1
专题 22 能源与可持续发展
本专题中考考点和要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）
知识性
目标
技能性
目标
体验性
目标
评价目标和评价水平
标准要求
了
解
认
识
理
解
独立
操作
经
历
认
同
内
化
1.结合实例说出能源与人类生存和社会发展的
系。
▲
2.列举常见的不可再生能源和可再生能源。 ▲
3.知道核能等新能源的特点和可能带来的问题。 ▲
4.了解我国和世界上其他国家的能源状况。对
于能源的开发利用有可持续发展的意识。
▲ ▲
规律总结 1：能源问题
1.能源的种类
（1）化石能源：我们今天使用的煤、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。
（2）生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能是化学能源的一种，他可以理解成机体物
质发生化学变化时释放的能量。
（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。
（4）风能、水能：都属于自然界提供的机械能。
（5）地热能：由地球内部提供的能量。
2.一次能源和二次能源
像化石能源这样可以直接从自然界中获得的能源，我们称为一次能源。我们使用的电能，无法从自然界直2
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。
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、汽油、柴油等。
注意：辨别一次能源和二次能源的依据
一次能源是可以直接从自然价获得的能源；二次能源是由一次能源经过加工转换而得到的，如电能、
煤气、焦炭、汽油、柴油等。区分一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。
3.人类广泛使用电能的原因：电能是由其他形式的能转化而来的二次能源。由于电能便于输送和转化，又
加上现代社会离不开各种各样的用电器，所以电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。人们使用不同
的用电器，根据需要将电能转化为其他各种形式的能量。
4.谈谈 21 世纪的能源趋势
（1）能源危机：由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近几十年来，
能源消耗增长速度明显加快。所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
（2）解决能源问题的出路：随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取
之不尽、用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新
的出路。面对目前的能源趋势，解决能源问题的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科学开发，节
约使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。
规律总结 2：核能问题
1.核能。质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极
其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或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。
2.核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
裂变与聚变的比较
比较 裂变 聚变
定义 较大原子核分裂为较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过
程
条件 用中子轰击较大原子核 超高温
释放核能大小 巨大 更加巨大
是否可控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能认为控制
应用 原子弹、核电站 氢弹3
3.核能的利用特点
核能的优点 ①核能十分巨大，它能极大的补充人类能源的不足，使用核能大大节约了常规能
源
②核能能够解决能源分布不均衡的问题
核能的缺点 ①核能属于一次能源，且会越用越少
②核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害
③核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高
核 电 站 应 用 地
域
①核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区
②核电站建在离人群较远的地区，避免对人畜造成伤害
规律总结 3：太阳能问题
1.太阳的构造：从内到外一次是太阳核心、辐射曾、对流层、太阳大气。
2.太阳能的由来——氢核聚变。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。因此可
