2027年中考物理一轮复习题型精讲练 讲义 专题19 信息传递和能源

专题19 信息传递和能源 【基础回顾】 知识点一 信息的传递 一、 电话 1、发明：美国发明家贝尔于1876 年发明。 2、基本结构 （1）话筒：老式话筒中有一个装着炭粒的小盒子，上面盖有膜片话简把声信号转化为电信号。 （2）听筒：听筒内有一个电磁铁，电磁铁吸引一块薄铁膜片，听筒把电信号转化为声信号。 3、工作流程 4、电话交换机 （1）作用：提高线路的利用率。 （2）占线原因：对方电话在使用；电话交换机之间线路不够用。 5、模拟通信和数字通信 电话信号 模拟信号 数字信号 产生 在话筒将声音转换成信号电流时，这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信 用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号这种通信方式叫做数字通信 优缺点 模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断 抗干扰能力特别强、方便用电子计算机加工处理可以通过不同的编码进行加密 二、 电磁波 1、产生：迅速变化的电流能在周围的空间产生电磁波。 2、传播 （1）条件：电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。 （2）速度：在真空中传播的速度等于光速c=3×108m/s。 （3）特征：频率和波长是描述电磁波特征的物理量，波长的单位是米（m），频率的单位是赫兹（Hz），常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz），换算关系是1kHz=103Hz，1MHz=106Hz。 （4）波速（c）、波长（λ）、频率（f）的关系：。 3、电磁波的分类 根据波长从大到小依次是长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。它们的本质都是电磁波，不同的是波长的差别。 4、应用：无线电广播、电视、手机、卫星通信、WiFi、GPS定位系统、北斗导航系统、5G通信等。 三、 广播、电视和移动通信 1、无线电广播信号的发射和接收 （1）信号的发射—广播电台完成 主要由话筒、调制器、天线组成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波发射到空中（图甲）。 （2）信号的接收—收音机完成 利用收音机的调谐器，选出我们需要的某一频率的电磁波；由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过“解调器”将其滤去，把音频信号留下，放大后送到扬声器里（图乙）。 2、电视的发射和接收 电视用电磁波传递图像信号和声音信号。 （1）电视信号的发射：摄像机把图像信号变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。 （2）电视信号的接收：电视机的接收天线把高频信号接收通过电视机把信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。 3、移动电话 （1）工作原理：通过空间的电磁波来传递信息的。移动电话既是无线电发射装置，也是无线电接收装置。 （2）工作过程：发射过程用电磁波把讲话的信息发射到空中；接收过程在空中捕捉电磁波，得到对方讲话信息。 （3）交换介质：基地台（与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接），和电话交换机相连。 （4）优缺点 ①优点：只要电磁波能辐射的地方都能进行通话，比固定电话方便。 ②缺点：发射功率不大，天线简单，灵敏度不高。 四、 微波通信、卫星通信、光纤通信与网络通信 1、微波通信 （1）微波：微波波长在10m~1mm之间，频率 30MHz~3×105MHz之间。微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。 （2）微波通信：利用微波进行的通信。 （3）微波中继站：微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此必须每隔50km左右就要建设一个中继站，可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去。 （4）微波通信的优点：频率高，传输信息的容量大；质量好，传送距离远；大致沿直线传播，受大气干扰小，能量损耗小，收到的信号强且稳定。 2、卫星通信 （1）利用通信卫星做微波通信的中继站进行通信的方式叫卫星通信。 （2）同步通信：通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球周围均匀配置3颗同步通信卫星就几乎可以实现全球通信。 3、光纤通信 （1）利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。 （2）光导纤维传光原理：光的反射。 （3）光纤通信的优点：光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输，光纤通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。 4、网络通信 是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新的通信方式。传输速度快，不仅可以收发电子邮件，还可以观看新闻、视频等。 知识点二 能源与可持续发展 一、 能源 1、能源：能够提供能量的资源。这里的能量通常指电能、光能、机械能、化学能等。 2、人类利用能源的历程 3、能源的分类 分类 概念 实例 按照获取方式 一次能源 可直接从自然界获得的能源 化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等 二次能源 无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源 电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等 按照对环境的影响 清洁能源 使用时对环境没有污染或污染较轻的能源 太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等 污染能源 使用时对环境污染较重的能源 煤、石油等 按照人类开发早晚 常规能源 人类已经利用多年的能源 煤、石油、天然气及水能等 新能源 人类新近才开始利用的能源 核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等 按照是否可再生 不可再生能源 越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气等化石能源，核能等 可再生能源 可以在自然界里源源不断地获取的能源 风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等 二、 核能 1、核能 （1）定义：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。 （2）释放核能的方式：核裂变和核聚变。 2、核裂变和核聚变 核裂变 核聚变 概念 较重的原子核（铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子核的一种核反应形式 较轻的原子核结合为较重的原子核并释放出巨大能量的一种核反应 反应方式 链式反应 热核反应 实际应用 ①可控核裂变的应用—核电站；（核电站发电时的能量转化：核能→内能→机械能→电能。） ②不可控核裂变的应用—原子弹 氢弹； 太阳的能量也是来源于核聚变 三、 太阳能 1、太阳能的由来：氢核聚变，在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变释放出巨大的核能。 2、优点：供应时间长；分布广、获取方便、安全清洁无污染。 3、太阳能的利用 （1）光电转换：太阳能直接转化为电能。例如光电池（太阳能电池）。 （2）光热转换：太阳能直接转化为内能。例如太阳能热水器等。 （3）光化转换：太阳能转化为化学能，储存在生物质内。比如绿色植物的光合作用。 四、 能源与可持续发展 1、能量转移和转化具有方向性 （1）在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，说明能量的转移具有方向性，是不可逆的。 （2）汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车，说明能量的转化具有方向性，是不可逆的。 2、能源消耗对环境的影响：粉尘污染、温室效应、大气污染等。 3、解决能源危机的出路 （1）节约使用常规能源，提高利用率。 （2）大力开发和利用新能源，如太阳能、地热能、核能、潮汐能、风能、可燃冰等。 4、未来的理想能源：未来的理想能源必须满足如图所示四个条件。 【特别提醒】 1. 误认为“占线”是对方的话机一定在使用 出现“占线”现象，可能是两台电话交换机之间有太多的用户在通话，它们之间的电话线不够用，也可能是对方的话机正在使用，或者有人向对方打电话，或对方的话机没放好。 2. 对电磁波和声波的特征易混淆 电磁波和声波是两种不同形式的波，需要从产生、传播和应用三个方面对其进行全面了解。 产生 传播 应用 声波 物体振动 需要介质，真空不能传声 B超、声呐等 电磁波 变化的电流 不需要介质，可以在真空中传播 雷达、手机等 3. 太阳能的实质及利用 （1）太阳能的实质：太阳能实质上是太阳内部的氢原子核在超高温下发生聚变所释放出的核能，而不是内能。用集热器给水加热实质上是把太阳能转化为内能的过程。 （2）利用太阳能的方式有直接利用和间接利用两种方式。直接利用太阳能的方式有两种：一是用集热器把水等物质加热；二是用太阳能电池把太阳能转化为电能。人们利用的风能、水能、化石能源等也是间接地利用太阳能。注意潮汐能与太阳能无关，潮汐能是由于月球和太阳对海水的吸引而引起的；地热能是地球本身内部所存贮的内能，也与太阳能无关。 4. 对核能的理解 （1）核能是人类最具希望的未来新能源，目前人们获得核能的途径有两种：一是核裂变，如铀的裂变；二是核聚变。 （2）核能是新型能源，但现在用于核能发电的铀属于矿石资源，在地球上的储量有限，所以核能是不可再生能源。 5. 能量转移和转化的方向性 其他形式的能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为其他形式的能而不产生其他影响，内能向其他形式的能转化时，一定伴随能量的损失。 