資源簡介

專題22能源與可持續發展
考點解讀 《能源與可持續發展》作為義務教育階段物理教學的最后一章，起著至關重要的壓軸作用。它使得義務教育階段物理教學的目的在此達到高潮，物理教育教學的意義得以充分的體現。從知識方面看，對能量、能源及轉化有全面的認識。從價值觀方面看，培養了學生的節能意識和環保意識，對于能源的開發利用有可持續發展的意識。 本章以“能量”作為主線之一，也貫穿在整套教材當中。本章在前面學過的各種能的知識基礎之上，對能源知識做了常識性的介紹，對“能量”概念進行了簡單的回顧和總結。
【母題1】（2023 內蒙古）關于能量和能源，下列說法正確的是　　
A．電能是一次能源
B．太陽釋放的能量是核裂變產生的
C．水力發電是將水的機械能轉化為電能
D．煤、石油、天然氣都是可再生能源
【答案】
【分析】（1）能從自然界直接獲取的是一次能源，需要通過一次能源的消耗來獲得的能源，叫二次能源；
（2）太陽釋放的能量是氫聚變產生的；
（3）水力發電機發電時是把機械能轉化為電能；
（4）煤、石油、天然氣都是化石能源，不能在短時間內形成，是不可再生能源。
【解答】解：、電能需通過消耗一次能源才能獲得，是二次能源，故錯誤；
、太陽釋放的能量是氫核聚變產生的，故錯誤；
、水力發電機發電時是將水的機械能轉化為電能，故正確；
、煤、石油、天然氣都是化石能源，不能在短時間內形成，是不可再生能源，故錯誤；
故選：。
【母題2】（2023 淄博）能源是人類生存和發展的基礎，人類社會的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。關于能源的開發和利用，下列說法錯誤的是　　
A．核能是可再生能源，開發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境污染
C．太陽能是一次能源，可直接利用且污染小，開發前景廣闊
D．能量在利用的過程中，其轉化和轉移是有方向性的
【答案】
【分析】可再生能源可以在短時間內形成，不可再生能源不可在短時間內形成。清潔能源污染小，一次能源可以直接從自然界獲取，能量的轉化和轉移是有方向性的。
【解答】解：．核能是不可再生能源，開發和利用核能是人類獲取能源的一個新途徑，故錯誤；
．煤是不可再生能源，以煤為主要燃料的火電站容易造成環境污染，故正確；
．太陽能是可以直接獲取的一次能源，可直接利用且污染小，開發前景廣闊，故正確；
．能量在利用的過程中，其轉化和轉移是有方向性的，故正確。
故選：。
【母題3】（2023 鎮江）開發和利用可再生能源，可實現人類社會的可持續發展。以下屬于可再生能源的是　　
A．石油 B．天然氣 C．煤 D．風能
【答案】
【分析】像水能、風能、太陽能、生物質能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源。
【解答】解：石油、天然氣、煤都屬于不可再生能源，只有風能是可再生能源，故正確，錯誤。
故選：。
方法技巧 能源家族的成員種類繁多，而且新成員在不斷地加入，只要能被人類所利用以獲取有用能量的各種物質都可以加入能源家族中來。能源家族的成員按照不同的角度可以劃分為不同的類別，具體有以下幾種劃分方式： 分類方法類別概念常見能源從能源的獲取方式劃分一次能源可以直接從自然界獲得的能源化石能源、風能、水能、太陽能、地熱能、生物質能、核能二次能源由一次能源直接或間接轉化而來的能源電能、汽油、柴油、煤油、木炭等從能源的開發時間和利用狀況劃分常規能源已經大規模生產和廣泛使用的能源煤、石油、天然氣及水能等新能源剛開始利用或正在積極研究有推廣的能源核能、太陽能、潮汐能、地熱能等從能源是否可以再生劃分不可再生能源不能在短期內從自然界得到補充的能源煤、石油、天然氣、核能等可再生能源可以從自然界源源不斷地獲得的能源風能、水能、太陽能、生物質能、地熱能、潮汐能等從對環境的影響劃分清潔能源對環境無污染的能源太陽能、電能、風能、水能、潮汐能、地熱能等非清潔能源對環境有污染的能源煤、石油，柴薪等
注意：理解和判斷的類別應注意的兩個方面： （1）不可再生能源和“可再生能源”都是對于一次能源來說的； （2）常規能源和新能源的劃分是相對的，它們的本質區別是利用時間上的差異。隨著時間的推移和科技的進步，現在所說的新能源會逐漸稱為常規能源。
【母題4】（2023 廣州）某路燈照明系統的太陽能電池白天將太陽能轉化為電能，對蓄電池充電，晚上蓄電池對路燈供電，對如圖方框中能量形式判斷正確的是　　
A．甲是“電能” B．乙是“太陽能” C．丙是“電能” D．丁是“機械能”
【答案】
【分析】（1）太陽能電池工作時將太陽能轉化為電能。
（2）太陽能給蓄電池充電時將電能轉化為化學能。
（3）蓄電池放電時將電能轉化為其它形式的能量。
（4）路燈工作時將電能轉化為光能和內能。
【解答】解：太陽能電池白天將太陽能轉化為電能，對蓄電池充電，晚上蓄電池對路燈供電，其能量轉化過程如下：太陽能電能化學能電能光能。故正確，錯誤。
故選：。
【母題5】（2023 益陽）太陽能是人類能源的寶庫，下列有關太陽能的說法錯誤的是　　
A．太陽能是氫聚變釋放的核能
B．我們今天開采的化石能源來自于上億年前地球接收的太陽能
C．目前太陽能電池轉化太陽能的效率非常高
D．太陽能電池是將太陽能轉化為電能
【答案】
【分析】（1）太陽是一個巨大的核能火爐，每時每刻都在發生聚變反應，向周圍釋放出驚人的核能。
（2）化石能源來自于上億年前地球接收的太陽能。
（3）目前太陽能的光電轉換效率比較低。
（4）太陽能電池是將太陽能轉化為電能。
【解答】解：、太陽能是氫聚變釋放的核能，故正確；
、我們今天開采的化石能源來自于上億年前地球接收的太陽能，故正確；
、目前太陽能電池轉化太陽能的效率較低，故錯誤；
、太陽能電池是將太陽能轉化為電能，故正確。
故選：。
【母題6】（2023 青海）如圖所示，為紀念我國第一顆原子彈和氫彈的誕生，彰顯不畏強暴、艱苦創業、勇攀高峰的“兩彈一星”精神，2005年原子城被確定為全國愛國主義教育示范基地。關于原子彈和氫彈的說法中錯誤的是　　
A．氫彈利用了核聚變 B．原子彈利用了核裂變
C．核廢料沒有污染 D．原子核是由質子和中子組成
【答案】
【分析】（1）原子核是由質子和中子靠強大的核力緊密結合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就能釋放出巨大的能量，這就是核能；
（2）獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變；一旦發生核泄漏事件，會產生放射性污染；
（3）原子彈及核電站都是利用了原子核的裂變釋放能量，只不過原子彈對于裂變的速度不加控制，而核電站是控制裂變的速度讓能量得以緩慢釋放。
【解答】解：、氫彈利用了核聚變，故正確；
、原子彈利用了核裂變，故正確；
、一旦發生核泄漏事件，會產生放射性污染，故錯誤；
、原子核是由質子和中子組成，故正確；
故選：。
方法技巧 1.太陽能是一次能源中的可再生能源，還是清潔、無污染的新能源。太陽向外輻射的能量來自于其內部進行的熱核反應（輕核聚變）。太陽能是人類的“能源之母”，除地熱能、潮汐能和核能外，大部分能源如風能、水能、生物質能、化石能源等都來自于太陽能。人類直接利用太陽能的方式主要是用集熱器把水等物質加熱（光熱轉換）、用太陽能電池把太陽能轉換成電能（光電轉換）。 2.核能的兩種獲取方式的對比 比較核裂變核聚變定義質量較大的原子核分裂為較小的原子核的過程質量較小的原子核結合成較大的原子核的過程條件中子轟擊質量較大的原子核超高溫釋放核能大小巨大更加巨大應用原子彈、核電站氫彈
1．（2023 青羊區模擬）推動“節能減排”工作，有助于實現我國提出的“碳中和、碳達峰”的目標。下列做法可行的是　　
A．倡導使用清潔能源代替傳統能源
B．燃油汽車降價，提高汽車保有率
C．大力研發永動機，減少能源消耗
D．在全國各地都大力發展火力發電
【答案】
【分析】在使用能源時，總會對環境產生一定的影響，要盡可能多的減小對環境的污染。
【解答】解：、有助于實現我國提出的“碳中和、碳達標”的目標的是倡導使用清潔能源代替傳統能源，故正確。
、汽車使用會對環境產生污染，故燃油汽車降價，提高汽車保有率是錯誤的做法，故錯誤。
、永動機不可能實現，故錯誤；
、火力發電會對環境造成污染，還浪費能源，故錯誤。
故選：。
2．（2023 碧江區 校級四模）人類的發展離不開能源，“碳達峰、碳中和”是我國對世界做出的莊嚴承諾。為了保護地球這個人類共同的家園，下列能源中哪一種是我們更應該去積極開發和利用的？　　
A．煤 B．石油 C．天然氣 D．太陽能
【答案】
【分析】（1）煤、石油、天然氣這些化石能源，都屬于不可再生能源，儲量是有限的
（2）石油產品會造成大氣污染，只能盡量減少使用，不能停止開采；
（3）太陽能是可再生能源，環保無污染，所以應該積極開發和利用。
【解答】解：（1）煤、石油、天然氣這些化石能源，都屬于不可再生能源，且對環境有污染，不適合積極開發和利用。錯誤。
（2）太陽能是可再生能源，環保無污染，所以應該積極開發和利用。
答案為。
3．（2023 黃州區校級模擬）近年來，我國科技創新能力日益凸顯，各種新技術、新能源、新材料、新裝置等科技成果不斷涌現。例如：2017年，我國海域“可燃冰”（天然氣水合物）首次開采成功；2020年深海潛水器“奮斗者”號實現海底水聲定位；2021年，我國磁約束核聚變裝置“東方超環”在7000萬攝氏度下運行17.6分鐘；2023年5信號的推廣使用關于上述新科技成果，下列說法中正確的是　　
A．可燃冰屬于可再生能源
B．“奮斗者”號水聲定位主要是利用聲音傳遞能量實現的
C．核聚變獲得核能的方式與普通核電站一致
D．和通信信號的波在真空中傳播的速度相同
【答案】
【分析】（1）化石能源屬于不可再生能源；
（2）水聲地位主要是利用聲音來獲取海底信息；
（3）現階段核電站是利用核裂變獲得核能；
（4）不同頻率的電磁波在真空中的速度是相同的。
【解答】解：．可燃冰屬于化石能源，是在開發利用后就不會在短時間內再次從自然界產生的能源，屬于不可再生能源，故錯誤；
．水聲定位主要是利用聲音傳遞信息實現的，故錯誤；
．核聚變獲得核能的方式與普通核電站不一致，現階段核電站是利用核裂變獲得核能，故錯誤；
．和信號都是利用電磁波傳播信息的，所以它們在真空中的傳播速度相同，都是，故正確。
故選：。
4．（2023 聊城三模）太陽能路燈系統可以保障陰雨天氣15天以上正常工作。它是由光源、太陽能電池板、蓄電池等主要部分構成。下列說法正確的是　　
A．光源是由超導體材料制成的發光元件
B．太陽能電池板將太陽能轉化為光能
C．太陽能是可再生能源，發電時產生的電能是一次能源
D．陰雨天路燈工作時，蓄電池是提供電能的裝置
【答案】
【分析】（1）二極管是由半導體做成的器件，它具有單向導電性；
（2）判斷能量轉化時，要看消耗的能量和獲得的能量分別是什么，總是減少的轉化的增加的；
（3）一次能源：是指可以從自然界直接獲取的能源；二次能源：是指無法從自然界直接獲取，必須經過一次能源的消耗才能得到的能源；可再生能源：可以從自然界中源源不斷地得到的能源；不可再生能源：不可能在短期內從自然界得到補充的能源；
（4）電源是提供電能的裝置。
【解答】解：、光源其核心元件是發光二極管，是由半導體材料制成的發光元件，故錯誤；
、太陽能電池板將太陽能轉化為電能，故錯誤；
、太陽能是可以從自然界中源源不斷地得到的能源，是可再生能源；發電時產生的電能是經過一次能源的消耗才能得到的能源，是二次能源，故錯誤；
、陰雨天路燈工作時，蓄電池是提供電能的裝置，就是電源，故正確。
故選：。
5．（2023 蘇州模擬）如圖所示，“華龍一號”是我國具有自主知識產權的第三代核反應堆，設置了完善的嚴重事故預防和緩解措施，使核能的利用更安全，下列關于核能說法正確的是　　
A．核能可直接轉化為電能
B．核反應堆是可控的鏈式反應裝置
C．核能是一種可再生的能源
D．核能是原子內部的化學反應釋放出來的能量
【答案】
【分析】（1）核能發電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發電的。核電站的核心設備是核反應堆，核反應堆是通過可控裂變（鏈式反應）釋放能量的；
（2）核能會越用越少，不可能在短期內從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源。
【解答】解：
、核電站的核心是核反應堆，它以鈾為核燃料，核反應堆中發生的核裂變反應是可以控制的；核能會先轉化為內能，然后內能對外做功，機械能轉化為電能，故錯誤，正確；
、核能直接取自于地殼中的核物質，短時間得不到補充，是不可再生能源，故錯誤；
、核能是原子核發生裂變產生的能量，不是原子內部的化學反應釋放出來的能量，故錯誤。
故選：。
6．（2023 天元區一模）科普小組同學調研了我省不同的發電站，如圖所示，其中利用不可再生能源發電的是　　
A．太陽能發電站 B．東山風力發電站
C．永安燃煤發電站 D．水口水力發電站
【答案】
【分析】可再生能源：可以從自然界中源源不斷地得到的能源．例：水能、風能、太陽能、生物質能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期內從自然界得到補充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、天然氣）、核能。
【解答】解：太陽能發電站利用的能源是太陽能，太陽能屬于可再生能源，故不符合題意；
風力發電站利用的能源是風能，風能屬于可再生能源，故不符合題意；
火力發電站利用的能源是煤，煤屬于不可再生能源，故符合題意；
水力發電站利用的能源是水能，水能屬于可再生能源，故不符合題意。
故選：。
7．（2023 洛陽一模）近年來，我國科技領域取得了很多成就。下列說法中正確的是　　
A．“華龍一號”核電站的核反應堆中發生的鏈式反應是可控的
B．我國在南海開采的可燃冰屬于可再生能源
C．“天問一號”火星探測器是通過超聲波傳遞信息的
D．我國的鐵基超導研究處于世界領先地位，超導體可用作輸電導線、電熱絲等
【答案】
【分析】（1）核電站是通過可控的核裂變反應來利用核能；
（2）能夠短時間內從自然界源源不斷得到補充的是可再生能源；短時間內從自然界得不到補充的是不可再生能源；
（3）聲音不能在真空中傳播，電磁波能在真空中傳播；
（4）超導體的電阻為零，電流通過時幾乎不產生熱量，因此不能用于利用電流熱效應工作的電器。
【解答】解：、“華龍一號”核電站的核反應堆中發生的鏈式反應是可控的核裂變反應，故正確；
、可燃冰開發使用后，會越來越少，不可能在短期內從自然界得到補充，所以可燃冰屬于不可再生能源，故錯誤；
、聲音不能在真空中傳播，而電磁波能在真空中傳播，因此天問一號火星探測器通過電磁波傳遞信息，故錯誤；
、超導材料沒有電阻，不能應用于電熱絲，但是可以應用于遠距離輸電線，故錯誤。
故選：。
8．（2023 鳳慶縣模擬）2023年1月18日，通泉風電項目26、28、29號風力發電機組順利完成并網調試投入運行，為我省綠色能源產業發展作出貢獻。下列關于能源的說法正確的是　　
A．風力發電過程中利用的風能是可再生能源
B．能量的轉移是有方向性的，而能量的轉化沒有方向性
C．化石能源是不可再生能源，核能、水能、太陽能都是可再生能源
D．為了保護環境，控制和消除大氣污染，應禁止使用化石能源
【答案】
【分析】（1）可以從自然界源源不斷地得到的能源稱之為可再生能源；一旦消耗就很難再生的能源稱之為不可再生能源；
（2）能量的轉移與轉化是有方向性的；
（3）為了保護環境，控制和消除大氣污染，應盡量減少使用化石能源。
【解答】解：、風能是由大氣的流動形成的，風能可以從自然界源源不斷獲得，為可再生能源，故正確；
、能量轉移和轉化過程是有方向性的，是不可逆的，故錯誤；
、化石能源和核能均是不可再生能源，太陽能和水能都屬于可再生能源，故錯誤；
、化石能源在使用過程中會產生大量廢氣，為了保護環境、控制和消除大氣污染，應減少使用化石能源，而不是禁止，故錯誤。
故選：。
9．（2023 天心區校級模擬）節能減排、保護環境是全人類的共同責任，日常生活中以下做法合理的是　　
A．隨意把廢舊電池丟到垃圾桶中
B．將家中的電視機長時間處于待機狀態
C．關停高能耗、高污染的工廠
D．將廢水直接排放到江河中
【答案】
【分析】主要考查日常生活中節能環保的一些常見、合理性做法。
【解答】解：
．將廢舊電池隨手丟到垃圾桶中，會污染水體和土壤，不利于環境保護，故不符合題意；
．電視機處于待機狀態時仍有部分元件在工作，仍會消耗電能，不合理，故不符合題意；
．關停高能耗、高污染的工廠，既可以節能減排，也可以保護環境，故符合題意；
．廢水直接排放到江河中，會污染水資源，不合理，故不符合題意。
故選。
10．（2023 槐蔭區三模）我國在新能源開發與利用方面走在了世界前列，為全球環境保護做出了巨大貢獻。以下利用可再生能源發電的是　　
A．燃氣發電 B．風能發電 C．核能發電 D．煤炭發電
【答案】
【分析】（1）可再生能源的概念：像風能、水能、太陽能等可以在自然界源源不斷地得到，把它們稱為可再生能源。
（2）不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源。
【解答】解：．燃氣發電，燃氣屬于不可再生能源，故不正確；
．風能發電，風能屬于可再生能源，故正確；
．核能發電，核能屬于不可再生能源，故不正確；
．煤炭發電，煤炭屬于不可再生能源，故不正確。
故選：。
11．（2023 葉縣模擬）我國科技突飛猛進，發展速度振奮人心。下列關于如圖所展示的4款車的說法正確的是　　
A．甲圖：月球車所用的太陽能是通過核裂變釋放出來的
B．乙圖：氫能源公交車行駛時，氫燃料電池的電能轉化為車的機械能
C．丙圖：磁懸浮列車都是利用同名磁極相互排斥的原理工作的
D．丁圖：北斗汽車與北斗衛星之間是通過超聲波傳遞信息的
【答案】
【分析】（1）太陽能是原子核聚變時釋放出的能量；
（2）氫能源公交車行駛時，氫燃料電池的電能轉化為車的機械能；
（3）磁極間的作用規律：同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引；
（4）電磁波能傳遞信息；電磁波的傳播不需要介質。
【解答】解：
、太陽能是原子核聚變時釋放出的能量，故錯誤；
、氫能源公交車行駛時，氫燃料電池的電能轉化為車的機械能，故正確；
、有的磁懸浮列車利用異名磁極互相吸引的原理將車身托起，使列車懸浮與鐵軌是相互分離，故錯誤；
、衛星與地面的汽車之間通過電磁波傳遞信息，故錯誤。
故選：。
12．（2023 雨山區校級二模）下列說法正確的是　　
A．核能屬于不可再生能源
B．飛機之所以能在天空翱翔，是因為浮力的作用
C．汽車限速可以減小慣性
D．北斗衛星定位系統是靠超聲波來定位和導航的
【答案】
【分析】（1）煤、石油、核能是短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源；水能和風能可以從自然界源源不斷的得到，是可再生能源；
（2）利用流體壓強與流速的關系解釋：機翼形狀上凸下平，上下不對稱，上方空氣流速大，壓強小，下方空氣流速小壓強大，形成向上的壓強差，即產生了向上的升力；
（3）慣性和物體的質量有關，與速度無關；
（4）電磁波能夠傳遞信息，也能傳遞能量。
【解答】解：．核燃料是短期無法再生的，是不可再生能源，故正確；
．機翼上表面彎曲，下表面平直，所以空氣通過機翼上方的空氣流速大，壓強較小，機翼下方的空氣流速小，壓強大，使飛機受到一個向上的升力，故錯誤；
．在限速時，汽車的質量是不變的，所以慣性不變，故錯誤；
．北斗衛星定位系統是靠電磁波來定位和導航的，故錯誤。
故選。

展開更多......

收起↑