專題22 能源與可持續(xù)發(fā)展（核心知識點）-2025年中考物理二輪復(fù)習(xí)核心知識點梳理-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

一、知識結(jié)構(gòu)
二、知識清單+方法清單
模塊一能源
知識清單
一、人類利用能源的歷程
1. 能量
（1）能量：物質(zhì)的運動和相互作用的方式多種多樣，每種運動形式都對應(yīng)相應(yīng)的能量。
（2）多種形式的能的能量
①機械能：物體由于運動或由于高度而具有的能量是機械能；
②內(nèi)能：物體由于內(nèi)部分子的熱運動和分子間作用力而對應(yīng)的能量是內(nèi)能；
③化學(xué)能：火柴燃燒是化學(xué)變化,食物在人體內(nèi)也發(fā)生了化學(xué)變化，化學(xué)變化中伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，因此火柴和食物也具有一種能，我們稱為化學(xué)能；
④電能：電荷的定向移動形成電流，電流流過用電器會做功，所以它具有電能；
⑤核能：核反應(yīng)是原子核發(fā)生了變化，由核反應(yīng)而產(chǎn)生的能量我們稱為核能（也叫原子能）。
2. 能源
（1）能源：能夠提供能量的物質(zhì)資源叫做能源。煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界的主要能源。
（2）能源的種類
①化石能源：我們使用的煤、石油、天然氣，是千百萬年前埋在地下的動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，稱為化石能源?；茉词钱?dāng)今世界的主要能源（選填“主要”或“次要”）。
②生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。生物質(zhì)能可以理解為生物機體物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時釋放的能量。例如食物分解和柴薪燃燒等都提供了生物質(zhì)能。
③太陽能：由太陽輻射提供的能量。
④水能、風(fēng)能：由自然界中的流水和風(fēng)提供的能量。
⑤地?zé)崮埽河傻厍騼?nèi)部提供的一種內(nèi)能。
3. 人類利用能源的歷程
（1）火的利用：鉆木取火是從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變，開啟了以柴薪作為主要能源的時代。柴薪燃燒時的能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能→內(nèi)能。
（2）化石能源的利用：蒸汽機的發(fā)明是人類利用能量的新里程碑，直接導(dǎo)致了第二次能源革命，使人類進(jìn)入工業(yè)化社會。蒸汽機工作時的能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能→內(nèi)能→機械能。
（3）電能的利用
19世紀(jì)初，根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理，發(fā)明了發(fā)電機，使化石能源轉(zhuǎn)換成更加便于輸送和利用的電能，電能的利用是人類進(jìn)入現(xiàn)代文明社會的標(biāo)志。
電能的優(yōu)點：①電能便于輸送。②電能便于轉(zhuǎn)化：電能通過用電器可以比較方便地轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能光能、內(nèi)能等其他形式的能量，為人類所用。
發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)化：機械能→電能。
（4）核能的利用：20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。核能發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化：核能→電能。
4. 能源的分類
（1）按照獲取方式分為：一次能源和二次能源。
①一次能源：可以直接從自然界獲得的能源稱為一次能源?；茉词且淮文茉矗渌Ｒ姷囊恍┠茉?，如風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、核能等也都是一次能源?br>②二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到的能源稱為二次能源。常見的二次能源：電能、汽油、柴油、酒精等。
（2）按照對環(huán)境的影響分為：清潔能源和污染能源。
太陽能、電能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮艿榷紝儆谇鍧嵞茉?；煤、石油、柴薪等都屬于污染能源?br>（3）按照人類開發(fā)早晚分為：常規(guī)能源和新能源。
煤、石油、天然氣及水能等屬于常規(guī)能源；核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮?、風(fēng)能、生物質(zhì)能等屬于新能源。
（4）按照是否可再生分為：可再生能源和不可再生能源。
①化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補充，稱為不可再生能源。
②像風(fēng)能、水能、太陽能等可以在自然界里源源不斷地得到，把它們稱為可再生能源。
二、21世紀(jì)的能源趨勢
1. 能源危機：近幾十年來，由于世界人口的急劇增加和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源消耗增長速度明顯加快（選填“加快”或“減慢”）。目前作為人類主要能源的化石能源儲量并不豐富，而且化石能源開發(fā)利用后不能再生。
2. 解決能源問題的出路：面對目前的能源趨勢，解決能源問題的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科學(xué)開發(fā)，節(jié)約使用；二是開發(fā)和利用新能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿取?br>方法清單
考向能源及其分類
【例題1】（2024·山東聊城·中考真題）2024年5月21日，全球首個陸上商用模塊式小型核反應(yīng)堆“玲龍一號”的主控室正式啟動。核反應(yīng)堆通過（選填“核聚變”或“核裂變”）產(chǎn)生驚人的能量，核能屬于（選填“一次”或“二次”）能源。
【答案】核裂變一次
【詳解】核電站是利用核裂變產(chǎn)生能量，是可控的。核原料能從自然界中獲取，為一次能源。
【訓(xùn)練1-1】可燃冰是一種綠色清潔能源?？扇急鶎儆? （選填“可再生”或“不可再生”）能源。在北方山地區(qū)域，風(fēng)力發(fā)電機隨處可見，電能屬于（選填“一次”或“二次”）能源。
【答案】不可再生二次
【詳解】能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；短期內(nèi)不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源。可燃冰一旦消耗，很難在短時間內(nèi)從自然界中得到補充，是不可再生能源。
能夠直接從自然界獲取并利用的叫一次能源；不能從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。電能是消耗其它能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換來的，電能屬于二次能源。
【訓(xùn)練1-2】（2023·山東淄博·中考真題）能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類社會的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列說法錯誤的是（）
A．核能是可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個新途徑
B．煤是不可再生能源，以煤為主要燃料的火電站容易造成環(huán)境污染
C．太陽能是一次能源，可直接利用且污染小，開發(fā)前景廣闊
D．能量在利用的過程中，其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的
【答案】A
【詳解】A．核能是不可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個新途徑，故A錯誤。
B．煤不能短期內(nèi)從自然界得到補充，是不可再生能源，以煤為主要燃料的火力發(fā)電容易造成環(huán)境污染，故B正確，不符合題意；
C．太陽能是一次能源，是一種新型的無污染的能源，太陽能是取之不盡的能源，可直接利用且對環(huán)境的污染小，前景廣闊，故C正確，不符合題意；
D．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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，所以我們需要節(jié)約能源，故D正確，不符合題意。故選A。
【訓(xùn)練1-3】為響應(yīng)節(jié)能減排、低碳生活，電動汽車已進(jìn)入千家萬戶。如圖甲為某國產(chǎn)品牌的電動汽車正在充電樁充電。充電樁充電時的電壓為220V，電流為40A，充電耗時為10h，汽車電池所容納的電能從零變?yōu)?0kW·h。充電時發(fā)現(xiàn)線路及設(shè)備發(fā)熱較為明顯，可等效為如圖乙的發(fā)熱電阻R線串聯(lián)于電路中，且認(rèn)為能量損失均為發(fā)熱電阻所致。求：
（1）電能屬于（選填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）充電過程中，電流所做的功和充電效率η；
（3）發(fā)熱電阻R線的阻值及充電過程中汽車電池兩極之間電壓。
【答案】二次能源 88kW·h 90.9% 0.5Ω 200V
【詳解】（1）二次能源是指由一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源，例如：電力、蒸汽、煤氣、汽油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、知沼氣、氫氣和焦炭等等。電能是通過其他能源轉(zhuǎn)化而來的，不是一次能源，是二次能源。
（2）充電過程中電流做的功 W總＝UIt=220V×40A×10×3600s=3.168×108J=88kW?h
由題意可知，汽車電池所容納的電能從零變?yōu)?0kW·h，故充電效率
（3）因為能量損失均為發(fā)熱電阻所致，則損失的電能為
由W=I2Rt可得，發(fā)熱電阻的阻值為
由W＝UIt可知，汽車電池兩極之間的電壓為
U'=W電It=80×3.6×106J40A×10×3.6×103s=200V
模塊二核能
知識清單
一、核能
1. 原子、原子核的組成

（1）原子由原子核和核外電子構(gòu)成，其中原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電。
（2）原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電荷，其電荷量跟電子的電荷量相等，中子不帶電，整個原子不顯電性，如右圖所示是碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖。
2. 核能
（1）核能：質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。
（2）釋放核能的方式：核裂變和核聚變。
二、裂變
1. 裂變：1934至1938年，科學(xué)家先后用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生裂變，發(fā)現(xiàn)一個核分裂成兩個質(zhì)量中等大小的原子核，同時釋放出大量的能量。奇妙的是，鈾235核在分裂成兩個別的原子核的時候，又放出2至3個中子。核裂變的能量巨大，1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時釋放的能量。

核裂變示意圖鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖
2. 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：當(dāng)中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生裂變，釋放大量核能的同時產(chǎn)生出幾個新的中子，這些中子又會轟擊其他鈾核……于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，釋放出大量核能，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
3. 裂變的應(yīng)用
（1）原子彈：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變，釋放出極大的能量。原子彈就是根據(jù)這一原理制造的。
（2）核電站：核電站利用裂變產(chǎn)生的核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。
①核反應(yīng)堆：核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場所，它能夠控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置。
②核電站的工作原理及能量轉(zhuǎn)化
核電站將反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，通過汽輪機轉(zhuǎn)化為機械能，再通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。核電站發(fā)電時的能量轉(zhuǎn)化情況：核能→內(nèi)能→機械能→電能。
③我國的核電站：我國已經(jīng)自主設(shè)計、制造出具有世界先進(jìn)水平的核電站。其中“華龍一號”核電站在30余年核電科研、設(shè)計、制造、建設(shè)和運行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)中國和全球最新安全要求，研發(fā)的先進(jìn)百萬千瓦級壓水堆核電技術(shù)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的三代壓水堆核電創(chuàng)新成果。
三、聚變
1. 聚變：將某些質(zhì)量很小的原子核，例如氘核（由一個質(zhì)子和一個中子構(gòu)成）與氚核（由一個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成），在超高溫下結(jié)合成新的原子核——氦核，會釋放出巨大的核能，這就是聚變。
2. 氫彈：氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量。
四、核能的利用
1. 核能的優(yōu)點：核能十分巨大，它能極大地補充人類能源的不足，使用核能大大地節(jié)約了常規(guī)能源。核能能夠解決能源分布不均衡的問題。
2. 核能的缺點：|①核能屬于一次能源，且會越用越少。②核廢料存在核污染，產(chǎn)生核輻射，會對地球生物造成傷害。③核反應(yīng)堆中會產(chǎn)生核廢料，在治理核廢料過程中，代價較高。
3. 核電站應(yīng)用地域：①核電站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地區(qū)。②核電站建在離人群較遠(yuǎn)的地區(qū)，避免對人育造成傷害。
4. 核廢料處理：深埋在人煙稀少的地方。
方法清單
考向01 原子、原子核的組成
【例題1】關(guān)于原子核和核能，下列說法正確的是（）
A．原子核是由電子、質(zhì)子和中子組成
B．核能的使用不會對人類產(chǎn)生危害
C．現(xiàn)有核電站利用核裂變釋放的能量來發(fā)電
D．氫彈爆炸時的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的
【答案】C
【詳解】A．原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成；
B．核能的使用也有一定風(fēng)險，比如核泄漏；
C．核電站目前都是采用核裂變技術(shù)釋放的核能來發(fā)電的；
D．氫彈是利用核聚變，其鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控的．
【訓(xùn)練1-1】若把原子、原子核、電子看成球體，原子半徑的數(shù)量級為10-10m，原子核半徑的數(shù)量級為10-15m，電子半徑的數(shù)量級小于10-9nm。按尺度從大到小的排序是（）
A．原子原子核電子 B．電子原子原子核
C．原子核原子電子 D．原子電子原子核
【答案】A
【詳解】因為1nm=10-9m，所以10-9nm=10-18m
故按尺度從大到小的排序是：原子、原子核、電子。故選A。
【訓(xùn)練1-2】依據(jù)盧瑟福的“行星模型”理論，在原子核外繞核高速旋轉(zhuǎn)的粒子是（）
A．質(zhì)子 B．電子 C．中子D．核子
【答案】B
【詳解】盧瑟福認(rèn)為：在原子的內(nèi)部有一個很小的核叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核高速旋轉(zhuǎn)。故選B。
【訓(xùn)練1-3】原子的中心是原子核，周圍有電子繞核運動，如圖是四種原子的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)下圖，你認(rèn)為下列說法正確的是（）
A．原子的電子數(shù)和中子數(shù)相等
B．所有原子核的中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)一定相等
C．所有的原子都一定是由電子、質(zhì)子、中子組成
D．原子核所帶的正電荷與核外所有電子所帶的負(fù)電荷在數(shù)量上相等
【答案】D
【詳解】AC．由圖知道，H原子核有一個質(zhì)子，核外有一個電子。即H原子中只有質(zhì)子而沒有中子，故A、C錯誤；
B．由圖知道，Li原子核中有3個質(zhì)子和4個中子組成，核外有3個電子，故B錯誤；
D．由圖知道，四種原子核內(nèi)帶正電的質(zhì)子和核外帶負(fù)電的電子數(shù)目都相等，故D正確。
故選D。
考向02 裂變聚變核能
【例題2】（2024·陜西·中考真題）原子由原子核和構(gòu)成。原子核發(fā)生變化時，釋放出的能量被稱為核能，核能屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源。我國自主設(shè)計、建造的“東方超環(huán)”核反應(yīng)裝置用于研究如圖所示的核反應(yīng)，這種反應(yīng)叫做核（選填“裂”或“聚”）變。
【答案】核外電子不可再生聚
【詳解】原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子構(gòu)成。
核能消耗的原料是礦產(chǎn)資源，使用后不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，故屬于不可再生能源。
我國自主設(shè)計的“人造太陽”實驗裝置——東方超環(huán)，其反應(yīng)原理與太陽類似，太陽是通過核聚變釋放能量，所以“人造太陽”是通過核聚變釋放巨大的核能。
【訓(xùn)練2-1】原子核分裂或聚合，可以釋放出巨大的能量，這種能量叫作。用中子轟擊比較大的原子核，使其變成兩個中等大小的原子核，同時釋放出巨大的能量，這是原子核的。兩個質(zhì)量很小的原子核，在一定條件下結(jié)合成一個新的原子核，會釋放出更大的核能，這就是原子核的，氫彈就是利用這種變化制成的。
【答案】核能裂變聚變
【詳解】核能是由原子核裂變和聚變過程中所產(chǎn)生的能量。
一個質(zhì)量較大的原子核在中子的轟擊下，會變?yōu)閮蓚€中等大小原子核，同時釋放出巨大的能量的過程稱為核裂變；原子核裂變的應(yīng)用有：核電站、原子彈。
在超高溫下，兩個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時釋放出巨大的能量的過程稱為核聚變。
【訓(xùn)練2-2】（多選題）（2024·廣西·中考真題）“華龍一號”核電機組落戶廣西防城港。下列關(guān)于核能的說法正確的有（）
A．核能是可再生能源 B．核能是不可再生能源
C．核能發(fā)電利用核聚變原理D．核電站將核能最終轉(zhuǎn)化為電能
【答案】BD
【詳解】AB．核燃料在地球上的儲量是有限的，消耗后不可能再生，因此核能屬不可再生能源，故A錯誤，B正確；
CD．核電站是在核反應(yīng)堆中利用可控的核裂變來進(jìn)行工作，核電站先將核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過汽輪機將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，再通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，故D正確，C錯誤。
故選BD。
【訓(xùn)練2-3】中國物理學(xué)家錢三強與何澤慧等合作，在利用中子打擊鈾的實驗中，觀察到三分裂變和四分裂變現(xiàn)象。如圖，為某種核反應(yīng)示意圖，這屬于核變，核電站的核反應(yīng)堆就是利用該反應(yīng)釋放核能的設(shè)備；氫彈利用的是核變在瞬間釋放的能量。（選填“裂”或“聚”）
【答案】裂聚
【詳解】由核反應(yīng)示意圖可知，此核變屬于中子轟擊鈾核使鈾核裂變，重原子核分裂成較輕的原子核，叫做裂變；核電站的核反應(yīng)堆是一種能夠控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置，利用的是核裂變。
氫彈利用的是氫的同位素氘和氚的原子核在超高溫下就可能聚合成氦核，釋放出巨大的能量，這種輕原子核結(jié)合成較重的原子核釋放出核能，這樣的核反應(yīng)叫做核聚變。
模塊三太陽能
知識清單
一、太陽——巨大的“核能火爐”
1. 太陽的結(jié)構(gòu)：如圖所示，從內(nèi)到外依次是太陽核心、輻射層、對流層、太陽大氣。
2. 太陽能的來源——氫核聚變：在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。太陽核心每時每刻都在發(fā)生氫彈爆炸，核心溫度高達(dá)1500萬攝氏度，太陽就像一個巨大的“核能火爐”。太陽至今已經(jīng)穩(wěn)定地“燃燒”了近50億年，而且還能繼續(xù)“燃燒”50億年。
3. 太陽能的傳遞——熱輻射：太陽距地球1.5億千米，直徑大約是地球的110倍，體積是地球的130萬倍，質(zhì)量是地球的33萬倍。太陽核心釋放的能量向外擴(kuò)散，可以傳送到太陽表面。太陽表面溫度約6000°C，就像一個高溫氣體組成的海洋。大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射開去。
二、太陽是人類能源的寶庫
1. 地球上大多數(shù)能源來自于太陽能：由于化石能源、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等都是來太陽能，所以說太陽是人類能源的寶庫。人類利用這些能量，實際上都是間接地利用太陽能。
2. 化石能源的形成：遠(yuǎn)古時期陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為生物體的化學(xué)能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，經(jīng)過幾百萬年的沉積、化學(xué)變化、地層的運動，在高壓下漸漸變成了石油和煤。在石油形成過程中還放出天然氣。
三、太陽能的利用
1. 利用太陽能的四個渠道
（1）綠色植物的“光化轉(zhuǎn)換”。通過植物的光合作用（被植物、微生物吸收）將太陽能儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等形式釋放出來，實現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
（2）空氣水分的“光機轉(zhuǎn)換”。由于太陽的熱輻射，使大氣和水分升騰循環(huán)，再通過風(fēng)、雨等形式釋放出來，實現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化為機械能。
（3）被海洋吸收，成為海洋內(nèi)能。
（4）直接被人們利用。太陽能的直接利用有光電轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換；間接利用有光化轉(zhuǎn)換。
①光電轉(zhuǎn)換：如利用太陽能電池，直接把太陽能轉(zhuǎn)變成電能。
②光熱轉(zhuǎn)換：利用集熱器收集陽光中的能量來加熱水等物質(zhì)，把太陽能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
③光化轉(zhuǎn)換：光化轉(zhuǎn)換是指把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲存在生物質(zhì)內(nèi)。比如綠色植物的生長就是靠太陽能轉(zhuǎn)化的化學(xué)能，所以通過光合作用的植物把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
2. 太陽能的優(yōu)缺點
（1）優(yōu)點
①太陽能取之不盡、用之不竭，是人類可以利用的最豐富的永久性能源。
②太陽能分布廣闊，不需要挖掘、開采和運輸。
③太陽能是一種清潔能源，使用時沒有污染。
（2）缺點
①太陽能到達(dá)地球上非常分散，接收裝置的面積大，造價高。
②太陽能的利用受氣候、晝夜的影響很大。因此必須有貯存裝置，這不僅增加了技術(shù)上的困難，也使造價增加。
③太陽能電池的成本高，而且每個太陽能電池產(chǎn)生的電壓較低（選填“高”或“低”）。
3. 核能、潮汐能與地?zé)崮懿皇翘柲?br>（1）潮汐能不是來源于太陽能。潮汐能是因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象，導(dǎo)致海平面周期性升降，因海水漲落及潮水流動所產(chǎn)生的能量。
（2）地?zé)崮懿皇莵碓从谔柲?。地?zé)崮軄碓从诘厍蛉廴趲r漿和放射性物質(zhì)衰變，這部分能量通過地殼運動被推壓到地面，從而被發(fā)現(xiàn)和利用。
（3）核能不是來源于太陽能。是來自于原子核內(nèi)部裂變或聚變釋放的能量。（以上均選填“是”或“不是”）
方法清單
考向太陽能太陽能的利用
【例題1】（2024·四川宜賓·中考真題）太陽是人類能源的寶庫。在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生，釋放出巨大的核能。太陽能屬于（選填“一次”或“二次”）能源。
【答案】核聚變一次
【詳解】在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生氫核聚變，釋放出巨大的核能。太陽能屬于一次能源，可以直接從自然界中獲取。
【訓(xùn)練1-1】如圖，太陽能汽車?yán)锰柲茈姵貙⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能，儲存在車上的蓄電池內(nèi)，為汽車提供動力。下列說法正確的是（）
A．太陽能是一種不可再生能源
B．蓄電池為汽車提供動力時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機械能
D．太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能
【答案】C
【詳解】A．太陽能取之不盡、用之不竭，所以是可再生能源，故A錯誤；
B．蓄電池為汽車提供動力時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；
C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機械能，有一部分太陽能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等其它形式的能，故C正確；
D．太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能轉(zhuǎn)化為動能，故D錯誤。
故選C。
【訓(xùn)練1-2】（2023·湖南株洲·中考真題）太陽是人類能源的寶庫，太陽能（）
A．是可再生能源 B．是二次能源
C．不是未來的理想能源之一D．來自太陽內(nèi)部的核裂變
【答案】A
【詳解】太陽的能量來自內(nèi)部源源不斷地核聚變反應(yīng)，太陽能可以源源不斷地從自然界直接獲得、利用是一次能源，也是可再生能源，而且它還無污染，是未來理想能源之一。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
【訓(xùn)練1-3】（2023·湖北十堰·中考真題）某居民樓頂安裝有太陽能電池板和太陽能熱水器。若太陽能熱水器工作效率為η，每小時可接收太陽能Q，使熱水器內(nèi)水溫升高Δt，水的比熱容為c水。下列說法正確的是（）
A．太陽能是不可再生能源
B．太陽能電池將接收的太陽能全部轉(zhuǎn)化為電能
C．太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．該熱水器內(nèi)水的質(zhì)量為
【答案】C
【詳解】A．太陽能可以在自然界源源不斷地得到，屬于可再生能源，故A錯誤；
B．由于在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中存在能量的散失，所以太陽能電池不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；
C．太陽能熱水器吸收太陽能，將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；
D．太陽能熱水器工作效率為η，每小時可接收太陽能Q，則水吸收的太陽能為
Q吸＝ηQ根據(jù)Q＝cmΔt可知，該熱水器內(nèi)水的質(zhì)量為
故D錯誤。故選C。
模塊四能源與可持續(xù)發(fā)展
知識清單
一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性
1. 能量的轉(zhuǎn)移具有方向性：在熱傳遞的過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，所以能量的轉(zhuǎn)移具有方向性。
2. 能量的轉(zhuǎn)化具有方向性
火力發(fā)電廠把煤中貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，供生產(chǎn)和生活用。用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、機械能多種形式的能后，但是這些能量無法再變回可以被利用的能源。
汽車制動時，由于摩擦，動能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，但這些能量不能自動地收集起來再次驅(qū)動汽車。這些能量雖然沒有消失，但也不能再被我們利用。
3. 結(jié)論：能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。
4. 節(jié)約能源：實際上，能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的，人們是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中利用能量的。有些能量可以利用，有些則不能。能源的利用是有條件的，我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。
二、能源消耗對環(huán)境的影響
人類消耗各種能源時給自己帶來了便利，但不可避免地對環(huán)境造成影響，對環(huán)境造成污染。
1. 能源消耗對環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面
（1）熱污染：化石能源通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，相當(dāng)一部分內(nèi)能沒有被有效利用，從而造成了熱污染。汽車尾氣是造成空氣污染和城市熱島效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)字弧?
（2）大氣污染：化石能源在使用中會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉塵等，會造成大氣的污染，形成酸雨，導(dǎo)致水、土壤的酸化，對植物、建筑物、金屬構(gòu)件造成危害。
（3）地質(zhì)影響：使用柴薪能源除會造成空氣污染、產(chǎn)生廢物外，還會加劇水土流失和沙漠化。
（4）有害輻射：作為第三次能源革命的標(biāo)志一核能的開發(fā)和利用，也不是絕對清潔和安全的，如遇到特殊情況（如地震）發(fā)生核泄漏時，會對環(huán)境造成有害輻射。
2. 人類不應(yīng)當(dāng)無限制地向大自然索取，我們必須在提升物質(zhì)文明的同時，保持與自然環(huán)境的和諧與平衡。
三、能源與可持續(xù)發(fā)展
1. 可持續(xù)發(fā)展的兩個方向：能源的利用要考慮持續(xù)性發(fā)展，既要滿足當(dāng)代人的需要，又要考慮后代人的需求。
（1）提高能源的利用率，減少在能源使用中對環(huán)境的破壞。
（2）開發(fā)和利用新的理想能源。
2. 不可再生能源和可再生能源
（1）不可再生能源：化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源。由于全世界能源的消耗逐年上漲，這些不可再生能源會在不太長的時間內(nèi)消耗殆盡。
（2）可再生能源：像風(fēng)能、水能、太陽能等能源可以在自然界里源源不斷地得到，所以把它們稱為可再生能源?？稍偕茉词俏磥砝硐肽茉吹囊粋€重要發(fā)展方向。
3. 未來理想能源
未來理想能源須滿足的條件：
（1）必須足夠豐富，可以保證長期使用；
（2）必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；
（3）相關(guān)技術(shù)要成熟，可以保證大規(guī)模使用；
（4）必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境。
4. 我國新能源開發(fā)和利用的一些實例
（1）敦煌光伏電站吸熱塔；（2）河南黃河小浪底發(fā)電工程；（3）新疆達(dá)坂城風(fēng)力發(fā)電；（4）秦山核電站；（5）羊八井地?zé)犭娬?；?）藍(lán)鯨一號南海開采可燃冰等。
方法清單
考向01 能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性
【例題1】（2024·江西·中考真題）某同學(xué)用餐時發(fā)現(xiàn)從熱湯中取出的金屬勺很燙手，這是通過
的方式改變物體的內(nèi)能，在這種內(nèi)能改變的過程中，內(nèi)能總是自動地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，說明能量在轉(zhuǎn)移過程中具有性。
【答案】熱傳遞方向
【詳解】用餐時發(fā)現(xiàn)從熱湯中取出的金屬勺很燙手，是熱湯中的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到金屬勺，這是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能。
內(nèi)能總是自動地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，不能自動從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，這說明能量在轉(zhuǎn)移過程中具有方向性。
【訓(xùn)練1-1】（2024·吉林長春·中考真題）生物航煤是以動植物油脂、餐飲廢油等為原料生產(chǎn)的航空燃油。6月5日，國產(chǎn)大飛機C919加注了我國自主研發(fā)的生物航煤，成功完成試飛任務(wù)。
（1）若C919飛行用時，則C919的飛行速度為 km/h ；
（2）生物航煤燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，說明能量的轉(zhuǎn)化具有；在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量。
【答案】 800 方向性不變
【詳解】（1）C919的飛行速度為
（2）生物航煤燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，說明能量的轉(zhuǎn)化具有方向性。在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變，這是能量守恒定律。
【訓(xùn)練1-2】（2024·四川成都·中考真題）三峽水電站是當(dāng)今世界上裝機容量最大的水電站，三峽大壩橫跨長江，雄偉壯麗（如圖）。下列說法正確的是（）
A．水力發(fā)電是將電能轉(zhuǎn)化為機械能
B．水能是一次能源，電能是二次能源
C．利用大壩提高水位的目的是儲蓄更多內(nèi)能，用來發(fā)電
D．機械能和電能可以相互轉(zhuǎn)化，所以能量轉(zhuǎn)化沒有方向性
【答案】B
【詳解】A．水力發(fā)電是將水的機械能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；
B．水能可以從自然界直接獲取使用，是一次能源，而電能是由其他形式的能量轉(zhuǎn)化來的，是二次能源，故B正確；
C．利用大壩提高水位的目的是儲蓄更多機械能，用來發(fā)電，故C錯誤；
D．雖然機械能和電能可以相互轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化是有條件的，故能量轉(zhuǎn)化是有方向性，D錯誤。
故選B。
考向02 能源消耗對環(huán)境的影響
【例題1】（2024·煙臺·中考真題）節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境是我國的基本國策，2024年5月13日至19日為全國節(jié)能宣傳周，主題是“綠色轉(zhuǎn)型，節(jié)能攻堅”。下列敘述不符合節(jié)能環(huán)保要求的是（）
A．重復(fù)使用節(jié)能環(huán)保購物袋，減少使用一次性用品
B．短距離上下樓不乘電梯，盡量減少電梯使用
C．公共建筑夏季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置一般不低于26℃
D．手機充完電后，不必拔下充電器
【答案】D
【詳解】A．重復(fù)使用節(jié)能環(huán)保購物袋，減少使用一次性用品，可減少白色污染，符合節(jié)能環(huán)保要求，故A不符合題意；
B．短距離上下樓不乘電梯，盡量減少電梯使用,健康出行，鍛煉身體的同時減少能源的使用，符合節(jié)能環(huán)保要求，故B不符合題意；
C．夏天空調(diào)設(shè)置的溫度不低于26℃，既能降溫，又能減少電能的消耗，符合節(jié)能環(huán)保要求，故C不符合題意；
D．手機充完電后，不拔下充電器，會造成電能浪費，不符合節(jié)能環(huán)保要求，故D符合題意。
故選 D。
【訓(xùn)練1-1】（2024·江蘇蘇州·中考真題）我國大力發(fā)展綠色清潔能源，減少碳排放保護(hù)環(huán)境，以下屬于碳排放限制的是（）

A B C D
A．火力發(fā)電 B．水力發(fā)電 C．風(fēng)力發(fā)電D．光伏發(fā)電
【答案】A
【詳解】A．火力發(fā)電主要利用煤、石油、天然氣等化石燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能來發(fā)電，會排放大量的二氧化碳，故A符合題意；
B．水力發(fā)電是利用水的動能和勢能來發(fā)電，不會排放二氧化碳，故B不符合題意；
C．風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電，不會排放二氧化碳，故C不符合題意；
D．光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)，不會排放二氧化碳，故D不符合題意。
故選A。
【訓(xùn)練1-2】（2024·內(nèi)蒙古包頭·中考真題）節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境是每個人的共同責(zé)任。下列做法符合節(jié)能環(huán)保理念的是（）
A．把廢舊電池隨意丟棄 B．將電視機處于待機狀態(tài)
C．關(guān)停高能耗高污染的工廠D．將有害廢水排放到江河中
【答案】C
【詳解】A．把廢舊電池隨意丟棄，會污染水體和土壤，不利于環(huán)境保護(hù)，故A不符合題意；
B．電視機處于待機狀態(tài)時，仍有部分元件在工作，如指示燈，仍會消耗電能，故B不符合題意；
C．關(guān)停高能耗高污染的工廠，既可以節(jié)能減排，也可以保護(hù)環(huán)境，故C符合題意；
D．將有害廢水排放到江河中，會污染水資源，所以不利于環(huán)境保護(hù)，故D不符合題意。
故選C。
【訓(xùn)練1-3】（2024·云南·中考真題）2024年5月，我國首款百公斤級車載液氫系統(tǒng)“賽道1000”研制成功，可助力氫能重卡突破1000公里續(xù)駛里程，這是我國將液氫應(yīng)用于交通運輸領(lǐng)域的重大技術(shù)突破（q氫=1.4×108J/kg）。下列說法正確的是（）
A．氫能不屬于清潔能源
B．用液氫作燃料是因為液氫含有的熱量多
C．完全燃燒100kg的液氫能釋放1.4×1010J的熱量
D．氫能重卡的熱機效率可高達(dá)100%
【答案】C
【詳解】A．液氫燃燒的產(chǎn)物只有水，屬于清潔能源，故A錯誤；
B．用液氫作燃料是因為液氫熱值大，在完全燃燒等質(zhì)量的燃料時，放出的熱量更多，且熱量是過程量，不能“含有”，故B錯誤；
C．完全燃燒100kg的液氫放出的熱量
故C正確；
D．額外功不可避免，所以氫能重卡的熱機效率不可能達(dá)到100%，故D錯誤。
故選C。
三、易混易錯分析
易混易錯點1
不能正確進(jìn)行能源的分類

【例題1-1】實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為21世紀(jì)各國的任務(wù)。能源可按不同方式分類，如圖，下列四組能源中，能歸入圖中陰影部分的一組是（）
A．煤炭、沼氣B．太陽能、風(fēng)能 C．水能、天然氣 D．石油、核能
【答案】B
【詳解】能歸入圖中陰影部分的能源應(yīng)該是來自太陽的熱輻射，并且是可再生能源和新能源。
A．煤炭不是可再生能源也不是新能源，沼氣不是來自太陽的輻射能源，故A項不符合題意；
B．太陽能、風(fēng)能是來自太陽的熱輻射，并且是可再生能源和新能源，故B項符合題意；
C．天然氣是不可再生能源，故C項不符合題意；
D．石油和核能是不可再生能源，故D項不符合題意。
故選B。
【例題1-2】下列各種能源分類中，錯誤的是（）
A．煤、石油、天然氣是化石能源，是一次能源，又是常規(guī)能源
B．太陽能是一次能源，是可再生能源，又是新能源
C．核能是一次能源，是不可再生能源，又是新能源
D．水能、風(fēng)能是二次能源，又是常規(guī)能源
【答案】D
【詳解】A．煤、石油、天然氣是化石能源，不可再生，從自然直接獲得，是一次能源，又是長期以來人們使用最多的能源，所以是常規(guī)能源，故A正確，不符合題意；
B．太陽能可以直接獲得，是一次能源，又使用不盡，是可再生能源，又屬于新能源，故B正確，不符合題意；
C．核材料直接取自自然界是一次能源，但核燃料是不可再生能源，核能近代隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展才興起使用的，又屬于是新能源，故C正確，不符合題意；
D．水能、風(fēng)能是從自然界直接獲得，屬于一次能源，又是新能源，故D錯誤，符合題意。
故選D。
易混易錯點2
裂變與聚變的比較

【例題2-1】（2024·烏魯木齊·三模）2023年4月12日，中國全超導(dǎo)托卡馬克核變實驗裝置（EAST，中文名“東方超環(huán)”，俗稱“人造小太陽”）創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
（1）它在1億度超高溫度下運行成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒。該裝置主要是利用氫原子核在超高溫下發(fā)生（選填“裂變”或“聚變”），核能屬于（選填“一次”或“二次”）能源，從而獲得核能的研究裝置，這與核電站獲得核能的方式（選填“相同”或“不同”）；
（2）“人造太陽”加熱功率超過1×1012W，若利用“人造太陽”發(fā)電，發(fā)電效率為60%，則每小時發(fā)電量達(dá) kW·h；
（3）核電站用水做冷卻劑給核反應(yīng)堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較（選填“大”或“小”）。在一種稱為壓水堆的核反應(yīng)堆中，為了提高水的傳熱效率，要求水的溫度即使高于300℃也不沸騰。要達(dá)到這樣的要求，你認(rèn)為應(yīng)該采取的措施最（選填“增大”或“減小）水面氣壓。
【答案】聚變一次不同 6×108 大增大
【詳解】（1）“人造小太陽”主要是利用氫原子核在超高溫下發(fā)生不可控的聚變。
核燃料是自然界中自燃存在的，核能屬于一次能源。核聚變是兩個輕核聚合成一個質(zhì)量更重的核，核電站是利用核聚變來獲得能量的，故獲得核能的研究袋置與核電站獲得核能的方式不同。
（2）“人造太陽”的發(fā)電功率為
P=ηP加熱=60％×1×1012 W= 6×1011W=6×108kW
由P=W/t得，每小時發(fā)電量達(dá)W=Pt=6×108kW×1h=6×108 kW?h
（3）核電站用水做冷卻劑給核反應(yīng)堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較大，其他條件相同時，水升高相同溫度，吸收的熱量較多。
水的沸點隨氣壓升高而增大，為了提高水的傳熱效率，要求水的溫度即使高于300℃也不沸騰，要達(dá)到這樣的要求，應(yīng)該增大水面氣壓。
【例題2-2】能源是推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，我國一直努力發(fā)展多樣化的能源供給方式，比如風(fēng)能、水能、太陽能、潮汐能，它們都屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源；同時，核能也是重要的能源發(fā)展方向，截至2024年3月31日，我國共有超50臺核電機組在運行，這些機組的反應(yīng)堆都是通過核（選填“裂變”或“聚變”）的方式釋放巨大能量。
【答案】可再生裂變
【詳解】風(fēng)能、水能、太陽能、潮汐能，可以從自然界源源不斷地獲得，都屬于可再生能源。
核裂變可以人為控制，核聚變不能人為控制，核反應(yīng)堆都是通過核裂變的方式釋放巨大能量。
易混易錯點3
太陽能的實質(zhì)及利用

【例題3】太陽能是一種（選填“可”或“不可”）再生能源，利用太陽能的方式之一是用太陽電池把能轉(zhuǎn)化成能；另一種方式是用集熱器加熱，從改變物體內(nèi)能的途徑來看，太陽能熱水器是通過（選填“做功”或“熱傳遞”）來增加水的內(nèi)能，一臺太陽能熱水器儲有300kg的水，若水溫從20℃升到70℃，這些水吸收了 J熱量。（水的比熱容4.2×103J/（kg·℃）；
【答案】可太陽（光）電熱傳遞 6.3×107
【詳解】太陽能可以源源不斷得到，是可再生能源。利用太陽能電池可把太陽能轉(zhuǎn)化成電能。
另一種方式是用集熱器加熱，太陽能熱水器是利用熱傳遞的方式增加水的內(nèi)能的。
水吸收得熱量為Q吸=cmΔt=4.2×103 J/（kg?℃）×300kg×（70-20）℃=6.3×107 J
四、中考熱點掃描
考點一能源的分類
考點突破：能源可以從不同的角度進(jìn)行分類，且分類的方法較多，我們要明確分類的依據(jù)和常見的能源。能源分類的原則以及具體實例如下表所示。
【例題1-1】了解能源分類對實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展有重要的意義。下列能源既是來自太陽輻射的能源，又屬于可再生能源的一組是（）
A．煤炭、沼氣B．石油、潮汐能 C．風(fēng)能、水能 D．柴薪、天然氣
【答案】C
【詳解】煤炭、石油、天然氣是化石能源，是遠(yuǎn)古時期動植物的遺體在漫長的地質(zhì)年代中形成的，它們是來自太陽輻射的能源，但它們是不可再生能源。柴薪、沼氣、風(fēng)能、水能、潮汐能是可再生能源，它們也是來自太陽輻射的能源。故選C。
【例題1-2】下列各種能源分類中，錯誤的是( )
A．煤、石油、天然氣是化石能源，是一次能源，又是常規(guī)能源
B．太陽能是一次能源，是可再生能源，又是新能源
C．核能是一次能源，是不可再生能源，又是新能源
D．水能、風(fēng)能是二次能源，又是常規(guī)能源
【答案】D
【詳解】A．煤、石油、天然氣是化石能源，不可再生，從自然直接獲得，是一次能源，又是長期以來人們使用最多的能源，所以是常規(guī)能源，故A正確，不符合題意；
B．太陽能可以直接獲得，是一次能源，又使用不盡，是可再生能源，又屬于新能源，故B正確，不符合題意；
C．核材料直接取自自然界是一次能源，但核燃料是不可再生能源，核能近代隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展才興起使用的，又屬于是新能源，故C正確，不符合題意；
D．水能、風(fēng)能是從自然界直接獲得，屬于一次能源，又是新能源，故D錯誤，符合題意。
故選D。
考點二太陽能和核能的利用
考點突破:
1. 太陽能既屬于一次能源又屬于可再生能源，還是清潔、無污染的新能源。太陽向外輻射的能量來自其內(nèi)部進(jìn)行的熱核反應(yīng)（氫核聚變）。太陽能是人類的“能源之母”，除地?zé)崮?、潮汐能和核能外，大部分能源如風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、化石能源都來自太陽能。
人類直接利用太陽能的方式主要是光熱轉(zhuǎn)換（用集熱器把水等物質(zhì)加熱）、光電轉(zhuǎn)換（用太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能）。
2. 核裂變和核聚變的對比
【例題2】如圖所示是太陽能LED照明路燈，LED是一種發(fā)光二極管，它是由材料制成的，可以把電能直接轉(zhuǎn)化成能，太陽能是（選填“可再生”或“不可再生”）能源、清潔無污染，它是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生（選填“裂變”或聚變”）釋放出巨大的能量．
【答案】半導(dǎo)體；光；可再生；聚變
【分析】LED是一種發(fā)光二極管，消耗電能，產(chǎn)生光能；可再生能源是能在短時間內(nèi)形成的能源，可再生資源特點是取之不盡用之不竭；太陽內(nèi)部進(jìn)行著核聚變，由氫原子核聚變成氦原子核，釋放出核能．
【詳解】LED是一種半導(dǎo)體發(fā)光二極管，通過電流時不用經(jīng)過加熱燈絲直接能夠發(fā)光，即把電能直接轉(zhuǎn)化成光能；
太陽能取之不盡用之不竭，屬于可再生能源，并且環(huán)保無污染；
在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫、高壓下作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能。
考點三有關(guān)新能源的開發(fā)與利用的綜合計算
【例題3-1】如圖所示是利用太陽能電源工作的一種新型動力車．它上面的太陽能接收板的有效面積為8m2，天氣晴朗且接收板正對陽光時，每平方米面積上每秒鐘能接收到太陽輻射的能量為1000J，太陽能電池提供的電壓為120V，可供電動機正常工作的電流為10A。

（1）太陽能屬于（選填“可”或“不可”）再生能源；
（2）太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是；
（3）電動機正常工作時，將電能主要轉(zhuǎn)化為能，若轉(zhuǎn)化效率是80%，且該車沿水平路面勻速行駛時所獲得的牽引力是150N，則該車勻速行駛的速度是 m/s。
【答案】可 15% 機械 6.4
【詳解】（1）太陽能可以源源不斷的獲得，屬于可再生能源。
（2）轉(zhuǎn)化為的電能為W=UIt=120V×10A×1s=1200J
接收的太陽能總量為Q=8000J，所以太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是
（3）電動機正常工作時，將電能主要轉(zhuǎn)化為機械能，若轉(zhuǎn)化效率是80%，則每秒鐘轉(zhuǎn)化為的機械能為1200J×80%=960J
也就是電動機的功率為960W，根據(jù)公式P=Fv，可得該車勻速行駛的速度是
【例題3-2】如圖甲是某新型太陽能汽車，該汽車的動力完全由安裝在車頂?shù)碾姵匕迨占奶柲芴峁?。汽車（包括司乘人員）的質(zhì)量為1.2t，接收太陽能電池板的面積為8m2，在水平路面上以恒定功率做直線運動的v-t圖象如圖乙（取g=10N/kg）。
（1）如汽車勻速行駛過程中所受阻力大小為車重的0.02倍，則汽車牽引力為多大?
（2）求汽車在0~20s內(nèi)牽引力做的功。
（3）若汽車吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為40%，則太陽光照射到地面單位面積上的輻射功率為多少?
【答案】（1）240N；（2）7.2×104J；（3）1125W/m2
【詳解】（1）由題可知汽車的質(zhì)量為m=1.2t=1.2×103kg
汽車所受的重力為G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N
汽車所受阻力為f=0.02G=0.02×1.2×104N=240N
因為汽車勻速行駛，所以牽引力為F=f=240N
（2）由圖乙可知，汽車勻速行駛時v=15m/s，則汽車的恒定功率為
P=Fv=240N×15m/s=3600W
汽車在0~20s內(nèi)牽引力做的功為
W=Pt=3600×20s=7.2×104J
（3）由題可知，汽車獲得的機械功率為P機=3600W，太陽照射在地面的輻射總功率為
太陽照射在地面單位面積上的輻射功為
答：（1）如汽車勻速行駛過程中所受阻力大小為車重的0.02倍，則汽車牽引力為240N；
（2）汽車在0~20s內(nèi)牽引力做的功為7.2×104J；
（3）若汽車吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為40%，則太陽光照射到地面單位面積上的輻射功率為1125W/m2。
方法技巧
1. 能源與能量的區(qū)別和聯(lián)系
（1）能源：能夠提供能量的物質(zhì)資源叫做能源，本質(zhì)是可以提供某種形式能量的物質(zhì)。
（2）能量：物體做功本領(lǐng)的量度，本質(zhì)是：與物質(zhì)及其運動相聯(lián)系，不同形式的運動對應(yīng)著不同形式的能量，如機械能、電能、內(nèi)能、化學(xué)能等。
（3）聯(lián)系：能源的利用過程，實質(zhì)上就系是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程。
2. 能源有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)：能源除按能否直接從自然界獲得分為一次能源與二次能源外，還有以下幾種分類情況。
（1）按對環(huán)境的影響可分為清潔能源和污染能源。
①清潔能源指不排放污染物的能源，如太陽能、電能、水能、地?zé)崮艿?
②污染能源指人類在利用過程中會污染環(huán)境的能源，如煤、石油、天然氣等。
（2）按人類開發(fā)早晚和使用情況可分為常規(guī)能源和新能源。
①常規(guī)能源指已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的能源，如煤、石油、天然氣及水能等;
②新能源指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿取?br>方法技巧類比法理解原子的核式結(jié)構(gòu)
如圖所示，原子的核式結(jié)構(gòu)與太陽系類似：太陽系的中心是太陽，其他行星圍繞太陽運行；原子的中心是原子核，在原子核的周圍有一定數(shù)目的電子在繞核運動。

方法技巧注意兩個易錯點，正確解答有關(guān)太陽能的問題
易錯點一：利用太陽能的方式有直接利用和間接利用兩種。
易錯點二：目前，直接利用太陽能的方式有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換。在解題時，要根據(jù)題目的情景來確定是哪種轉(zhuǎn)換方式。
方法技巧
1. 為了減少能源消耗對環(huán)境的影響，人們常采取以下技術(shù)：
（1）改變能源結(jié)構(gòu)：發(fā)展清潔能源，如太陽能、風(fēng)能等，減少對化石燃料的依賴。
?（2）提高能源利用率：通過技術(shù)進(jìn)步和管理措施，提高能源使用效率，減少浪費。
?（3）發(fā)展清潔技術(shù)：采用清潔燃燒技術(shù)和尾氣處理技術(shù)，減少污染物的排放。
2. 了解一些新能源
（1）核能：核電站把核能轉(zhuǎn)化為電能。
（2）太陽能的利用： ①光熱轉(zhuǎn)化：太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；②光化轉(zhuǎn)化：太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；③光電轉(zhuǎn)化：太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
（3）地?zé)崮埽豪玫責(zé)崮馨l(fā)電。
（4）潮汐能：利用潮汐能發(fā)電。
【辨析】
能源從不同的角度可以進(jìn)行不同的分類，從其獲得的方式可分為一次能源和二次能源；根據(jù)能源在技術(shù)上的成熟情況和普遍使用情況，可分為常規(guī)能源和新能源。
在解答有關(guān)能源分類的問題時，一是要看清題目中要求從哪個角度來進(jìn)行分類，二是要明確一次能源與二次能源、清潔能源與污染能源、常規(guī)能源與新能源區(qū)分的依據(jù)。
辨析：裂變與聚變的比較
裂變
聚變
定義
質(zhì)量較大的原子核分裂成較小原子核的過程
質(zhì)量很小的原子核結(jié)合成較大原子核的過程
條件
用一定速度的中子
轟擊較大原子核
超高溫
釋放核能大小
巨大
更加巨大
是否可以控制
可控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度
目前不能人為控制
應(yīng)用
核電站、原子彈
氫彈
辨析：
1. 太陽能的實質(zhì)
太陽能實質(zhì)上是太陽內(nèi)部的氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變所釋放出的核能，而不是內(nèi)能。用集熱器給水加熱，實質(zhì)上是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。
2. 利用太陽能的方式有直接利用和間接利用兩種方式。
直接利用太陽能的方式有兩種：一是用集熱器把水等物質(zhì)加熱；二是用太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。人們利用的風(fēng)能、水能、化石能源等也是間接地利用太陽能。注意潮汐能與太陽能無關(guān)，潮汐能是由于月球和太陽對海水的吸引而引起的；地?zé)崮苁堑厍虮旧韮?nèi)部所存貯的內(nèi)能，也與太陽能無關(guān)。
分類依據(jù)
類型
實例
能否直接從
自然界獲得
一次能源
化石能源、地?zé)崮堋?br>核能、生物質(zhì)能等
二次能源
電能、汽油等
能否在短期內(nèi)從
自然界得到補充
可再生能源
水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等
不可再生能源
化石能源、核能等
開發(fā)早晚
及使用情況
常規(guī)能源
煤、石油等
新能源
太陽能、地?zé)崮艿?br>是否對環(huán)境
造成污染
清潔能源
太陽能、風(fēng)能、水能等
污染能源
煤、石油等
比較
核裂變
核聚變
定義
質(zhì)量較大的原子核分裂為質(zhì)量較小的原子核的過程
質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核的過程
條件
中子轟擊較大原子核
超高溫
釋放核能大小
巨大
更加巨大
應(yīng)用
原子彈、核電站
氫彈
考點突破:
中考中經(jīng)常出現(xiàn)新能源的利用與熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué)綜合的計算題。此類試題的特點是以節(jié)能電器、太陽能、核能、水能或風(fēng)能的利用等為命題素材，考查與熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué)重要知識點的綜合利用，再通過計算得出的結(jié)果，利用對比的形式，以便體會節(jié)約能源的社會意義和經(jīng)濟(jì)價值，進(jìn)一步培養(yǎng)節(jié)約能源的意識。從命題的背景和知識的綜合角度來看，主要有以下幾種情況：
1. 以電熱輔助式太陽能熱水器、核能發(fā)電等為載體的熱學(xué)與電學(xué)的綜合，主要考查太陽能的轉(zhuǎn)化、熱量的計算和電能（或電功率等）的計算，應(yīng)用到的主要公式有：
（1）物體吸（放）熱計算公式Q=cm△t
（2）燃料燃燒放熱公式Q=qm
（3）電功和電功率的關(guān)系式W=Pt
（4）歐姆定律計算公式I=U/R
（5）焦耳定律Q=I2Rt等。
2. 以太陽能電池的應(yīng)用、風(fēng)力發(fā)電或潮汐發(fā)電等為載體的光電轉(zhuǎn)換、電學(xué)和力學(xué)的綜合，主要考查功與功率的計算、機械能與電能的轉(zhuǎn)化、電功與電功率的計算，應(yīng)用到的主要公式有：
（1）功的計算公式W=Fs
（2）功率的計算公式P=W/t
（3）電功和電功率的關(guān)系式W=Pt
（4）歐姆定律計算公式I=U/R
（5）焦耳定律Q=I2Rt等。
另外，以上兩類命題還常常涉及效率問題，運用效率的計算公式η=Q有/Q總=W有/W總建立相應(yīng)的等量關(guān)系。

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