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初中物理第4节 能源与可持续发展精练
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这是一份初中物理第4节 能源与可持续发展精练，共11页。试卷主要包含了能量转移和能量转化的方向性，能源消耗对环境的影响，能源与可持续发展等内容，欢迎下载使用。
一、能量转移和能量转化的方向性
1. 各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ）
A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④
【答案】C
【详解】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上大多数能量都直接或间接来自太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭，发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其它形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为：太阳、树林、燃煤电厂、空调，即序号为④③①②。
故选C。
2. 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”）。
【答案】方向，保持不变。
【详解】汽车在刹车过程中，机械能可以自发地转化为地面和轮胎的内能，但这些内能将无法自发地转化为汽车的机械能，这说明自发的能量转化过程是有一定方向性的。
由能量守恒定律可知，在能量的转化和转移过程中，能的总量保持不变。
3. 我国在能源领域取得了巨大成就．目前我国已经建成的核电站主要利用核 过程中释放的能量；新能源中的地热能 （选填“是”或“不是”）来自于太阳；因为能量的转化和转移是有 ，我国积极开发新能源可以有效缓解能源危机。
【答案】裂变，不是，方向的（方向性）。
【详解】目前核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
地热能来自于地球内部，与太阳无关。
大量研究表明，自然界中能的总量是不变的，由于能量的转化或转移具有方向性，因而人类可利用的资源是有限的，所以我国积极开发新能源可以有效缓解能源危机。
二、能源消耗对环境的影响
4．近年来，我国大力宣传“碳中和”等环保概念。是因为过度使用下列能源中的（ ）
A．核能 B．风能 C．化石能源 D．太阳能
【答案】C
【详解】“碳中和”是通过植树造林、节能减排等方式，直接或间接减少二氧化碳的排放量，而化石能源的过度使用会增加二氧化碳的排放量，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫 ，近年来由于人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的 ，使温室效应加剧，给人类带来了灾难性的后果，人类已经认识到正在积极想办法控制 ．
【答案】温室效应，二氧化碳，氧化碳排放量。
【详解】使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫温室效应，常见的温室气体主要有是二氧化碳，此外，还有甲烷、臭氧、氟利昂等，近年来因为人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的二氧化碳气体进入大气使温室效应加剧，给人类带来了灾难性的后果，人类正在积极想办法控制二氧化碳气体的排放量．
三、能源与可持续发展
6．新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法不正确的是（ ）
A．核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源
B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．氢燃料发动机将化学能转化为机械能
D．新能源的开发可以有效缓解能源危机
【答案】A
【详解】A．天然气属于常规能源，不属于新能源，故A错误，符合题意；
B．核电站是利用可控的核裂变释放的能量来发电，故B正确，不符合题意；
C．氢燃料发动机在工作时，将燃料蕴藏的化学能用来对外做功，将化学能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．新能源的开发可以解决能源短缺的问题，有效缓解能源危机，故D正确，不符合题意。
故选A。
7. 我国已经建成世界规模最大的抽水蓄能发电站，它可以利用风能和光能发电，获得的电能将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，如图所示。需要时，再利用水的机械能发电，从而弥补了风能、光能不稳定，转化的电能难储存等不足，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（ ）
A．风能、光能和电能都是一次能源属于不可再生能源
