2025年沪粤版九年级物理寒假复习 第25讲 能源与能量守恒定律

第25讲能源与能量守恒定律【学习目标】1．了解人类利用能源的过程，能列举出可再生能源和不可再生能源，了解世界和我国能源消耗的不合理结构及能源储存状况；2．知道太阳能、核能是两种新能源，知道直接利用太阳能的两种途径；3．了解核裂变和核聚变，知道原子弹和氢弹的原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点；4．了解能量存在的多种形式，能列举出能量的转化和转移的实例；5．知道能量守恒定律，了解能量在转移或转化过程中的方向性；6．了解温室效应、酸雨、铅尘的形成过程与危害，知道利用能源的过程中保护环境的重要性。【基础知识】一.能源和能源危机1、人类利用能源的历程：（1）人类从钻木取火中学会了利用薪柴为主要能源，直到19世纪中叶，薪柴在全世界能耗中仍然占75%,这是世界上能源的薪柴时代。（2）蒸汽机的发明引起资本主义国家的工业革命，煤炭成为这场工业革命的动力基础，19世纪后半叶到1900年，世界进入“煤炭时代”。（3）内燃机的出现，电力工业的迅速发展，使得煤炭在能源消耗结构中的比重逐渐下降。1965年，石油在世界能耗中的比例已超过煤炭，世界进入了“石油时代”。（4）目前，人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能……21世纪将是太阳能、核能时期或多元化能源时期。2、能源危机的挑战：（1）不可再生能源：木柴、煤、石油、天然气等一旦被消耗，是不能再生的，这类能源属于不可再生能源。（2）太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等是不会随着开发利用而日益减少的，这类能源可以在自然界里不断地得到，所以属于可再生能源。(3)世界上消耗的能源中，90%以上是不可再生能源。我国的能源消耗以煤炭为主，在能源消耗的结构上，仍存在不科学、不合理的现象。随着国民经济的发展和人口的增长，我国能源的消耗量相应迅速增长，在能源供给和需求方面的矛盾将日益突出。3、凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源4、一次能源和二次能源像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，无法从自、然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。我们今天使用的煤、石油、天然气是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。常见的化石能源有：煤、石油、天然气。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。常见的二次能源有：电能。二.新能源的开发1、太阳能的利用：（1）通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。（2）通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来（3）被海水吸收成为海洋的内能；(4)被人们直接利用，如太阳能热水器、太阳灶等。2、核能：（1）核能：原子核内部蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。（2）核能的释放方式：一是核裂变；二是核聚变。①核裂变：是较重的原子核变为较轻的原子核的一种核反应。②核聚变：是在超高温度条件下，较轻原子核聚合成较重的原子核。3、间接利用太阳能：化石能源（光能化学能）生物质能（光能化学能）4、直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能内能）；太阳能电池（光能电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。5、太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。6、快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。7、核聚变的优势，比核裂变释放的能量更大；无高端核废料，可不对环境构成较大的污染；燃料供应充足。核聚变的劣势，反应要求与技术要求极高，目前，核聚变的应用只限于核爆炸。三.能量的转化与能量守恒1、能量的转移与转化：（1）能量是可以在两个物体之间转移的。如：热水袋取暖、电能的输送等。（2）各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。如：电池的充电过程和放电过程。2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式，能量在转移或转化过程中，能的总量保持不变。这就是能量守恒定律。3、能在转移和转化中的方向性：（1）能量的转化和转移是有方向性的，多数能源在消耗过程中，用一点就少一点，不能再生，（2）尽管在转化过程中能量是守恒的，但总有相当一部分的能量是不能被有效利用的，成为“无用的能量”。因此，节约能源、提高能源的利用率是当务之急。4、我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。四.能源、环境与可持续发展1、温室效应：过量的二氧化碳、氟氯烃（又称氟利昂）等气体排放到大气中后，会聚集成一个温室气体层，使地球表面的辐射热不易向空间散发出去，导致全球的平均温度升高，形成了温室效应。2、酸雨：二氧化硫和氮氧化物排放到大气中，会生成酸性物质，溶在雨水中便成了酸雨。3、铅尘增加：空气中铅的含量增加，将导致儿童智力下降，也易使成年人患高血压、心脏病，中风等疾病。4、能源与可持续发展（1）为了减少能源利用对环境的污染和破坏，做到可持续发展，我们不仅要改进利用传统能源的技术，同时还要着力开发无污染的“绿色能源”。（2）世界各国都十分重视能源利用过程中的环境保护。大自然既不是我们随意盘剥的对象，也不是我们无止境地汲取财富的源泉，而是与我们的生存和发展息息相关的生命共同体。【考点剖析】考点一：能源和能源危机例1．