【解题方法总结】 1. 模拟信号与数字信号的区别与联系 信号种类 信号与声音的关系 信号电流的形式 对比 应用 模拟信号 与声音的频率、振幅变化情况一样 连续的 信号易丢失，造成失真 传统电话 数字信号 用不同符号的不同组合表示声音的变化 离散的 抗干扰能力强，易加工处理，还可以进行加密 电报、现代电话 2. 有关电磁波的计算 电磁波的波速（c）、波长（λ）、频率（f）三者的关系是。只要知道其中任意两个条件，就可用此公式计算出第三个条件。 3. 一次能源和二次能源的判断方法 一次能源和二次能源的判别主要是判断是否经过加工转化。注意这里的“加工转化”不是简单的机械加工，而是能源的形式或物质主要成分发生了改变。 4. 解决能源问题有两种方法 一是提高常规能源的利用率；二是要积极开发新能源。但要从根本上解决人类对能源的长久性需求，必须不断开发新能源。 【题型精讲练】 题型1 电磁波的理解和应用 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·全国·课后作业）随着智能家居的普及，越来越多的智能电器可以用手机通过无线网络进行控制。手机将控制信号传递给智能电器是通过（     ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．红外线 【答案】C 【详解】AB．超声波、次声波属于声波，传播需要介质，不能用于手机无线通信，故AB不符合题意； C．手机与智能设备间的无线网络通信依靠电磁波传递信号，故C符合题意； D．红外线仅适用于短距离红外遥控，无法支持无线网络信号传输，故D不符合题意。 故选C。 【例2】（2026·广东中山·三模）2026年粤港澳大湾区科技博览会上，多款智能无人机进行编队表演，无人机与地面控制中心通信依靠的是（     ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．光导纤维 【答案】A 【详解】A．电磁波可在真空中传播，传输距离远，无线通信依靠电磁波传递信息，故A正确； BC．超声波、次声波属于声波，传播需要介质，传输距离近，无法实现无人机与地面的远距离无线通信，故BC错误； D．光导纤维为有线传输介质，无人机为可移动的无线设备，无法使用光导纤维通信，故D错误。 故选A。 【例3】（26-27九年级上·全国·课后作业）电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ (1)电磁波的产生条件是___________； (2)电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能___________，温度___________； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是______________________。 【答案】(1)迅速变化的电流 (2) 增大 升高 单位时间内传递的数据量更多 【详解】（1）迅速变化的电流会在周围空间产生电磁波。 （2）因食物分子在微波作用下剧烈振动，分子动能增大，内能增大，宏观上表现为温度升高，这是微波炉的加热原理； 手机利用电磁波传递信息，5G比4G“快”指的是电磁波传递信息的速率更高，即单位时间内传输的数据量更大。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·全国·课后作业）在一场露天音乐节上，主办方用大屏幕同步直播舞台表演，观众们也用手机拍照分享，下列相关的说法正确的是（     ） A．大屏幕播放表演画面时，利用电磁波来传递信息，表明电磁波的传播需要介质 B．大屏幕直播和观众用手机虽然都利用电磁波，但二者电磁波的传播速度不同 C．电磁波既能传递信息也能传递能量 D．电磁波带给我们的只有便利，没有负面效应 【答案】C 【详解】A．电磁波传播不需要介质，可在真空中传播，故A错误； B．不同类型的电磁波在同种介质中的传播速度相同，均等于光速，故B错误； C．电磁波既能传递信息也能传递能量，故C正确； D．过量电磁波辐射会危害人体健康，存在负面效应，故D错误。 故选C。 【变式训练2】（2026八年级上·全国·专题练习）2024年12月，长征二号丁运载火箭一次将五颗卫星分别送入预定轨道，发射任务取得圆满成功，宇航员们在太空中无法直接交流，只能利用无线电交谈，这是因为（　　） A．太空中宇航员声带无法振动 B．无线电传播速度快 C．声音在真空中无法传播 D．宇航员声带振动的幅度小 【答案】C 【详解】声音的传播需要介质，真空不能传声。太空中属于真空环境，没有空气这类可以传播声音的介质，因此宇航员的声带振动发出的声音无法直接在太空中传递，必须借助可以在真空中传播的无线电波来交流。 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式训练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）下列事例中： （1）阳光下，太阳能灶能把水烧开； （2）激光能在钢板上打孔； （3）通过光纤传递图像信息； （4）红绿灯是控制交通的信号。 属于电磁波传播能量的是___________；属于电磁波传播信息的是___________。 【答案】 （1）（2） （3）（4） 【详解】光属于电磁波。由利用电磁波的能量改变物体状态属于电磁波传播能量可知，事例（1）（2）属于电磁波传播能量；由通过电磁波携带的信号传递特定内容属于电磁波传播信息可知，事例（3）（4）属于电磁波传播信息。 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·全国·课后作业）如图所示是一款太阳能智慧路灯杆，它不仅能照明，还有Wi-Fi、视频监控、信息发布、一键报警等功能，手机没电时也可以用它充电。下列说法不正确的是（     ） A．该路灯杆属于直接利用太阳能的一种 B．晚上路灯工作时将化学能转化为电能使灯发光 C．照明灯消耗的电能是一次能源 D．Wi-Fi主要是利用电磁波传递信息的 【答案】C 【详解】A．该路灯杆通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，属于直接利用太阳能，故A正确； B．晚上路灯工作时，蓄电池放电，将化学能转化为电能供灯发光，故B正确； C．电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源，故C错误； D． 利用无线电波传递信息，无线电波属于电磁波，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 【提升练2】（2026·陕西·模拟预测）手机芯片主要是用__________（选填“半导体”或“超导体”）材料制成的；手机通话是依靠__________（选填“电磁波”或“超声波”）传递信息的。 【答案】 半导体 电磁波 【详解】制作手机芯片的主要材料为半导体，手机通话属于移动通信，依靠电磁波传递信息。 【提升练3】（26-27八年级上·河南·阶段检测）中国空间站是我国完全自主研制的载人空间站，实现了载人航天技术跨越式发展，充分展现我国航天领域自主创新的强大实力。中国空间站在近地轨道绕地球做近似圆周运动。已知空间站轨道半径约6.7×106 m，在轨运行平均速度取7.8 km/s。 (1)航天员在太空舱外工作时，即使相距很近也无法通过声音交流，这是因为声音的传播需要________，而太空环境接近真空状态，无法传递声波，他们可以通过________________进行交流； (2)空间站绕地球运行一周飞行的路程是多少m？（取3.14） (3)空间站绕地球飞行一周需要的时间是多少min？（结果保留整数） 【答案】(1) 介质 电磁波 (2) (3) 【详解】（1）声音的传播必须依靠介质，真空无法传声；而电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，因此舱外航天员依靠电磁波完成交流。 （2）空间站绕地球做圆周运动，一周路程等于轨道周长 （3）在轨运行平均速度 运行总时间 【提升练4】（26-27九年级上·陕西咸阳·阶段检测）2026年5月24日，我国“神舟”二十三号飞船发射成功。火箭选用液氢做燃料，是因为氢的________较大；燃料燃烧释放出的内能无法再自发转化为化学能，说明能量的转化具有________性；飞船的太阳能电池板将太阳能转化为________能。 【答案】 热值 方向 电 【详解】因火箭需要相同质量的燃料释放更多热量，由热值特性可知选用液氢；由能量转化的特性可知能量转化具有方向性，内能无法自发转化为化学能；太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能。 题型2 能源的分类 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·全国·课后作业）《中共中央国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》中提出，应大力发展非化石能源，加快构建新型电力系统。则应大力开发的能源是（     ） A．石油 B．天然气 C．煤炭 D．水能 【答案】D 【详解】题干要求选择非化石能源，石油、天然气、煤炭都属于化石能源，是传统的化石类燃料；水能是可再生的非化石能源，符合大力发展非化石能源的要求。 故选D。 【例2】（25-26九年级上·山东泰安·阶段检测）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。 【例3】（2026·黑龙江牡丹江·二模）如图为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） 200 1000 500L 其中属于一次能源的是_______________，为减少碳排放，请写出一个合理的能源使用建议：____________________。 【答案】 天然气 改用太阳能热水器提供生活热水 【详解】天然气可直接从自然界获取，属于一次能源；电、汽油需由其他能源转化或加工得到，属于二次能源。 减少化石能源消耗，多用可再生能源或提高能效。 示例：  改用太阳能热水器提供生活热水。采暖改用空气源热泵或地热。 出行多乘公共交通或使用电动汽车（若发电来自清洁能源）。 【基础巩固练】 【变式训练1】（25-26九年级上·云南红河·阶段检测）“绿水青山，就是金山银山”，因此我们要推进绿色发展，合理利用能源，加大生态系统保护力度，建设美丽中国。下列能源中，我们应大力开发利用的是（     ） A．石油 B．煤炭 C．木材 D．太阳能 【答案】D 【详解】A．石油属于化石能源，不可再生，燃烧时会释放大量二氧化碳和有害气体，对环境破坏较大，不符合绿色发展需求，故A不符合题意； B．