B．抽水时，消耗的电能全部转化为水的机械能
C．发电站利用水能发电时，可将机械能转化为电能
D．不同形式的能量可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
【答案】C
【详解】A．风能和光能是可再生能源，电能是二次能源，故A错误；
B．在能量转化过程中，总存在一定的能量损耗。该电站抽水蓄能时，可将电能大部分转化为机械能储存起来，故B错误；
C．发电机将机械能转化为电能，发电站利用水能发电时，将机械能转化为电能，故C正确；
D．能量的转移和转化都有方向性，如电灯发光、汽车制动过程中产生的内能散失在空气中，不可以自动转化为电能或机械能，因此风能、光能、机械能、电能可以相互转化，不能说明能量的转化是没有方向性的，故D错误。
故选C。
8. 为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天，应特别重视射的能者新能源的开发和利用。下列能源中属于如图所示阴影部分的是（ ）
A．煤炭 B．风能 C．潮汐能 D．核能
【答案】B
【详解】AD．煤炭和核能属于不可再生能源，故AD不符合题意；
B．风能能源是地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能来自太阳能，是可再生的新能源，又是新能源，故B符合题意；
C．潮汐能是从海水面昼夜间的涨落中获得的能量，它与天体引力有关，不是来自太阳能，故C不符合题意。
故选B。
9. 太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 能。
【答案】可再生，太阳，电。
【详解】太阳能取之不尽用之不竭，且清洁无污染，属于可再生能源。
光电转换器的作用是将太阳能转变为电能。
风力发电机的作用是将风能转变为电能。
10．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的 能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 。
【答案】机械，能量守恒定律。
【详解】运动的汽车具有机械能，刹车时带动发电机，把汽车的机械能转化为电能储存起来。
能量既不会消灭也不会创生，能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律，汽车一边行驶，一边发电，永远运动下去的观念违背了能量守恒定律，不可能实现。
11. 能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、④水能、⑤核能、⑥太阳能等，其中属于不可再生的能源有 （填序号）；核能是目前被广泛应用的新能源，我国已经建成十余座核电站，它们是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的。
【答案】①②⑤，核裂变。
【详解】由于煤、天然气是化石能源，短期内不能得到补充，所以是不可再生能源；核能是矿产资源，短期内也不能得到补充，所以也是不可再生能源；风能、水能、太阳能能源源不断的得到补充，所以是可再生能源，故不可再生的能源有①②⑤。
由于目前人类掌握可控的核裂变技术，所以核电站是利用可控的核裂变反应所释放的能量来发电的。
12．我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度，标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 能转化为电能，水能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，水电站年均发电量可达1.08×1018J，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，煤的热值为3.0×107J/kg，则需要用煤 kg。
【答案】机械，可再生，9×1010
【详解】水力发电是通过水冲击涡轮机，带动发电机发电，所以是将水的机械能转化为电能。
水能能够从大自然源源不断的获取，所以水能是可再生能源。
水电站年均发电量可达1.08×1018J，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，则需要用煤
m煤=Q放q煤=Q电ηq煤=1.08×1018J40%3.0×107J/kg=9×1010kg
13. 随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。
（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整 ；
（2）垃圾填埋后产生的沼气是一种 （填“可再生”或“不可再生”）能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点（写出一条）： ；
（3）若每吨填埋垃圾可产生沼气150m3， 集中收集后可发电250kW•h，已知沼气的主要成分是甲烷，其热值为2.0×107J/m3， 则沼气发电的效率为多少？
【答案】（1）内能，机械能；（2）可再生，节约能源（或环保或减少污染）；（3）30%.
【详解】（1）根据上面的短文可知能的转化过程为：沼气具有化学能，通过燃烧的方式获得内能，高温的燃气内能推动汽轮机转动转化为机械能，机械能带动发电机旋转获得电能。
（2）垃圾填埋后产生的沼气可以通过此方式源源不断的获得，所以是一种可再生能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比可以节约能源，减少对环境的污染。
（3）沼气发电的效率为
η=WQ放=WqV=250×3.6×106J2.0×107J/m3×150m3=30%
14．中国“人造太阳”——大型核实验装置（ EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。
（1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式 （填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电 （填“引”或“斥”）力。 在利用核能过程中，能量的转移和转化具有 （填“ 方向”或“可逆”）性。
（2）EAST装置中，超导线圈中的强大 （ 填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核 （填“做功”或“不做功”），该过程 （填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。
【答案】（1）不同，斥力，方向；（2）电流，不做功，能。
【详解】（1）核电站是利用核能发电，利用了核裂变原理。它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应，是可加控制的。与氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核的核聚变方式不同。
由于同种电荷相互排斥，故带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电斥力。
能量转化具有方向性，在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，所以我们要节约能源。
（2）奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场，EAST装置中，超导线圈中的强大电流产生强磁场，强磁场产生强磁力约束氘、氚原子核在真空室的环形轨道内运动。
由材料知，氘、氚原子核运动方向始终与磁力方向垂直，没有在磁力方向上移动距离，故磁力对氘、氚原子核不做功。
氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向时刻在变化，故该过程能说明磁力可以改变物体的运动状态。
15．阅读短文，回答问题。
光伏发电
我国光伏发电总量位居世界第一、光伏发电使用的太阳能电池板是利用导体的光电效应将光能直接转化为电能。
太阳能电池板输出的是直流电，不能够直接被居民使用，需用逆变器将直流电转换为交流电，用不完的电可以通过并网光伏发电系统输送到异地。与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统，其结构如图乙所示。
该系统包括太阳能电池板阵列、DC/DC连接器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池板阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。
（1）太阳能电池板是利用半导体的 效应发电的半导体器件；工作时将 能转化为电能；
（2）太阳能电池板输出的是直流电，需要利用逆变器转换成频率为 Hz的交流电才能被我国居民使用；
（3）若太阳能电池的光电转化效率是12%，某地的年太阳辐射为6×109J/m2， 500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能 J，合 kW·h；
（4）请用自己的话简单描述并网发电系统的灵活性： 。
【答案】（1）光电，太阳能；（2）50；（3）3.6×1011，1×105；（4）见解析.
【详解】（1）太阳能发电所使用的太阳能电池板，是利用半导体的光电效应将太阳能直接转化为电能。
（2）太阳能电池板输出的是直流电，根据图丙可知，需要利用逆变器转换成频率为
f＝1T＝10.02s＝50Hz
（3）500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能为
E电＝ηE＝12%×500m2×6×109J/m2＝3.6×1011J=3.6×10113.6×106kW·h=1×105kW·h
（4）光伏并网发电系统的灵活性：既可以向电网输电，也可以向电网借电。
16．（2023·四川内江·统考中考真题）21世纪人类社会正面临“能源危机”。节约能源，从我做起，下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气属于可再生能源 B．电视机在特机状态下不消耗电能
C．太阳的惊人能量来自核聚变 D．核电站的废水可直接排入大海
【答案】C
【详解】A．煤、石油、天然气都属于不可再生能源，故A错误；
B．电视机在待机状态下也会消耗电能，故B错误；
C．太阳的惊人能量来自核聚变，故C正确；
D．核电站的废水具有核辐射，直接排入大海会造成核污染，故D错误。
故选C。
17．（2023·湖北随州·统考中考真题）随州日报2023年5月25日报道了国能长源随州发电有限公司“风光水火储”综合发展的良好势头。风电、光电、水电、火电、储能多向发力，公司全面投产后预计年发电量可达60亿度。随县光电400MW项目只是公司的一部分。下列说法正确的是（ ）
A．“度”是电功率的单位，“MW”是电功的单位
B．60亿度即6×106度，400MW即4×104W
C．利用煤炭进行火力发电时，只要注意节约不浪费，发电效率可以达到100%并且不会对环境造成任何污染
D．风能、水能、太阳能可以从自然界中不断获得，属于可再生能源
【答案】D
【详解】AB．度是电功单位，1度就是1kW⋅h，60亿度是6×109度，MW是兆瓦，功率的单位
400MW=400×106W=4×108W
故AB错误；
C．利用煤炭进行火力发电时，总伴随着热散失，发电效率不可能达到100%，且火力发电对环境有较大的污染，故C错误；
D．风能、水能、太阳能都可从自然界源源不断的得到补充，是可再生能源，故D正确。
故选D。
18．（2022·江苏无锡·统考中考真题）如图所示的白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，是世界在建规模最大的水电工程正式投运后，每年可向华东地区输送1.14×1017J的电能，相当于火力发电站燃烧1.0×1010kg标准煤所获得的电能，标准煤的热值取3.0×107J/kg，下列说法中错误的是（ ）
A．水能是可再生能源 B．水电站将水的机械能转化为电能
C．煤炭是不可再生能源 D．火力发电站的发电效率为50%
【答案】D
【详解】A．水能是可再生能源，能够从自然界中源源不断地获得，故A正确，A不符合题意；
B．水电站是利用水的机械能来发电的，将水的机械能转化为电能，故B正确，B不符合题意；
C．煤炭是化石能源，一旦消耗短时间内无法再生，故煤炭是不可再生能源，故C正确，C不符合题意；
D．燃烧1.0×1010kg标准煤所获得的热量为
Q放=q煤m煤=1.0×1010kg×3.0×107J/kg=3×1017J
每年可向华东地区输送1.14×1017J的电能，火力发电站的发电效率为
η=W电Q放×100%＝1.14×1017J3×1017J×100%＝38%
故D错误，D符合题意。
故选D。
19. （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 。
【答案】（1）裂变；（2）比热容；（3）不变，方向性。
【详解】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变，核电站都是利用原子核裂变的链式反应发电。
（2）供暖的“暖气”用水做输运能量的介质，是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多。
（3）热量总是自发地从高温物体传到低温物体，而不可能自发地从低温物体传到高温物体，说明能量的转移和转化具有方向性；能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
20．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）阅读短文，回答问题。
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。
（1）风力发电是把风能转化为电能，风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同导致叶片两面空气流速不同，从而产生 差，可以使风机叶片转动；
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度 （选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；
（4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率 （选填“越大”、“不变”、“越小”）；当风速大于v2时，风速增大， （选填“能”或“不能”）提高风力发电机输出功率。
【答案】（1）可再生；（2）压力（压强）；（3）小；（4）越大，不能。
【详解】（1）风能可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它属于可再生能源。
（2）由乙图可知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，从而产生压力差，叶片受到向上的力，可以使风机叶片转动。
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，体积相同的物体，密度小，质量小，所以通过用密度小、硬度大的复合材料制成。
（4）丙图可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率越大。当风速大于v2时，随着风速的增大，风力发电机输出功率不变。
一、能量转移和能量转化的方向性
1. 各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ）
A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④
【答案】C
【详解】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上大多数能量都直接或间接来自太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭，发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其它形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为：太阳、树林、燃煤电厂、空调，即序号为④③①②。
故选C。
2. 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”）。
【答案】方向，保持不变。
【详解】汽车在刹车过程中，机械能可以自发地转化为地面和轮胎的内能，但这些内能将无法自发地转化为汽车的机械能，这说明自发的能量转化过程是有一定方向性的。
由能量守恒定律可知，在能量的转化和转移过程中，能的总量保持不变。
3. 我国在能源领域取得了巨大成就．目前我国已经建成的核电站主要利用核 过程中释放的能量；新能源中的地热能 （选填“是”或“不是”）来自于太阳；因为能量的转化和转移是有 ，我国积极开发新能源可以有效缓解能源危机。
【答案】裂变，不是，方向的（方向性）。
【详解】目前核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
地热能来自于地球内部，与太阳无关。
大量研究表明，自然界中能的总量是不变的，由于能量的转化或转移具有方向性，因而人类可利用的资源是有限的，所以我国积极开发新能源可以有效缓解能源危机。
二、能源消耗对环境的影响
4．近年来，我国大力宣传“碳中和”等环保概念。是因为过度使用下列能源中的（ ）
A．核能 B．风能 C．化石能源 D．太阳能
【答案】C
【详解】“碳中和”是通过植树造林、节能减排等方式，直接或间接减少二氧化碳的排放量，而化石能源的过度使用会增加二氧化碳的排放量，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫 ，近年来由于人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的 ，使温室效应加剧，给人类带来了灾难性的后果，人类已经认识到正在积极想办法控制 ．
【答案】温室效应，二氧化碳，氧化碳排放量。
【详解】使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫温室效应，常见的温室气体主要有是二氧化碳，此外，还有甲烷、臭氧、氟利昂等，近年来因为人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的二氧化碳气体进入大气使温室效应加剧，给人类带来了灾难性的后果，人类正在积极想办法控制二氧化碳气体的排放量．
三、能源与可持续发展
6．新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法不正确的是（ ）
A．核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源
B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．氢燃料发动机将化学能转化为机械能
D．新能源的开发可以有效缓解能源危机
【答案】A
【详解】A．天然气属于常规能源，不属于新能源，故A错误，符合题意；
B．核电站是利用可控的核裂变释放的能量来发电，故B正确，不符合题意；
C．氢燃料发动机在工作时，将燃料蕴藏的化学能用来对外做功，将化学能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．新能源的开发可以解决能源短缺的问题，有效缓解能源危机，故D正确，不符合题意。
故选A。
7. 我国已经建成世界规模最大的抽水蓄能发电站，它可以利用风能和光能发电，获得的电能将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，如图所示。需要时，再利用水的机械能发电，从而弥补了风能、光能不稳定，转化的电能难储存等不足，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（ ）
A．风能、光能和电能都是一次能源属于不可再生能源
B．抽水时，消耗的电能全部转化为水的机械能
C．发电站利用水能发电时，可将机械能转化为电能
D．不同形式的能量可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
【答案】C
【详解】A．风能和光能是可再生能源，电能是二次能源，故A错误；
B．在能量转化过程中，总存在一定的能量损耗。该电站抽水蓄能时，可将电能大部分转化为机械能储存起来，故B错误；
C．发电机将机械能转化为电能，发电站利用水能发电时，将机械能转化为电能，故C正确；
D．能量的转移和转化都有方向性，如电灯发光、汽车制动过程中产生的内能散失在空气中，不可以自动转化为电能或机械能，因此风能、光能、机械能、电能可以相互转化，不能说明能量的转化是没有方向性的，故D错误。
故选C。
8. 为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天，应特别重视射的能者新能源的开发和利用。下列能源中属于如图所示阴影部分的是（ ）
A．煤炭 B．风能 C．潮汐能 D．核能
【答案】B
【详解】AD．煤炭和核能属于不可再生能源，故AD不符合题意；
B．风能能源是地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能来自太阳能，是可再生的新能源，又是新能源，故B符合题意；
C．潮汐能是从海水面昼夜间的涨落中获得的能量，它与天体引力有关，不是来自太阳能，故C不符合题意。
故选B。
9. 太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 能。
【答案】可再生，太阳，电。
【详解】太阳能取之不尽用之不竭，且清洁无污染，属于可再生能源。
光电转换器的作用是将太阳能转变为电能。
风力发电机的作用是将风能转变为电能。
10．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的 能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 。
【答案】机械，能量守恒定律。
【详解】运动的汽车具有机械能，刹车时带动发电机，把汽车的机械能转化为电能储存起来。
能量既不会消灭也不会创生，能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律，汽车一边行驶，一边发电，永远运动下去的观念违背了能量守恒定律，不可能实现。
11. 能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、④水能、⑤核能、⑥太阳能等，其中属于不可再生的能源有 （填序号）；核能是目前被广泛应用的新能源，我国已经建成十余座核电站，它们是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的。
【答案】①②⑤，核裂变。
【详解】由于煤、天然气是化石能源，短期内不能得到补充，所以是不可再生能源；核能是矿产资源，短期内也不能得到补充，所以也是不可再生能源；风能、水能、太阳能能源源不断的得到补充，所以是可再生能源，故不可再生的能源有①②⑤。
由于目前人类掌握可控的核裂变技术，所以核电站是利用可控的核裂变反应所释放的能量来发电的。
12．我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度，标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 能转化为电能，水能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，水电站年均发电量可达1.08×1018J，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，煤的热值为3.0×107J/kg，则需要用煤 kg。
【答案】机械，可再生，9×1010
【详解】水力发电是通过水冲击涡轮机，带动发电机发电，所以是将水的机械能转化为电能。
水能能够从大自然源源不断的获取，所以水能是可再生能源。
水电站年均发电量可达1.08×1018J，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，则需要用煤
m煤=Q放q煤=Q电ηq煤=1.08×1018J40%3.0×107J/kg=9×1010kg
13. 随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。
（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整 ；
（2）垃圾填埋后产生的沼气是一种 （填“可再生”或“不可再生”）能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点（写出一条）： ；
（3）若每吨填埋垃圾可产生沼气150m3， 集中收集后可发电250kW•h，已知沼气的主要成分是甲烷，其热值为2.0×107J/m3， 则沼气发电的效率为多少？
【答案】（1）内能，机械能；（2）可再生，节约能源（或环保或减少污染）；（3）30%.
【详解】（1）根据上面的短文可知能的转化过程为：沼气具有化学能，通过燃烧的方式获得内能，高温的燃气内能推动汽轮机转动转化为机械能，机械能带动发电机旋转获得电能。
（2）垃圾填埋后产生的沼气可以通过此方式源源不断的获得，所以是一种可再生能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比可以节约能源，减少对环境的污染。
（3）沼气发电的效率为
η=WQ放=WqV=250×3.6×106J2.0×107J/m3×150m3=30%
14．中国“人造太阳”——大型核实验装置（ EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。
（1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式 （填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电 （填“引”或“斥”）力。 在利用核能过程中，能量的转移和转化具有 （填“ 方向”或“可逆”）性。
（2）EAST装置中，超导线圈中的强大 （ 填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核 （填“做功”或“不做功”），该过程 （填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。
【答案】（1）不同，斥力，方向；（2）电流，不做功，能。
【详解】（1）核电站是利用核能发电，利用了核裂变原理。它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应，是可加控制的。与氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核的核聚变方式不同。
由于同种电荷相互排斥，故带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电斥力。
能量转化具有方向性，在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，所以我们要节约能源。
（2）奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场，EAST装置中，超导线圈中的强大电流产生强磁场，强磁场产生强磁力约束氘、氚原子核在真空室的环形轨道内运动。
由材料知，氘、氚原子核运动方向始终与磁力方向垂直，没有在磁力方向上移动距离，故磁力对氘、氚原子核不做功。
氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向时刻在变化，故该过程能说明磁力可以改变物体的运动状态。
15．阅读短文，回答问题。
光伏发电
我国光伏发电总量位居世界第一、光伏发电使用的太阳能电池板是利用导体的光电效应将光能直接转化为电能。
太阳能电池板输出的是直流电，不能够直接被居民使用，需用逆变器将直流电转换为交流电，用不完的电可以通过并网光伏发电系统输送到异地。与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统，其结构如图乙所示。
该系统包括太阳能电池板阵列、DC/DC连接器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池板阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。
（1）太阳能电池板是利用半导体的 效应发电的半导体器件；工作时将 能转化为电能；
（2）太阳能电池板输出的是直流电，需要利用逆变器转换成频率为 Hz的交流电才能被我国居民使用；
（3）若太阳能电池的光电转化效率是12%，某地的年太阳辐射为6×109J/m2， 500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能 J，合 kW·h；
（4）请用自己的话简单描述并网发电系统的灵活性： 。
【答案】（1）光电，太阳能；（2）50；（3）3.6×1011，1×105；（4）见解析.