（2021·湖北·宜昌市第六中学九年级期中）天然气是一种清洁燃料，广州市公交车和出租车拟用天然气来代替柴油或汽油。天然气是______（填“可再生”或“不可再生”）能源，它燃烧时释放的内能转化为汽车的______能。已知天然气的热值为7×107J/m3，当出租车某段行程消耗2m3天然气所释放的热量为______J（假设天然气完全燃烧）。考点二：能量的转化与能量守恒例2．（2021·湖北枝江·九年级期中）如图1这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。（1）请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”：______（填“能”、“不能”）；（2）如图2是内燃机的能流图，请你填出图中“？”的内容：______。考点三：环境与可持续发展例3．（2021·江苏高邮·九年级期中）神舟十三号载人飞船与长征二号F运载火箭组合体已于2021年10月16日发射升空。本次发射任务是把3名航天员送上太空，完成为期6个月的在轨驻留任务，参与建设中国空间站。若长征二号F遥十三运载火箭在此次发射任务中，以的推力将起飞质量500t的火箭在50s的时间内推到的高度。已知火箭燃料的热值。（1）火箭在点火升空的过程中，燃料燃烧将______能转化为______能；（2）求火箭发动机推力的平均功率______；（3）在上述过程中共消耗15t燃料，求火箭发动机的效率______？【真题演练】一、填空题1．（2021·山东莱芜·中考真题）（1）高速公路上常常会见到“限速”或“保持车距”的提示牌。对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有______不能及时停住而造成交通事故。炎热的夏日，驾车行驶在平直的高速公路上，常常会看到公路远处似乎有“积水”，“积水”中还有汽车、电线杆等物体的倒影，如图所示；但行驶至该处时“积水”却消失了。这种现象称之为“公路蜃景”，是由于光通过不均匀的空气时发生______形成的。（2）2021年的冬天特别寒冷，早起锻炼的小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了图甲和图乙所示的取暖方式。从改变物体内能的方式来看，小丽是通过______来增加手的内能的，小军是通过______来增加手的内能的。（3）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。（4）每个家庭电路中，都装有图甲所示的仪表，它是用来测量整个家庭电路中所有用电器在一段时间内消耗的______的。有些家用电器的电源线使用图乙所示的三线插头，其中标有“E”的插头的作用是为了方便这些家用电器的金属外壳与______相连。2．（2021·山东淄博·中考真题）创建文明城市，垃圾分类从你我做起。在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，可减少石油资源的开采，石油是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。若燃料油的热值为3.15×107J/kg，完全燃烧________kg燃料油可放出热量6.3×107J，这些热量全部被质量为300kg、温度为20℃的水吸收，可使水的温度升高______℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]3．（2021·山东威海·中考真题）2021年5月15日，天问一号着陆巡视器“祝融号”登陆火星，其利用太阳能电池板获得的电能属于______能源（选填“一次”或“二次”）；太阳能实际上是太阳内部发生______（选填“核聚变”或“核裂变”）释放的核能。二、单选题4．（2021·山东莱芜·中考真题）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能。太阳能转化为其他形式能的方式有三种：光热转换、光电转换和光化转换。也就是说，目前人们无法直接将太阳能转化为（）A．机械能 B．内能 C．化学能 D．电能5．（2021·山东日照·中考真题）下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（）A．太阳能、地热能、核能都是可再生能源B．原子弹是根据可以控制的核聚变工作的C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源D．能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源6．（2021·湖北天门·中考真题）城市交通指示灯大量使用了太阳能。白天，太阳能电池板除了将一部分太阳能给交通指示灯供电外，还将多余的太阳能给蓄电池充电；夜晚蓄电池给交通指示灯供电。此过程中关于能源及能量转化的说法正确的是（）A．太阳能是可再生能源B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能C．夜晚蓄电池将电能转化为化学能D．交通指示灯将光能转化为电能【过关检测】一、填空题1．（2022·全国·九年级单元测试）为了缓解电力紧张，海南昌江推进核电站的建设，核电站利用核能的途径是可控制的核______（选填“裂变”或“聚变”），核能属于______（选填“可”或“不可”）再生能源。2．（2022·全国·九年级单元测试）我们听到的风声是由______振动产生的，风能可以在自然界里源源不断地得到，风能属于______（选填“一次”或“二次”）能源。3．（2021·全国·九年级课前预习）小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。4．（2021·全国·九年级课前预习）2021年6月，“张北柔性直流电网”成功组网。这项工程是北京冬奥会重点配套工程，投运后，场馆将使用绿色清洁电能。假如你是这项工程的设计师，会从煤炭、太阳能、核能、天然气中选择将___________这种可再生能源转化为电能。将来若能在输送电能方面采用___________（选填“纳米材料”、“半导体材料”或“超导材料”），就可以避免电流的热效应引起的电能损耗。二、单选题5．（2022·全国·九年级单元测试）人和动物从食物中获取的能量属于（）A．热能 B．贮存能 C．化学能 D．机械能6．（2022·全国·九年级单元测试）关于能量，下列说法正确的是（）A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性7．（2022·全国·九年级单元测试）下列实例与能量转化相对应正确的是（）A．汽油燃烧：化学能转化为内能B．太阳能电池：太阳能转化为化学能C．热机中的做功冲程：利用机械能转化为内能D．光滑斜面上的小球自由滚下：机械能转化为内能8．（2022·全国·九年级单元测试）如图所示是广泛使用的“风光互补”景观节能灯，可以同时利用太阳能、风能发电；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．太阳能电池板是将光能转化为电能B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能三、综合题9．（2021·全国·九年级单元测试）阅读短文，回答问题：为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能。这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示。在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站。已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×103W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×109Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%。（1）太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的______（选填“核聚变”或“核裂变”）。（2）太阳能电站相对于地面接收站是_________（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是___________W。（3）试计算在输电过程中所使用的微波的波长。（________）10．（2021·全国·九年级课前预习）阅读短文，回答问题人造太阳目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。“人造太阳”非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。（1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是______；（2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是（____）；A．无法消除核聚变产生核的污染B．无法实现核聚变反应C．无法控制核聚变反应的速度（3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：______（请写出其中一种）；（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有______特点；（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是______；（6）目前人类利用最多的核聚变能量来自______聚变方式。

第25讲能源与能量守恒定律【学习目标】1．了解人类利用能源的过程，能列举出可再生能源和不可再生能源，了解世界和我国能源消耗的不合理结构及能源储存状况；2．知道太阳能、核能是两种新能源，知道直接利用太阳能的两种途径；3．了解核裂变和核聚变，知道原子弹和氢弹的原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点；4．了解能量存在的多种形式，能列举出能量的转化和转移的实例；5．知道能量守恒定律，了解能量在转移或转化过程中的方向性；6．了解温室效应、酸雨、铅尘的形成过程与危害，知道利用能源的过程中保护环境的重要性。【基础知识】一.能源和能源危机1、人类利用能源的历程：（1）人类从钻木取火中学会了利用薪柴为主要能源，直到19世纪中叶，薪柴在全世界能耗中仍然占75%,这是世界上能源的薪柴时代。（2）蒸汽机的发明引起资本主义国家的工业革命，煤炭成为这场工业革命的动力基础，19世纪后半叶到1900年，世界进入“煤炭时代”。（3）内燃机的出现，电力工业的迅速发展，使得煤炭在能源消耗结构中的比重逐渐下降。1965年，石油在世界能耗中的比例已超过煤炭，世界进入了“石油时代”。（4）目前，人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能……21世纪将是太阳能、核能时期或多元化能源时期。2、能源危机的挑战：（1）不可再生能源：木柴、煤、石油、天然气等一旦被消耗，是不能再生的，这类能源属于不可再生能源。（2）太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等是不会随着开发利用而日益减少的，这类能源可以在自然界里不断地得到，所以属于可再生能源。(3)世界上消耗的能源中，90%以上是不可再生能源。我国的能源消耗以煤炭为主，在能源消耗的结构上，仍存在不科学、不合理的现象。随着国民经济的发展和人口的增长，我国能源的消耗量相应迅速增长，在能源供给和需求方面的矛盾将日益突出。3、凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源4、一次能源和二次能源像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，无法从自、然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。我们今天使用的煤、石油、天然气是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。常见的化石能源有：煤、石油、天然气。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。常见的二次能源有：电能。二.新能源的开发1、太阳能的利用：（1）通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。（2）通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来（3）被海水吸收成为海洋的内能；(4)被人们直接利用，如太阳能热水器、太阳灶等。2、核能：（1）核能：原子核内部蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。（2）核能的释放方式：一是核裂变；二是核聚变。①核裂变：是较重的原子核变为较轻的原子核的一种核反应。②核聚变：是在超高温度条件下，较轻原子核聚合成较重的原子核。3、间接利用太阳能：化石能源（光能化学能）生物质能（光能化学能）4、直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能内能）；太阳能电池（光能电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。5、太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。6、快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。7、核聚变的优势，比核裂变释放的能量更大；无高端核废料，可不对环境构成较大的污染；燃料供应充足。核聚变的劣势，反应要求与技术要求极高，目前，核聚变的应用只限于核爆炸。三.能量的转化与能量守恒1、能量的转移与转化：（1）能量是可以在两个物体之间转移的。如：热水袋取暖、电能的输送等。（2）各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。如：电池的充电过程和放电过程。2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式，能量在转移或转化过程中，能的总量保持不变。这就是能量守恒定律。3、能在转移和转化中的方向性：（1）能量的转化和转移是有方向性的，多数能源在消耗过程中，用一点就少一点，不能再生，（2）尽管在转化过程中能量是守恒的，但总有相当一部分的能量是不能被有效利用的，成为“无用的能量”。因此，节约能源、提高能源的利用率是当务之急。4、我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。四.能源、环境与可持续发展1、温室效应：过量的二氧化碳、氟氯烃（又称氟利昂）等气体排放到大气中后，会聚集成一个温室气体层，使地球表面的辐射热不易向空间散发出去，导致全球的平均温度升高，形成了温室效应。2、酸雨：二氧化硫和氮氧化物排放到大气中，会生成酸性物质，溶在雨水中便成了酸雨。3、铅尘增加：空气中铅的含量增加，将导致儿童智力下降，也易使成年人患高血压、心脏病，中风等疾病。4、能源与可持续发展（1）为了减少能源利用对环境的污染和破坏，做到可持续发展，我们不仅要改进利用传统能源的技术，同时还要着力开发无污染的“绿色能源”。（2）世界各国都十分重视能源利用过程中的环境保护。大自然既不是我们随意盘剥的对象，也不是我们无止境地汲取财富的源泉，而是与我们的生存和发展息息相关的生命共同体。【考点剖析】考点一：能源和能源危机例1．（2021·湖北·宜昌市第六中学九年级期中）天然气是一种清洁燃料，广州市公交车和出租车拟用天然气来代替柴油或汽油。天然气是______（填“可再生”或“不可再生”）能源，它燃烧时释放的内能转化为汽车的______能。已知天然气的热值为7×107J/m3，当出租车某段行程消耗2m3天然气所释放的热量为______J（假设天然气完全燃烧）。【答案】不可再生机械【解析】[1]煤、石油、天然气属化石能源，随着使用不断减少，短时间内从自然界得不到补充，因此属于不可再生能源。[2]天然气在燃烧时，燃料的化学能转化成内能，内能又转化为汽车的机械能。[3]天然气完全燃烧放出的热量考点二：能量的转化与能量守恒例2．（2021·湖北枝江·九年级期中）如图1这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。（1）请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”：______（填“能”、“不能”）；（2）如图2是内燃机的能流图，请你填出图中“？”的内容：______。【答案】不能散热损失【解析】（1）[1]不能。由于从上面流到下面水池过程中，用来打磨物体消耗能量，还有一部分重力势能转化为掉入水池中的水的动能，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中。即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一段时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”。（2）[2]因为热机的大量能量会通过散热的方式损耗，因此图中“？”的内容表示散热损失。考点三：环境与可持续发展例3．（2021·江苏高邮·九年级期中）神舟十三号载人飞船与长征二号F运载火箭组合体已于2021年10月16日发射升空。本次发射任务是把3名航天员送上太空，完成为期6个月的在轨驻留任务，参与建设中国空间站。若长征二号F遥十三运载火箭在此次发射任务中，以的推力将起飞质量500t的火箭在50s的时间内推到的高度。已知火箭燃料的热值。（1）火箭在点火升空的过程中，燃料燃烧将______能转化为______能；（2）求火箭发动机推力的平均功率______；（3）在上述过程中共消耗15t燃料，求火箭发动机的效率______？【答案】化学内【解析】（1）[1][2]燃料具有化学能，燃料燃烧时将化学能转化为内能。（2）[3]火箭发动机推力的平均功率为（3）[4]燃料完全燃烧放出的热量为火箭做的有用功为火箭发动机的效率为【真题演练】一、填空题1．（2021·山东莱芜·中考真题）（1）高速公路上常常会见到“限速”或“保持车距”的提示牌。对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有______不能及时停住而造成交通事故。炎热的夏日，驾车行驶在平直的高速公路上，常常会看到公路远处似乎有“积水”，“积水”中还有汽车、电线杆等物体的倒影，如图所示；但行驶至该处时“积水”却消失了。这种现象称之为“公路蜃景”，是由于光通过不均匀的空气时发生______形成的。（2）2021年的冬天特别寒冷，早起锻炼的小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了图甲和图乙所示的取暖方式。从改变物体内能的方式来看，小丽是通过______来增加手的内能的，小军是通过______来增加手的内能的。（3）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。（4）每个家庭电路中，都装有图甲所示的仪表，它是用来测量整个家庭电路中所有用电器在一段时间内消耗的______的。有些家用电器的电源线使用图乙所示的三线插头，其中标有“E”的插头的作用是为了方便这些家用电器的金属外壳与______相连。【答案】惯性折射热传递做功可再生裂变电能大地（或“地”或“地线”）【解析】（1）[1]惯性是物体保持原有运动状态不变的性质，对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具惯性不能及时停住而造成交通事故。[2]光由一种介质斜射入另一种介质（或在同种不均匀介质中斜射）时传播方向会发生改变。“公路蜃景”，是由于光通过不均匀的空气时发生折射形成的。（2）[3]小丽是哈气取暖，水蒸气液化放热，手吸热，是通过热传递来增加手的内能的。[4]小军是两手互搓取暖，是摩擦生热，通过做功来增加手的内能的。（3）[5]不可再生能源是须经地质年代才能形成而短期内无法再生的一次能源，可再生能源是能够不断得到补充以供使用的一次能源。水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属可再生能源。[6]核电站是利用能够控制的原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的，核电站是利用原子核裂变释放的能量来发电的。（4）[7]电能表测量电能的仪器。电能表上电功的单位是，电能表的计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内消耗的电能。[8]大地是导体,三线插头中标有“E”的插头的作用是为了方便这些家用电器的金属外壳与大地相连，从而防止触电。2．（2021·山东淄博·中考真题）创建文明城市，垃圾分类从你我做起。在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，可减少石油资源的开采，石油是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。若燃料油的热值为3.15×107J/kg，完全燃烧________kg燃料油可放出热量6.3×107J，这些热量全部被质量为300kg、温度为20℃的水吸收，可使水的温度升高______℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]【答案】不可再生250【解析】[1]天然气、石油、煤炭和核能是短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。[2]由知道，燃料的质量[3]由知道，水的温度升高3．（2021·山东威海·中考真题）2021年5月15日，天问一号着陆巡视器“祝融号”登陆火星，其利用太阳能电池板获得的电能属于______能源（选填“一次”或“二次”）；太阳能实际上是太阳内部发生______（选填“核聚变”或“核裂变”）释放的核能。【答案】二次核聚变【解析】[1]电能是由其它形式的能转化而来的，是二次能源。[2]太阳像一个巨大的火球，它在不断地向外释放巨大的能量，在太阳内部时刻都在发生核聚变。二、单选题4．（2021·山东莱芜·中考真题）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能。太阳能转化为其他形式能的方式有三种：光热转换、光电转换和光化转换。也就是说，目前人们无法直接将太阳能转化为（）A．机械能 B．内能 C．化学能 D．电能【答案】A【解析】光热转换是把光能转化为内能，光电转换是把光能转化为电能，光化转换是把光能转化为化学能。也就是说，目前人们无法直接将太阳能转化为机械能。A符合题意，BCD不符合题意。故选A。5．（2021·山东日照·中考真题）下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（）A．太阳能、地热能、核能都是可再生能源B．原子弹是根据可以控制的核聚变工作的C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源D．能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源【答案】D【解析】A．太阳能、地热能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，核能使用后短时间内不能得到补充，是不可再生能源，故A错误；B．原子弹是根据可以控制的核裂变工作的，故B错误；C．大量使用化石能源会造成大气污染，因此应该控制化石能源的开采和利用，不能禁止，故C错误；D．能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需要节约能源，故D正确。故选D。6．（2021·湖北天门·中考真题）城市交通指示灯大量使用了太阳能。白天，太阳能电池板除了将一部分太阳能给交通指示灯供电外，还将多余的太阳能给蓄电池充电；夜晚蓄电池给交通指示灯供电。此过程中关于能源及能量转化的说法正确的是（）A．太阳能是可再生能源B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能C．夜晚蓄电池将电能转化为化学能D．交通指示灯将光能转化为电能【答案】A【解析】A．太阳能是一种既相对清洁，又取之不尽的能源，属于可再生能源，故A正确；B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故B错误；C．夜晚蓄电池给交通指示灯供电，蓄电池将化学通转化为电能，故C错误；D．交通指示灯将电能转化为光能，故D错误。故选A。【过关检测】一、填空题1．（2022·全国·九年级单元测试）为了缓解电力紧张，海南昌江推进核电站的建设，核电站利用核能的途径是可控制的核______（选填“裂变”或“聚变”），核能属于______（选填“可”或“不可”）再生能源。【答案】裂变不可【解析】[1]核电站是利用核裂变反应所释放的能量产生电能的发电厂。[2]核能属于一旦消耗就很难再生的能源，是不可再生能源。2．（2022·全国·九年级单元测试）我们听到的风声是由______振动产生的，风能可以在自然界里源源不断地得到，风能属于______（选填“一次”或“二次”）能源。【答案】空气一次【解析】[1]声音由物体振动产生，我们听到的风声是由空气振动产生的。[2]化石能源这样可以直接从自然界获得的能源，称为一次能源；必须通过消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源，由于风能可以直接从自然界获得，所以，属于一次能源。3．（2021·全国·九年级课前预习）小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。【答案】太阳能（光能）转化为电能化学能转化为电能【解析】[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。4．（2021·全国·九年级课前预习）2021年6月，“张北柔性直流电网”成功组网。这项工程是北京冬奥会重点配套工程，投运后，场馆将使用绿色清洁电能。假如你是这项工程的设计师，会从煤炭、太阳能、核能、天然气中选择将___________这种可再生能源转化为电能。将来若能在输送电能方面采用___________（选填“纳米材料”、“半导体材料”或“超导材料”），就可以避免电流的热效应引起的电能损耗。【答案】太阳能超导材料【解析】[1]太阳能是清洁无污染的可再生能源，我们可以将太阳能转化为电能，供我们使用。[2]超导材料由于电阻为零，所以不产生电热，用作输电导线没有电能损耗。二、单选题5．（2022·全国·九年级单元测试）人和动物从食物中获取的能量属于（）A．热能 B．贮存能 C．化学能 D．机械能【答案】C【解析】食物中的能量以化学能的方式贮存，在体内通过分解食物释放其化学能，一部分化学能，在体内转化为热能。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。6．（2022·全国·九年级单元测试）关于能量，下列说法正确的是（）A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性【答案】B【解析】A．一切物体都具有内能，静止的物体也有内能，故静止的物体也有能量，故A错误；B．自然界中的各种能量可以相互转化的，且总量不变，火力发电厂就是将煤炭燃烧释放的能量转化为电能，故B正确；C．风能和核能属于一次能源，直接从自然界获得，而电能不属于一次能源，通常是由其他形式的能转化而来，风能、电能、核能都与太阳无关，故C错误；D．不同形式的能量之间可以相互转化，在转化过程中一部分能量不能被收集起来重新利用，能量转化向减少的方向，因此能量的转移、转化具有方向性，故D错误。故选B。7．（2022·全国·九年级单元测试）下列实例与能量转化相对应正确的是（）A．汽油燃烧：化学能转化为内能B．太阳能电池：太阳能转化为化学能C．热机中的做功冲程：利用机械能转化为内能D．光滑斜面上的小球自由滚下：机械能转化为内能【答案】A【解析】A．汽油燃烧时，通过化学变化将自身的化学能转化为内能，故A正确；B．太阳能电池在工作时，将太阳能转化为电能，故B错误；C．热机中的做功冲程，高温高压气体推动活塞向下运动，把内能转化为机械能，故C错误；D．光滑斜面上的小球自由滚下，因斜面没有摩擦，机械能不会转化为内能，故D错误。故选A。8．（2022·全国·九年级单元测试）如图所示是广泛使用的“风光互补”景观节能灯，可以同时利用太阳能、风能发电；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．太阳能电池板是将光能转化为电能B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能【答案】A【解析】A．太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能储存起来，故A符合题意；BC．小风扇是风力发电机，将机械能转化电能，而不是用来给太阳能电池板散热的，故BC不符合题意；D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D不符合题意。故选A。三、综合题9．（2021·全国·九年级单元测试）阅读短文，回答问题：为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能。这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示。在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站。已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×103W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×109Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%。（1）太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的______（选填“核聚变”或“核裂变”）。（2）太阳能电站相对于地面接收站是_________（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的