煤炭属于化石能源，不可再生，且燃烧排放的污染物（粉尘、一氧化碳、氮氧化物等）是造成雾霾、酸雨的主要原因之一，环保性差，故B不符合题意； C．木材虽然燃烧的碳排放可通过植物光合作用部分循环，但大量砍伐木材会破坏森林生态系统，且木材能量密度低、利用效率低，无法作为可持续的大规模绿色能源，故C不符合题意； D．太阳能属于可再生能源，取之不尽、用之不竭；利用过程中（如光伏发电、太阳能供暖）不产生废气、废水等污染物，碳排放趋近于零，是当前重点推广的清洁能源，故D符合题意。 故选D。 【变式训练2】（2026·陕西·模拟预测）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。 【变式训练3】（25-26九年级下·全国·课后作业）如图所示，飞机和汽车用的燃油，是由石油提炼来的，属于化石能源。它们不能直接利用太阳能、水能等。说明能源的利用是______（选填“有条件的”或“没条件的”）。 【答案】有条件的 【详解】目前飞机、汽车无法直接利用太阳能、水能提供动力，只能使用石油提炼得到的化石燃油，这说明人类对能源的利用会受到技术、应用设备、使用场景的限制，因此能源的利用是有条件的。 【能力提升练】 【提升练1】（25-26九年级上·广东广州·期中）对比图中我国2017年发电量和2030年预测发电量，预测（     ） A．火电发电量将减少 B．水电发电量将增加 C．我国将以核能发电为主 D．风电发电量占总发电量的比例将减小 【答案】B 【详解】A．由图可知我国2017年火电发电量为46627亿kW·h，2030年火电发电量为47570亿kW·h，火电发电量将增加，故A错误； B．2017年水电发电量为11898亿千瓦时，2030年预测水电发电量为15900亿千瓦时，发电量明显增加，故B正确； C．2030年核能仅占总发电量的4%，火电占比最高，仍以火电为主，故C错误； D．2017年风电占比5%，2030年风电占比12%，占总发电量的比例增大，故D错误。 故选B。 【提升练2】（25-26九年级下·全国·课后作业）如图所示的曲线表示两个多世纪以来人类能源消耗的趋势。 (1)如果把全世界的能源消耗量折合成热值为的标准煤来计算，1950年为26亿吨，2003年接近140亿吨，则2003年全世界消耗的能源约为1950年全世界所消耗能源的 ___________倍。（保留两位有效数字） (2)请你结合此曲线，设计一条有关能源宣传的广告词：___________。 【答案】(1)5.4 (2)节约能源，从我做起（合理即可） 【详解】（1）1950年人类消耗的能源相当于26亿吨标准煤，2003年接近140亿吨，则2003年全世界消耗的能源约为1950年全世界所消耗能源的倍。 （2）由图可知，1950年后，人类对能源的消耗急剧上升，且这种趋势仍在增加。人类目前使用的能源大部分来源于化石能源，而化石能源属于不可再生能源，所以我们要采取积极措施，节约化石能源，开发新能源，避免人类无能源可用。 【提升练3】（25-26九年级下·福建厦门·阶段检测）在化石能源日趋紧张之时，建设核电站是人类解决能源危机的一种可行方案。目前，核电站是利用核______（选填“聚变”或“裂变”）释放的核能发电的。2025年，我国运行的核电机组累计发电量约为1.8×1012J，相当于______kg煤完全燃烧释放的能量。（煤的热值为3×107J/kg） 【答案】 裂变 【详解】目前核电站利用可控核裂变释放核能发电。 因煤完全燃烧释放的能量等于核电机组发电量，由可知，所需完全燃烧煤的质量为 【提升练4】（2026·广东清远·模拟预测）核动力破冰船利用核________（选填“聚变”或“裂变”）提供能量，核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。已知某种汽油的热值是，现有该汽油0.02kg，完全燃烧放出的热量是_______J。 【答案】 裂变 不可再生 【详解】核动力破冰船的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能来提供能量的，目前人类还未掌握可控核聚变的大规模商用技术。 核能的原料核燃料在自然界中的储量有限，消耗后短时间内无法从自然界得到补充，因此属于不可再生能源。 完全燃烧汽油放出的热量为 题型3 核能 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·全国·课后作业）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。 【例2】（25-26九年级下·山东青岛·自主招生）信息、能源、材料被称为现代文明的三大支柱，下列说法正确的是（     ） A．智能手机利用超声波传递信息 B．超导材料电阻为零，可用于制作家用电热水壶的电热丝 C．我国建成了世界上最大的球面射电望远镜—“天眼”，它利用电磁波观测天体 D．我国“人造太阳”实现1亿摄氏度持续千秒运行，该装置利用核裂变反应释放能量 【答案】C 【详解】A．智能手机利用电磁波传递信息，故A错误； B．电热丝利用电流热效应工作，由可知，超导材料电阻为0，通电时不产生热量，无法制作电热丝，故B错误； C．射电望远镜通过接收天体发出的电磁波观测天体，故C正确； D．“人造太阳”利用核聚变反应释放能量，故D错误。 故选C。 【例3】（26-27九年级上·全国·课后作业）算力中心是指集中提供计算能力的基础设施，由于算力中心消耗电能巨大，且太阳能在太空中利用率高，未来人们计划在太空建设算力中心，并配备太阳能发电站，实现电能就近供应。太阳能是太阳内部氢原子核在超高温下发生___________（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量；太阳能既是清洁能源，又是___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能电池板工作时将太阳能转化为___________能。 【答案】 聚变 可再生 电 【详解】太阳内部的能量源于氢原子核的核聚变反应，在超高温环境下，氢原子核结合为较重的氦原子核，同时释放出巨大能量； 太阳能可持续从太阳获取，不会因使用而枯竭，属于可再生能源； 太阳能电池板工作时，会将接收的太阳能转化为电能。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·陕西西安·阶段检测）关于能源、信息、新材料和航天，下列说法正确的是（     ） A．煤是可再生能源 B．核潜艇是利用核聚变来获取动力的 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核能 D．中国航天员王亚平进行“天宫课堂”授课时，依靠电磁波与地面之间进行信息传递 【答案】D 【详解】A．煤是化石燃料，形成需要数百万年，属于不可再生能源，故A错误； B．核潜艇的动力来源是核反应堆，目前所有商业和军用核反应堆均基于核裂变技术，而非核聚变，故B错误； C．太阳内部的能量来源于氢原子核的核聚变，而非裂变。在极高温度和压力下，氢核聚变为氦核并释放巨大能量，故C错误； D．太空中是真空环境，声波无法传播，而电磁波可以在真空中传播，因此航天员与地面之间的通信必须依靠电磁波（如无线电波）进行信息传递，王亚平在“天宫课堂”授课时正是通过电磁波与地面实现实时互动，故D正确。 故选 D。 【变式训练2】（2026·河北衡水·一模）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。 【变式训练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）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。 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·江西赣州·阶段检测）如图所示，2026年3月16日，长征七号遥七运载火箭将我国首颗“太空加油站”卫星——“湖科大二号”送入预定轨道。“湖科大二号”可通过机械臂与目标卫星对接，为目标卫星补充燃料。下列说法正确的是（     ） A．火箭加速升空过程中，火箭外壳与大气摩擦，其内能增大，这是通过做功的方式改变了火箭外壳的内能 B．火箭燃料燃烧时，化学能全部转化为机械能，没有能量损失 C．“湖科大二号”在轨运行时，其携带的太阳能电池板是将内能转化为电能 D．补充燃料后，目标卫星燃料舱中燃料的热值增大 【答案】A 【详解】A．火箭外壳与大气摩擦时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使火箭外壳内能增大，这是通过做功的方式改变物体内能，故A正确； B．火箭燃料燃烧时，化学能先转化为内能，内能再转化为机械能，过程中会有部分内能随废气散失、存在热量损耗，不可能将化学能全部转化为机械能，故B错误； C．太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能，并非将内能转化为电能，故C错误; D．热值是燃料的固有特性，只和燃料的种类有关，和燃料的质量多少无关，补充燃料后燃料种类没有改变，热值不会增大，故D错误。 故选A。 【提升练2】（2026·广东清远·二模）太阳光在真空中的传播速度是________m/s，太阳能是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；如图所示是我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，其反应原理与太阳能的释放类似，通过核_________变，释放巨大的核能。 【答案】 可再生 聚 【详解】真空中光速为。太阳能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源。太阳的能量释放来自核聚变反应，“人造太阳”东方超环的原理和太阳能释放机制一致，是通过核聚变来释放巨大核能的。 【提升练3】（26-27九年级上·四川成都·阶段检测）2024年11月30日，长征十二号运载火箭飞向太空。“长十二”的主动力燃料是航空煤油，航空煤油燃烧时，将化学能转化为___________能。利用能源还有更广阔的前景，例如1g氢的同位素完全聚变释放的能量为，相当于___________t。航空煤油完全燃烧释放的能量。（航空煤油的热值为） 【答案】 内 8 【详解】燃料燃烧属于化学反应，储存的化学能会释放出来，转化为内能。 根据热值公式可得，航空煤油的质量 【提升练4】（2026·陕西榆林·模拟预测）华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，标志着我国在第四代核电技术领域达到世界领先水平，其工作简图如图。核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为，然后将热量传递给冷却气体——氦气，高温高压氦气在“蒸汽发生器”中将热量传递给“二回路”中的水，产生高温高压水蒸气，推动汽轮机工作，再通过交流发电机产生电能。 (1)图中反应堆容器中发生的核反应是指核______（选填“裂变”或“聚变”）。 (2)发电机输电功率为，高温气冷堆核电站的发电效率是多少？ (3)若核反应堆工作1h产生的热量完全被水吸收，水吸收的热量由加热效率为60%的燃煤锅炉提供时，需要消耗煤的质量是多少？（煤的热值为） (4)在输送核电站电能时，需要选择合适粗细的高压线。过粗会导致传输效率低下造成浪费，过细则会造成输电线过热，容易烧断。若高压线的安全电流密度J（通过导体单位横截面积的电流大小）在~之间，要求高压线所输送的电流大小稳定在750～900A之间，请通过计算说明应选择下表哪种规格的高压线。 规格 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 高压线横截面积//mm² 150 185 240 300 【答案】(1)裂变 (2) (3) (4)选择规格为Ⅲ的高压线 【详解】（1）目前商用核电站都是利用可控核裂变释放核能，因此反应堆中发生的是核裂变。 （2）高温气冷堆核电站的发电效率 （3）水吸收的热量 煤完全燃烧放出的热量 煤的质量 （4）若电流为750A，高压线横截面积的最小值 高压线横截面积的最大值 若电流为900A，高压线横截面积的最小值 高压线横截面积的最大值 则高压线横截面积的最小值为，高压线横截面积的最大值为，故应选择横截面积为的高压线，即选择规格为Ⅲ的高压线。 题型4 能源与可持续发展 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·河北石家庄·阶段检测）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。 【例2】（26-27九年级上·河南郑州·阶段检测）如图所示是某地区使用的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰挎”照明灯，“脚踏”蓄电池，下列说法正确的是（     ） A．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 B．利用风力发电将机械能转化为电能 C．照明灯工作时，LED灯是将电能转化为机械能 D．蓄电池夜晚放电时，将电能转化为化学能 【答案】B 【详解】A．太阳能电池板的作用是将太阳能直接转化为电能，故A错误； B．风力发电时，流动的空气（风）具有机械能，带动小风扇的发电机工作，最终将机械能转化为电能，故B正确； C．LED照明灯工作时消耗电能，主要将电能转化为光能，故C错误； D．蓄电池夜晚放电时，是把自身储存的化学能转化为电能向外供电，故D错误。 故选B 。 【例3】（26-27九年级上·广东佛山·阶段检测）如图所示，是“风光互补”景观照明灯，底部的蓄电池可以储存电能。这种景观照明灯在储能时的能量转化是________能和光能先转化为________能，再转化为化学能，在照明时将电能转化为________能． 【答案】 风/机械 电 光 【详解】由风力发电机的能量转化规律可知，风（或机械）能可转化为电能；由太阳能电池板的能量转化规律可知，光能可转化为电能，故储能时风（或机械）能与光能先转化为电能；后续多余的电能会输入蓄电池，转化为化学能储存起来。 照明时，照明灯工作消耗电能，发光，则照明时照明灯将电能转化为光能。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·广东广州·阶段检测）图中展示的是一款太阳能风光互补路灯。灯柱上配有一个风力发电机和两块太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列关于能量转化方向的说法，正确的是（     ） A．风力发电机正常工作时把电能转化为机械能 B．太阳能电池板发电过程中太阳能转化为化学能 C．白天，底部的蓄电池将化学能转化为电能 D．晚上，照明灯将电能转化为光能 【答案】D 【详解】A．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A错误； B．太阳能电池板消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故B错误； C．白天，底部的蓄电池充电时，消耗电能，将电能转化为化学能，故C错误； D．照明灯工作时，消耗电能发光，是将电能转化为光能，故D正确。 故选D。 【变式训练2】（26-27九年级上·山西太原·阶段检测）如图所示是“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。下列解释正确的是（     ） A．太阳能电池板是将光能转化为内能的装置 B．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，能量的总量不守恒 C．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能 D．小风扇是风力发电机，工作时将机械能转化为电能 【答案】D 【详解】A．太阳能电池板是将光能转化为电能的装置，故A错误； B．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，有一部分电能会转化为内能，但根据能量守恒定律，能量的总量始终保持守恒，故B错误； C．蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能，供用电器使用，故C错误； D．小风扇靠风力带动发电机发电，工作时将机械能转化为电能，故D正确。 故选D。 【变式训练3】（26-27九年级上·四川成都·期中）水力发电时将水的 ________________ 能转化为 _______________能 。 【答案】 机械 电 【详解】水力发电的过程中，高处的水流具有一定高度对应的重力势能，流动时还具备动能，二者都属于机械能；水流冲击水轮机带动发电机工作，最终将这些能量转化为电能。 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·广东深圳·阶段检测）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。 【提升练2】（2026·四川成都·模拟预测）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。 【提升练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）近年来，随着科技的发展，电动汽车越来越受到人们的关注。电动汽车以其环保、节能等优点，逐渐成为未来汽车发展的方向。 (1)电动汽车在行驶过程中，将电能转化为________能； (2)与传统燃油汽车相比，电动汽车的优点有哪些________________？（至少写出1点） (3)目前，电动汽车的发展还面临一些问题，如续航里程短、充电时间长等。请你提出一些解决这些问题的建议：________________________。 【答案】(1)机械 (2)污染小、高效率、噪声低等优点 (3)研发高能量密度的电池，提升单次充电续航里程，建设更多快充桩和换电站，提高充电便利性 【详解】（1）电动汽车的核心部件是电动机。在行驶过程中，电动机工作，消耗电能，驱动车轮转动，使汽车获得机械能。因此，这个过程是将电能转化为机械能。 （2）传统燃油汽车依靠内燃机燃烧汽油或柴油产生动力，过程中会排放尾气（如二氧化碳、氮氧化物等），产生较大的噪声，且能量转化效率相对较低。而电动汽车使用电能驱动，具有以下显著优点：环保（污染小）： 行驶过程中无尾气排放，不产生有害气体，对环境友好。 节能（高效率）： 电动机的能量转化效率远高于内燃机。 噪声低： 电动机运行时噪音很小，能有效减少城市噪声污染。 能源多样化： 电能可以由多种能源（如太阳能、风能、水能等）转化而来，减少对化石燃料的依赖。 （3）针对“续航里程短”的问题，根本原因在于电池储存的电能有限。因此，我们需要从提高电池性能入手，例如研发能量密度更高、容量更大的新型电池（如固态电池等），从而在相同体积或重量下储存更多电能，提升单次充电的续航里程。 针对“充电时间长”的问题，主要受限于充电设备的功率和电池充电技术。我们可以： 建设更多的高功率快充桩，缩短充电时间。 推广换电站模式，通过快速更换满电电池包来替代长时间充电。 优化电池管理系统，提高充电接受能力。 【提升练4】（26-27九年级上·陕西西安·阶段检测）如图所示，是一位科学爱好者制作的“永动机”，制作者声称该装置中不存在热动力系统，只需轻轻拨动其中任意一只瓶子，这套装置就能转动起来，而且速度恒定，一直转动下去。你认为这个装置__________（选填“能”或“不能”）一直转动，判断的依据是违背_______________。在能量的转化和转移过程中，能量的总量__________（选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”）。 【答案】 不能 能量守恒定律 保持不变 【详解】这个装置在转动过程中，不可避免会存在摩擦阻力，部分机械能会不断转化为内能散失，无法在不补充外界能量的情况下永远以恒定速度转动，这类“永动机”的设想违背了能量守恒定律；能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在能量的转化和转移过程中，能量的总量始终保持不变，不可能无中生有地持续获得能量来维持永久转动。 题型5 信息、能源、材料综合问题 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·河北沧州·阶段检测）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。 【例2】（2026·陕西西安·模拟预测）关于信息和材料，下列说法正确的是（     ） A．电磁波的频率越高，传播速度越快 B．核反应堆中的链式反应是核聚变 C．光纤通信是依靠激光在光导纤维内壁上多次发生反射来传递信息的 D．量子计算机中的电子器件都是由超导体制成 【答案】C 【详解】A．所有电磁波在同种均匀介质中的传播速度都等于光速，与频率无关，故A错误； B．核反应堆中的链式反应是核裂变，是可以控制的，核聚变目前很难人为控制，故B错误； C．光纤通信依靠激光在光导纤维内壁多次发生反射来传递信息，具有容量大、抗干扰能力强、传播速度快等特点，故C正确； D．