【详解】（1）太阳能发电所使用的太阳能电池板，是利用半导体的光电效应将太阳能直接转化为电能。
（2）太阳能电池板输出的是直流电，根据图丙可知，需要利用逆变器转换成频率为
f＝1T＝10.02s＝50Hz
（3）500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能为
E电＝ηE＝12%×500m2×6×109J/m2＝3.6×1011J=3.6×10113.6×106kW·h=1×105kW·h
（4）光伏并网发电系统的灵活性：既可以向电网输电，也可以向电网借电。
16．（2023·四川内江·统考中考真题）21世纪人类社会正面临“能源危机”。节约能源，从我做起，下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气属于可再生能源 B．电视机在特机状态下不消耗电能
C．太阳的惊人能量来自核聚变 D．核电站的废水可直接排入大海
【答案】C
【详解】A．煤、石油、天然气都属于不可再生能源，故A错误；
B．电视机在待机状态下也会消耗电能，故B错误；
C．太阳的惊人能量来自核聚变，故C正确；
D．核电站的废水具有核辐射，直接排入大海会造成核污染，故D错误。
故选C。
17．（2023·湖北随州·统考中考真题）随州日报2023年5月25日报道了国能长源随州发电有限公司“风光水火储”综合发展的良好势头。风电、光电、水电、火电、储能多向发力，公司全面投产后预计年发电量可达60亿度。随县光电400MW项目只是公司的一部分。下列说法正确的是（ ）
A．“度”是电功率的单位，“MW”是电功的单位
B．60亿度即6×106度，400MW即4×104W
C．利用煤炭进行火力发电时，只要注意节约不浪费，发电效率可以达到100%并且不会对环境造成任何污染
D．风能、水能、太阳能可以从自然界中不断获得，属于可再生能源
【答案】D
【详解】AB．度是电功单位，1度就是1kW⋅h，60亿度是6×109度，MW是兆瓦，功率的单位
400MW=400×106W=4×108W
故AB错误；
C．利用煤炭进行火力发电时，总伴随着热散失，发电效率不可能达到100%，且火力发电对环境有较大的污染，故C错误；
D．风能、水能、太阳能都可从自然界源源不断的得到补充，是可再生能源，故D正确。
故选D。
18．（2022·江苏无锡·统考中考真题）如图所示的白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，是世界在建规模最大的水电工程正式投运后，每年可向华东地区输送1.14×1017J的电能，相当于火力发电站燃烧1.0×1010kg标准煤所获得的电能，标准煤的热值取3.0×107J/kg，下列说法中错误的是（ ）
A．水能是可再生能源 B．水电站将水的机械能转化为电能
C．煤炭是不可再生能源 D．火力发电站的发电效率为50%
【答案】D
【详解】A．水能是可再生能源，能够从自然界中源源不断地获得，故A正确，A不符合题意；
B．水电站是利用水的机械能来发电的，将水的机械能转化为电能，故B正确，B不符合题意；
C．煤炭是化石能源，一旦消耗短时间内无法再生，故煤炭是不可再生能源，故C正确，C不符合题意；
D．燃烧1.0×1010kg标准煤所获得的热量为
Q放=q煤m煤=1.0×1010kg×3.0×107J/kg=3×1017J
每年可向华东地区输送1.14×1017J的电能，火力发电站的发电效率为
η=W电Q放×100%＝1.14×1017J3×1017J×100%＝38%
故D错误，D符合题意。
故选D。
19. （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 。
【答案】（1）裂变；（2）比热容；（3）不变，方向性。
【详解】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变，核电站都是利用原子核裂变的链式反应发电。
（2）供暖的“暖气”用水做输运能量的介质，是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多。
（3）热量总是自发地从高温物体传到低温物体，而不可能自发地从低温物体传到高温物体，说明能量的转移和转化具有方向性；能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
20．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）阅读短文，回答问题。
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。
（1）风力发电是把风能转化为电能，风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同导致叶片两面空气流速不同，从而产生 差，可以使风机叶片转动；
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度 （选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；
（4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率 （选填“越大”、“不变”、“越小”）；当风速大于v2时，风速增大， （选填“能”或“不能”）提高风力发电机输出功率。
【答案】（1）可再生；（2）压力（压强）；（3）小；（4）越大，不能。
【详解】（1）风能可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它属于可再生能源。
（2）由乙图可知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，从而产生压力差，叶片受到向上的力，可以使风机叶片转动。
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，体积相同的物体，密度小，质量小，所以通过用密度小、硬度大的复合材料制成。
（4）丙图可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率越大。当风速大于v2时，随着风速的增大，风力发电机输出功率不变。
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