以讲，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，所以说太阳是一个巨大的“核能火炉”。
3.太阳能的传递——热辐射。太阳核心的温度高达 1500 万摄氏度，太阳核心释放的能量向外扩散可以传送
到太阳表面。太阳表面温度约为 6000℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向
四周辐射开去。
4.太阳是人类能源的宝库
（1）地球上除核能、地热能和潮汐能以外所有的能量都来自太阳，所以说太阳是人类能源的宝库。
（2）化石能源的形式：远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。
在它们死后，躯体埋在地下和海底，腐烂了。沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，
在高压下渐渐变成了煤和石油。在石油形成过程中还放出天然气。今天我们开采的化石燃料来获取能量，
实际上是在开采上一年前地球所接收的太阳能。
5.太阳能的利用。利用太阳能的四个渠道
（1）绿色植物的“光化转换”。通过植物的光合作用（被植物、微生物吸收）将太阳能储存起来，再以草
木、沼气、煤、石油、天然气等形式释放出来，实现光能转化为化学能。
（2）空气水分的“光机转换”。由于太阳的热辐射，使大气和水分升腾循环，再通过风、水等形式释放出
来，实现光能转化为机械能。
（3）被海洋吸收，成为海洋内能。
（4）直接被人们利用。4
人们直接利用太阳能的方式有两种：①集热器的“光热转换”，实现太阳能转化为内能；②太阳能电池
的“光电转换”，实现太阳能转化为电能。
6.太阳能的优缺点
（1）优点：太阳能作为一种新能源，它具有一些普通能源不可比拟的优点。
①太阳能取之不尽，用之不竭，太阳内部的热核反应足以持续 50 亿年，是人类可以利用的最丰富的永久性
资源。
②太阳能分布广阔，不需要挖掘、开采和运输，透入少收益大。
③太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来任何污染。
（2）缺点：太阳能虽然具有传统能源所没有的优点，但也有一些缺点给利用上带来一些困难。
①太阳能到达地球上非常分散，需要装置有相当大的接收面积，提高了接收装置的造价。
②太阳能的利用受气候、昼夜的影响很大。因此必须有贮存张志，这不仅增加了技术上的困难，也使造价
增加。目前虽然已经制成多种贮存系统，但总是不够理想，具体应用也有一定困难。
③太阳能转换效率很低。
规律总结 4：能源与可持续发展
1．能源消耗对环境的影响，主要体现在以下几个方面：
（1）能源消耗会造成热污染。化石能源在使用时会产生大量的内能，其中被利用的内能只是其中的一部分，
还有相当一部分没有被利用，从而造成了热污染。汽车尾气就是造成城市热岛效应的原因之一。
（2）大量燃烧化石能源会造成空气污染和温室效应的加剧。如燃烧石油和天然气、煤等会产生大量的 CO2、
SO2、氮氧化物等气体，除污染空气和加剧温室效应外，还会形成酸雨，导致水、土壤酸化，对植物、建筑
物、金属构件等造成危害。
（3）一些欠发达国家用柴薪能源除会造成空气污染、产生废物外，还会加剧水土流失和沙漠化。
（4）作为第三次能源革命的标志——核能的开发和利用，也不是绝对清洁和安全的，处理不当会造成有害
辐射。
2．人类不应当无限制的向大自然索取，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。
不要因为利用能源时会对环境造成污染而停止使用能源，也不要因为能源的利用促进了文明和社会的
发展而对环境造成严重污染。使用能源和保护环境可以做到有机的统一和谐的发展。要解决这个问题，当
然离不开科学技术的进步和社会的发展。
3.不能再生能源和可再生能源
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。5
想水能、风能、太阳能、生物质能等可以在 自然界里源源不断的得到，所以我们把它们称为可再生资源。
常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。
常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。
注意：我们说讲的“可再生能源”和“不可再生能源”都是针对一次能源而言的，即只有对自然界中自然
存在，可直接取用的能源来讲，才能说其属于“可再生能源”或“不可再生能源”。
4.未来的理想能源必须满足的四个条件
未来理想能源能够大规模替代石油、煤和天然气等不可再生能源。必须满足以下几个条件。
第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；
第二，必须足够便宜，可以保证多数人用得起；
第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；
第四，必须足够安全清洁，可以保证不会污染环境。
【例题 1】（2019 银川模拟题）可以直接从自然界获得的能源叫一次性能源，必须通过消耗一次能源才能获