量子计算机的电子器件的核心材料是半导体，故D错误。 故选C。 【例3】（26-27九年级上·河南周口·阶段检测）提高燃料______是节约能源的重要途径。 【答案】利用率 【详解】燃料燃烧放出的热量的多少与燃料的质量和燃烧值有关，提高燃料的利用率是节约能源的重要措施。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·陕西·模拟预测）“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。 【变式训练2】（26-27九年级上·全国·课后作业）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。 【变式训练3】（26-27九年级上·山东聊城·阶段检测）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。 【能力提升练】 【提升练1】（2026·河北邯郸·三模）2025年六五环境日主题为“美丽中国我先行”。为顺应美丽中国建设新趋势，能源利用需加快向绿色、低碳、循环方向转型。下列关于能量、能源的认识，说法正确的是（     ） A．电能和氢能都是二次能源，也是清洁能源 B．能量的总量保持不变，节能减排没有意义 C．核电站有泄漏风险，不应发展核能的使用 D．太阳内部原子核裂变，释放巨大的能量 【答案】A 【详解】A．电能和氢能都不能直接从自然界获取，属于二次能源，二者使用时对环境污染极小，属于清洁能源，故A正确； B．虽然能量总量保持不变，但能量转化具有方向性，可被人类直接利用的能源是有限的，因此节能减排十分有意义，故B错误； C．核能是清洁的新能源，规范做好安全防护后可以有效缓解能源危机，应当合理发展核能，故C错误； D．太阳内部是氢原子核发生聚变，释放巨大核能，故D错误。 故选A。 【提升练2】（26-27九年级上·全国·课后作业）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。 【提升练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）光伏发电产业是我国低碳经济的亮点之一，作为清洁能源转型的核心技术，太阳能电池板将太阳能直接转化为电能，大幅降低了碳排放。如图所示为太阳能电池板发电原理及系统示意图。 (1)光伏电池板中由纯硅掺杂形成的N型硅和P型硅，均属于________。 A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体 (2)电池板的外壳材料选择有较高的要求，下列性质不是外壳材料所具备的是________（填字母）。 A．良好的导热性 B．良好的透光性 C．良好的导电性 D．良好的耐磨性 (3)小新通过调查发现若学校房顶的太阳能电池板面积为，在阳光的照射下，它们转化电能的能力为，某日阳光的有效照射时间为2h。学校的30间教室里，每间教室分别有15盏40W新型护眼照明灯，一台300W的大屏幕，其他电器设备总功率100W。当日通过太阳能电池板获取的电能若全用于这些教室，则可维持这些教室里的电器持续工作________h。 (4)请你帮助小新写出提高光伏发电效率的一个建议：________。（作答不超过20个汉字） 【答案】(1)B (2)C (3)8 (4)移除任何遮挡光伏板的物体 【详解】（1）硅是典型的半导体材料，掺杂形成的N型硅和P型硅仍属于半导体。 故选B。 （2）A．电池板工作时发热，良好导热性可帮助散热，是外壳材料具备的性质，故A不符合题意； B．太阳光需透过外壳照射到内部发电结构，良好透光性是外壳材料具备的性质，故B不符合题意； C．外壳主要起保护作用，不需要良好的导电性，故C符合题意； D．电池板在户外使用，良好耐磨性可延长使用寿命，是外壳材料具备的性质，故D不符合题意。 故选C。 （3）太阳能电池板的发电总功率为 太阳能电池板产生的总电能为 单间教室的总功率为 30间教室的总功率为 电器可持续工作的时间为 （4）移除任何遮挡光伏板的物体、让光伏板正对太阳、及时清除表面灰尘积雪等。 【提升练4】（25-26九年级上·广东茂名·期末）(1)如图所示，风力发电机靠叶片在风力的推动下转动，带动发电机发电，把风的机械能转化为电能，这种能量是______（选填“一次能源”或“二次能源”）。 (2)我国是一个能源相对缺乏的国家，现主要利用的化石能源依靠进口，化石能源大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核_____（选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站； (3)国家“光伏扶贫”项目中的太阳能发电系统中，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能。中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，10h可以为电网提供电能______kW·h；这些电能可供额定功率为2000W的热水器正常工作______h。 【答案】(1)二次能源 (2)裂变 (3) 100 50 【详解】（1）电能需要消耗其它形式的能才能转化为电能，所以电能属于二次能源。 （2）我国核电站利用的重核裂变时放出大量能量，从而带动发电机发电。 （3）太阳能电池板的输出功率为 10h提供的电能 可供热水器正常工作的时间 【真题回顾】 1．（2026·江苏盐城·中考真题）我国“逐日工程”团队研制的空间太阳能电站有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时进行无线供电，这主要是利用了（     ） A．微波传递能量 B．超声波传递能量 C．微波传播信息 D．超声波传播信息 【答案】A 【详解】太空属于真空环境，超声波是机械波，传播需要介质，无法在真空中传递；该技术的作用是为设备无线供电，核心是传递能量而非仅传递信息，微波属于电磁波，可以在真空中高效传递能量，符合空间太阳能电站无线供电的需求。故选A。 2．（2026·江苏徐州·中考真题）如图所示为我国自主研发的L4级自动驾驶无人车，车载高灵敏度雷达向四周大范围、密集地发射探测信号。这种探测信号属于（     ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．可听声波 【答案】A 【详解】超声波、次声波、可听声波都属于声波，声波的传播需要介质，在户外开放环境中传播损耗大、探测距离和精度都难以满足自动驾驶大范围高精度探测的需求。自动驾驶车载雷达依靠电磁波实现大范围、高精度的快速探测，符合使用场景要求。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 3．（2026·江苏镇江·中考真题）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。 4．（2026·宁夏·中考真题）近年来我国在科技领域取得非凡成就，下列成果与对应物理知识不匹配的是（　　 ） A．“华龙一号”核电站反应堆——核聚变 B．空间太阳能电站无线传能技术——电磁波传递能量 C．兆瓦级浮空风力发电系统浮空器内充氦气——氦气密度小 D．“天都一号”利用激光测量地月空间距离——激光强度高，方向性好 【答案】A 【详解】A. 核电站反应堆利用可控核裂变释放能量，并非核聚变，对应知识不匹配，故A符合题意； B. 无线传能技术通过电磁波传递能量，对应匹配，故B不符合题意； C. 氦气密度小于空气密度，充入浮空器可获得足够浮力升空，对应匹配，故C不符合题意； D. 激光具有方向性好、强度高的特点，适合远距离测距，对应匹配，故D不符合题意。 故选A。 5．（2026·江苏镇江·中考真题）北斗导航卫星从地面向上发射的过程中，卫星的运动状态会________。导航卫星发射的信号通过________波传递到地面设备，若地面两个设备收到信号的时间差为，光速为，则两个设备到卫星的距离的差值为________m。 【答案】 改变 电磁 【详解】卫星向上发射时速度大小不断变化，故运动状态改变；卫星与地面间为真空环境，声波无法传播，故信号通过电磁波传递；两个设备到卫星的距离差值为 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题19 信息传递和能源 【基础回顾】 知识点一 信息的传递 一、 电话 1、发明：美国发明家贝尔于1876 年发明。 2、基本结构 （1）话筒：老式话筒中有一个装着炭粒的小盒子，上面盖有膜片话简把声信号转化为电信号。 （2）听筒：听筒内有一个电磁铁，电磁铁吸引一块薄铁膜片，听筒把电信号转化为声信号。 3、工作流程 4、电话交换机 （1）作用：提高线路的利用率。 （2）占线原因：对方电话在使用；电话交换机之间线路不够用。 5、模拟通信和数字通信 电话信号 模拟信号 数字信号 产生 在话筒将声音转换成信号电流时，这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信 用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号这种通信方式叫做数字通信 优缺点 模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断 抗干扰能力特别强、方便用电子计算机加工处理可以通过不同的编码进行加密 二、 电磁波 1、产生：迅速变化的电流能在周围的空间产生电磁波。 2、传播 （1）条件：电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。 （2）速度：在真空中传播的速度等于光速c=3×108m/s。 （3）特征：频率和波长是描述电磁波特征的物理量，波长的单位是米（m），频率的单位是赫兹（Hz），常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz），换算关系是1kHz=103Hz，1MHz=106Hz。 （4）波速（c）、波长（λ）、频率（f）的关系：。 3、电磁波的分类 根据波长从大到小依次是长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。它们的本质都是电磁波，不同的是波长的差别。 4、应用：无线电广播、电视、手机、卫星通信、WiFi、GPS定位系统、北斗导航系统、5G通信等。 三、 广播、电视和移动通信 1、无线电广播信号的发射和接收 （1）信号的发射—广播电台完成 主要由话筒、调制器、天线组成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波发射到空中（图甲）。 （2）信号的接收—收音机完成 利用收音机的调谐器，选出我们需要的某一频率的电磁波；由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过“解调器”将其滤去，把音频信号留下，放大后送到扬声器里（图乙）。 2、电视的发射和接收 电视用电磁波传递图像信号和声音信号。 （1）电视信号的发射：摄像机把图像信号变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。 （2）电视信号的接收：电视机的接收天线把高频信号接收通过电视机把信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。 3、移动电话 （1）工作原理：通过空间的电磁波来传递信息的。移动电话既是无线电发射装置，也是无线电接收装置。 （2）工作过程：发射过程用电磁波把讲话的信息发射到空中；接收过程在空中捕捉电磁波，得到对方讲话信息。 （3）交换介质：基地台（与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接），和电话交换机相连。 （4）优缺点 ①优点：只要电磁波能辐射的地方都能进行通话，比固定电话方便。 ②缺点：发射功率不大，天线简单，灵敏度不高。 四、 微波通信、卫星通信、光纤通信与网络通信 1、微波通信 （1）微波：微波波长在10m~1mm之间，频率 30MHz~3×105MHz之间。微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。 （2）微波通信：利用微波进行的通信。 （3）微波中继站：微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此必须每隔50km左右就要建设一个中继站，可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去。 （4）微波通信的优点：频率高，传输信息的容量大；质量好，传送距离远；大致沿直线传播，受大气干扰小，能量损耗小，收到的信号强且稳定。 2、卫星通信 （1）利用通信卫星做微波通信的中继站进行通信的方式叫卫星通信。 （2）同步通信：通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球周围均匀配置3颗同步通信卫星就几乎可以实现全球通信。 3、光纤通信 （1）利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。 （2）光导纤维传光原理：光的反射。 （3）光纤通信的优点：光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输，光纤通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。 4、网络通信 是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新的通信方式。传输速度快，不仅可以收发电子邮件，还可以观看新闻、视频等。 知识点二 能源与可持续发展 一、 能源 1、能源：能够提供能量的资源。这里的能量通常指电能、光能、机械能、化学能等。 2、人类利用能源的历程 3、能源的分类 分类 概念 实例 按照获取方式 一次能源 可直接从自然界获得的能源 化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等 二次能源 无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源 电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等 按照对环境的影响 清洁能源 使用时对环境没有污染或污染较轻的能源 太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等 污染能源 使用时对环境污染较重的能源 煤、石油等 按照人类开发早晚 常规能源 人类已经利用多年的能源 煤、石油、天然气及水能等 新能源 人类新近才开始利用的能源 核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等 按照是否可再生 不可再生能源 越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气等化石能源，核能等 可再生能源 可以在自然界里源源不断地获取的能源 风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等 二、 核能 1、核能 （1）定义：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。 （2）释放核能的方式：核裂变和核聚变。 2、核裂变和核聚变 核裂变 核聚变 概念 较重的原子核（铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子核的一种核反应形式 较轻的原子核结合为较重的原子核并释放出巨大能量的一种核反应 反应方式 链式反应 热核反应 实际应用 ①可控核裂变的应用—核电站；（核电站发电时的能量转化：核能→内能→机械能→电能。） ②不可控核裂变的应用—原子弹 氢弹； 太阳的能量也是来源于核聚变 三、 太阳能 1、太阳能的由来：氢核聚变，在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变释放出巨大的核能。 2、优点：供应时间长；分布广、获取方便、安全清洁无污染。 3、太阳能的利用 （1）光电转换：太阳能直接转化为电能。例如光电池（太阳能电池）。 （2）光热转换：太阳能直接转化为内能。例如太阳能热水器等。 （3）光化转换：太阳能转化为化学能，储存在生物质内。比如绿色植物的光合作用。 四、 能源与可持续发展 1、能量转移和转化具有方向性 （1）在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，说明能量的转移具有方向性，是不可逆的。 （2）汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车，说明能量的转化具有方向性，是不可逆的。 2、能源消耗对环境的影响：粉尘污染、温室效应、大气污染等。 3、解决能源危机的出路 （1）节约使用常规能源，提高利用率。 （2）大力开发和利用新能源，如太阳能、地热能、核能、潮汐能、风能、可燃冰等。 4、未来的理想能源：未来的理想能源必须满足如图所示四个条件。 【特别提醒】 1. 误认为“占线”是对方的话机一定在使用 出现“占线”现象，可能是两台电话交换机之间有太多的用户在通话，它们之间的电话线不够用，也可能是对方的话机正在使用，或者有人向对方打电话，或对方的话机没放好。 2. 对电磁波和声波的特征易混淆 电磁波和声波是两种不同形式的波，需要从产生、传播和应用三个方面对其进行全面了解。 产生 传播 应用 声波 物体振动 需要介质，真空不能传声 B超、声呐等 电磁波 变化的电流 不需要介质，可以在真空中传播 雷达、手机等 3. 太阳能的实质及利用 （1）太阳能的实质：太阳能实质上是太阳内部的氢原子核在超高温下发生聚变所释放出的核能，而不是内能。用集热器给水加热实质上是把太阳能转化为内能的过程。 （2）利用太阳能的方式有直接利用和间接利用两种方式。直接利用太阳能的方式有两种：一是用集热器把水等物质加热；二是用太阳能电池把太阳能转化为电能。人们利用的风能、水能、化石能源等也是间接地利用太阳能。注意潮汐能与太阳能无关，潮汐能是由于月球和太阳对海水的吸引而引起的；地热能是地球本身内部所存贮的内能，也与太阳能无关。 4. 对核能的理解 （1）核能是人类最具希望的未来新能源，目前人们获得核能的途径有两种：一是核裂变，如铀的裂变；二是核聚变。 （2）核能是新型能源，但现在用于核能发电的铀属于矿石资源，在地球上的储量有限，所以核能是不可再生能源。 5. 能量转移和转化的方向性 其他形式的能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为其他形式的能而不产生其他影响，内能向其他形式的能转化时，一定伴随能量的损失。 【解题方法总结】 1. 模拟信号与数字信号的区别与联系 信号种类 信号与声音的关系 信号电流的形式 对比 应用 模拟信号 与声音的频率、振幅变化情况一样 连续的 信号易丢失，造成失真 传统电话 数字信号 用不同符号的不同组合表示声音的变化 离散的 抗干扰能力强，易加工处理，还可以进行加密 电报、现代电话 2. 有关电磁波的计算 电磁波的波速（c）、波长（λ）、频率（f）三者的关系是。只要知道其中任意两个条件，就可用此公式计算出第三个条件。 3. 一次能源和二次能源的判断方法 一次能源和二次能源的判别主要是判断是否经过加工转化。注意这里的“加工转化”不是简单的机械加工，而是能源的形式或物质主要成分发生了改变。 4. 解决能源问题有两种方法 一是提高常规能源的利用率；二是要积极开发新能源。但要从根本上解决人类对能源的长久性需求，必须不断开发新能源。 【题型精讲练】 题型1 电磁波的理解和应用 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·全国·课后作业）随着智能家居的普及，越来越多的智能电器可以用手机通过无线网络进行控制。手机将控制信号传递给智能电器是通过（     ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．红外线 【例2】（2026·广东中山·三模）2026年粤港澳大湾区科技博览会上，多款智能无人机进行编队表演，无人机与地面控制中心通信依靠的是（     ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．光导纤维 【例3】（26-27九年级上·全国·课后作业）电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ (1)电磁波的产生条件是___________； (2)电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能___________，温度___________； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是______________________。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·全国·课后作业）在一场露天音乐节上，主办方用大屏幕同步直播舞台表演，观众们也用手机拍照分享，下列相关的说法正确的是（     ） A．