2025年滬粵版九年級物理寒假復(fù)習(xí) 第25講 能源與能量守恒定律

第25講能源與能量守恒定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解人類利用能源的過程，能列舉出可再生能源和不可再生能源，了解世界和我國能源消耗的不合理結(jié)構(gòu)及能源儲存狀況；2．知道太陽能、核能是兩種新能源，知道直接利用太陽能的兩種途徑；3．了解核裂變和核聚變，知道原子彈和氫彈的原理，知道核反應(yīng)堆的作用，以及核電站的原理和特點；4．了解能量存在的多種形式，能列舉出能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的實例；5．知道能量守恒定律，了解能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中的方向性；6．了解溫室效應(yīng)、酸雨、鉛塵的形成過程與危害，知道利用能源的過程中保護環(huán)境的重要性?！净A(chǔ)知識】一.能源和能源危機1、人類利用能源的歷程：（1）人類從鉆木取火中學(xué)會了利用薪柴為主要能源，直到19世紀(jì)中葉，薪柴在全世界能耗中仍然占75%,這是世界上能源的薪柴時代。（2）蒸汽機的發(fā)明引起資本主義國家的工業(yè)革命，煤炭成為這場工業(yè)革命的動力基礎(chǔ)，19世紀(jì)后半葉到1900年，世界進入“煤炭時代”。（3）內(nèi)燃機的出現(xiàn)，電力工業(yè)的迅速發(fā)展，使得煤炭在能源消耗結(jié)構(gòu)中的比重逐漸下降。1965年，石油在世界能耗中的比例已超過煤炭，世界進入了“石油時代”。（4）目前，人們正致力于開發(fā)太陽能、核能、水能、風(fēng)能、海洋能、氫能……21世紀(jì)將是太陽能、核能時期或多元化能源時期。2、能源危機的挑戰(zhàn)：（1）不可再生能源：木柴、煤、石油、天然氣等一旦被消耗，是不能再生的，這類能源屬于不可再生能源。（2）太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、潮汐能等是不會隨著開發(fā)利用而日益減少的，這類能源可以在自然界里不斷地得到，所以屬于可再生能源。(3)世界上消耗的能源中，90%以上是不可再生能源。我國的能源消耗以煤炭為主，在能源消耗的結(jié)構(gòu)上，仍存在不科學(xué)、不合理的現(xiàn)象。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，我國能源的消耗量相應(yīng)迅速增長，在能源供給和需求方面的矛盾將日益突出。3、凡是能夠提供能量的物質(zhì)資源，都可以叫做能源4、一次能源和二次能源像化石能源一樣，風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芤约昂四?，是可以直接從自然界獲得的，這些可以從自然界直接獲取的能源，統(tǒng)稱為一次能源。我們使用的電能，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，所以稱電能為二次能源。我們今天使用的煤、石油、天然氣是千百年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。常見的化石能源有：煤、石油、天然氣。常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、核能等。常見的二次能源有：電能。?新能源的開發(fā)1、太陽能的利用：（1）通過植物的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化和儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來。（2）通過大氣和水分的升騰循環(huán)，再通過風(fēng)、流水、波浪、海流等釋放出來（3）被海水吸收成為海洋的內(nèi)能；(4)被人們直接利用，如太陽能熱水器、太陽灶等。2、核能：（1）核能：原子核內(nèi)部蘊藏的巨大能量，叫做原子核能，簡稱核能。（2）核能的釋放方式：一是核裂變；二是核聚變。①核裂變：是較重的原子核變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應(yīng)。②核聚變：是在超高溫度條件下，較輕原子核聚合成較重的原子核。3、間接利用太陽能：化石能源（光能化學(xué)能）生物質(zhì)能（光能化學(xué)能）4、直接利用太陽能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能內(nèi)能）；太陽能電池（光能電能）一般應(yīng)用在航空、航天、通訊、計算器、手表等方面。5、太陽能來源豐富，不需要運輸，無污染，但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規(guī)模利用太陽能帶來一些新的技術(shù)課題。6、快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)?！昂朔磻?yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。7、核聚變的優(yōu)勢，比核裂變釋放的能量更大；無高端核廢料，可不對環(huán)境構(gòu)成較大的污染；燃料供應(yīng)充足。核聚變的劣勢，反應(yīng)要求與技術(shù)要求極高，目前，核聚變的應(yīng)用只限于核爆炸。三.能量的轉(zhuǎn)化與能量守恒1、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化：（1）能量是可以在兩個物體之間轉(zhuǎn)移的。如：熱水袋取暖、電能的輸送等。（2）各種形式的能量在一定條件下還可以相互轉(zhuǎn)化。如：電池的充電過程和放電過程。2、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，或者從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中，能的總量保持不變。這就是能量守恒定律。