第二十章《能源與能量守恒定律》知識梳理-2023-2024學(xué)年九年級下冊物理（滬粵版）

第二十章《能源與能量守恒定律》知識梳理思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖能源及其分類知識點一能源及其分類知識點一要點按能源是否從自然界直接獲取分類一次能源可以從自然界直接獲取的能源為一次能源。如風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎秃四?。二次能源無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源稱為二次能源。如電能。按能源是否可以再生分類不可再生能源凡是越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補充的能源，都屬于不可再生能源。如化石能源、核能?？稍偕茉纯梢詮淖匀唤缰性丛床粩嗟氐玫降哪茉?，屬于可再生能源。如水的動能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能。按使用開發(fā)的時間長短來分類常規(guī)能源化石能源、水能、風(fēng)能等屬常規(guī)能源。新能源核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮軐傩履茉春四芎吞柲苤R點二核能和太陽能知識點二具體內(nèi)容核能核裂變用中子轟擊比較大的鈾核時，鈾核變成兩個中等大小的原子核，同時釋放出巨大的能量，這個過程就是裂變。應(yīng)用：核反應(yīng)堆，是可以控制的；原子彈，是不加控制的。核聚變?nèi)绻麑①|(zhì)量很小的原子核，如氘核和氚核，在超高溫度下結(jié)合成新的原子核，會釋放出更大的能量，這就是聚變。目前人類還無法控制核聚變。聚變應(yīng)用：氫彈。太陽能太陽能的實質(zhì)太陽是一個巨大的“核能火爐”，在太陽的內(nèi)部無時無刻不在發(fā)生這核聚變。太陽能的利用太陽能電池、太陽能熱水器。太陽能的優(yōu)點清潔、無污染。真題練真題練一、單選題1．（2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題）某居民樓頂安裝有太陽能電池板和太陽能熱水器。若太陽能熱水器工作效率為η，每小時可接收太陽能Q，使熱水器內(nèi)水溫升高Δt，水的比熱容為c水。下列說法正確的是（

）A．太陽能是不可再生能源 B．太陽能電池將接收的太陽能全部轉(zhuǎn)化為電能C．太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．該熱水器內(nèi)水的質(zhì)量為【答案】C【解析】A．太陽能可以在自然界源源不斷地得到，屬于可再生能源，故A錯誤；B．由于在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中存在能量的散失，所以太陽能電池不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C．太陽能熱水器吸收太陽能，將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；D．太陽能熱水器工作效率為η，每小時可接收太陽能Q，則水吸收的太陽能為Q吸＝ηQ根據(jù)Q＝cmΔt可知，該熱水器內(nèi)水的質(zhì)量為故D錯誤。故選C。2．（2023·山東淄博·統(tǒng)考中考真題）能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類社會的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列說法錯誤的是（）A．核能是可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個新途徑B．煤是不可再生能源，以煤為主要燃料的火電站容易造成環(huán)境污染C．太陽能是一次能源，可直接利用且污染小，開發(fā)前景廣闊D．能量在利用的過程中，其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的【答案】A【解析】A．核能是不可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個新途徑，故A錯誤，符合題意。B．煤不能短期內(nèi)從自然界得到補充，是不可再生能源，以煤為主要燃料的火力發(fā)電容易造成環(huán)境污染，故B正確，不符合題意；C．太陽能是一次能源，是一種新型的無污染的能源，太陽能是取之不盡的能源，可直接利用且對環(huán)境的污染小，前景廣闊，故C正確，不符合題意；D．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我們需要節(jié)約能源，故D正確，不符合題意。故選A。3．（2023·山東聊城·統(tǒng)考中考真題）如圖所示是一種太陽能背包。它的前面有一個太陽能電池板，里面有一個蓄電池，可以給、小風(fēng)扇或數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品供電。下列說法錯誤的是（）A．太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．給蓄電池充電將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．蓄電池放電將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．小風(fēng)扇工作將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】D【解析】A．太陽能電池板工作時，消耗太陽能，產(chǎn)生電能，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確，不符合題意；B．給蓄電池充電，消耗電能，產(chǎn)生化學(xué)能，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B正確，不符合題意；C．蓄電池放電，消耗化學(xué)能，產(chǎn)生電能，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確，不符合題意；D．小風(fēng)扇工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯誤，符合題意。故選D。4．（2023·遼寧丹東·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，北京時間2023年5月30日，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。下列說法正確的是（）

A．火箭加速升空的過程中，以地面為參照物，飛船是運動的B．向下噴出的氣體推動火箭上升，說明物體間力的作用是相互的C．火箭使用的氫燃料燃燒時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．火箭加速升空的過程中，飛船的動能增大，重力勢能增大【答案】ABD【解析】A．火箭加速升空的過程中，以地面為參照物，飛船的位置發(fā)生改變，飛船是運動的，故A正確；B．火箭對噴出的氣體有向下的力，同時氣體對火箭產(chǎn)生了向上巨大的推力，這說明力的作用是相互的，故B正確；C．火箭使用的氫燃料燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯誤；D．火箭加速升空過程中，飛船的質(zhì)量不變，速度和高度都增大，動能增大，重力勢能增大，故D正確。故選ABD。二、填空題5．（2023·山東聊城·統(tǒng)考中考真題）太陽能屬于（選填“可”或“不可”）再生能源?！叭嗽焯枴辈皇墙ㄔ谔焐系牧硪粋€太陽，而是科學(xué)家們在地球上建造的一座裝置。它如同太陽一樣，利用氫原子核在超高溫下發(fā)生（選填“裂變”或“聚變”），來源源不斷地釋放能量?！敬鸢浮靠删圩儭窘馕觥縖1]太陽能可以源源不斷的獲得，故它是可再生能源。[2]在太陽內(nèi)部，太陽之所以能發(fā)光發(fā)熱，實質(zhì)相當(dāng)于無數(shù)個的氫彈爆炸而造成的，即氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變釋放核能。6．（2023·山東東營·統(tǒng)考中考真題）2023年5月17日，我國用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。在衛(wèi)星發(fā)射過程的點火加速上升階段，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：燃料的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后再轉(zhuǎn)化為衛(wèi)星的能。

【答案】化學(xué)機(jī)械【解析】[1]燃燒時，放出熱量，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[2]高溫高壓燃?xì)馀蛎?，將火箭向前推動，燃料的?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭和衛(wèi)星的機(jī)械能。7．（2023·遼寧錦州·統(tǒng)考中考真題）太陽內(nèi)部發(fā)生劇烈的（選填“核裂變”或“核聚變”）反應(yīng)，從而輻射出巨大的光和熱；太陽風(fēng)暴發(fā)生時，干擾（選填“聲波”或“電磁波”）而給衛(wèi)星中繼通信和地面通信帶來很大影響。【答案】核聚變電磁波【解析】[1]太陽能是太陽內(nèi)部發(fā)生劇烈的核聚變反應(yīng)，從而輻射大量的熱量，是不可控的。[2]廣播、電視、移動通信都是靠電磁波傳遞信息的，故太陽風(fēng)暴發(fā)生時，干擾電磁波而給衛(wèi)星中繼通信和地面通信帶來很大影響。8．（2023·山東濟(jì)南·統(tǒng)考中考真題）隨著我國人民生活水平的不斷提高，汽車已進(jìn)入尋常百姓家。汽車發(fā)動機(jī)的主要部分是汽油機(jī)，是把汽油燃燒放出的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。汽油機(jī)工作時，克服摩擦消耗的能量、機(jī)械傳熱損失的能量以及廢氣排出帶走的能量，都不能再自動地用來驅(qū)動汽車，這是由于能量轉(zhuǎn)化具有，而我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源?！敬鸢浮績?nèi)能方向性【解析】[1]汽油燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時放出熱量，所以汽油機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械。[2]由于燃料燃燒放出熱量，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能不能再轉(zhuǎn)化為燃料的化學(xué)能，所以能量的轉(zhuǎn)化具有方向性。9．（2023·山東濟(jì)南·統(tǒng)考中考真題）2022年12月，全球單機(jī)容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組、引領(lǐng)世界水電的超級工程——白鶴灘水電站（如圖）全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，成為僅次于三峽水電站的全球第二大水電站和清潔能源生產(chǎn)基地。所謂水電站，就是把水的機(jī)械能（簡稱“水能”）轉(zhuǎn)化成的工廠；水電站發(fā)電所用的能源——水的機(jī)械能屬于（選填“可再生能源”或“不可再生能源”）。

