2024年物理中考复习-第21讲 能源与可持发展（思维训练）（原卷版）

2024年物理中考复习—能源与可持续发展（思维训练）2024年物理中考复习—能源与可持续发展（思维训练）课标解读1.草通过光合作用吸收太阳能,兔子吃草,吸收草的能量,人和其他动物吃兔子，吸收兔子的能量,人通过吸收食物的能量才能进行各种运动.这是远古人类利用太阳能的方式，今天这种利用太阳能的方式仍在广泛使用.课标解读1.草通过光合作用吸收太阳能,兔子吃草,吸收草的能量,人和其他动物吃兔子，吸收兔子的能量,人通过吸收食物的能量才能进行各种运动.这是远古人类利用太阳能的方式，今天这种利用太阳能的方式仍在广泛使用.2.钻木取火是人类在能量转化方面的第一次技术革命,它导致了以柴薪为主要能源时代的到来,是人类的第一次能源革命.3.蒸汽机的发明导致了人类的第二次能源革命,人类从此逐步以机械动力代替了人力和畜力,人类的主要能源由柴薪向煤、石油、天然气等化石能源过渡.电能是由其他形式能源转化而来的二次能源,它便于输送,而且便于转化为光能、内能、机械能等.它的使用是人类进入现代文明社会的标志,4.核反应堆的发明拉开了人类第三次能源革命的序幕,几十年来,核电已经成为了一种相当成熟的技术,在许多经济科技发达的国家已经成为常规能源.5.能量的转化或转移具有方向性:比如燃烧煤炭获得了内能,内能由高温物体转移给低温物体,核裂变产生了内能,这些过程都不能逆向进行.能量是守恒的,我们所讲的节约能源是指节约可供人们使用的能源.6.随着世界人口的增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长,能量是守恒的,但是能量的转移和转化具有方向性,能源不是取之不尽用之不竭的物质资源，化石能源、核能等是不可再生的能源,我们现在开采得越多,留给子孙后代的就越少,人类自1973年以来共开采了石油800亿吨,按现有的生产水平,世界上的石油还可以开采44年,天然气也只能开采56年,一些国家的煤炭资源已经采掘殆尽，为了人类的未来,我们必须要节约能源。主要方式是提高能源的利用效率,大力开发新能源.思维方法谈《能源与可持续发展》的中考复习思维方法谈《能源与可持续发展》的中考复习《能源与可持续发展》这部分内容虽然简单但较为零碎，学科渗透性较强,又是新课程标准中的新内容,近年中考有所涉及,一些同学掌握起来比较费劲,现予以总结,希望对大家有所帮助.一、能源的分类1.按能源的产生方式分(1)一次能源:可以从大自然中直接获取.如:化石能源(煤、石油、天然气),风能,水能,太阳能,生物质能(木材、草类、肉类等由生命物质提供的),核能.(2)二次能源:无法直接从自然界中获得,必须由一次能源的消耗才能得到的能源.如:电能.2.按能源是否可以再利用分(1)不可再生能源:越用越少,不可能短期内从自然界中得到补充的能源.如:2.按能源是否可以再利用分(1)不可再生能源:越用越少,不可能短期内从自然界中得到补充的能源.如:化石能源、核能.(2)可再生能源:可以在自然界中循环得到的能源,如:太阳能、生物质能、风能.3.按人类开发的早晚和使用情况分(1)常规能源:人类使用较早,现在仍被大量使用.如:煤、石油、天然气.(2)新能源:太阳能、潮汐能、地热能、风能等.4.注意:“煤一煤气”,“核能一核电”,“波浪能、风能与潮汐能”的区别例如:煤是一次能源,而煤气是经过加工的,是二次能源;又如,波浪能和风能来自于太阳,而潮汐能的形成却与月球的引力有关.二、新型能源的特点和利用1.核能(1)获取核能的两条途径是重核裂变和轻核聚变.原子弹利用铀核裂变,氢弹利用氢核聚变.(2)核能的利用也可能带来一些问题,比如:核辐射、核泄漏.2.太阳能(1)产生:太阳核心的氢核聚变,以光和热的形式向四周辐射.(2)特点:巨大、广泛、长久、清洁.(3)利用:利用集热器把太阳能转化为内能，比如:太阳能热水器，通过光电转换装置直接把太阳能转化为电能，比如:太阳能电池.三、能源革命1.第一次能源革命:以“钻木取火”为特征;第二次能源革命:以蒸汽机的使用为标志,大量使用化石能源;第三次能源革命:核反应堆的发明,以使用核能为代表.2.我国的能源结构特点:我国能源资源的基本特点可概括为6个字一富煤贫油、少气.3.开发和利用能源与可持续发展策略:(1)开发利用新能源.例如:太阳能、风能、生物质能、核能、水能.(2)提高能源利用率,节约能源.(3)既开发利用又保护生态环境.问题解决典例1.关于能源、信息与材料，下列说法错误的是(

)A.垃圾分类有利于环保和节约能源

B.风能、水能、核能都是可再生能源

C.5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等

D.若用超导材料制造输电线，则可以大大降低由于电阻引起的电能损耗思维点拨思维点拨(1)垃圾分类既能减轻污染，又能废物利用；

(2)可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源；不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源；

(3)电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s；典例2.如图是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是___________的；空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核___________变；空间站的图像信号是通过___________波传回地面的。

典例3.原子是由原子核和________组成的。尽管原子核非常小且十分牢固，却蕴含着巨大的能量——核能。利用原子核发生________________时产生的核能来发电是人们和平利用核能的一个重要方向，目前我国利用这一原理已建成并运营的核电站有秦山核电站等6座。思维点拨思维点拨(1)此题考查了原子结构和核能的利用。(2)此题考查的知识点属于识记性的层次，记住相关的基础知识对于解决此类题目非常方便。典例4.2020年12月12日，我国主要领导人在联合国气候雄心峰会上宣布：到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，努力在2060年实现碳中和。以下同学们的讨论得出的观点，其中正确的是(

)

①化石能源属于不可再生能源，太阳能属于一次能源

②能量的转化、转移都是有方向性的，能量的利用是有条件的，我们需要节约能源

③逐渐停售燃油汽车，大力推广电动汽车，有利于早日实现碳中和，缓解热岛效应

④核电站是利用原子核发生可控的核裂变产生的核能来发电的A.①④ B.①③ C.①②④ D.②③④思维点拨思维点拨(1)由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源；一次能源是指可以从自然界直接获取的能源；

(2)能量的转化和转移是有方向性的；

(3)大力推广使用电动汽车，可减少化石燃料的燃烧，可减少二氧化碳排放，有利于实现碳中和；

(4)核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上，在太阳内部每时每刻都在发生了核聚变。典例5.如图是一盏漂浮在水面的太阳能荷花灯。白天太阳能电池板给电池充电，晚上电池给LED灯照明供电。该灯的铭牌上标有“6 V 0.3 W”字样，白天工作时，太阳能电池板将________能转化为电能；晚上工作时，蓄电池放电，将________能转化为电能供照明灯使用。

思维点拨思维点拨照明时，太阳能转化成电能，电能再转化成光能；不照明时，太阳能转化成电能，电能再转化成化学能，储存在蓄电池里。典例6.请仔细阅读下文，并回答文后问题。垃圾发电传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋，让其自行发酵。在发酵过程中会广生二氧化碳和甲烷等废气，易造成常规污染，还可能带来温室效应，甚至有爆炸的危险。福州市红庙岭垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后，采用科学方法使其发酵，并把产生的填埋气收集起来用于发电。因此，垃圾填埋气和太阳能、风能一样，是一种可再生能源，不仅解决了垃圾填埋场安全和污染问题，也可产生显著的经济效益，同时减少温室气体的排放。目前，我市垃圾填埋气发电厂和前期投产的垃圾焚烧发电厂的年总发电量大约可供4万个年用电量为2800千瓦时的家庭使用。(1)传统的垃圾填埋处理方法的缺陷有：____________________________________等。(2)将填埋气收集起来用于发电，是将这些垃圾的化学能最终转化为_________能。垃圾填埋气是一种_______________能源。(3)请谈谈你在节能减耗、环境保护方面做了哪些实事？(写出一点)思维点拨思维点拨本题主要考查了垃圾对环境的危害及如何有效防止减少此危害。

由题目已知内容可进行分析，想解答此题需要认真阅读题目，从题目中可以得到答案，

认识垃圾对环境造成的污染，以及处理方式。典例7.天气晴朗时，小明测得家里的太阳能热水器1h内使质量为25kg的水从30℃升高到50℃，则水吸收的热量是

J。热水器中的水是通过

(选填“做功”或“热传递”)的方式使其内能增加的。若用液化气灶加热使同质量的水升高相同的温度，液化气燃烧放出的热量有50%被水吸收，则至少需要燃烧

m3的液化气。[c水=4.2×思维点拨思维点拨热量的热量公式；改变物体内能的两种方式；根据效率公式进行简单的计算。思维方法天地思维方法天地一、单选题1.关于能源、信息与材料，下列说法错误的是(

)A.垃圾分类有利于环保和节约能源

B.风能、水能、核能都是可再生能源

C.5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等

D.若用超导材料制造输电线，则可以大大降低由于电阻引起的电能损耗2.出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多样，使用的能源也不尽相同。自行车、太阳能小车和电力机车所消耗能量的类型分别是(

)

①生物能②核能③电能④太阳能A.①②③ B.①④③ C.①②④ D.②④③3.人类在古代就掌握了钻木取火的方法，钻木头之所以能取火，可以用下列三句话来解释．甲：木头内能增大，温度升高；乙：达到木头的着火点，使木头燃烧起来；丙：钻木头时克服摩擦做功．这三句话正确的顺序是(

)A.甲、乙、丙 B.丙、甲、乙 C.乙、丙、甲 D.甲、丙、乙4.核电站是由核反应堆、汽轮机、发电机三部分组成．在核电站发电过程中，能量转化顺序正确的是(

)A.核能→机械能→内能→电能 B.核能→内能→机械能→电能

C.内能→核能→机械能→电能 D.电能→机械能→内能→核能5.铀裂变在核电厂最常见，热中子轰击铀原子会放出2到4个中子，中子再去撞击其他铀原子，从而形成链式反应而自发裂变．一个​92235U原子核在中子的轰击下发生一种可能的核裂变，其裂变方程为92235A.人们之所以选择中子轰击铀原子是因为中子质量最大

B.这些粒子由大到小的排列顺序为：铀原子、Ba原子、Kr原子、中子、电子

C.核能是一种可再生能源

D.最先提出原子的核式结构的物理学家是汤姆孙6.学习强国平台发布：“科学岛”上的我国大科学装置“东方超环”取得重大突破，等离子体中心电子温度首次实现1亿摄氏度运行近10秒。“东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。该装置由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，也是中国第四代核聚变实验装置。下列哪组核能利用方式与之相同是(

)

①原子弹 ②氢弹 ③江苏田湾核电站 ④太阳A.①② B.①③ C.②③ D.②④7.如图所示，中国空间站在太空飞行，太阳能帆板提供保证空间站正常工作需要的能量，下列说法正确的是(

)A.太阳能帆板相当于电源 B.太阳能帆板将电能转化为太阳能

C.太阳能帆板相当于用电器 D.太阳能帆板工作的整个过程中不遵循能量守恒定律8.2023年4月24日是第八个中国航天日，在航天日来临之际，“东方慧眼”智能遥感星座项目在武汉大学宣布正式启动，作为“东方慧眼”星座的首颗遥感科学实验卫星——“珞珈三号01星”，手机用户可以通过手机APP与卫星联系，实现卫星拍照、导航和通讯一体化，普通人用手机“玩”卫星的时代不远了。下列关于信息和能源的说法中错误的是(

)A.卫星与手机之间的信息传递是靠电磁波实现的

B.卫星发射的电磁波频率越高，在空气中传播的速度越大

C.卫星发射的电磁波频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多

D.卫星上的太阳电池板把太阳能转化成电能，供卫星使用9.用电加热装置对相同质量的a、b、c物质加热，它们的温度随时间变化的图像如图所示，其中a、b为同种物质，使用了不同规格的加热器；a、c使用了相同规格的加热器。不计热量损失，下列对图像的分析错误的是(

)

A.温度T2为a物质的熔点

B.电加热器对物质进行加热的过程中，利用电流做功，将电能转化为内能

C.0～t1中a物质吸收的热量为Q1，0～t2中b物质吸收的热量为Q2，则10.近年来，国家出台了许多有关新能源开发与利用的政策，以保护环境，促进人类的可持续发展。下列选项均为不可再生能源的是(

)A.煤、石油、核能 B.太阳能、地热能、风能

C.电能、地热能、风能 D.核能、水能、生物质能11.用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3min时各记录一次温度，如下表所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3．c加热时间(min)03水的温度(℃)1828油的温度(℃)1843A.这种油的比热容为1.68×103J/(kg⋅℃)

B.这种油的比热容为2.1×103J/(kg⋅12.关于“温室效应”和“热岛效应”的说法中，错误的是(

)

A.由于大气层中二氧化碳的浓度增加，产生了温室效应

B.应对温室效应可采取的有效措施是大力发展低碳经济

C.热岛效应不会给城市和周围乡村的环境带来不利影响

D.改善热岛效应的有效措施是扩大城市绿化面积，增加城市人工水面二、填空题13.在太阳能、风能、水能和煤炭中属于化石能源的是

.化石能源的使用促进了人类社会的发展，但也带来了一些弊端．请举出一个化石能源的使用对环境造成不良影响的例子：

．14.如图所示是小林家的电能表，他家同时使用的用电器总功率不能超过W，他让一盏“220V 100W”的电灯单独正常工作30min，这段时间电能表转盘转了120转，则每消耗1kW⋅h的电能，电能表转盘转______转。我国建有大型核电站，利用核能发电，核能是______能源。(选填“一次”或“二次”)。15.核能是一种______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于______(选填“发电机”“电动机”或“热机”)16.太阳核心处温度很高，是由于大量氢原子______(选填“核聚变”或“核裂变”)反应变成氦原子，释放巨大能量。共享单车在车筐底部覆盖着太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，如图所示，此时在太阳能发电板和蓄电池的电路中，发电板相当于______(选填“电源”、“用电器”或“开关”)。单车骑行到路口时需要观察红绿灯，它告诉人们是该停还是行，这说明光能传递______(选填能量或信息)。17.秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生______或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW⋅h，假设把11×18.如图所示是太阳能热电站的原理图，看图回答下列问题：(1)反射镜的作用是

；太阳能热电站发电受天气影响，阴雨天时，发电的功率将减小，图中能够保证阴天还能发电的装置是

．(2)从集热器到汽轮发电机，发生的能量转化是光能→

能→

能→

能．(3)与火力发电站相比，太阳能热电站的缺点是

．三、实验探究题19.2022年12月，准东至皖南±0千伏特高压直流输电工程获国家优质工程金奖。

(1)电能属于______(选填“一次”或“二次”)能源。电能传输过程中在输电线路上会产生大量的能量损耗，若保持输电功率不变时，输电线路上损耗的功率与输电电压的平方成______(选填“正比”或“反比”)。输电过程中损耗的电能转化成了______能。(传输过程中输电线路电阻可以认为不变)

(2)据国家电网数据统计，2022年国家电网特高压累计输送电能达28346.11亿kW⋅h。这些电能若由一个装机容量为100万千瓦的发电发电，约工作______(选填“30多”、“300多”或“3000多”)年才能完成。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生______(选填“电弧”或“接触”)触电。

(3)特高压输电为直流输电且输电电流非常稳定。在输电导线周围会产生______场，______(选填“会”或“不会”)产生电磁波。为了防止导线互相鞭击，在特高压输电中使用了如图所示的阻尼式间隔棒。阻尼式间隔棒在其活动部件内嵌进耐磨橡胶垫，利用胶垫的阻尼来消耗导线振动能量，进而对导线振动产生阻尼作用。阻尼式间隔棒属于______(选填“绝缘体”“半导体”、“导体”)。20.如图所示，我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置-东方超环(EAST)，在1亿度超高温度下运行10秒时间。

(1)东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核______(选填“聚变”或“裂变”)释放出巨大的能量。

(2)核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，是利用电流的______；要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很高的热量，原因是电流具有______(选填“热效应”或“磁效应”)；用超导材料绕制线