3、能在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化中的方向性：（1）能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的，多數(shù)能源在消耗過程中，用一點就少一點，不能再生，（2）盡管在轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的，但總有相當(dāng)一部分的能量是不能被有效利用的，成為“無用的能量”。因此，節(jié)約能源、提高能源的利用率是當(dāng)務(wù)之急。4、我們是在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有條件的，也是有代價的，所以我們應(yīng)節(jié)約能源。四.能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展1、溫室效應(yīng)：過量的二氧化碳、氟氯烴（又稱氟利昂）等氣體排放到大氣中后，會聚集成一個溫室氣體層，使地球表面的輻射熱不易向空間散發(fā)出去，導(dǎo)致全球的平均溫度升高，形成了溫室效應(yīng)。2、酸雨：二氧化硫和氮氧化物排放到大氣中，會生成酸性物質(zhì)，溶在雨水中便成了酸雨。3、鉛塵增加：空氣中鉛的含量增加，將導(dǎo)致兒童智力下降，也易使成年人患高血壓、心臟病，中風(fēng)等疾病。4、能源與可持續(xù)發(fā)展（1）為了減少能源利用對環(huán)境的污染和破壞，做到可持續(xù)發(fā)展，我們不僅要改進利用傳統(tǒng)能源的技術(shù)，同時還要著力開發(fā)無污染的“綠色能源”。（2）世界各國都十分重視能源利用過程中的環(huán)境保護。大自然既不是我們隨意盤剝的對象，也不是我們無止境地汲取財富的源泉，而是與我們的生存和發(fā)展息息相關(guān)的生命共同體?！究键c剖析】考點一：能源和能源危機例1．（2021·湖北·宜昌市第六中學(xué)九年級期中）天然氣是一種清潔燃料，廣州市公交車和出租車擬用天然氣來代替柴油或汽油。天然氣是______（填“可再生”或“不可再生”）能源，它燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車的______能。已知天然氣的熱值為7×107J/m3，當(dāng)出租車某段行程消耗2m3天然氣所釋放的熱量為______J（假設(shè)天然氣完全燃燒）?？键c二：能量的轉(zhuǎn)化與能量守恒例2．（2021·湖北枝江·九年級期中）如圖1這個設(shè)想曾得到不少人的贊許，并把這個裝置譽為“永動機”。（1）請運用你掌握的知識，說明這個裝置是否真能“永動”：______（填“能”、“不能”）；（2）如圖2是內(nèi)燃機的能流圖，請你填出圖中“？”的內(nèi)容：______?？键c三：環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展例3．（2021·江蘇高郵·九年級期中）神舟十三號載人飛船與長征二號F運載火箭組合體已于2021年10月16日發(fā)射升空。本次發(fā)射任務(wù)是把3名航天員送上太空，完成為期6個月的在軌駐留任務(wù)，參與建設(shè)中國空間站。若長征二號F遙十三運載火箭在此次發(fā)射任務(wù)中，以的推力將起飛質(zhì)量500t的火箭在50s的時間內(nèi)推到的高度。已知火箭燃料的熱值。（1）火箭在點火升空的過程中，燃料燃燒將______能轉(zhuǎn)化為______能；（2）求火箭發(fā)動機推力的平均功率______；（3）在上述過程中共消耗15t燃料，求火箭發(fā)動機的效率______？【真題演練】一、填空題1．（2021·山東萊蕪·中考真題）（1）高速公路上常常會見到“限速”或“保持車距”的提示牌。對于高速行駛的汽車，“限速”和“保持車距”可以有效避免突發(fā)情況下急剎車時，由于汽車具有______不能及時停住而造成交通事故。炎熱的夏日，駕車行駛在平直的高速公路上，常常會看到公路遠處似乎有“積水”，“積水”中還有汽車、電線桿等物體的倒影，如圖所示；但行駛至該處時“積水”卻消失了。這種現(xiàn)象稱之為“公路蜃景”，是由于光通過不均勻的空氣時發(fā)生______形成的。（2）2021年的冬天特別寒冷，早起鍛煉的小麗和小軍凍得伸不出手，于是分別采取了圖甲和圖乙所示的取暖方式。從改變物體內(nèi)能的方式來看，小麗是通過______來增加手的內(nèi)能的，小軍是通過______來增加手的內(nèi)能的。（3）目前，我國已經(jīng)具備了風(fēng)光水核電等清潔能源設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈制造能力，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電累計裝機容量均居世界首位。其中，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電消耗的能源——水能、風(fēng)能、太陽能都屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能源；核電站是利用原子核______（選填“裂變”或“聚變”）釋放的能量來發(fā)電的。（4）每個家庭電路中，都裝有圖甲所示的儀表，它是用來測量整個家庭電路中所有用電器在一段時間內(nèi)消耗的______的。有些家用電器的電源線使用圖乙所示的三線插頭，其中標(biāo)有“E”的插頭的作用是為了方便這些家用電器的金屬外殼與______相連。2．（2021·山東淄博·中考真題）創(chuàng)建文明城市，垃圾分類從你我做起。在一定條件下分類后的垃圾能提煉出燃料油，可減少石油資源的開采，石油是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。若燃料油的熱值為3.15×107J/kg，完全燃燒________kg燃料油可放出熱量6.3×107J，這些熱量全部被質(zhì)量為300kg、溫度為20℃的水吸收，可使水的溫度升高______℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]3．（2021·山東威?！ぶ锌颊骖}）2021年5月15日，天問一號著陸巡視器“祝融號”登陸火星，其利用太陽能電池板獲得的電能屬于______能源（選填“一次”或“二次”）；太陽能實際上是太陽內(nèi)部發(fā)生______（選填“核聚變”或“核裂變”）釋放的核能。二、單選題4．（2021·山東萊蕪·中考真題）人類利用太陽能的實質(zhì)，是將太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式能的方式有三種：光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化轉(zhuǎn)換。也就是說，目前人們無法直接將太陽能轉(zhuǎn)化為（）A．機械能 B．內(nèi)能 C．化學(xué)能 D．電能5．（2021·山東日照·中考真題）下列關(guān)于能源和可持續(xù)發(fā)展的表述，正確的是（）A．太陽能、地?zé)崮堋⒑四芏际强稍偕茉碆．原子彈是根據(jù)可以控制的核聚變工作的C．為了保護環(huán)境，控制和消除大氣污染，應(yīng)禁止使用化石能源D．能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移都是有方向性的，人類所能利用的能源是有限的，需要節(jié)約能源6．（2021·湖北天門·中考真題）城市交通指示燈大量使用了太陽能。白天，太陽能電池板除了將一部分太陽能給交通指示燈供電外，還將多余的太陽能給蓄電池充電；夜晚蓄電池給交通指示燈供電。此過程中關(guān)于能源及能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是（）A．太陽能是可再生能源B．太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．夜晚蓄電池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．交通指示燈將光能轉(zhuǎn)化為電能【過關(guān)檢測】一、填空題1．（2022·全國·九年級單元測試）為了緩解電力緊張，海南昌江推進核電站的建設(shè)，核電站利用核能的途徑是可控制的核______（選填“裂變”或“聚變”），核能屬于______（選填“可”或“不可”）再生能源。2．（2022·全國·九年級單元測試）我們聽到的風(fēng)聲是由______振動產(chǎn)生的，風(fēng)能可以在自然界里源源不斷地得到，風(fēng)能屬于______（選填“一次”或“二次”）能源。3．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）小明發(fā)現(xiàn)路旁有“神奇”路燈（如圖），它可以“自己”白天發(fā)電并儲存起來用于晚上照明，白天在太陽能電池處發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：________；晚上在蓄電池處發(fā)生主要的能量轉(zhuǎn)化是：________。4．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）2021年6月，“張北柔性直流電網(wǎng)”成功組網(wǎng)。這項工程是北京冬奧會重點配套工程，投運后，場館將使用綠色清潔電能。假如你是這項工程的設(shè)計師，會從煤炭、太陽能、核能、天然氣中選擇將___________這種可再生能源轉(zhuǎn)化為電能。將來若能在輸送電能方面采用___________（選填“納米材料”、“半導(dǎo)體材料”或“超導(dǎo)材料”），就可以避免電流的熱效應(yīng)引起的電能損耗。二、單選題5．（2022·全國·九年級單元測試）人和動物從食物中獲取的能量屬于（）A．熱能 B．貯存能 C．化學(xué)能 D．機械能6．（2022·全國·九年級單元測試）關(guān)于能量，下列說法正確的是（）A．能量是與物體運動有關(guān)的物理量，所以靜止的物體沒有能量B．火力發(fā)電廠將煤炭燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能C．風(fēng)能、電能、核能等一切能量都來源于太陽D．不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，因此能量的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)化沒有方向性7．（2022·全國·九年級單元測試）下列實例與能量轉(zhuǎn)化相對應(yīng)正確的是（）A．汽油燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．太陽能電池：太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．熱機中的做功沖程：利用機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．光滑斜面上的小球自由滾下：機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能8．（2022·全國·九年級單元測試）如圖所示是廣泛使用的“風(fēng)光互補”景觀節(jié)能燈，可以同時利用太陽能、風(fēng)能發(fā)電；它“頭頂”小風(fēng)扇，“肩扛”太陽能電池板。關(guān)于節(jié)能燈的設(shè)計解釋合理的是（）A．太陽能電池板是將光能轉(zhuǎn)化為電能B．小風(fēng)扇是用來給太陽能電池板散熱的C．小風(fēng)扇是風(fēng)力發(fā)電機，將電能轉(zhuǎn)化為機械能D．蓄電池在夜晚放電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能三、綜合題9．（2021·全國·九年級單元測試）閱讀短文，回答問題：為了滿足人們對能源不斷增長的需要，科學(xué)家們設(shè)想在空間建立太陽能電站來利用太陽能。這種空間太陽能電站建在地球同步軌道上，其工作過程如圖所示。在太陽能收集板上鋪設(shè)太陽能電池，通過它把太陽能轉(zhuǎn)化成電能，再通過天線將電能以微波的形式發(fā)送至地面接收站。已知太陽能收集板長10km、寬5km，太陽光在它的表面處每平方米的功率為1.4×103W，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為10%，微波的頻率為2.5×109Hz，空間太陽能電站向地面的輸電效率可達80%。（1）太陽發(fā)出的具大能量來源于太陽內(nèi)部的氫原子核發(fā)生的______（選填“核聚變”或“核裂變”）。（2）太陽能電站相對于地面接收站是_________（選填“運動”或“靜止”）的，空間太陽能電站工作時，地面接收站的接收功率是___________W。（3）試計算在輸電過程中所使用的微波的波長。（________）10．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）閱讀短文，回答問題人造太陽目前全球各國科學(xué)家都在集中力量，尋求可控核聚變反應(yīng)的技術(shù)突破，一旦實現(xiàn)，那人類的歷史將會徹底改寫。實現(xiàn)核聚變反應(yīng)必須將聚變?nèi)剂霞訜嶂翗O高溫度并予以有效約束。核聚變通常由三種方式來產(chǎn)生，分別是引力約束、慣性約束和磁約束。太陽就是典型的引力約束聚變；氫彈則是一種慣性約束聚變，是不可控制的熱核聚變反應(yīng)；磁約束核聚變是目前實現(xiàn)核聚變發(fā)電最有效的途徑。我國中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，持有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）——中國環(huán)流器二號M裝置，標(biāo)志著我國核聚變堆的自主設(shè)計與建設(shè)躍上新臺階。目前化石能源未來有枯竭的危險，還存在一定的環(huán)境污染，而“人造太陽”核聚變反應(yīng)所需的原材料在地球上幾乎取之不盡、用之不竭，生成物也沒有危害，被認(rèn)為是理想的“終極能源”。“人造太陽”非常復(fù)雜，要讓上億攝氏度高溫與零下269攝氏度低溫1米內(nèi)共存，上萬個零部件，有一點點瑕疵，實驗可能就會失敗?！俺邷亍迸c“超低溫”共存，“超強磁場”與“超大電流”并行，要在地球上造出“人造太陽”，必須要有性能極其特殊的材料承載。產(chǎn)生核聚變反應(yīng)需要幾千萬攝氏度乃至上億攝氏度的高溫，常規(guī)材料無法承受這么高的溫度，一個可行方案是用磁力將其約束在“磁籠子”里。上億度的一團火球，碰到什么燒什么?！叭嗽焯枴钡那惑w器壁材料是另一個難點，雖然有強磁場約束，仍然會有一些“不聽話”的高溫等離子體逃逸，打在器壁上造成損傷。自主研發(fā)的鎢銅合金材料，熱負荷能力提升到每平方米20兆瓦。我國科學(xué)家從無到有、刻苦攻關(guān)、后來居上，自立自強的精神，托起“人造太陽”的“核心超級材料”，這是一個巨大的技術(shù)跨越，把人類核聚變能源研究推向一個新高度。（1）根據(jù)你所學(xué)過的知識，盧瑟福提出，“原子的大部分質(zhì)量集中到了一個很小的結(jié)構(gòu)上”，這個“很小的結(jié)構(gòu)”指的是______；（2）目前人類無法利用核聚變反應(yīng)放出的熱量來發(fā)電，最主要的原因是（____）；A．無法消除核聚變產(chǎn)生核的污染B．無法實現(xiàn)核聚變反應(yīng)C．無法控制核聚變反應(yīng)的速度（3）該文中提到的化石能源應(yīng)該有很多，請你寫出利用最廣泛的例子：______（請寫出其中一種）；（4）“人造太陽”的腔體器壁材料鎢銅合金除了耐高壓外，還應(yīng)具有______特點；（5）實現(xiàn)“超強磁場”與“超大電流”最理想的導(dǎo)體材料是______；（6）目前人類利用最多的核聚變能量來自______聚變方式。

第25講能源與能量守恒定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解人類利用能源的過程，能列舉出可再生能源和不可再生能源，了解世界和我國能源消耗的不合理結(jié)構(gòu)及能源儲存狀況；2．知道太陽能、核能是兩種新能源，知道直接利用太陽能的兩種途徑；3．了解核裂變和核聚變，知道原子彈和氫彈的原理，知道核反應(yīng)堆的作用，以及核電站的原理和特點；4．了解能量存在的多種形式，能列舉出能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的實例；5．知道能量守恒定律，了解能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中的方向性；6．了解溫室效應(yīng)、酸雨、鉛塵的形成過程與危害，知道利用能源的過程中保護環(huán)境的重要性?！净A(chǔ)知識】一.能源和能源危機1、人類利用能源的歷程：（1）人類從鉆木取火中學(xué)會了利用薪柴為主要能源，直到19世紀(jì)中葉，薪柴在全世界能耗中仍然占75%,這是世界上能源的薪柴時代。（2）蒸汽機的發(fā)明引起資本主義國家的工業(yè)革命，煤炭成為這場工業(yè)革命的動力基礎(chǔ)，19世紀(jì)后半葉到1900年，世界進入“煤炭時代”。（3）內(nèi)燃機的出現(xiàn)，電力工業(yè)的迅速發(fā)展，使得煤炭在能源消耗結(jié)構(gòu)中的比重逐漸下降。1965年，石油在世界能耗中的比例已超過煤炭，世界進入了“石油時代”。（4）目前，人們正致力于開發(fā)太陽能、核能、水能、風(fēng)能、海洋能、氫能……21世紀(jì)將是太陽能、核能時期或多元化能源時期。2、能源危機的挑戰(zhàn)：（1）不可再生能源：木柴、煤、石油、天然氣等一旦被消耗，是不能再生的，這類能源屬于不可再生能源。（2）太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、潮汐能等是不會隨著開發(fā)利用而日益減少的，這類能源可以在自然界里不斷地得到，所以屬于可再生能源。(3)世界上消耗的能源中，90%以上是不可再生能源。我國的能源消耗以煤炭為主，在能源消耗的結(jié)構(gòu)上，仍存在不科學(xué)、不合理的現(xiàn)象。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，我國能源的消耗量相應(yīng)迅速增長，在能源供給和需求方面的矛盾將日益突出。3、凡是能夠提供能量的物質(zhì)資源，都可以叫做能源4、一次能源和二次能源像化石能源一樣，風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芤约昂四?，是可以直接從自然界獲得的，這些可以從自然界直接獲取的能源，統(tǒng)稱為一次能源。我們使用的電能，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，所以稱電能為二次能源。我們今天使用的煤、石油、天然氣是千百年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。常見的化石能源有：煤、石油、天然氣。常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、核能等。常見的二次能源有：電能。?新能源的開發(fā)1、太陽能的利用：（1）通過植物的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化和儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來。（2）通過大氣和水分的升騰循環(huán)，再通過風(fēng)、流水、波浪、海流等釋放出來（3）被海水吸收成為海洋的內(nèi)能；(4)被人們直接利用，如太陽能熱水器、太陽灶等。2、核能：（1）核能：原子核內(nèi)部蘊藏的巨大能量，叫做原子核能，簡稱核能。（2）核能的釋放方式：一是核裂變；二是核聚變。①核裂變：是較重的原子核變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應(yīng)。②核聚變：是在超高溫度條件下，較輕原子核聚合成較重的原子核。3、間接利用太陽能：化石能源（光能化學(xué)能）生物質(zhì)能（光能化學(xué)能）4、直接利用太陽能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能內(nèi)能）；太陽能電池（光能電能）一般應(yīng)用在航空、航天、通訊、計算器、手表等方面。5、太陽能來源豐富，不需要運輸，無污染，但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規(guī)模利用太陽能帶來一些新的技術(shù)課題。6、快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)。“核反應(yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。7、核聚變的優(yōu)勢，比核裂變釋放的能量更大；無高端核廢料，可不對環(huán)境構(gòu)成較大的污染；燃料供應(yīng)充足。核聚變的劣勢，反應(yīng)要求與技術(shù)要求極高，目前，核聚變的應(yīng)用只限于核爆炸。三.能量的轉(zhuǎn)化與能量守恒1、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化：（1）能量是可以在兩個物體之間轉(zhuǎn)移的。如：熱水袋取暖、電能的輸送等。（2）各種形式的能量在一定條件下還可以相互轉(zhuǎn)化。如：電池的充電過程和放電過程。2、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，或者從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中，能的總量保持不變。這就是能量守恒定律。3、能在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化中的方向性：（1）能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的，多數(shù)能源在消耗過程中，用一點就少一點，不能再生，（2）盡管在轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的，但總有相當(dāng)一部分的能量是不能被有效利用的，成為“無用的能量”。因此，節(jié)約能源、提高能源的利用率是當(dāng)務(wù)之急。4、我們是在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有條件的，也是有代價的，所以我們應(yīng)節(jié)約能源。四.能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展1、溫室效應(yīng)：過量的二氧化碳、氟氯烴（又稱氟利昂）等氣體排放到大氣中后，會聚集成一個溫室氣體層，使地球表面的輻射熱不易向空間散發(fā)出去，導(dǎo)致全球的平均溫度升高，形成了溫室效應(yīng)。2、酸雨：二氧化硫和氮氧化物排放到大氣中，會生成酸性物質(zhì)，溶在雨水中便成了酸雨。3、鉛塵增加：空氣中鉛的含量增加，將導(dǎo)致兒童智力下降，也易使成年人患高血壓、心臟病，中風(fēng)等疾病。4、能源與可持續(xù)發(fā)展（1）為了減少能源利用對環(huán)境的污染和破壞，做到可持續(xù)發(fā)展，我們不僅要改進利用傳統(tǒng)能源的技術(shù)，同時還要著力開發(fā)無污染的“綠色能源”。（2）世界各國都十分重視能源利用過程中的環(huán)境保護。大自然既不是我們隨意盤剝的對象，也不是我們無止境地汲取財富的源泉，而是與我們的生存和發(fā)展息息相關(guān)的生命共同體?！究键c剖析】考點一：能源和能源危機例1．（2021·湖北·宜昌市第六中學(xué)九年級期中）天然氣是一種清潔燃料，廣州市公交車和出租車擬用天然氣來代替柴油或汽油。天然氣是______（填“可再生”或“不可再生”）能源，它燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車的______能。已知天然氣的熱值為7×107J/m3，當(dāng)出租車某段行程消耗2m3天然氣所釋放的熱量為______J（假設(shè)天然氣完全燃燒）。【答案】不可再生機械【解析】[1]煤、石油、天然氣屬化石能源，隨著使用不斷減少，短時間內(nèi)從自然界得不到補充，因此屬于不可再生能源。[2]天然氣在燃燒時，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為汽車的機械能。[3]天然氣完全燃燒放出的熱量考點二：能量的轉(zhuǎn)化與能量守恒例2．（2021·湖北枝江·九年級期中）如圖1這個設(shè)想曾得到不少人的贊許，并把這個裝置譽為“永動機”。（1）請運用你掌握的知識，說明這個裝置是否真能“永動”：______（填“能”、“不能”）；（2）如圖2是內(nèi)燃機的能流圖，請你填出圖中“？”的內(nèi)容：______?！敬鸢浮坎荒苌釗p失【解析】（1）[1]不能。由于從上面流到下面水池過程中，用來打磨物體消耗能量，還有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為掉入水池中的水的動能，故流下來的水不能全部被抽送到上面的水池中。即流下來的水要比抽上去的水多，隨著時間的推移，上面水池中的水越來越少，一段時間后便不再有水從上面流下來，所以這個裝置不能夠“永動”。（2）[2]因為熱機的大量能量會通過散熱的方式損耗，因此圖中“？”的內(nèi)容表示散熱損失?？键c三：環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展例3．（2021·江蘇高郵·九年級期中）神舟十三號載人飛船與長征二號F運載火箭組合體已于2021年10月16日發(fā)射升空。本次發(fā)射任務(wù)是把3名航天員送上太空，完成為期6個月的在軌駐留任務(wù)，參與建設(shè)中國空間站。若長征二號F遙十三運載火箭在此次發(fā)射任務(wù)中，以的推力將起飛質(zhì)量500t的火箭在50s的時間內(nèi)推到的高度。已知火箭燃料的熱值。（1）火箭在點火升空的過程中，燃料燃燒將______能轉(zhuǎn)化為______能；（2）求火箭發(fā)動機推力的平均功率______；（3）在上述過程中共消耗15t燃料，求火箭發(fā)動機的效率______？【答案】化學(xué)內(nèi)【解析】（1）[1][2]燃料具有化學(xué)能，燃料燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）[3]火箭發(fā)動機推力的平均功率為（3）[4]燃料完全燃燒放出的熱量為火箭做的有用功為火箭發(fā)動機的效率為【真題演練】一、填空題1．（2021·山東萊蕪·中考真題）（1）高速公路上常常會見到“限速”或“保持車距”的提示牌。對于高速行駛的汽車，“限速”和“保持車距”可以有效避免突發(fā)情況下急剎車時，由于汽車具有______不能及時停住而造成交通事故。炎熱的夏日，駕車行駛在平直的高速公路上，常常會看到公路遠處似乎有“積水”，“積水”中還有汽車、電線桿等物體的倒影，如圖所示；但行駛至該處時“積水”卻消失了。這種現(xiàn)象稱之為“公路蜃景”，是由于光通過不均勻的空氣時發(fā)生______形成的。（2）2021年的冬天特別寒冷，早起鍛煉的小麗和小軍凍得伸不出手，于是分別采取了圖甲和圖乙所示的取暖方式。從改變物體內(nèi)能的方式來看，小麗是通過______來增加手的內(nèi)能的，小軍是通過______來增加手的內(nèi)能的。（3）目前，我國已經(jīng)具備了風(fēng)光水核電等清潔能源設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈制造能力，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電累計裝機容量均居世界首位。其中，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電消耗的能源——水能、風(fēng)能、太陽能都屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能源；核電站是利用原子核______（選填“裂變”或“聚變”）釋放的能量來發(fā)電的。（4）每個家庭電路中，都裝有圖甲所示的儀表，它是用來測量整個家庭電路中所有用電器在一段時間內(nèi)消耗的______的。有些家用電器的電源線使用圖乙所示的三線插頭，其中標(biāo)有“E”的插頭的作用是為了方便這些家用電器的金屬外殼與______相連?！敬鸢浮繎T性折射熱傳遞做功可再生裂變電能大地（或“地”或“地線”）【解析】（1）[1]慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，對于高速行駛的汽車，“限速”和“保持車距”可以有效避免突發(fā)情況下急剎車時，由于汽車具慣性不能及時停住而造成交通事故。[2]光由一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)（或在同種不均勻介質(zhì)中斜射）時傳播方向會發(fā)生改變?！肮夫拙啊?，是由于光通過不均勻的空氣時發(fā)生折射形成的。（2）[3]小麗是哈氣取暖，水蒸氣液化放熱，手吸熱，是通過熱傳遞來增加手的內(nèi)能的。[4]小軍是兩手互搓取暖，是摩擦生熱，通過做功來增加手的內(nèi)能的。（3）[5]不可再生能源是須經(jīng)地質(zhì)年代才能形成而短期內(nèi)無法再生的一次能源，可再生能源是能夠不斷得到補充以供使用的一次能源。水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電消耗的能源——水能、風(fēng)能、太陽能都屬可再生能源。[6]核電站是利用能夠控制的原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電的，核電站是利用原子核裂變釋放的能量來發(fā)電的。（4）[7]電能表測量電能的儀器。電能表上電功的單位是，電能表的計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)消耗的電能。[8]大地是導(dǎo)體,三線插頭中標(biāo)有“E”的插頭的作用是為了方便這些家用電器的金屬外殼與大地相連，從而防止觸電。2．（2021·山東淄博·中考真題）創(chuàng)建文明城市，垃圾分類從你我做起。在一定條件下分類后的垃圾能提煉出燃料油，可減少石油資源的開采，石油是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。若燃料油的熱值為3.15×107J/kg，完全燃燒________kg燃料油可放出熱量6.3×107J，這些熱量全部被質(zhì)量為300kg、溫度為20℃的水吸收，可使水的溫度升高______℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]【答案】不可再生250【解析】[1]天然氣、石油、煤炭和核能是短期內(nèi)不能從自然界得到補充的能源，屬于不可再生能源。[2]由知道，燃料的質(zhì)量[3]由知道，水的溫度升高3．（2021·山東威?！ぶ锌颊骖}）2021年5月15日，天問一號著陸巡視器“祝融號”登陸火星，其利用太陽能電池板獲得的電能屬于______能源（選填“一次”或“二次”）；太陽能實際上是太陽內(nèi)部發(fā)生______（選填“核聚變”或“核裂變”）釋放的核能。【答案】二次核聚變【解析】[1]電能是由其它形式的能轉(zhuǎn)化而來的，是二次能源。[2]太陽像一個巨大的火球，它在不斷地向外釋放巨大的能量，在太陽內(nèi)部時刻都在發(fā)生核聚變。二、單選題4．（2021·山東萊蕪·中考真題）人類利用太陽能的實質(zhì)，是將太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式能的方式有三種：光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化轉(zhuǎn)換。也就是說，目前人們無法直接將太陽能轉(zhuǎn)化為（）A．機械能 B．內(nèi)能 C．化學(xué)能 D．電能【答案】A【解析】光熱轉(zhuǎn)換是把光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，光電轉(zhuǎn)換是把光能轉(zhuǎn)化為電能，光化轉(zhuǎn)換是把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。也就是說，目前人們無法直接將太陽能轉(zhuǎn)化為機械能。A符合題意，BCD不符合題意。故選A。5．（2021·山東日照·中考真題）下列關(guān)于能源和可持續(xù)發(fā)展的表述，正確的是（）A．太陽能、地?zé)崮?、核能都是可再生能源B．原子彈是根據(jù)可以控制的核聚變工作的C．為了保護環(huán)境，控制和消除大氣污染，應(yīng)禁止使用化石能源D．能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移都是有方向性的，人類所能利用的能源是有限的，需要節(jié)約能源【答案】D【解析】A．太陽能、地?zé)崮芸梢詮淖匀唤缭丛床粩嗟氐玫?，是可再生能源，核能使用后短時間內(nèi)不能得到補充，是不可再生能源，故A錯誤；B．原子彈是根據(jù)可以控制的核裂變工作的，故B錯誤；C．大量使用化石能源會造成大氣污染，因此應(yīng)該控制化石能源的開采和利用，不能禁止，故C錯誤；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。故選D。6．（2021·湖北天門·中考真題）城市交通指示燈大量使用了太陽能。白天，太陽能電池板除了將一部分太陽能給交通指示燈供電外，還將多余的太陽能給蓄電池充電；夜晚蓄電池給交通指示燈供電。此過程中關(guān)于能源及能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是（）A．太陽能是可再生能源B．太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．夜晚蓄電池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．交通指示燈將光能轉(zhuǎn)化為電能【答案】A【解析】A．太陽能是一種既相對清潔，又取之不盡的能源，屬于可再生能源，故A正確；B．太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C．夜晚蓄電池給交通指示燈供電，蓄電池將化學(xué)通轉(zhuǎn)化為電能，故C錯誤；D．交通指示燈將電能轉(zhuǎn)化為光能，故D錯誤。故選A?！具^關(guān)檢測】一、填空題1．（2022·全國·九年級單元測試）為了緩解電力緊張，海南昌江推進核電站的建設(shè)，核電站利用核能的途徑是可控制的核______（選填“裂變”或“聚變”），核能屬于______（選填“可”或“不可”）再生能源。【答案】裂變不可【解析】[1]核電站是利用核裂變反應(yīng)所釋放的能量產(chǎn)生電能的發(fā)電廠。[2]核能屬于一旦消耗就很難再生的能源，是不可再生能源。2．（2022·全國·九年級單元測試）我們聽到的風(fēng)聲是由______振動產(chǎn)生的，風(fēng)能可以在自然界里源源不斷地得到，風(fēng)能屬于______（選填“一次”或“二次”）能源。【答案】空氣一次【解析】[1]聲音由物體振動產(chǎn)生，我們聽到的風(fēng)聲是由空氣振動產(chǎn)生的。[2]化石能源這樣可以直接從自然界獲得的能源，稱為一次能源；必須通過消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源，由于風(fēng)能可以直接從自然界獲得，所以，屬于一次能源。3．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）小明發(fā)現(xiàn)路旁有“神奇”路燈（如圖），它可以“自己”白天發(fā)電并儲存起來用于晚上照明，白天在太陽能電池處發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：________；晚上在蓄電池處發(fā)生主要的能量轉(zhuǎn)化是：________?！敬鸢浮刻柲埽ü饽埽┺D(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【解析】[1][2]白天，太陽能電池板太陽能轉(zhuǎn)化為電能，這種能量通過再次轉(zhuǎn)化電池的化學(xué)能儲存在大容量蓄電池內(nèi)；晚上，路燈開始工作。即蓄電池給路燈供電，此時將電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而后再轉(zhuǎn)化為路燈的光能。4．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）2021年6月，“張北柔性直流電網(wǎng)”成功組網(wǎng)。這項工程是北京冬奧會重點配套工程，投運后，場館將使用綠色清潔電能。假如你是這項工程的設(shè)計師，會從煤炭、太陽能、核能、天然氣中選擇將___________這種可再生能源轉(zhuǎn)化為電能。將來若能在輸送電能方面采用___________（選填“納米材料”、“半導(dǎo)體材料”或“超導(dǎo)材料”），就可以避免電流的熱效應(yīng)引起的電能損耗?！敬鸢浮刻柲艹瑢?dǎo)材料【解析】[1]太陽能是清潔無污染的可再生能源，我們可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，供我們使用。[2]超導(dǎo)材料由于電阻為零，所以不產(chǎn)生電熱，用作輸電導(dǎo)線沒有電能損耗。二、單選題5．（2022·全國·九年級單元測試）人和動物從食物中獲取的能量屬于（）A．熱能 B．貯存能 C．化學(xué)能 D．機械能【答案】C【解析】食物中的能量以化學(xué)能的方式貯存，在體內(nèi)通過分解食物釋放其化學(xué)能，一部分化學(xué)能，在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱能。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。6．（2022·全國·九年級單元測試）關(guān)于能量，下列說法正確的是（）A．能量是與物體運動有關(guān)的物理量，所以靜止的物體沒有能量B．火力發(fā)電廠將煤炭燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能C．風(fēng)能、電能、核能等一切能量都來源于太陽D．不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，因此能量的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)化沒有方向性【答案】B【解析】A．一切物體都具有內(nèi)能，靜止的物體也有內(nèi)能，故靜止的物體也有能量，故A錯誤；B．自然界中的各種能量可以相互轉(zhuǎn)化的，且總量不變，火力發(fā)電廠就是將煤炭燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；C．風(fēng)能和核能屬于一次能源，直接從自然界獲得，而電能不屬于一次能源，通常是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來，風(fēng)能、電能、核能都與太陽無關(guān)，故C錯誤；D．不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中一部分能量不能被收集起來重新利用，能量轉(zhuǎn)化向減少的方向，因此能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化具有方向性，故D錯誤。故選B。7．（2022·全國·九年級單元測試）下列實例與能量轉(zhuǎn)化相對應(yīng)正確的是（）A．汽油燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．太陽能電池：太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．熱機中的做功沖程：利用機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．光滑斜面上的小球自由滾下：機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】A【解析】A．汽油燃燒時，通過化學(xué)變化將自身的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確；B．太陽能電池在工作時，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C．熱機中的做功沖程，高溫高壓氣體推動活塞向下運動，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故C錯誤；D．光滑斜面上的小球自由滾下，因斜面沒有摩擦，機械能不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤。故選A。8．（2022·全國·九年級單元測試）如圖所示是廣泛使用的“風(fēng)光互補”景觀節(jié)能燈，可以同時利用太陽能、風(fēng)能發(fā)電；它“頭頂”小風(fēng)扇，“肩扛”太陽能電池板。關(guān)于節(jié)能燈的設(shè)計解釋合理的是（）A．太陽能電池板是將光能轉(zhuǎn)化為電能B．小風(fēng)扇是用來給太陽能電池板散熱的C．小風(fēng)扇是風(fēng)力發(fā)電機，將電能轉(zhuǎn)化為機械能D．蓄電池在夜晚放電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】A【解析】A．太陽能電池板的作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存起來，故A符合題意；BC．小風(fēng)扇是風(fēng)力發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)化電能，而不是用來給太陽能電池板散熱的，故BC不符合題意；D．蓄電池在夜晚放電時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D不符合題意。故選A。三、綜合題9．（2021·全國·九年級單元測試）閱讀短文，回答問題：為了滿足人們對能源不斷增長的需要，科學(xué)家們設(shè)想在空間建立太陽能電站來利用太陽能。這種空間太陽能電站建在地球同步軌道上，其工作過程如圖所示。在太陽能收集板上鋪設(shè)太陽能電池，通過它把太陽能轉(zhuǎn)化成電能，再通過天線將電能以微波的形式發(fā)送至地面接收站。已知太陽能收集板長10km、寬5km，太陽光在它的表面處每平方米的功率為1.4×103W，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為10%，微波的頻率為2.5×109Hz，空間太陽能電站向地面的輸電效率可達80%。（1）太陽發(fā)出的具大能量來源于太陽內(nèi)部的氫原子核發(fā)生的______（選填“核聚變”或“核裂變”）。（2）太陽能電站相對于地面接收站是_________（選填“運動”或“靜止”）的，空間太陽能電站工作時，地面接收站的