第22章 能源与可持续发展（易错真题汇编）-中考物理一轮复习高频考点精讲与热点题型精练（全国通用）

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1．（2024•内江）以下能源形式中，属于清洁型能源的是（ ）
A．煤B．石油C．焦炭D．太阳能
解：ABC、煤、石油、焦炭，燃烧时会产生废气，污染环境，是非清洁能源，故A、B、C错误；
D、太阳能使用时没有废气，无污染，是清洁能源，故D正确。
答案：D。
2．（2024•淮安）下列发电站利用不可再生能源发电的是（ ）
A．火力发电B．光伏发电C．水力发电D．风力发电
解：煤炭属于化石能源，不可能在短时间从自然界得到补充，是不可再生能源；光能、风能、水能可以源源不断的得到，是可再生能源；所以利用不可再生能源发电的是核电站，故A符合题意、BCD不符合题意。
答案：A。
3．（2024•广州）了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（ ）
A．煤炭、沼气B．石油、潮汐能
C．风能、水能D．柴薪、天然气
解：可再生能源的概念：像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到，把它们称为可再生能源。不可再生能源的概念：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。
沼气是作物秸秆发酵而来的，属于可再生能源。不可再生能源包括化石能源、核能等。煤、石油、天然气都属于化石能源，是不可再生能源。
风能、水能既是来自太阳辐射的能源，又是可再生能源能源。
答案：C。
4．（2024•常州） 2024年3月2日，神舟十七号航天员出舱修复受损的太阳翼，使将太阳能转化为电能的功能恢复正常，如图所示。太阳能、太阳翼分别于（ ）
A．可再生能源、电源
B．可再生能源、用电器
C．不可再生能源、电源
D．不可再生能源、用电器
解：太阳的寿命还有几十亿年，可以在自然界里源源不断地得到，是可再生能源；太阳翼把太阳能转化为电能储存，属于电源。
答案：A。
5．（2024•山西）近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．风能和太阳能都属于不可再生能源
B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能
C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能
D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多
解：A、风能和太阳能都属于可再生能源，故A错误；
B、用电低峰时，重物上升，电能转化为机械能，故B错误；
C、用电高峰时，重物下降，机械能转化为电能，故C错误；
D、机械能与质量、速度和高度有关，重物质量一定，井越深，能储存的电能越多，故D正确。
答案：D。
6．（2024•成都）三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站，三峡大坝横跨长江，雄伟壮丽（如图）。下列说法正确的是（ ）
A．水力发电是将电能转化为机械能
B．水能是一次能源，电能是二次能源
C．利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能，用来发电
D．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性
解：A、水力发电是将水蕴含的机械能最终转化为电能，故A错误；
B、水能可以从自然界中直接获得是一次能源，电能是由其他能源转化来的，属于二次能源，故B正确；
C、修拦河大坝是为了提高上游水位，水的质量不变，高度增大，重力势能增大，利用大坝提高水位的目的是储蓄更多重力势能，故C错误；
D、机械能和电能可以相互转化，但能量转化是具有方向性的，故D错误。
答案：B。
7．（2024•陕西）“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应是核裂变
B．太阳内部发生的也是这种核反应
C．核能属于可再生能源
D．原子核是由中子和电子组成的
解：A、由题图知用中子轰击质量比较大的原子核，使其发生裂变，因此该核反应是核裂变，故A正确；
B、太阳内部时刻发生核聚变，故B错误；
C、核能在短时间内不能源源不断地获取，属于不可再生能源，故C错误；
D、原子核是由中子和质子组成的，故D错误。
答案：A。
8．（2024•贵州）“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（ ）
A．核能B．动能C．光能D．势能
解：核裂变与核聚变是核能释放的两种形式，故核裂变释放的是核能。
答案：A。
9．（2024•新疆）目前人类大规模利用核能发电的方式属于（ ）
A．可控核裂变B．可控核聚变
C．不可控核裂变D．不可控核聚变
解：目前人类大规模利用核能发电的方式属于可控核裂变，故A正确，BCD错误。
答案：A。
10．（2024•东营）关于能源、信息传输，下列说法正确的是（ ）
A．风能、地热能、电能均属于一次能源
B．太阳内部，原子核发生裂变释放出巨大的核能
C．能量的转化和转移都是有方向性的
D．光从光导纤维一端射入，在内壁多次折射，把携带的信息传送出去
解：A、风能、地热能可以直接从自然界获得，属于一次能源；电能必须经过一次能源的消耗才能得到（如风力发电），属于二次能源，故A错误；
B、太阳内部，原子核发生聚变释放出巨大的核能，故B错误；
C、能量的转化和转移都是有方向性的，故C正确；
D、光从光导纤维一端射入，在内壁多次反射，把携带的信息传送出去，故D错误。
答案：C。
11．（2024•眉山）近年来，我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就。下列说法中正确的是（ ）