大屏幕播放表演画面时，利用电磁波来传递信息，表明电磁波的传播需要介质 B．大屏幕直播和观众用手机虽然都利用电磁波，但二者电磁波的传播速度不同 C．电磁波既能传递信息也能传递能量 D．电磁波带给我们的只有便利，没有负面效应 【变式训练2】（2026八年级上·全国·专题练习）2024年12月，长征二号丁运载火箭一次将五颗卫星分别送入预定轨道，发射任务取得圆满成功，宇航员们在太空中无法直接交流，只能利用无线电交谈，这是因为（　　） A．太空中宇航员声带无法振动 B．无线电传播速度快 C．声音在真空中无法传播 D．宇航员声带振动的幅度小 【变式训练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）下列事例中： （1）阳光下，太阳能灶能把水烧开； （2）激光能在钢板上打孔； （3）通过光纤传递图像信息； （4）红绿灯是控制交通的信号。 属于电磁波传播能量的是___________；属于电磁波传播信息的是___________。 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·全国·课后作业）如图所示是一款太阳能智慧路灯杆，它不仅能照明，还有Wi-Fi、视频监控、信息发布、一键报警等功能，手机没电时也可以用它充电。下列说法不正确的是（     ） A．该路灯杆属于直接利用太阳能的一种 B．晚上路灯工作时将化学能转化为电能使灯发光 C．照明灯消耗的电能是一次能源 D．Wi-Fi主要是利用电磁波传递信息的 【提升练2】（2026·陕西·模拟预测）手机芯片主要是用__________（选填“半导体”或“超导体”）材料制成的；手机通话是依靠__________（选填“电磁波”或“超声波”）传递信息的。 【提升练3】（26-27八年级上·河南·阶段检测）中国空间站是我国完全自主研制的载人空间站，实现了载人航天技术跨越式发展，充分展现我国航天领域自主创新的强大实力。中国空间站在近地轨道绕地球做近似圆周运动。已知空间站轨道半径约6.7×106 m，在轨运行平均速度取7.8 km/s。 (1)航天员在太空舱外工作时，即使相距很近也无法通过声音交流，这是因为声音的传播需要________，而太空环境接近真空状态，无法传递声波，他们可以通过________________进行交流； (2)空间站绕地球运行一周飞行的路程是多少m？（取3.14） (3)空间站绕地球飞行一周需要的时间是多少min？（结果保留整数） 【提升练4】（26-27九年级上·陕西咸阳·阶段检测）2026年5月24日，我国“神舟”二十三号飞船发射成功。火箭选用液氢做燃料，是因为氢的________较大；燃料燃烧释放出的内能无法再自发转化为化学能，说明能量的转化具有________性；飞船的太阳能电池板将太阳能转化为________能。 题型2 能源的分类 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·全国·课后作业）《中共中央国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》中提出，应大力发展非化石能源，加快构建新型电力系统。则应大力开发的能源是（     ） A．石油 B．天然气 C．煤炭 D．水能 【例2】（25-26九年级上·山东泰安·阶段检测）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 【例3】（2026·黑龙江牡丹江·二模）如图为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） 200 1000 500L 其中属于一次能源的是_______________，为减少碳排放，请写出一个合理的能源使用建议：____________________。 【基础巩固练】 【变式训练1】（25-26九年级上·云南红河·阶段检测）“绿水青山，就是金山银山”，因此我们要推进绿色发展，合理利用能源，加大生态系统保护力度，建设美丽中国。下列能源中，我们应大力开发利用的是（     ） A．石油 B．煤炭 C．木材 D．太阳能 【变式训练2】（2026·陕西·模拟预测）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 【变式训练3】（25-26九年级下·全国·课后作业）如图所示，飞机和汽车用的燃油，是由石油提炼来的，属于化石能源。它们不能直接利用太阳能、水能等。说明能源的利用是______（选填“有条件的”或“没条件的”）。 【能力提升练】 【提升练1】（25-26九年级上·广东广州·期中）对比图中我国2017年发电量和2030年预测发电量，预测（     ） A．火电发电量将减少 B．水电发电量将增加 C．我国将以核能发电为主 D．风电发电量占总发电量的比例将减小 【提升练2】（25-26九年级下·全国·课后作业）如图所示的曲线表示两个多世纪以来人类能源消耗的趋势。 (1)如果把全世界的能源消耗量折合成热值为的标准煤来计算，1950年为26亿吨，2003年接近140亿吨，则2003年全世界消耗的能源约为1950年全世界所消耗能源的 ___________倍。（保留两位有效数字） (2)请你结合此曲线，设计一条有关能源宣传的广告词：___________。 【提升练3】（25-26九年级下·福建厦门·阶段检测）在化石能源日趋紧张之时，建设核电站是人类解决能源危机的一种可行方案。目前，核电站是利用核______（选填“聚变”或“裂变”）释放的核能发电的。2025年，我国运行的核电机组累计发电量约为1.8×1012J，相当于______kg煤完全燃烧释放的能量。（煤的热值为3×107J/kg） 【提升练4】（2026·广东清远·模拟预测）核动力破冰船利用核________（选填“聚变”或“裂变”）提供能量，核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。已知某种汽油的热值是，现有该汽油0.02kg，完全燃烧放出的热量是_______J。 题型3 核能 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·全国·课后作业）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 【例2】（25-26九年级下·山东青岛·自主招生）信息、能源、材料被称为现代文明的三大支柱，下列说法正确的是（     ） A．智能手机利用超声波传递信息 B．超导材料电阻为零，可用于制作家用电热水壶的电热丝 C．我国建成了世界上最大的球面射电望远镜—“天眼”，它利用电磁波观测天体 D．我国“人造太阳”实现1亿摄氏度持续千秒运行，该装置利用核裂变反应释放能量 【例3】（26-27九年级上·全国·课后作业）算力中心是指集中提供计算能力的基础设施，由于算力中心消耗电能巨大，且太阳能在太空中利用率高，未来人们计划在太空建设算力中心，并配备太阳能发电站，实现电能就近供应。太阳能是太阳内部氢原子核在超高温下发生___________（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量；太阳能既是清洁能源，又是___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能电池板工作时将太阳能转化为___________能。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·陕西西安·阶段检测）关于能源、信息、新材料和航天，下列说法正确的是（     ） A．煤是可再生能源 B．核潜艇是利用核聚变来获取动力的 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核能 D．中国航天员王亚平进行“天宫课堂”授课时，依靠电磁波与地面之间进行信息传递 【变式训练2】（2026·河北衡水·一模）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 【变式训练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）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。 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·江西赣州·阶段检测）如图所示，2026年3月16日，长征七号遥七运载火箭将我国首颗“太空加油站”卫星——“湖科大二号”送入预定轨道。“湖科大二号”可通过机械臂与目标卫星对接，为目标卫星补充燃料。下列说法正确的是（     ） A．火箭加速升空过程中，火箭外壳与大气摩擦，其内能增大，这是通过做功的方式改变了火箭外壳的内能 B．火箭燃料燃烧时，化学能全部转化为机械能，没有能量损失 C．“湖科大二号”在轨运行时，其携带的太阳能电池板是将内能转化为电能 D．补充燃料后，目标卫星燃料舱中燃料的热值增大 【提升练2】（2026·广东清远·二模）太阳光在真空中的传播速度是________m/s，太阳能是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；如图所示是我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，其反应原理与太阳能的释放类似，通过核_________变，释放巨大的核能。 【提升练3】（26-27九年级上·四川成都·阶段检测）2024年11月30日，长征十二号运载火箭飞向太空。“长十二”的主动力燃料是航空煤油，航空煤油燃烧时，将化学能转化为___________能。利用能源还有更广阔的前景，例如1g氢的同位素完全聚变释放的能量为，相当于___________t航空煤油完全燃烧释放的能量。（航空煤油的热值为） 【提升练4】（2026·陕西榆林·模拟预测）华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，标志着我国在第四代核电技术领域达到世界领先水平，其工作简图如图。核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为，然后将热量传递给冷却气体——氦气，高温高压氦气在“蒸汽发生器”中将热量传递给“二回路”中的水，产生高温高压水蒸气，推动汽轮机工作，再通过交流发电机产生电能。 (1)图中反应堆容器中发生的核反应是指核______（选填“裂变”或“聚变”）。 (2)发电机输电功率为，高温气冷堆核电站的发电效率是多少？ (3)若核反应堆工作1h产生的热量完全被水吸收，水吸收的热量由加热效率为60%的燃煤锅炉提供时，需要消耗煤的质量是多少？