析： 计算“投资回收期”。虽然节能设备（如太阳能热水器）初期投入大，但需计算运行一段时间后节省的电费/燃气费能否覆盖成本。 （2）环境影响评估： 考虑全生命周期的环保性。例如，虽然某些电池效率高，但如果废弃后污染严重，则不是真正的“绿色能源”方案。应优先选择可再生能源（太阳能、风能）和无污染技术。 角度01 为节约能源设计方案 1．电动汽车已大量涌入我们的生活，有逐渐代替传统燃油车的趋势，但电动汽车的续航一直是人们的焦虑点，闪充技术可以大大降低这种焦虑，它是比亚迪于2026年3月5日在深圳发布的快速充电技术。下列有关说法正确的是（　　） A．电能属于一次能源 B．燃油车使用的汽油属于可再生能源 C．车辆使用的导航是利用超声波传递信息 D．汽车智驾芯片的主要材料是半导体材料 2．某景区安装了太阳能路灯，其工作原理是白天太阳能电池板将太阳能转化为电能储存起来，晚上LED灯发光照明。关于此过程说法正确的是（　　） A．太阳能是不可再生能源 B．LED灯是由超导材料制成的 C．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 D．白天蓄电池将电能转化为化学能储存 3．河北平乡校园首个“天光地热”清洁供能示范项目落地。地热能属于_____（选填“一次”或“二次”）能源。与火力发电相比，写出一条光伏发电的优点：_____。 4．小明进行了“节能房屋设计”跨学科实践活动。 (1)选取三种不同材料制成的房屋模型，除材料不同外，房屋模型其他条件相同。用白炽灯模拟太阳光，房屋模型与灯泡间距相等（如图甲），将温度传感器置于模型内相同位置，记录不同时间的温度并绘制出图像，如图乙所示。你会选择______做房屋的隔热材料，理由：______。 (2)小明在屋顶铺设了面积为的太阳能电池板，其光电转化效率（将太阳能转换成电能的指标）为20%。按佛山市全年平均情况，电池板接收太阳辐射的等效平均功率密度约为，日均日照时间为4.7小时，则该电池板平均一天能接收太阳能______J，输出______J的电能。 (3)太阳能电池板和良好的房屋隔热设计，分别从“______”和“______”两个层面共同实现建筑节能降耗的理念。（以上两空选填“开源”或者“节流”） 角度02 能源消耗对环境的影响 5．物理学对人类文明发展、社会进步起到了至关重要的作用。下列说法错误的是（     ） A．蒸汽机的发明推动第一次工业革命 B．电的利用推动第二次工业革命 C．电动汽车替代燃油汽车会增加碳的排放 D．超导材料作导线可降低电能损耗 6．2026年全国能源工作会议在北京召开。会议认真落实中央经济工作会议部署、全国发展和改革工作会议要求，总结2025年和“十四五”能源工作，部署2026年重点任务。推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳中和、碳达标”的目标。下列做法可取的是（     ） A．实行垃圾分类回收利用 B．出行时尽量选择驾驶私家车 C．就餐时选择使用一次性餐具 D．大力发展火力发电 7．我国新能源汽车产销量连年位居全球第一，产品出口70多个国家和地区，成为中国制造的“亮丽名片”。新能源汽车使用_____能作为能源，_____（选填“排放”或“不排放”）有害的尾气，有助于应对全球气候变化。 8．在现代化的发电厂中，会进行下面操作：①对水蒸气进行二次加热，使它继续推动发电机发电；②煤在燃烧前会经过洗选来去除杂质，在燃烧后，发电厂会对排出的烟气进行脱硫、脱硝、除尘等净化处理，减少二氧化硫等污染物的排放。操作①的主要目的是为了__________________，操作②的主要目的是为了_______________________。 角度03 能源与可持续发展 9．下列关于能源的说法，正确的是（　　） ①煤、石油和天然气是当今人类利用的主要能源，它们是不可再生能源 ②天然气是一种清洁能源，人类可以无尽地开发利用 ③如果大量利用太阳能，可能使太阳能在短期内消耗殆尽 ④水能和风能可以在短期内从自然界里得到补充，是可再生能源 A．①④ B．②③ C．①② D．①③ 10．在家庭节约能源的综合实践设计中，结合物理知识判断，下列节能方案设计最合理的是（     ） A．夏季为追求凉爽，把空调温度长期设置在16℃并持续运行 B．家中全部使用大功率白炽灯照明，提升室内亮度 C．给阳台和窗户加装双层真空玻璃，减少室内热量散失与外界热量传入 D．电视、洗衣机等电器不用时保持待机状态，方便随时开启 11．人类大量燃烧煤、石油等燃料，排放了大量的二氧化碳，从而减少了________向太空的散失，使全球气候变暖，地球表面升温，这就是温室效应加剧的主要原因。请提出一条减缓温室效应加剧的有效措施：_______________。 【例1】（2026·吉林·中考真题）松花湖是修建丰满水电站过程中形成的东北地区最大的人工湖。 (1)水电站利用水能发电，水能属于___________能源。松花湖水量丰富，能很好地调节周围的气温，这是因为水的比热容___________。 (2)一只小鸟在平静的水面上方飞过，当小鸟距水面1 m时，通过水面形成小鸟正立、等大的___________像，这个像到水面的距离为___________m。 【深化点拨】 （1）考查能源分类，水能可以持续从自然界得到补充，属于可再生能源。 （2）考查水的比热容的特点与应用，水的比热容大，对环境温度有调节作用。 （3）考查平面镜成像规律，水面相当于平面镜，成正立、等大的虚像。 （4）考查平面镜成像距离特点，物和像到镜面的距离大小相等。 【变式1-1】科技是强国的支撑，下列有关我国取得的科技成就的分析正确的是（　　） A．“长征18号”核潜艇通过核裂变获得能量 B．“天问一号”火星探测器在火星上的质量小于在地球上的质量 C．“本源悟空”量子计算机的芯片由绝缘体制成 D．“奋斗者”号潜水器用钛合金做外壳，利用其强度小 【变式1-2】下列关于能源的说法中正确的是（    ） A．电能属于一次能源 B．核能和地热能都是来自太阳辐射的能源 C．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的能量 D．能量转化和转移是有方向性的 【变式1-3】能源是人类文明进步的基础和动力，能源问题和我们每个人都息息相关。钻木取火在人类利用能量的历史上非常重要，“钻木取火”是通过______的方式将机械能转化为内能的；蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑，标志着人类进入工业化社会，今天大规模使用的煤、石油和天然气等化石能源，属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；虽然能量是守恒的，但是能量的转移和转化具有______性，有些能量可以利用，有些则不能，所以我们要节约能源。 ⚡基础速刷 1．中国航天科工三院306所完成了深空探测用气凝胶隔板的产品研制，该产品兼具极低密度、耐高低温、隔热性能好等综合特点。下列场景不适用该材料的是（　　） A．航天器 B．高温工业 C．潜艇压载铁 D．航天服的隔热层 2．随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于汽油机的知识说法正确的是（　　） A．热机消耗的燃料越多，效率就越低 B．汽油机压缩冲程将机械能转化为内能 C．精心保养可使热机的效率达到100% D．排出的尾气对环境没有任何污染 3．贵州大力发展清洁能源，其中“黔电送粤”工程中包含大量的水电、风电和光伏电能。下列关于能源的说法正确的是（     ） A．太阳能属于可再生能源 B．贵州的电能主要来自化石能源 C．水能是不可再生能源 D．为了可持续发展，应禁止使用化石能源 4．为了保护地球，人们一直在从自然界中寻求清洁的“绿色”能源，所谓的“绿色”能源是指不排放污染物的能源。请举出两种你熟悉的“绿色”能源：___________、___________，并分别写出其在生产、生活中的一项应用：___________、___________。 5．2025年12月，我国向国际电信联盟提交了超20万颗卫星轨道资源申请，卫星是用_______（选填“超声波”或“电磁波”）传递信息的；太阳能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，原子核通常由质子和_______组成。 🚀能力跃升 6．我国大力发展新能源电动汽车，电动汽车依靠电能进行驱动，刹车时又可进行能量回收。电动汽车全液冷超级充电桩的充电枪内部有电缆和冷却管，冷却管内流动的冷却液可带走充电时产生的大量热量，使充电更加快速安全。下列说法正确的是（     ） A．根据能量守恒定律，电池的电能全部转化为汽车的机械能 B．电能和机械能可以相互转化，说明能量的转化没有方向性 C．废旧电池不会污染环境，因此可随意堆放处置 D．充电枪的冷却液要选用比热容较大的物质 7．鄂尔多斯的采煤沉陷区，因煤炭开采导致地表塌陷，无法耕种或建筑。国家在该区域建成全国单机容量最大的光伏发电基地。下列说法正确的是（     ） A．光伏组件生产能耗高，环保性不如火力发电 B．光伏发电效率较低，占用大量土地不划算 C．利用可再生太阳能，减少对化石能源的消耗 D．光伏发电依赖天气好坏，节能减排意义不大 8．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续航里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（）。下列说法正确的是（　　） A．氢能转化的过程具有方向性 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．燃烧100kg的液氢一定能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100％ 9．太阳能电池帆板（简称“电池板”）是为各类太空飞行器提供能源的装置，电池板是把太阳能转化成________（填“一次”或“二次”）能源—电能；我国最新建成的“华龙一号”核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应是_________ （填“相同”或“不相同”）的，该反应用到的核原料属于________ （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站的大规模应用可显著减少温室气体排放，助力实现碳中和目标。 10．我国特高压技术标准已成为国际标准，实现了“中国创造”和“中国引领”。我国“西电东送”工程中，特高压技术将西部的水电、风电等清洁能源送到东部沿海，优化了资源配置。若输送的电功率保持不变，将输电电压从500kV提升到1000kV，理论上线路上的电能损耗降低为原来的________分之一；特高压绝缘子其材料通常采用高性能陶瓷或复合绝缘材料，主要是利用材料的________性能；请简要列举一条“西电东送”的意义____________。 11．小明家旁边有一座大型的火力发电站“渭河电厂”。小明经过调查得知，火力发电站的原理是，用煤在锅炉中燃烧时产生的内能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动汽轮机转动，然后带动发电机发电。“渭河电厂”有4组30万千瓦发电机组，年发电量是6×109kW·h。（煤的热值为3×107J/kg） (1)“渭河电厂”按装机总功率工作一天最多能发多少千瓦时的电能？ (2)①西安市一年的耗电量约为440亿千瓦时、要满足西安市的用电需求，需要在西安市周边至少建设多少个和“渭河电厂”一样的火力发电站？ ②“渭河电厂”一年消耗180万吨煤，发电过程中锅炉的效率是90%，发电机的效率是96%，汽轮机的效率约为多少？（结果保留到0.1%） (3)请结合西安市地理环境结合能源的可持续性发展的要求，对西安市生活生产用电来源提出合理建议：______________（写出一条即可）。 🌟思维挑战 12．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　） A．目前世界上利用核聚变原理建成了许多核电站，核能属于不可再生能源 B．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是超导材料 C．电视、移动通信、声呐、北斗卫星导航等都利用了电磁波来传递信息 D．能量是守恒的，但人类可利用的能量是有限的，我们仍需节约能源 13．在我国提出“碳达峰，碳中和”的双碳目标下，如图所示为燃煤电厂氮氧化物排放标准的变化情况。关于此图及相关背景知识的分析，说法正确的是（    ） A．燃煤电厂是利用了电动机生产电能 B．氮氧化物的排放不会造成酸雨污染 C．继续使用燃煤就不能实现双碳目标 D．提升排放标准助推了绿色能源利用 14．最近雾霾天气越来越多，如图所示，是我区在雾霾中的夜景。 (1)雾是浮游在空中的大量微小水滴。在起雾之初天气温度一般较________（选填“高”或“低”），因为雾是由水蒸气________（填物态变化名称）形成，需要________热量（选填“吸收”或“放出”）；大雾中能见度很低，交警就用传统的口哨指挥交通，说明声音________（选填“能”或“否”）在雾霾中传播。 (2)霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒，和气象条件共同作用的结果。机动车辆猛增，工厂污染物排放，农村焚烧秸秆等大气污染都会使霾加重，请提出一条中学生可以做到的减轻霾的措施：________。 15．在物理学中，一个结论的得出往往需要经过多个层面的验证和论证，以确保其科学性和实用性。在探索过程中，有一些科学家提出了一些错误或不完全正确的观点，这些观点随着科学的发展逐渐被修正或取代。请你参照示例，列举一个错误或不完全正确的观点，并通过实例进行反驳，写出正确观点。 【示例】错误观点：太阳是宇宙的中心。 反驳的原因及正确观点：宇宙是不断膨胀的，处于不断的变形之中，因此不存在宇宙中心的说法，太阳是太阳系的中心。 错误观点：______； 反驳的原因及正确观点：______。 16．火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用率。如图所示， 任务一：建设风力发电站 (1)选择风能资源丰富的地理位置建设大量的风车田，利用风力带动发电机转子转动获得____能输送给用户端。 任务二：建设火力发电站 利用用电低谷时段，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造氢气，再经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 (2)在“富氧燃烧”的情况下，将标准煤炭燃烧，最多能获取多少能量？（标准煤的热值为） (3)除利用“富氧燃烧”外，还有哪些方法可以提高火电站的煤电转化效率？列出具体建议并说明理由。（写出一条即可） 任务三：建设加氢站 (4)高压气态储氢：这是目前国内加氢站最主要的储存方式。储罐型式主要分为储氢瓶式容器组和储氢罐。中国已建成的加氢站中，约采用储氢容器组，采用单体储氢罐。国内已成功研制出压力等级可达、和的全多层储氢高压容器，并在多个加氢站应用。列出在储存容器的选材中应注意材料的哪些特性，并说明原因。（写出两条即可） 17．阅读材料，回答问题。 为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出 Ek随s变化的图象，如图所示。 ××型汽车 总质量（kg） 1200 储能效率（%） 60 耗油量（L/100km） 10 (1)发电机发电过程中，动能除了转化为电能外，由于发电机的线圈会发热导致温度升高，因此还有部分能量转化为 _______ 能。 (2)汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为 _______ kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为3.22×108J，则每燃烧1L燃油放出的热量为 _______ J 。（已知燃油的密度为0.7×103kg/m3） (3)测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中，下列说法正确的是 ________ ； A．汽车受到的阻力为1.2×104N B．汽车行驶的时间为20s C．汽车牵引力做的功为3.2×108J D．汽车牵引力的功率为20kW (4)由图象可知，表示开启发电机进行测试的图线是 ______ （填“①”或“②”），判断的依据是：开启发电机后，有一部分动能转化为电能；而关闭发电机后，动能全部用于 ______ ，因此 ________ （选填“开启”或“关闭”）发电机时运动的路程会较长。 (5)若汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有 ________ J的动能转化为内能。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $