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第22.1讲 能源与可持续发展【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义
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知识点1：能源
煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源，我们称为一次能源。风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源。由于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，所以称电能这样的能源为二次能源。
【典例探究】研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务。能源按不同的分类方式可进行不同的分类。下列四组能源中，能归入如图所示阴影部分的一组是（ ）
A.煤炭、地热能、沼气 B.太阳能、风能、海洋能
C.水能、木柴、天然气 D.石油、海洋能、核能
【答案】B
【解析】图中阴影部分说明在不同角度的划分下，这种能源同属于三种不同类别的能源。只有B选项中的太阳能、风能、海洋能满足图中三种能源的划分方式。
知识点2：核能
核能：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。
链式反应：用中子轰击铀235 原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是裂变中的链式反应。
热核反应：如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子
和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能，这就是聚变，有时把聚变也称为热核反应。
【典例探究】下列关于能源与材料，说法不正确的是（ ）
A．超导材料可以用来输电，减少电能损耗
B．核电站的核反应堆是利用核聚变原理
C．石墨是导体
D．漂亮又节能的LED灯的核心部件材料是半导体，它的导电性能介于导体与绝缘体之间
【答案】B
【解析】A．超导材料电阻为零，在通电时不发热，用超导材料制造输电线可以大大降低电能损耗，故A正确，不符合题意；
B．核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变，故B错误，符合题意；
C．石墨容易导电是导体，故C正确，不符合题意；
D．半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指导电性可受控制范围可从绝缘体到导体之间的材料。发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性。故D正确，不符合题意。
故选B。
知识点3：太阳能
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。今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。
人类除了间接利用存贮在化石燃料中的太阳能外，还设法直接利用太阳能。目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。
太阳能电池可以将太阳能转化为电能，供我们使用。太阳能电池具有使用寿命较长、没有污染的优点，但是，它的成本较高，而且每个太阳能电池产生的电压较低。太阳能电池目前主要在航空、航天、通信等领域中应用；在日常生活中也用于照明、计算器、手表等耗电少、工作电压低的用电器。
【典例探究】光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种技术。
（1）光伏发电的关键元件是太阳能电池，太阳能来源于内部氢原子核______（选填裂变或聚变），得到的电能属于______次能源，其能量转化与风力发电机______（选填相同或不同）；
（2）太阳能电池使用的半导体材料主要是______（选填铁硅或银 ），太阳能电池经过串联后进行封装可形成大面积的太阳能电池组件，100块2V的太阳能电池组件输出电压为______V；
（3）某大学2MW（1 MW=1×106 W）太阳能屋顶光伏发电项目建成，若每天有效光照时间为 4h，年发电量约______（选填3×104、3×106或3×108）kW·h。
【答案】 聚变 二 不同 硅 200 3×106
【解析】（1）[1]太阳能是太阳内部的氢原子核在超高温下发生聚变释放出的巨大核能。
[2]电能靠消耗一次能源得到属于二次能源。
[3]光伏发电是光能转化为电能，风力发电是机械能转化为电能，故不一样。
（2）[4]硅是半导体，银是导体。
[5]根据串联分压可知，100块2V的太阳能电池组件输出电压为200V。
（3）[6]年发电量
知识点4：能源和可持续发展
涉及热现象的能量转化过程是有方向性、不可逆的，消耗掉的内能不能被收集起来再利用。实际上，能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
保护环境，控制和消除大气污染，已经成为当前世界需要解决的重要课题。我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染。总之，人类不应当无限制地向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保持与自然、环境的和谐与平衡。
可再生能源和不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它们称为可再生能源。
【典例探究】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。
【答案】 原子核 C 石油（或煤，或天然气） 耐高温 超导体 引力约束
【解析】（1）[1]原子由原子核和核外电子组成，而原子的大部分质量集中在原子核上。
（2）[2]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，人类能制造氢弹说明可以实现核聚变反应，所以核聚变到目前为止不可控的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。
（3）[3]化石能源指的是石油（或煤，或天然气）。
（4）[4] “人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤，故需要耐高温。
（5）[5]实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是即电流比较大，磁场强，电压一定时，电阻最好为零，电流才能更大，故最好是超导体材料。
（6）[6]目前人类利用最多的核聚变能量来太阳，太阳就是典型的引力约束聚变。
一、单选题
1．（2023上·九年级校联考课前预习）“玲龙一号”是中国研发、全球首创的陆上商用小型核能发电装置，核能属于（ ）
①可再生能源 ②不可再生能源 ③常规能源 ④新能源
A．①③B．①④C．②③D．②④
2．（2023上·九年级校联考课前预习）威海依山傍海，能源发展区位优势明显，境内有多种类型的发电站，其中利用不可再生能源发电的是（ ）
A．分布式光伏电站 B．高温气冷堆核电站 C．潮汐发电站 D．风力发电站
3．（2023·山东菏泽·统考中考真题）关于能源与信息，下列说法正确的是（ ）
A．电力、焦炭属于一次能源
B．核能不属于清洁型绿色能源
C．超声波只能传递能量，不能传递信息
D．北斗导航系统是利用电磁波传递信息的
4．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）下列关于能源和材料的说法不正确的是（ ）
A．石油、天然气和太阳能都是不可再生能源
B．半导体材料是制造集成电路的重要材料
C．超导材料、纳米材料是性能更好、更有价值的新材料
D．核电站使用过的核废料必须谨慎处理， 不能随意排放
二、填空题
5．（2023·山东聊城·统考中考真题）太阳能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。“人造太阳”不是建在天上的另一个太阳，而是科学家们在地球上建造的一座装置。它如同太阳一样，利用氢原子核在超高温下发生 （选填“裂变”或“聚变”），来源源不断地释放能量。
6．（2023·山东济南·统考中考真题）2022年12月，全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组、引领世界水电的超级工程——白鹤滩水电站（如图）全部机组投产发电，成为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站和清洁能源生产基地。所谓水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成 的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于 （选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。
7．（2023·吉林长春·统考中考真题）我国红沿河核电站核能供暖示范项目，利用核能发电的同时实现了清洁供暖。
（1）核电站利用原子核 （选填“聚变”或“裂变”）释放的核能发电；
（2）核电站利用发电过程中产生的余热进行供暖，提高了能量的利用率。供暖时，用水做输运能量的介质，是因为水的 大；
（3）在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。但是在供暖过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，这一现象说明能量的转移具有 。
8．（2023·山东滨州·统考中考真题）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船与中国空间站天和核心舱径向端口完成自主快速交会对接，空间站应用与发展阶段首次载人发射任务取得圆满成功，地面指挥中心与空间站是通过 传递信息的。空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电，太阳能是 （选填“一次”或“二次”）能源。
9．（2023·甘肃武威·统考中考真题）汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能，这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 性的，但在能量的转化和转移过程中，能的总量 （选填“不断减少”、“保持不变”或“不断增加”）。
10．（2023·重庆·统考中考真题）新能源太阳灶是一种烧水做饭的器具，太阳灶烧水时将太阳能转化为水的 能；将2kg的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]
一、单选题
1．（2023上·九年级校联考课前预习）下列有关新能源与新材料的说法中正确的是（ ）
A．通常用来制作光纤的材料属于绝缘体
B．手机芯片都是用超导材料制成的高度集成电路
C．目前的核动力航空母舰都是通过原子核聚变来获取能量的
D．空间站上的太阳能电池板主要将太阳能转化为内能
2．（2023·广西玉林·统考模拟预测）如图是几种不同类型的发电站，这些电站利用不可再生能源发电的有（ ）
A．①④B．①C．②③D．②④
3．（2023·河南南阳·统考三模）我国正在进行能源战略布局：在西北推广太阳能发电；在西南开发水能资源；在东南沿海建设核电站；远距离输电采用智能特高压技术。下列说法中正确的是（ ）
A．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的
B．高压输电的指示灯使用的发光二极管主要是导体制成的
C．采用特高压输电是因为我国的特高压输电技术先进
D．太阳能是不可再生能源
4．（2023·江苏无锡·统考二模）下列做法符合“绿色环保，节能减排”理念的是（ ）
A．电器长期处于待机状态
B．教室无人时要及时关灯
C．废旧电池随意丢弃
D．夏天，将空调温度调到最低
5．（2023·山东菏泽·统考二模）人类的发展离不开能源，为构建清洁低碳能源体系，中国力争在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这是我国对世界人民做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中不正确的是（ ）
A．能量之间可以在一定条件下相互转化，能量的转化有方向性
B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一
C．电能因为使用方便快捷，几乎遍及人们的生活，电能是一次能源
D．风能、水能、太阳能都是清洁能源
二、填空题
6．（2023·陕西西安·陕西师大附中校考三模）垃圾填埋气发电厂采用科学方法，使垃圾填埋后发酵产生沼气，并利用收集的沼气来发电。电能是 能源（选填“一次”或“二次”）。若每吨填埋垃圾可产生沼气150m3，这些沼气完全燃烧可产生的热量为 J。如果利用这些能量可以发电250kW∙h，则该沼气发电的效率为 。（已知）
7．（2023·吉林长春·统考二模）2023年贺岁大片《流浪地球2》，有网友概括为“太阳要完了，地球要跑了”，太阳能属于 再生能源。在太阳内部，发生 （填“核裂变”或“核聚变”）产生光和热。光能和内能这些能量却不能再自发地转化为核能，这一现象说明能量转化具有 。
8．（2023·山东济南·统考二模）2023年4月12日21时，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世器纪录。如图所示，“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为 ，从而获得上亿度的高温。
9．（2023·江苏扬州·校联考二模）如图甲所示，用两个玻璃杯做“棉纱滴水实验”，过一段时间后 （a/b）杯中的棉纱末端有水滴出。图乙为某轿车输出的能量与输入能量之间的关系图，图中损失的化学能可以使质量为8kg的水温度升高 ℃[水的比热容为4.2×103 J/（kg⋅℃）]。轿车刹车时，由于摩擦，轿车损失的机械能不能自动地集起来再次开动轿车，这说明能量的转化和转移具有 。
10．（2023·辽宁沈阳·沈阳市第一二六中学校考三模）三峡大坝主要利用了长江水能发电，在这个过程中电能属于 次能源；三峡大坝的正常蓄水位为175m，则距离坝底为20m的某处受到水的压强为 Pa。
11．（2023·河北石家庄·校考三模）如图楼顶上的太阳能集热器为用户提供热水，这是通过 方式（选填“做功”或者“热传递”）增大水的内能。太阳能是可再生能源，清洁无污染，太阳内部氢原子核发生核 释放出巨大的能量。某型号太阳能集热器水箱内的水为120L，当太阳照射一段时间后，水箱内的水从20℃升高到50℃，则水吸收的热量为 J。【水的密度水=1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）】。
三、简答题
12．（2023·江苏扬州·统考一模）如图是小明总结的思维图的一部分，请你帮助小明补全空缺。
知识点1：能源
煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源，我们称为一次能源。风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源。由于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，所以称电能这样的能源为二次能源。
【典例探究】研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务。能源按不同的分类方式可进行不同的分类。下列四组能源中，能归入如图所示阴影部分的一组是（ ）
A.煤炭、地热能、沼气 B.太阳能、风能、海洋能
C.水能、木柴、天然气 D.石油、海洋能、核能
【答案】B
【解析】图中阴影部分说明在不同角度的划分下，这种能源同属于三种不同类别的能源。只有B选项中的太阳能、风能、海洋能满足图中三种能源的划分方式。
知识点2：核能
核能：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。
链式反应：用中子轰击铀235 原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是裂变中的链式反应。
热核反应：如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子
和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能，这就是聚变，有时把聚变也称为热核反应。
【典例探究】下列关于能源与材料，说法不正确的是（ ）
A．超导材料可以用来输电，减少电能损耗
B．核电站的核反应堆是利用核聚变原理
C．石墨是导体
D．漂亮又节能的LED灯的核心部件材料是半导体，它的导电性能介于导体与绝缘体之间
【答案】B
【解析】A．超导材料电阻为零，在通电时不发热，用超导材料制造输电线可以大大降低电能损耗，故A正确，不符合题意；
B．核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变，故B错误，符合题意；
C．石墨容易导电是导体，故C正确，不符合题意；
D．半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指导电性可受控制范围可从绝缘体到导体之间的材料。发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性。故D正确，不符合题意。
故选B。
知识点3：太阳能
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。今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。
人类除了间接利用存贮在化石燃料中的太阳能外，还设法直接利用太阳能。目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。
太阳能电池可以将太阳能转化为电能，供我们使用。太阳能电池具有使用寿命较长、没有污染的优点，但是，它的成本较高，而且每个太阳能电池产生的电压较低。太阳能电池目前主要在航空、航天、通信等领域中应用；在日常生活中也用于照明、计算器、手表等耗电少、工作电压低的用电器。
【典例探究】光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种技术。
（1）光伏发电的关键元件是太阳能电池，太阳能来源于内部氢原子核______（选填裂变或聚变），得到的电能属于______次能源，其能量转化与风力发电机______（选填相同或不同）；
（2）太阳能电池使用的半导体材料主要是______（选填铁硅或银 ），太阳能电池经过串联后进行封装可形成大面积的太阳能电池组件，100块2V的太阳能电池组件输出电压为______V；
（3）某大学2MW（1 MW=1×106 W）太阳能屋顶光伏发电项目建成，若每天有效光照时间为 4h，年发电量约______（选填3×104、3×106或3×108）kW·h。
【答案】 聚变 二 不同 硅 200 3×106
【解析】（1）[1]太阳能是太阳内部的氢原子核在超高温下发生聚变释放出的巨大核能。
[2]电能靠消耗一次能源得到属于二次能源。
[3]光伏发电是光能转化为电能，风力发电是机械能转化为电能，故不一样。
（2）[4]硅是半导体，银是导体。
[5]根据串联分压可知，100块2V的太阳能电池组件输出电压为200V。
（3）[6]年发电量
知识点4：能源和可持续发展
涉及热现象的能量转化过程是有方向性、不可逆的，消耗掉的内能不能被收集起来再利用。实际上，能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
保护环境，控制和消除大气污染，已经成为当前世界需要解决的重要课题。我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染。总之，人类不应当无限制地向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保持与自然、环境的和谐与平衡。
可再生能源和不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它们称为可再生能源。
【典例探究】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。
【答案】 原子核 C 石油（或煤，或天然气） 耐高温 超导体 引力约束
【解析】（1）[1]原子由原子核和核外电子组成，而原子的大部分质量集中在原子核上。
（2）[2]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，人类能制造氢弹说明可以实现核聚变反应，所以核聚变到目前为止不可控的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。
（3）[3]化石能源指的是石油（或煤，或天然气）。
（4）[4] “人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤，故需要耐高温。
（5）[5]实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是即电流比较大，磁场强，电压一定时，电阻最好为零，电流才能更大，故最好是超导体材料。
（6）[6]目前人类利用最多的核聚变能量来太阳，太阳就是典型的引力约束聚变。
一、单选题
1．（2023上·九年级校联考课前预习）“玲龙一号”是中国研发、全球首创的陆上商用小型核能发电装置，核能属于（ ）
①可再生能源 ②不可再生能源 ③常规能源 ④新能源
A．①③B．①④C．②③D．②④
2．（2023上·九年级校联考课前预习）威海依山傍海，能源发展区位优势明显，境内有多种类型的发电站，其中利用不可再生能源发电的是（ ）
A．分布式光伏电站 B．高温气冷堆核电站 C．潮汐发电站 D．风力发电站
3．（2023·山东菏泽·统考中考真题）关于能源与信息，下列说法正确的是（ ）
A．电力、焦炭属于一次能源
B．核能不属于清洁型绿色能源
C．超声波只能传递能量，不能传递信息
D．北斗导航系统是利用电磁波传递信息的
4．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）下列关于能源和材料的说法不正确的是（ ）
A．石油、天然气和太阳能都是不可再生能源
B．半导体材料是制造集成电路的重要材料
C．超导材料、纳米材料是性能更好、更有价值的新材料
D．核电站使用过的核废料必须谨慎处理， 不能随意排放
二、填空题
5．（2023·山东聊城·统考中考真题）太阳能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。“人造太阳”不是建在天上的另一个太阳，而是科学家们在地球上建造的一座装置。它如同太阳一样，利用氢原子核在超高温下发生 （选填“裂变”或“聚变”），来源源不断地释放能量。
6．（2023·山东济南·统考中考真题）2022年12月，全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组、引领世界水电的超级工程——白鹤滩水电站（如图）全部机组投产发电，成为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站和清洁能源生产基地。所谓水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成 的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于 （选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。
7．（2023·吉林长春·统考中考真题）我国红沿河核电站核能供暖示范项目，利用核能发电的同时实现了清洁供暖。
（1）核电站利用原子核 （选填“聚变”或“裂变”）释放的核能发电；
（2）核电站利用发电过程中产生的余热进行供暖，提高了能量的利用率。供暖时，用水做输运能量的介质，是因为水的 大；
（3）在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。但是在供暖过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，这一现象说明能量的转移具有 。
8．（2023·山东滨州·统考中考真题）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船与中国空间站天和核心舱径向端口完成自主快速交会对接，空间站应用与发展阶段首次载人发射任务取得圆满成功，地面指挥中心与空间站是通过 传递信息的。空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电，太阳能是 （选填“一次”或“二次”）能源。
9．（2023·甘肃武威·统考中考真题）汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能，这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 性的，但在能量的转化和转移过程中，能的总量 （选填“不断减少”、“保持不变”或“不断增加”）。
10．（2023·重庆·统考中考真题）新能源太阳灶是一种烧水做饭的器具，太阳灶烧水时将太阳能转化为水的 能；将2kg的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]
一、单选题
1．（2023上·九年级校联考课前预习）下列有关新能源与新材料的说法中正确的是（ ）
A．通常用来制作光纤的材料属于绝缘体
B．手机芯片都是用超导材料制成的高度集成电路
C．目前的核动力航空母舰都是通过原子核聚变来获取能量的
D．空间站上的太阳能电池板主要将太阳能转化为内能
2．（2023·广西玉林·统考模拟预测）如图是几种不同类型的发电站，这些电站利用不可再生能源发电的有（ ）
A．①④B．①C．②③D．②④
3．（2023·河南南阳·统考三模）我国正在进行能源战略布局：在西北推广太阳能发电；在西南开发水能资源；在东南沿海建设核电站；远距离输电采用智能特高压技术。下列说法中正确的是（ ）
A．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的
B．高压输电的指示灯使用的发光二极管主要是导体制成的
C．采用特高压输电是因为我国的特高压输电技术先进
D．太阳能是不可再生能源
4．（2023·江苏无锡·统考二模）下列做法符合“绿色环保，节能减排”理念的是（ ）
A．电器长期处于待机状态
B．教室无人时要及时关灯
C．废旧电池随意丢弃
D．夏天，将空调温度调到最低
5．（2023·山东菏泽·统考二模）人类的发展离不开能源，为构建清洁低碳能源体系，中国力争在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这是我国对世界人民做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中不正确的是（ ）
A．能量之间可以在一定条件下相互转化，能量的转化有方向性
B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一
C．电能因为使用方便快捷，几乎遍及人们的生活，电能是一次能源
D．风能、水能、太阳能都是清洁能源
二、填空题
6．（2023·陕西西安·陕西师大附中校考三模）垃圾填埋气发电厂采用科学方法，使垃圾填埋后发酵产生沼气，并利用收集的沼气来发电。电能是 能源（选填“一次”或“二次”）。若每吨填埋垃圾可产生沼气150m3，这些沼气完全燃烧可产生的热量为 J。如果利用这些能量可以发电250kW∙h，则该沼气发电的效率为 。（已知）
7．（2023·吉林长春·统考二模）2023年贺岁大片《流浪地球2》，有网友概括为“太阳要完了，地球要跑了”，太阳能属于 再生能源。在太阳内部，发生 （填“核裂变”或“核聚变”）产生光和热。光能和内能这些能量却不能再自发地转化为核能，这一现象说明能量转化具有 。
8．（2023·山东济南·统考二模）2023年4月12日21时，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世器纪录。如图所示，“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为 ，从而获得上亿度的高温。
9．（2023·江苏扬州·校联考二模）如图甲所示，用两个玻璃杯做“棉纱滴水实验”，过一段时间后 （a/b）杯中的棉纱末端有水滴出。图乙为某轿车输出的能量与输入能量之间的关系图，图中损失的化学能可以使质量为8kg的水温度升高 ℃[水的比热容为4.2×103 J/（kg⋅℃）]。轿车刹车时，由于摩擦，轿车损失的机械能不能自动地集起来再次开动轿车，这说明能量的转化和转移具有 。
10．（2023·辽宁沈阳·沈阳市第一二六中学校考三模）三峡大坝主要利用了长江水能发电，在这个过程中电能属于 次能源；三峡大坝的正常蓄水位为175m，则距离坝底为20m的某处受到水的压强为 Pa。
11．（2023·河北石家庄·校考三模）如图楼顶上的太阳能集热器为用户提供热水，这是通过 方式（选填“做功”或者“热传递”）增大水的内能。太阳能是可再生能源，清洁无污染，太阳内部氢原子核发生核 释放出巨大的能量。某型号太阳能集热器水箱内的水为120L，当太阳照射一段时间后，水箱内的水从20℃升高到50℃，则水吸收的热量为 J。【水的密度水=1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）】。
三、简答题
12．（2023·江苏扬州·统考一模）如图是小明总结的思维图的一部分，请你帮助小明补全空缺。
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