得的能源叫二次能源，石油、风能、天然气、煤、电能等能源中，属于可再生能源的两种是 ，属
于二次能源的是 ．
【答案】风能、电能；电能．
【解析】能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可
再生能源．
一次能源是指可以从自然界直接获取的能源．如化石能源、风能、水能等；二次能源是指无法从自然界直
接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．如电能等．风能、电能可以源源不断的得到，是可再
生能源；电能是必须通过一次能源的消耗才能获得的，所以称为二次能源．
【例题 2】（2019 山东省东营）目前，人类利用核能发电的主要方式是 （选填“核裂变”或“核聚
变”）。随着科技的发展，人类 （选填“会”或“不会”）制造出永动机。
【答案】核裂变；不会。
【解析】由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的；
据能量的转化和守恒定律知，由于能量的转化或转移具有方向性，人类是无法制成永动机的。
【例题 3】（2018 福建）物理学家霍金常提醒人们关注能源和人类生存问题。下列属于可再生能源的是（ ）
A．煤 B．石油 C．天然气 D．风能
【答案】D6
【解析】从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源。人类开发利用后，在现阶
段不可能再生的能源，属于不可再生能源；在自然界中可以不断再生的能源，属于可再生能源。
A．煤属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
B．石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
C．天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
D．风能是能够源源不断的从自然界得到的能源，属于可再生能源。
【例题 4】（2019 枣庄）关于原子、原子核、核能和能源，下列说法正确的是（ ）
A．原子由原子核和质于组成 B．原子核由质子和中子组成
C．太阳的惊人能量来自内部的核裂变 D．石油、风能、可燃冰属于可再生能源
【答案】B
【解析】①原子是由原子核和电子组成的，原子核又是由质子和中子组成的；
②太阳的能量来自于原子核的聚变；
③核能主要有两种：核裂变和核聚变，核裂变是指用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原
子核，核聚变是指两质量较轻的核变成一个质量中等的核。
④能源从是否可再生角度划分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源：可以从自然界中源源不断地得
到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到
补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
A．原子由原子核和核外电子两部分组成。故 A 错误；
B．原子核由质子和中子两部分组成，质子带正电，中子不带电。故 B 正确；
C．太阳的能量来自大量的氘核的聚变。故 C 错误；
D．石油、可燃冰属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。风能在自然界中可
以不断再生、连续利用，属于可再生能源。故 D 错误。
【2019 年题组】
一、填空题
1.（2019 山东泰安）习近平总书记提出绿水青山山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏
发电是将 转化为电能。核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其7
核燃料在反应堆内是通过核 （选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，
供千家万户使用。
【答案】太阳；裂变。
【解析】（1）太阳能电池在太阳光照射下发电，是将太阳能转化为电能；
（2）核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核潜艇的核反应堆就是通过核裂变提供能量
的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。光伏发电系统发电时太阳能转化为电能；
核能主要包括核裂变与核聚变，由于核聚变的反应目前还不可控，故核电站主要是利用了核裂变获得能量。
2.（2019 岳阳）太阳是巨大的“核能火炉”，是人类能源的宝库。
（1）太阳光通过三棱镜，被分解成七色光束的现象叫做
（2）核能在些发达国家已成为常规能源，它是 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
【答案】光的色散；不可再生
【解析】本题考查光的色散和能源。（1）太阳光是混合光，由各种色光混合而成的，经过三棱镜可以分散
为各种色光，这种现象叫光的色散。
（2）能源分可再生能源和不可再生能源，核能与煤、石油能源类似，属于不可再生能源。