【答案】電能可再生能源【解析】[1]發(fā)電機(jī)工作時將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，水電站，就是把水的機(jī)械能（簡稱“水能”）轉(zhuǎn)化成電能的工廠。[2]水能可以源源不斷地獲得，水電站發(fā)電所用的能源——水的機(jī)械能屬于可再生能源。10．（2023·四川德陽·統(tǒng)考中考真題）燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒過程中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為能。500g酒精完全燃燒放出的熱量Q=J。（酒精的熱值q=3.0×10?J·kg?1）【答案】內(nèi)1.5×107【解析】[1]燃料燃燒時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[2]500g酒精完全燃燒釋放出的熱量為Q放=mq=3.0×107J/kg×0.5kg=1.5×107J11．（2023·吉林長春·統(tǒng)考中考真題）我國紅沿河核電站核能供暖示范項目，利用核能發(fā)電的同時實現(xiàn)了清潔供暖。（1）核電站利用原子核（選填“聚變”或“裂變”）釋放的核能發(fā)電；（2）核電站利用發(fā)電過程中產(chǎn)生的余熱進(jìn)行供暖，提高了能量的利用率。供暖時，用水做輸運能量的介質(zhì)，是因為水的大；（3）在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量。但是在供暖過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反，這一現(xiàn)象說明能量的轉(zhuǎn)移具有?！敬鸢浮苛炎儽葻崛莶蛔兎较蛐浴窘馕觥浚?）[1]獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變，核電站都是利用原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電。（2）[2]供暖的“暖氣”用水做輸運能量的介質(zhì)，是因為水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，降低相同的溫度時，水放出的熱量多。（3）[3][4]熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，而不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性；能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中總量保持不變。12．（2023·遼寧丹東·統(tǒng)考中考真題）我國新能源輕軌列車出口阿根廷，輕軌列車?yán)锰柲芄夥l(fā)電將太陽能轉(zhuǎn)化為電能存儲在電池中，為列車驅(qū)動提供動力，最高運行速度可達(dá)60km/h。輕軌列車以最高速度行駛0.1h通過的路程是km。太陽能屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源，來源于太陽內(nèi)部發(fā)生的（選填“核裂變”或“核聚變”）?！敬鸢浮?可再生核聚變【解析】[1]輕軌列車以最高速度行駛0.1h通過的路程是[2]太陽能可以源源不斷從自然界獲得，因此屬于可再生能源。[3]在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能，太陽能來源于太陽內(nèi)部發(fā)生的核聚變。模擬練模擬練一、單選題1．（2023上·九年級校聯(lián)考課前預(yù)習(xí)）如圖所示是一顆與地球同步運行的通信衛(wèi)星，通信衛(wèi)星的板狀兩翼是太陽能電池板，下列有關(guān)該通信衛(wèi)星的說法中正確的是（）

A．通信衛(wèi)星的兩翼把電能轉(zhuǎn)化為太陽能 B．以地球為參照物，通信衛(wèi)星是運動的C．通信衛(wèi)星利用的太陽能是二次能源 D．通信衛(wèi)星是通過電磁波來傳遞信息的【答案】D【解析】A．太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，所以，通信衛(wèi)星的兩翼把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；B．通信衛(wèi)星是同步衛(wèi)星，以地球為參照物，衛(wèi)星位置沒有變化，通信衛(wèi)星是靜止的，故B錯誤；C．通信衛(wèi)星利用的太陽能可以從自然界直接獲取的能源，是一次能源，故C錯誤；D．電磁波可以傳遞信息，通信衛(wèi)星是通過電磁波來傳遞信息的，故D正確。故選D。2．（2023上·九年級校聯(lián)考課前預(yù)習(xí)）社會的發(fā)展離不開能源、信息和材料，下列相關(guān)說法正確的是（）

A．圖甲：石油是可再生能源 B．圖乙：核電站利用核聚變發(fā)電C．圖丙：利用超聲波傳遞信息 D．圖?。憾O管采用半導(dǎo)體材料【答案】D【解析】A．石油一旦消耗就很難再生的能源，是不可再生能源，故A錯誤；B．核電站是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發(fā)電的，故B錯誤；C．是利用電磁波來傳遞信息的，故C錯誤；D．二極管采用半導(dǎo)體材料，具有單向?qū)щ娦裕蔇正確。故選D。3．（2023上·九年級校聯(lián)考課前預(yù)習(xí)）如圖所示的充電寶容量為，給充電時充電電壓為5V。下列說法正確的是（）

A．充電寶給充電時，充電寶將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．給充電寶充滿電，可以存儲的電能C．充電寶上的二極管指示燈是利用半導(dǎo)體材料制作的D．給充電寶充電時，充電寶相當(dāng)于電路中的電源【答案】C【解析】AD．使用充電寶給充電時，充電寶相當(dāng)于電源，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，給充電寶充電時，充電寶相當(dāng)于用電器，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故AD錯誤；B．充電寶充滿電儲存的電能為故B錯誤；C．發(fā)光二極管，是利用半導(dǎo)體材料制作的，故C正確。故選C。4．（2023上·九年級校聯(lián)考課前預(yù)習(xí)）為應(yīng)對地球氣候變暖，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，在踐行節(jié)能低碳的今天，應(yīng)特別重視新能源和可再生能源的開發(fā)和利用。如圖所示陰影部分對應(yīng)的能源是（）

A．煤炭 B．核能 C．水能 D．風(fēng)能【答案】D【解析】如圖所示陰影部分對應(yīng)的能源是：既是新能源，同時也是可再生能源。AB．煤炭和核能屬于不可再生能源，故AD不符合題意；C．水能是常規(guī)能源和可再生能源，不是新能源，故C不符合題意；D．風(fēng)能來自太陽能，是可再生的新能源，又是新能源，故D符合題意。故選D。5．（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱市蕭紅中學(xué)校考模擬預(yù)測）如圖是一款太陽能座椅，椅子頂部安裝的硅光電池板，可儲備能量供晚間使用。下列說法正確的是（）

A．太陽能屬于二次能源B．太陽能屬于不可再生能源C．太陽能來源于太陽內(nèi)部氫核的裂變D．硅光電池板可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【解析】A．太陽能可以從自然界直接獲取，屬于一次能源，故A錯誤；B．太陽能可以源源不斷地獲得，屬于可再生能源，故B錯誤；C．太陽能來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，故C錯誤；D．太陽能可以從自然界直接獲取，是一次能源，硅光電池板可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故D正確。故選D。二、填空題6．（2023上·九年級校聯(lián)考課前預(yù)習(xí)）當(dāng)汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機(jī)的效率會（選填“升高”、“降低”或“不變”）。某型號汽車發(fā)動機(jī)的能量流向圖如圖所示，該發(fā)動機(jī)完全燃燒0.2kg的汽油能夠獲得J的能量，這些能量能產(chǎn)生J的有用功。（汽油的熱值為4.6×107J/kg）

【答案】降低9.2×1062.76×106?！窘馕觥縖1]汽車發(fā)動機(jī)工作時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，冒“黑煙“說明燃燒不充分，用來做有用功的能量占燃料完全燃燒放出總能量的比值比較小，所以發(fā)動機(jī)的效率降低。[2]完全燃燒0.2kg的汽油產(chǎn)生的熱量由圖可知，汽車輸出的有用功所占總能量的比例為即汽車的效率為則產(chǎn)生的有用功7．（2023·陜西西安·陜西師大附中?？既＃├盥駳獍l(fā)電廠采用科學(xué)方法，使垃圾填埋后發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，并利用收集的沼氣來發(fā)電。電能是能源（選填“一次”或“二次”）。若每噸填埋垃圾可產(chǎn)生沼氣150m3，這些沼氣完全燃燒可產(chǎn)生的熱量為J。如果利用這些能量可以發(fā)電250kW?h，則該沼氣發(fā)電的效率為。（已知）【答案】二次30%【解析】[1]電能是需要消耗一次能源才能獲得的能源二次能源。[2]若每噸填埋垃圾可產(chǎn)生沼氣150m3，這些沼氣完全燃燒可產(chǎn)生的熱量為[3]如果利用這些能量可以發(fā)電250kW?h，則該沼氣發(fā)電的效率為【點睛】知道能源的分類；會根據(jù)熱量公式和效率公式進(jìn)行簡單的計算。8．（2023·吉林長春·統(tǒng)考二模）2023年賀歲大片《流浪地球2》，有網(wǎng)友概括為“太陽要完了，地球要跑了”，太陽能屬于再生能源。在太陽內(nèi)部，發(fā)生（填“核裂變”或“核聚變”）產(chǎn)生光和熱。光能和內(nèi)能這些能量卻不能再自發(fā)地轉(zhuǎn)化為核能，這一現(xiàn)象說明能量轉(zhuǎn)化具有?！敬鸢浮靠珊司圩兎较蛐浴窘馕觥縖1]太陽能可以從自然界源源不斷地得到，屬于可再生能源。[2]在太陽內(nèi)部，發(fā)生核聚變，釋放出大量的能量，產(chǎn)生光和熱。[3]核能可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能，但光能和內(nèi)能這些能量卻不能再自發(fā)地轉(zhuǎn)化為核能，這一現(xiàn)象說明能量轉(zhuǎn)化具有方向性。9．（2023·山東濟(jì)南·統(tǒng)考二模）2023年4月12日21時，中國“人造太陽”——大型核實驗裝置“東方超環(huán)”（EAST）取得重大突破，實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運行，創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模式運行新的世器紀(jì)錄。如圖所示，“東方超環(huán)”的反應(yīng)原理與太陽類似，通過（選填“核裂變”或“核聚變”）釋放巨大的核能，原子核能又轉(zhuǎn)化為，從而獲得上億度的高溫。

【答案】核聚變內(nèi)能【解析】[1][2]太陽能是來自太陽內(nèi)部氫核的聚變釋放出的能量，釋放的核能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而獲得上億度的高溫?！皷|方超環(huán)”與太陽類似，也是通過核聚變釋放能量的，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能從而獲得高溫。10．（2023·江蘇揚州·校聯(lián)考二模）如圖甲所示，用兩個玻璃杯做“棉紗滴水實驗”，過一段時間后（a/b）杯中的棉紗末端有水滴出。圖乙為某轎車輸出的能量與輸入能量之間的關(guān)系圖，圖中損失的化學(xué)能可以使