A．电动汽车使用的电能是一次能源
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能
C．“无侦﹣8”无人机利用超声波来传递信息
D．“华龙一号”核电站利用核聚变释放的能量来发电
解：
A、电能是太阳能转化得到的，属于二次能源，故A错误；
B、太阳能电池板将太阳能转化电能，故B正确；
C、无人机是通过电磁波传递信息的，故C错误；
D、核电站是利用核裂变释放的核能发电的，故D错误；
答案：B。
12．（2024•苏州）我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是（ ）
A．火力发电B．水力发电
C．风力发电D．光伏发电
解：太阳能、水能、光伏发电都是可再生资源，没有碳排放，火力发电燃烧煤等物质，有碳排放，A符合题意。
答案：A。
13．（2024•兰州）2024年4月至10月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”，秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不正确的是（ ）
A．园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B．园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C．园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D．因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
解：A、超导材料如果用来制作输电线，由于电阻为0，不会产生热量，可以降低由于电阻发热引起的电能损耗，故A正确；
B、一般情况下电动机转化效率在80%以上，而最好的汽油机也超不过40%，因此新能源汽车比燃油车的能量转化效率高，故B正确；
C、地球上的水通过三态变化不停地循环，但是淡水资源有限，仍需节约用水，故C正确；
D、能量虽然是守恒的，但能源并不是取之不尽用之不竭的，所以需要节约能源，故D错误。
答案：D。
14．（2024•烟台）节约资源和保护环境是我国的基本国策，2024年5月13日至19日为全国节能宣传周，主题是“绿色转型，节能攻坚”。下列叙述不符合节能环保要求的是（ ）
A．重复使用节能环保购物袋，减少使用一次性用品
B．短距离上下楼不乘电梯，尽量减少电梯使用
C．公共建筑夏季室内空调温度设置一般不低于26℃
D．手机充完电后，不必拔下充电器
解：A、重复使用节能环保购物袋，减少使用一次性用品符合节能环保要求，故A不合题意；
B、短距离上下楼不乘电梯，尽量减少电梯使用可节约用电，符合节能环保要求，故B不合题意；
C、公共建筑夏季室内空调温度设置一般不低于26℃，有利用节约电能，符合节能环保要求，故C不合题意；
D、手机充完电后，要拔下充电器，否则容易造成火灾隐患，故D符合题意。
答案：D。
二、填空题（共8小题）
15．（2024•湖南）传统燃油汽车排放的尾气是大气污染的主要来源，提供传统燃油的化石能源属于 不可 再生能源。为节能减排，新能源汽车正逐步取代传统燃油汽车。如图，电动汽车充电，是将电能转化为 化学 能储存起来。
解：
（1）化石能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源是不可再生能源；
（2）给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来；
答案：不可；化学。
16．（2024•徐州）如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，由于微粒处在永不停息地无规则 运动 中，而甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电瓶，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的 正 极。根据对环境污染的大小来判断，这种能源是否属于清洁能源？是清洁能源，因为海水盐差能发电对环境污染小。
解：一切物质的分子不停地做无规则运动，微粒处在永不停息地无规则运动中，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，钠离子（正电）通过甲渗透膜向左移动，使左侧区域带正电，氯离子（负电）通过乙渗透膜向右移动，使右侧区域带负电，电流从左向右通过小灯泡，说明左端是正极，右端为负极。由于盐差能的产生过程不涉及有害物质的排放，对环境影响较小，是一种清洁能源。
答案：运动；正；是清洁能源，因为海水盐差能发电对环境污染小。
17．（2024•河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 太阳 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 10 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
解：（1）风能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源，它实际上来源于太阳能。
（2）200kg焦炭完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝200kg×3.0×107J/kg＝6×109J；
单个陆上风电机组功率可达107W，需要的时间：
t=WP=Q放P=6×109J107W=600s＝10min。
答案：可再生；太阳；10。
18．（2024•陕西）原子由原子核和 核外电子 构成。原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。我国自主设计、建造的“东方超环”核反应装置用于研究如图所示的核反应，这种反应叫做核 聚 （选填“裂”或“聚”）变。
解：原子由原子核和核外电子构成；核能源被消耗后，不能从自然界源源不断地得到补充，属于不可再生能源；
核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子的一种核反应形式，故如图所示的核反应叫做核聚变。
答案：核外电子；不可再生；聚。
19．（2024•烟台）核能是一种 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。我国在核能利用方面取得了巨大成就，其中具有完全自主知识产权的“华龙一号”核电站是通过 核裂变 （选填“核裂变”或“核聚变”）发电；中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”是通过 核聚变 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的能量。
解：核能是一种不可再生能源。具有完全自主知识产权的“华龙一号”核电站是通过核裂变发电；中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”是通过核聚变释放巨大的能量。
答案：不可再生；核裂变；核聚变。
20．（2024•长沙）我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将 太阳 能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动 电动机 （选填“电动机”或“发电机”）工作，将空气压缩后储存起来；电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。
解：我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将太阳能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动电动机工作，将空气压缩后储存起来；电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。
答案：太阳；电动机。
21．（2024•广安）某地区的居民常用太阳灶来烧水，太阳灶所利用的太阳能来源于太阳内部原子核的 聚变 （选填“聚变”或“裂变”）。如果把质量为1.2kg、温度为25℃的水加热到75℃，至少需要给水提供 2.52×105 J的能量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
解：太阳灶所利用的太阳能来源于太阳内部原子核不可控的聚变。
把质量为1.2kg、温度为25℃的水加热到75℃，至少需要给水提供的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（75℃﹣25℃）＝2.52×105J。
答案：聚变；2.52×105。
22．（2024•广东）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 聚变 （选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能。太阳能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出太阳能的1个优点： 清洁无污染 。
解：（1）在太阳内部，大量的氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；
（2）太阳能可以从自然界源源不断地得到，故太阳能是可再生能源；
（3）太阳能不会造成环境污染，也是清洁能源。
答案：聚变；可再生；清洁无污染。
三、计算题（共2小题）
23．（2023•苏州）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃。不计水的蒸发[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg×2.5℃＝4.2×103J；
（2）由P=Wt可得，照射到水面上的太阳能：
W＝Pt＝25W×10×60s＝1.5×104J，
水获取太阳能的效率：η=Q吸W×100%=4.2×103J1.5×104J×100%＝28%。
答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；
（2）水获取太阳能的效率是28%。
24．（2024•大庆）如图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。接收太阳能的电池板面积为6m2。某次试车过程中，该车在水平路面上以恒定功率P做直线运动，v﹣t图象如图乙所示。已知，汽车（包括司乘人员）的总质量为480kg，汽车行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，取g＝10N/kg。求：
（1）汽车的功率P；
（2）在0～15s内汽车牵引力做的功；
（3）若电池板吸收的太阳能转化为汽车的机械能的效率为20%，则太阳光照射到电池板单位面积上的功率为多少瓦？（假设汽车运动过程中太阳光照情况不变）
解：（1）汽车的总重力：G＝mg＝480kg×10N/kg＝4800N，
汽车行驶过程中所受的阻力：f＝0.02G＝0.02×4800N＝96N，
汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知汽车的牵引力：F＝f＝96N，
由图乙可知，汽车匀速行驶时的速度v＝10m/s，
则汽车的功率：P＝Fv＝96N×10m/s＝960W；
（2）由P=Wt可知，0～15s内汽车牵引力做的功：W＝Pt＝960W×15s＝14400J；
（3）由η=W机械W总=P机械tP总t=P机械P总可知，太阳照射在地面的辐射总功率：P总=P机械η=960W20%=4800W，
太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率：P=P总S=4800W6m2=800W/m2。
答：（1）汽车的功率P为960W；
（2）在0～15s内汽车牵引力做的功为14400J；
（3）太阳光照射到电池板单位面积上的功率为800W。
四、解答题（共2小题）
25．（2024•无锡）我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖，其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀﹣235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取3.0×107J/kg）
（1）核燃料反应堆中的铀﹣235是 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生 汽化 （填物态变化名称）吸收热量。
（2）在下列空格中补充完整核能发电的能量转化过程。
核能→内能→ 机械能 →电能。
（3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？
（4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 5×109 J。
解：（1）核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；核能用完后不能再生，属于不可再生能源；蒸发器中的水是液体，被加热后变成了水蒸气，水蒸气是气体，水由液态变为气态是汽化，汽化吸热；
（2）核能发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能；
（3）根据Q放＝q煤m得，燃烧煤的质量：m=Q放q=5.4×1015J3.0×107J/kg=1.8×108kg；
（4）由题知，单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，
设单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为E，
则单个机组仅供电时，其能量使用效率为：η1=W电E，
单个机组在供电的同时进行供热，其能量使用效率为：η2=W电′+QE，
因为对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%，
所以，η2﹣η1＝3.2%，即：W电′+QE−W电E=3.2%，
则单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量：
E=W电′+Q−W电3.2%=1.21×109J+2×108J−1.25×109J3.2%=5×109J。
答案：（1）不可再生；汽化；
（2）机械能；
（3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧1.8×108kg标准煤产生的热量；
（4）5×109。
26．（2023•陕西）“阳光动力2号”是实现首次环球飞行的太阳能飞机。该飞机利用机身表面安装的光伏电池将太阳能转化为电能，这些电能可直接驱动飞机的电动机工作，还可同时给机载电池充电。该飞机质量为2500kg，平均飞行速度为75km/h，飞机搭载4个电动机用于驱动螺旋桨旋转，每个电动机的功率为13.5kW，其工作效率为90%。光伏电池经10h正常光照后，可为飞机提供340kW•h电能，这些电能只用来充电时，刚好可将机载电池从0充至100%满电状态。请完成下列问题。
（1）电动机工作时将 电 能转化为 机械 能。
（2）飞机停放在水平地面上时，飞机支撑架与水平地面的总接触面积为0.2m2，则飞机对地面的压强是多少？（g取10N/kg）
（3）若光伏电池将太阳能转化为电能的效率为24%，则将机载电池从0充至100%满电状态，所需要的太阳能是多少？
（4）机载电池充满电时，飞机从甲地出发，以最大功率飞往相距750km的乙地，飞行过程中光照正常，且当天光照时长不低于10h，根据飞行安全要求，飞机降落时机载电池剩余电能不低于总量的20%，飞机是否能按要求到达乙地？
解：（1）电动机工作时将电能转化为机械能；
（2）飞机的重力G＝mg＝2500kg×10N/kg＝2.5×104N，飞机对水平地面的压力等于自身的重力，即F＝G＝2.5×104N，
飞机对地面的压强为：
p=FS=2.5×104N0.2m2=1.25×105Pa；
（3）机载电池从0充至100%满电状态需要的太阳能：
W太=W电η1=340×3.6×106J24%=5.1×109J；
（4）由v=st得，飞机从甲地飞到乙地的时间为：
t=sv=750km75km=10h，
飞机飞行需要的机械能为：
W机＝Pt＝4×13.5kW×10h=540kW⋅ℎ，
电动机需消耗的电能为：
W耗电=w机η2=540kw⋅ℎ90%=600kW•h，
本次飞行中，电池可以提供的总电能：
W总＝340kW•h+340kW•h＝680kW•h，
降落时，电池剩余电能：
W剩余＝680kW•h﹣600kW•h＝80kW•h，
机载电池总电能的20%为：
W剩余'＝340kW•h×20%＝68kW•h，
由于W剩余＞W剩余'，
所以飞机能按要求从甲地飞到乙地。
答：（1）电；机械；
（2）飞机对地面的压强是1.25×105Pa；
（3）若光伏电池将太阳能转化为电能的效率为24%，则将机载电池从0充至100%满电状态，所需要的太阳能是5.1×109J；
（4）飞机能按要求从甲地飞到乙地。