3.（2019 杭州）可燃冰，石油、煤都属于 （选填“可“或“不可”）再生能源。若可燃冰的热值为
4×107J/m3，完全燃烧 lm3 的可燃冰可放出的热量是 J，这些热量有 60%被水吸收，可把 kg 的
水从 20℃加热到 80℃．[水的比热容 C=4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】不可；4×l07；95.2
【解析】（1）可燃冰、石油、煤开发使用后，会越来越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们
都属于不可再生能源；
（2）1m3 天然气完全燃烧产生热量：
Q 放=Vq=1m3×4×107J/m3=4×107J；
（3）由题知，水吸收的热量：Q 吸=60%×Q 放=60%×4×107J=2.4×107J；
由 Q 吸=cm（t﹣t0）可得加热水的质量：
m=Q 吸/ c（t﹣t0）≈95.2kg。
二、选择题
5.（2019 湖南郴州）自然界有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源。下列能源属于不可再生
能源的是（ ）
A．石油 B．风能 C．水能 D．太阳能8
【答案】A
【解析】太阳能、水能、风能等在短时间内可以再次产生，是可再生能源，化石能源是短时间内不能再次
产生的，是不可再生能源，故 A 符合题意。
6.（2019 海南）下列能源中，属于可再生能源的是
A. 石油 B. 风能 C. 煤炭 D. 太阳能
【答案】BD
【解析】本题主要考查能源的分类。像煤、石油、天然气，这些能源短时间内不能得到补充属于非可再生
能源，而风能太阳能可以由自然界源源不断地提供，属于可再生能源。故选 BD。
7.（2019 吉林）我国核动力潜艇的相关技术已十分成熟，目前正在加紧研究将大功率核动力用于航空母舰
的技术，关于核动力航母说法正确的是 （ ）
A.航母使用的核能属于可再生能源
B.航母核反应堆里发生的是核聚变
C.航母核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D.航母核反应堆产生的核废料对环境没有污染
【答案】C
【解析】航母使用的核能属于不可再生能源，故 A 错误；航母核反应堆里发生的是核裂变，故 B 错误；航
母核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的，否则无法为我们所用，故 C 正确；航母核反应堆产生的核
废料会产生核污染，应选择无人区深埋处理，故 D 错误。
三、综合计算题
8．（2019 苏州模拟题）“共享单车”普及后．王老师由原来开汽车上班改成骑“共享单车”上班，如图所
示的“共享单车”，它具有 GPS 定位功能，方便人们用手机寻找到附近“共享单车”的具体位置，它的前货
仓底板是一个太阳能电池板，为 GPS 功能供电．
（1）太阳能电池板工作时，把光能转化为 能．GPS 工作是靠 来实现定位的．
（2）王老师上班骑车的平均速度为 15km/h，骑行时间为 20min，比以前开汽车走相同的路上班要减少二氧
化碳排放多少千克？（王老师开汽车上班的油耗为 10L/100km，燃烧 IL 汽油要排放二氧化碳 2.4kg．）
【答案】（1）电；电磁波；（2）要减少二氧化碳排放 1.2 千克9
【解析】（1）太阳能电池板能把太阳能转化为电能；GPS 工作是靠电磁波来实现定位的；
（2）由 v=s/t 可知王老师通过的距离为：s=vt=15km/h×1/3h=5km；则通过 5km 的路程消耗的汽油为：
V=5km× =0.5L，燃烧 IL 汽油要排放二氧化碳 2.4kg，则燃烧 0.5L 汽油要排放二氧化碳 1.2kg。
【2018 年题组】
一、填空题
1.（2018 海南）海南有丰富的太阳能资源，太阳能热水器使用广泛。太阳能是_______（选填“可再生”或
“不可再生”）能源。太阳能热水器在加热水时，把太阳能转化为______。
【答案】可再生 内能
【解析】太阳能具有取之不尽，用之不竭的特点，所以属于可再生能源；太阳能热水器在加热水时，涉及
的能量转化是：太阳能转化为内能。
2.（2018 山东泰安）“风能、电能、水能、煤炭”中属于二次能源的是 、属于不可再生能源的是 。
【答案】电能；煤炭
【解析】（1）从自然界直接获得不需要加工的能源是一次能源，对一次能源通过加工转化而获得的能源是
二次能源；
（2）能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源，不能从自然界源源不断获得的能源是不可再生能源。
风能、水能、煤炭可以直接从自然界获得而不需要加工转化，它们都属于一次能源；电能是消耗一次
能源、经过加工转换而获得的是二次能源；水能、电能、风能都能从自然界源源不断获得，都属于可再生
能源；煤炭短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源。
3.（2018 海南）今年 3 月 23 日，科学家在海南琼北成功完成了第一口干热岩钻井，干热岩是地热能中最具
有开发潜力的一种 清洁能源（选填“可再生”或“不可再生”）。为建设美丽、生态海南，我省鼓励
使用电动汽车，电动汽车在行驶过程中是将电能转化为 能。
【答案】可再生；机械
【解析】（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫
不可再生能源；
（2）根据电动汽车行驶时消耗和获得的能量可判断其能量转化。
干热岩是可以源源不断地从自然界得到补充的，是可再生能源；
电动汽车在行驶过程中，消耗电能，获得机械能，因此，是将电能转化为机械能。
二、选择题10
4.（2018 吉林）在我国西部建有不同类型的发电站，下列发电站在发电过程中，利用不可再生能源发电的
是（ ）
【答案】A
【解析】能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可
再生能源；根据可再生能源和不可再生能源的特点来作答。
A.燃气发电站利用天然气进行发电，天然气不能从自然界源源不断获得，也不能重复利用，是不可再生能
源，则燃气发电站是利用不可再生能源发电的，故 A 符合题意；
BCD、太阳能、风能、水能够源源不断地从自然界获得，是可再生能源，太阳能电站、风电站、水电站是利
用可再生能源发电的，故 BCD 不符合题意。
5.（2018 潍坊）关于能源和能量的说法正确的是（ ）
A．煤和石油都是不可再生能源
B．汽车可以从排放的尾气中吸收能量，不消耗新的能源，返回原地
C．达•芬奇设想的永动机是可以制成的
D．目前的核电站是利用核聚变来发电
【答案】A
【解析】考查了能源的分类、能量守恒定律以及核能的利用，属于综合性题目。（1）能源源不断从自然界
获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源；
（2）虽然自然界中的能量是守恒的，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性
（如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体），所以自然界里无论什么运动都会产生热，
热向四周扩散，成为无用的能量，如不补给能量，任何运动着的机器都会停下来；
（3）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
A．煤和石油都是化石能源不能源源不断获得，是不可再生能源，故 A 正确；
B．能量的转化是具有方向性的，所以汽车不能从排放的尾气中吸收能量，故 B 错误；
C．给永动机一个动力后，永动机在一定时间内能够保持转动，但由于摩擦力的存在，将有一部分能量以热
量的形式散失掉，如果不补充能量，则机器不能永远运动，所以自然界中不可能存在永动机，它违背了能
量守恒定律，故 C 错误；11
D．核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电，故 D 错误。
三、综合题
7.（2018 天津）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．
【答案】（1）核聚变（2）静止，6×109W（3）0.12m
【解析】（1）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能．
（2）太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，地球怎么转电站也怎么
转，所以它相对地球的位置没有发生变化，处于相对静止．
太阳能电池板面积 S=5×103 m×104 m=5×107m2，
太阳能电站的发电能力 E=PS=1.4×103W/m2×5×107 m2×10%=7×109W
地面接收站接收到的电能是 W=Eη=7×109W×80%=5.6×10 9W．
（3）光在空气中速度为 C=3×108m/s，频率 f=2.5×109Hz，
则波长 λ=0.12m．
9．（2018 长春）新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成
为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车
提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号12
的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为 2.4×103kg．每个车轮与地血的接触面积为 0.01m2．当该车
在水平路面上以 25m/s 的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的 0.02 倍，此时电池组加在电
动机两端的电压为 320V，通过电动机的电流为 60A．若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，
求：（1）该电动汽车此时对地面的压强；
（2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率；
（3）该电动汽车电动机线圈的电阻。
【答案】（1）6×105Pa；（2）6.25%；（3）2Ω。
【 解 析 】（ 1 ） 电 动 汽 车 对 水 平 地 面 的 压 力 ： F=G=mg=2.4×103kg×10N/kg=2.4×104N ， 受 力 面 积
S=4S0=4×0.01m2=0.04m2，
电动汽车对水平地面的压强：p= = =6×105Pa；
（2）电动汽车在水平路面上匀速行驶，则汽车受到的牵引力 F=f=0.02G=0.02×2.4×104N=480N，汽车匀速
行驶牵引力做功的功率：P 有用=Fv=480N×25m/s=1.2×104W；
电动汽车行驶消耗的电功率：P 电=UI=320V×60A=1.92×104W；
则该电动车将电能转化为机械能的效率：η= ×100%= ×100%=62.5%；
（3）若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则电动机线圈的发热功率为：
P 热=P 电﹣P 有用=1.92×104W﹣1.2×104W=7.2×103W，
根据 P=I2R 可得：线圈的电阻 R= = =2Ω。
10．（2018 北京）阅读短文，回答问题
能源问题日日渐严重，现在全世界都非常重视能源问题，一方面大力发展科学技术，努力努力开发和
利用新能源；另一方面想方设法提高能源利用率，并重视节约能源。尽管目前能源相当短缺，但是能源的
开发前景是广阔的，首先地球上的水相当丰富，如果高效地把水分解成氢气和氧气，世界的能源问题可以
得到解决。第二，一旦可控核聚变能够实现，可以说将永远解决人类能源的需求。聚变的核燃料，储量非
常丰富（主要在海水中），假如地球上储量的 1%被加以利用，找现在的能源消耗计算，可满足人类未来几13
亿年对能源的需求。第三，太阳能是取之不尽、用之不竭的，太阳内部不断地进行核反应，一年中辐射到
地面的总能量为 1.47×1018KW·h；等于全世界一年生产的总能量之和的两万多倍。由于太阳能太分散，现
在太阳能的利用规模很小，在到达地面的能量中，被人类直接利用的只有万分之零点一，若提高光电转换
效率，我们将可以大规模直接利用太阳能发电。太阳能开发潜力巨大；第四，随着科技的发展，人类像发
现何能一样，还会不断发现其他新能源并生产人造能源。
（1）解决能源问题的根本途径是什么？
（2）对于太阳能的使用，我们面临的主要问题是哪些？
（3）就人类现有技术和认识，结合本文章的介绍，你认为应该迫切开发和利用哪些新能源以环节能源危机？
【答案】（1）开发利用新能源；提高能源利用率；节约能源。
（2）分散，受时间、天气限制。光电、光热转换，效率低。
（3）充分利用海水资源，进一步掌握可控核聚变技术。
【解析】认真阅读短文，收集有用信息，根据学过的能源利用问题就可以容易解决本题。
【2020 年模拟压轴题组】
一、填空题
1．（2020 广西北部湾模拟）中国援建了巴基斯坦的核电站，核电站的核反应堆利用原子核的_______（选填
“裂变”或“聚变”）释放核能。Wi-fi 无线上网是利用______（选填“电磁波”或“超声波”）传递信息。
【答案】裂变 电磁波
【解析】目前的核电站的核反应堆都是利用原子核的裂变释放核能的；Wi-fi 无线上网是通过电磁波来传递
信息的。
2．（2020 齐齐哈尔三中模拟）能源家族中，有煤，石油、风能、水能，核能、太阳能等，属于不可再生能
源的有 ；电能是 （选填“一次能源”或“二次能源“）。它可以使电动机转动，同时产生内能散失
在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有 性。
【答案】煤、石油、核能； 二次能源；方向。
【解析】（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫
不可再生能源；
（2）可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取必须通过一次能源的消耗才能得到14
的能源叫二次能源；
（3）能量在转化的过程中具有方向性，很多能量转化的实例都说明了这一点。
煤、石油、核能一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源；
风能、水能、太阳能可以长期提供或再生，属于可再生能源；
电能是由其他形式的能转化而来的，属于二次能源；
能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，
但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。
3．（2020 沈阳模拟）天然气已经被广泛利用，它是一种 （选填“可”或“不可”）再生能源，完全燃
烧 0.07m3 天然气释放的热量为 J，若这些热量的 30%被水吸收，可以将 4kg 的水由 20℃加热到
℃．[q 天然气=4×107J/m3，c 水=4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】不可；2.8×106；70
【解析】（1）天然气属于化石能源，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
（2）完全燃烧 0.07m3 天然气释放的热量：
Q 放=Vq=0.07m3×4×107J/m3=2.8×106J；
（3）由题知，水吸收的热量：Q 吸=30%Q 放=30%×2.8×106J=8.4×105J，
由 Q 吸=cm（t﹣t0）可得：
8.4×105J=4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（t﹣20℃），
解得水的末温：t=70℃。
二、选择题
4．（2020 天津模拟）在我国西部建有不同类型的发电站，下列发电站发电过程中，利用不可再生能源发电
的是（ ）
A． 燃气电站 B．风电站 C．水电站 D．太阳能电站
【答案】A
【解析】天然气不能从自然界源源不断获得，也不能重复利用，是不可再生能源，则燃气发电站是利用不
可再生能源发电的，故 A 符合题意；太阳能、风能、水能够源源不断地从自然界获得，是可再生能源，故 BCD
不符合题意。15
5．（2020 深圳模拟）许多城市在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下
列关于太阳能的说法不正确的是（ ）
A.太阳是一个巨大的“核能火炉”
B.太阳能为二次能源
C.太阳能属于可再生能源
D.太阳能清洁、无污染
【答案】B
【解析】太阳能为一次能源，选项 B 的说法错误，选项 ACD 的说法均正确。故选 B。
三、综合计算题
6．（2020 河北模拟）2019 年 4 月 10 日，人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资枓。
（1）质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核 （填“聚变"或“裂变”反
应，并 （填“吸收"或“释放”）大量的能量，当天体的能量即将耗尽时.在自身 （填“重力”或“惯
性”）的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。
(2 照片中的黑洞距离我们 5500 万 （填“年”或“光年"），它是根据接收到的高能射线经过计箅机
处理而形成的，高能射线的传播速度为 m/s；研究人员在计算机屏幕上将黑洞边缘环状（明亮）部
分用红色显示，红光 （填“属于"或“不属于”）光的三原色。
【答案】（1）聚变 释放 重力 （2）光年 3×108 属于
【解析】本题综合考查核能、天体、光学等知识。（1）质量巨大的天体，其内部发生着核聚变，并通过辐
射的形式，向外辐射能量。当天体的能量即将耗尽时，在自身重力的作用下发生坍塌，就形成了黑洞。（2）
宇宙中的天体之间的距离单位用光年，高能射线是一种电磁波，其传播速度为 3×108m/s。光的三原色包含
红光、绿光、蓝光。
7．（2020 湖南郴州模拟）我市风能资源丰富，现各地陆续安装了风力发电机。风力发电机的原理是利用自
然风吹动发电机风叶转动，带动内部发电机组发电。某兴趣小组提出了一个问题：风力发电机的发电功率
大小可能与哪些因素有关？他们针对这个问题提出如下猜想：
猜想一：风力发电机的发电功率大小可能与风速大小有关16
猜想二：风力发电机的发电功率大小可能与风叶长度有关
猜想三：风力发电机的发电功率大小可能与风叶个数有关
猜想四：……
针对以上猜想一和猜想二，该兴趣小组设计了实验方案，准备了以下主要实验器材：小型风力发电机
（含形状相同长度分别为 10cm、15cm、20cm 的风叶共三组）、电吹风、电压表、导线若干。
实验过程中，先将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况。用
电吹风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下：
实验序号 风叶长度/cm 电吹风档位 风叶个数 电压表示数/v
1 10 弱 3 0.5
2 10 中 3 0.8
3 10 强 3 1.2
4 15 中 3 1.3
5 20 中 3 1.8
根据以上实验回答下列问题：
（1）本实验是通过 来反映发电机发电功率大小的；
（2）比较实验序号为 （填上表中实验序号）三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”
或“二”），结论是：其他条件都相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大。
（3）比较实验序号为 2、4、5 三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），结论
是： 。
【答案】（1）电压表示数；
（2）1、2、3；一；
（3）二；其他条件都相同时，风叶长度越大，风力发电机的发电功率越大。
【解析】（1）由“将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况”知，
本实验是通过电压表示数的变化来反映发电机发电功率大小的：示数越大，发电功率越大；
（2）从实验结论可以看出，实验探究的是发电功率大小与风速的关系，所以要保持风叶长度和风叶个数相
同，改变风速，因此选择的是实验序号的 1、2、3；
（3）在 2、4、5 三次实验过程中，电吹风档位相同，也就是风速相同，风叶个数相同，但风叶长度不同，
并且发现：风叶长度越大，电压表示数越大，说明发电功率与风叶长度有关。所以结论为：其他条件都相17
同时，风叶长度越大，风力发电机的发电功率越大。
微信/支付宝扫码支付