（煤的热值为） (4)在输送核电站电能时，需要选择合适粗细的高压线。过粗会导致传输效率低下造成浪费，过细则会造成输电线过热，容易烧断。若高压线的安全电流密度J（通过导体单位横截面积的电流大小）在~之间，要求高压线所输送的电流大小稳定在750～900A之间，请通过计算说明应选择下表哪种规格的高压线。 规格 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 高压线横截面积//mm² 150 185 240 300 题型4 能源与可持续发展 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·河北石家庄·阶段检测）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 【例2】（26-27九年级上·河南郑州·阶段检测）如图所示是某地区使用的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰挎”照明灯，“脚踏”蓄电池，下列说法正确的是（     ） A．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 B．利用风力发电将机械能转化为电能 C．照明灯工作时，LED灯是将电能转化为机械能 D．蓄电池夜晚放电时，将电能转化为化学能 【例3】（26-27九年级上·广东佛山·阶段检测）如图所示，是“风光互补”景观照明灯，底部的蓄电池可以储存电能。这种景观照明灯在储能时的能量转化是________能和光能先转化为________能，再转化为化学能，在照明时将电能转化为________能． 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·广东广州·阶段检测）图中展示的是一款太阳能风光互补路灯。灯柱上配有一个风力发电机和两块太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列关于能量转化方向的说法，正确的是（     ） A．风力发电机正常工作时把电能转化为机械能 B．太阳能电池板发电过程中太阳能转化为化学能 C．白天，底部的蓄电池将化学能转化为电能 D．晚上，照明灯将电能转化为光能 【变式训练2】（26-27九年级上·山西太原·阶段检测）如图所示是“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。下列解释正确的是（     ） A．太阳能电池板是将光能转化为内能的装置 B．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，能量的总量不守恒 C．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能 D．小风扇是风力发电机，工作时将机械能转化为电能 【变式训练3】（26-27九年级上·四川成都·期中）水力发电时将水的 ________________ 能转化为 _______________能 。 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·广东深圳·阶段检测）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 【提升练2】（2026·四川成都·模拟预测）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：_______________。 【提升练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）近年来，随着科技的发展，电动汽车越来越受到人们的关注。电动汽车以其环保、节能等优点，逐渐成为未来汽车发展的方向。 (1)电动汽车在行驶过程中，将电能转化为________能； (2)与传统燃油汽车相比，电动汽车的优点有哪些________________？（至少写出1点） (3)目前，电动汽车的发展还面临一些问题，如续航里程短、充电时间长等。请你提出一些解决这些问题的建议：________________________。 【提升练4】（26-27九年级上·陕西西安·阶段检测）如图所示，是一位科学爱好者制作的“永动机”，制作者声称该装置中不存在热动力系统，只需轻轻拨动其中任意一只瓶子，这套装置就能转动起来，而且速度恒定，一直转动下去。你认为这个装置__________（选填“能”或“不能”）一直转动，判断的依据是违背_______________。在能量的转化和转移过程中，能量的总量__________（选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”）。 题型5 信息、能源、材料综合问题 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·河北沧州·阶段检测）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 【例2】（2026·陕西西安·模拟预测）关于信息和材料，下列说法正确的是（     ） A．电磁波的频率越高，传播速度越快 B．核反应堆中的链式反应是核聚变 C．光纤通信是依靠激光在光导纤维内壁上多次发生反射来传递信息的 D．量子计算机中的电子器件都是由超导体制成 【例3】（26-27九年级上·河南周口·阶段检测）提高燃料______是节约能源的重要途径。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·陕西·模拟预测）“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 【变式训练2】（26-27九年级上·全国·课后作业）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 【变式训练3】（26-27九年级上·山东聊城·阶段检测）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。 【能力提升练】 【提升练1】（2026·河北邯郸·三模）2025年六五环境日主题为“美丽中国我先行”。为顺应美丽中国建设新趋势，能源利用需加快向绿色、低碳、循环方向转型。下列关于能量、能源的认识，说法正确的是（     ） A．电能和氢能都是二次能源，也是清洁能源 B．能量的总量保持不变，节能减排没有意义 C．核电站有泄漏风险，不应发展核能的使用 D．太阳内部原子核裂变，释放巨大的能量 【提升练2】（26-27九年级上·全国·课后作业）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______、________。 【提升练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）光伏发电产业是我国低碳经济的亮点之一，作为清洁能源转型的核心技术，太阳能电池板将太阳能直接转化为电能，大幅降低了碳排放。如图所示为太阳能电池板发电原理及系统示意图。 (1)光伏电池板中由纯硅掺杂形成的N型硅和P型硅，均属于________。 A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体 (2)电池板的外壳材料选择有较高的要求，下列性质不是外壳材料所具备的是________（填字母）。 A．良好的导热性 B．良好的透光性 C．良好的导电性 D．良好的耐磨性 (3)小新通过调查发现若学校房顶的太阳能电池板面积为，在阳光的照射下，它们转化电能的能力为，某日阳光的有效照射时间为2h。学校的30间教室里，每间教室分别有15盏40W新型护眼照明灯，一台300W的大屏幕，其他电器设备总功率100W。当日通过太阳能电池板获取的电能若全用于这些教室，则可维持这些教室里的电器持续工作________h。 (4)请你帮助小新写出提高光伏发电效率的一个建议：________。（作答不超过20个汉字） 【提升练4】（25-26九年级上·广东茂名·期末）(1)如图所示，风力发电机靠叶片在风力的推动下转动，带动发电机发电，把风的机械能转化为电能，这种能量是______（选填“一次能源”或“二次能源”）。 (2)我国是一个能源相对缺乏的国家，现主要利用的化石能源依靠进口，化石能源大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核_____（选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站； (3)国家“光伏扶贫”项目中的太阳能发电系统中，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能。中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，10h可以为电网提供电能______kW·h；这些电能可供额定功率为2000W的热水器正常工作______h。 【真题回顾】 1．（2026·江苏盐城·中考真题）我国“逐日工程”团队研制的空间太阳能电站有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时进行无线供电，这主要是利用了（     ） A．微波传递能量 B．超声波传递能量 C．微波传播信息 D．超声波传播信息 2．（2026·江苏徐州·中考真题）如图所示为我国自主研发的L4级自动驾驶无人车，车载高灵敏度雷达向四周大范围、密集地发射探测信号。这种探测信号属于（     ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．可听声波 3．（2026·江苏镇江·中考真题）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 4．（2026·宁夏·中考真题）近年来我国在科技领域取得非凡成就，下列成果与对应物理知识不匹配的是（　　 ） A．“华龙一号”核电站反应堆——核聚变 B．空间太阳能电站无线传能技术——电磁波传递能量 C．兆瓦级浮空风力发电系统浮空器内充氦气——氦气密度小 D．“天都一号”利用激光测量地月空间距离——激光强度高，方向性好 5．（2026·江苏镇江·中考真题）北斗导航卫星从地面向上发射的过程中，卫星的运动状态会________。导航卫星发射的信号通过________波传递到地面设备，若地面两个设备收到信号的时间差为，光速为，则两个设备到卫星的距离的差值为________m。 1 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $