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(共25张PPT)
第二十章 能源与环境
第一～三节　能源　核能的发展　太阳能
1．[2025·苏州]关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是( )
A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小
B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
2.[社会发展][2025·南通一模改编]我国在新能源开发与利用方面走在了世界前列，为全球环境保护做出了较大贡献．下面所列举的项目中，不属于开发新能源措施的是( )
A．太阳能发电 B．风力发电
C．和平利用核能 D．燃煤发电
3．[2025·福建]下列属于可再生能源的是( )
A．煤 B．核能
C．风能 D．天然气
4．[2025·长沙]信息、能源、材料并列为现代文明的三大支柱．下列说法正确的是( )
A．电磁波可以在真空中传播
B．石油属于可再生能源
C．太阳能属于化石能源
D．超导材料可用于制作电热丝
5．[2025·武汉]2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1 000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景．下列有关说法错误的是( )
A．核能属于不可再生能源
B．核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能
C．核反应堆将核能直接转化为电能
D．核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
6. [前沿科技] 2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行．核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电．下列说法不正确的是( )
A．核反应堆是利用核裂变产生核能的
B．蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能
C．汽轮机工作时将机械能转化为内能
D．发电机的工作原理是电磁感应
7. [前沿科技][益阳中考]中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次．钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点．下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是( )
A．钍基熔盐堆不产生核废料
B．钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆
C．钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低
D．钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量
8. [前沿科技]我国铅基快中子反应堆研发工作取得重大突破，铅基反应核心技术实现了自主化，并跻身世界领先水平．利用此项技术，未来，我国将率先推出只有集装箱大小的迷你型核电源装置“核电宝”，以下相关说法正确的是( )
A．“核电宝”装置将电能转化为核能
B．核能是可再生能源
C．核反应堆中进行的是核裂变
D．核能不会对人类造成危害
解析：A.核电站工作过程中，利用核裂变将核能转化为电能，故A错误；B.核能不能在短期内得到补充，是不可再生能源，故B错误；C.核电站的核反应堆发生核裂变，故C正确；D.核泄漏、核辐射给人们带来伤害，故D错误．故选C.
9．[2025·长沙]信息、能源、材料并列为现代文明的三大支柱．下列说法正确的是( )
A．电磁波可以在真空中传播
B．石油属于可再生能源
C．太阳能属于化石能源
D．超导材料可用于制作电热丝
10．[2025·成都]能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用．下列说法不正确的是( )
A．人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来
B．核电站的能量转化是将核能直接转化为电能
C．核裂变发电能量转化效率不能达到100%
D．太阳能、水能、风能都是可再生能源
11．[2025·宜宾] 全世界能源的消耗逐年上涨，探索各种可再生能源的利用是人类要解决的一个重要课题．下列举措不符合这个课题的是( )
A．利用煤的化学能转化为电能
B．利用水的机械能转化为电能
C．利用风能转化为电能
D．利用太阳能转化为电能
12．[2025·河南]中国空间站为人类探索太空贡献着中国力量．
空间站主要靠太阳能帆板提供能源，帆板工作时将太阳能直接
转化为___能．太阳能清洁无污染，是可再生能源，请再列举出
一种可再生能源：_____．
电
风能
13．[2025·河北]“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电
技术．核能属于_________(选填“可再生”或“不可再生”)能
源．核电厂的电能源源不断地输送到千家万户，用户用电给水
加热，水在升温的过程中比热容_____(选填“变小”“不变”
或“变大”)．
不可再生
不变
14. [文化自信][2024·南充]作为传统燃油汽车燃料的汽油和
柴油是_________(选填“可再生”或“不可再生”)能源，为了
减少燃油汽车对环境的污染，我国大力发展新能源汽车．如今，
我国电动汽车的多项技术已领跑世界，某型号的国产电动汽车
的电池容量为200 A·h，额定电压为400 V，充满电后，它储
存了___kW·h的能量．
不可再生
80
解析：汽油和柴油来源于石油，石油短期内不能够从自然界源源不断得到补充，所以汽油和柴油属于不可再生能源；该电动汽车储存的电能为W＝UIt＝400 V×200 A·h＝80 000 W·h＝80 kW·h.
15．阅读材料，回答问题．
中国的“人造太阳”
2020年12月4日14时02分，中核集团的新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置(HL 2M)在成都建成并实现首次放电，标志着中国掌握了大型先进托卡马克装置的自主设计、建造、运行技术．
HL 2M装置是我国探索可控核聚变的重要实验性装置，中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克装置实现了在7 000万摄氏度的高温下运行1 056秒的世界纪录，并且还在1.2亿摄氏度的情况下运行了101秒，而中核西南物理研究院的HL 2M实现了在1.5亿摄氏度的高温下运行，百万安培等离子体电流的输出．这些成就的取得都说明我国在可控核聚变技术上正在大踏步前进．
可控核聚变是指在一定条件下控制核聚变的速度和规模，以实现安全、持续、平稳的能量输出的核聚变反应．
可控核聚变相比于现代核电站的裂变反应，具有原料充足、无环境污染等优势．因技术难度极高，尚处于实验阶段．
不管是风能、水能还是矿石能源，无论人类利用自然界中的哪一种能源，归根结底都是在利用太阳能，而太阳释放的能量来源于太阳内部的核聚变．
因此，人类如果掌握了有序地释放核聚变的能量的办法，就等于掌握了太阳的能量来源，就等于掌握了无穷无尽的矿石燃料、风力和水力能源．因此，可控核聚变反应堆当之无愧地被称作“人造太阳”，而我国在可控核聚变技术方面处于世界领先地位．
(1)跟核裂变反应相比，可控核聚变具有_________、_________
___的优势．
(2)核裂变和核聚变释放的能量被称为核能，核能属于_________
(选填“可再生”或“不可再生”)能源．
原料充足
无环境污
染
不可再生
(3)闪电是一种常见的大气放电的自然现象，每一次闪电大约释放20亿焦耳的能量，但因为闪电放电的功率过大，所以闪电释放的能量还未能被人类利用．请你至少再列举一例自然界中还未被人类开发或利用的能量．
答：海啸、火山喷发、地震、飓风、龙卷风等，只要合理即可．
16.[2025·贵州] 有一种光电转化玻璃，既能作普通玻璃使用，又能将吸收的太阳能转化为电能．若将其用于生产生活中，请提出两条应用设想．
答案：一：可以用于建造太阳能发电的房屋窗户，这样既满足了房屋采光、通风等普通玻璃的功能，又能将太阳能转化为电能，为用电器供电，节约能源；
二：可用于汽车的车窗及挡风玻璃，可以把太阳能转化为电能，为车载电器供电，也可以辅助汽车动力系统．(共30张PPT)
第二十章　章末能力突破
类型一 能源的分类及利用
1．[2025·扬州]《江苏省推动氢能产业高质量发展行动方案[2025—2030年]》明确重点发展可再生能源制氢．下列属于可再生能源的是( )
A．风能
B．石油
C．天然气
D．核燃料
2．[湘西州中考]能源问题已经严重影响着当今世界和平发展，因此各国大力提倡使用可再生能源．下列能源中是不可再生能源的是( )
A．太阳能
B．风能
C．水能
D．天然气
3．[福建中考]下列发电站利用不可再生能源发电的是( )
A．核电站
B．风力发电站
C．水力发电站
D．太阳能发电站
4．[2023·随州]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400 MW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，400 MW即4×104 W
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
解析：A、B.度是电功单位，1度就是1 kW·h，60亿度是6×109
度，MW是兆瓦，是功率的单位，400 MW＝400×106 W＝4×108 W，
故A、B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地得到补充，
是可再生能源，故D正确．故选D.
5．[荆州中考]以下关于能源的说法正确的是( )
A．煤、石油、天然气属于可再生能源
B．煤、石油、天然气属于一次能源
C．风能、水能、地热能属于不可再生能源
D．风能、水能、地热能属于二次能源
6．下列关于能源的说法错误的是( )
A．涉及热现象的能量转化过程是没有方向性的，是可逆的
B．核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备
C．我国海域深处蕴藏的大量“可燃冰”属于不可再生能源
D．人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量
类型二 太阳能
7．[毕节中考]一款无人驾驶的太阳能汽车，可以实现自动驾驶
和远程操控，利用车顶的太阳能电池板提供能源．太阳能是___
___(选填“一次”或“二次”)能源，远程操控太阳能汽车的指
令是通过_______传递给汽车的，该汽车在干燥的天气里高速行
驶一段时间后，车身上灰尘很多，这是由于汽车车身与空气摩
擦导致车身_____________而吸引灰尘．
一
次
电磁波
带电(带电荷)
8．[2025·广州]如图所示的“风光互补”路灯，其太阳能电池
板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照
明使用．
(1)工作时，风力发电机将_____能转化成电能，太阳能电池板将
_____能转化成电能，风能和太阳能是_______(选填“可再生”
或“不可再生”)的_____(选填“一次”或“二次”)能源．
太阳
可再生
一次
风能
(2)蓄电池储存的电能为4.8 kW·h，若全部用于路灯供电，可
供额定功率为80 W的路灯正常发光___h.
60
9．[2025·深圳模拟]深圳位于北回归线以南，属亚热带季风气候，日照充足．结合深圳气候特点，某学习小组开展了“设计隔热节能房屋”跨学科实践活动．
【活动目的】从能量转化的角度出发，探讨利用可再生能源的途径和方法，完成隔热节能房屋的设计．
【活动方案】
(一)结合材料学等学科知识，为房屋选择合适的隔热材料；
(二)结合地理学等学科知识，测算太阳能电池板的面积；
(三)结合工程和技术操作，研究节能热水器．
【实施过程】
(一)选取房屋的“隔热材料”
(1)学习小组为了比较材料的隔热性能，找到厚度相等的三种材
料，制成大小、形状和结构均相同的房屋模型．用白炽灯光模拟
太阳光，房屋位置如图甲所示，将温度传感器分别放在房屋模型
___(选填“内”或“外”)部的相同位置．闭合白炽灯开关，每
隔1分钟，同时测量三个房屋模型的温度．
(2)甲图中三个小屋的摆放位置不合理，原因是_______________
___________________________．
内
三个房屋与白炽
灯的距离不同，光照强度不同
(3)优化实验方案后进行实验，温度传感器的示数变化情况如图
乙所示．根据图像分析，学习小组应选择_______做房屋的隔热
材料．
泡沫板
(二)测算太阳能电池板的面积
(4)学习小组计划在房屋屋顶安装太阳能电池板给房屋供电．安
装在屋顶的太阳能电池板朝南放置，这样有利于获取_______．
(5)深圳某天1 m2的太阳能电池板发电量为0.8 kW·h，若当天
家庭用电量为16 kW·h，为了满足用电需求，太阳能电池板的
面积至少为___m2.
太阳能
20
(三)研究节能热水器
学习小组了解到有一款空气能热水器，其工作原理如图丙所示．液态工作介质经过蒸发器，吸收室外热空气中的热量后，蒸发成气态，进入压缩机，经压缩机压缩后，形成高温高压的气体，进入水箱中的冷凝管，释放热量后，变成液态，经过储液罐、过滤器、膨胀阀，再次回到蒸发器，开始下一个循环．
当室外温度低或需要快速制热时，热水器还需要用水箱中辅热器的电阻丝加热，从而缩短加热时间．学习小组把水从冷凝管吸收的热量与工作介质循环所消耗电能(不含辅热器消耗电能)的比值记为D.
(6)压缩机通过_____(选填“做功”或“热传递”)方式改变工
作介质的内能；高温高压的气体通过冷凝管后内能变___．
做功
小
(7)在某一环境温度下，在空气能热水器水箱中装入200 kg、初温为
20 ℃的水，关闭其他用电器，记录电能表的示数为932.2 kW·h，启
动空气能热水器(辅热器不工作)，2 h后，水温达到50 ℃，电能表的
示数如图丁所示．此过程中，水吸收的热量为_________J，空气能热
水器的电功率P为____W，则该空气能热水器的D值为__．水的比热容
取4.2×103 J/(kg·℃)．
2.52×107
700
5
(8)学习小组为了将题(7)中的加热时间缩短至 80 min，需要启
动水箱中的辅热器加热．若D值和电功率P(不含辅热器的电功率)
均不变，辅热器两端的电压是220 V，加热效率是87.5%，则该辅
热器中电阻丝的阻值为_____Ω.
24.2
【交流与评价】
(9)学习小组根据上述活动方案完成了“隔热节能房屋”的设计，
请根据以下评价量表选择一个维度对该设计进行评价_________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_____________．(需说明理由).
评价维度 合格 不合格
节能情况 能省电 不能省电
稳定性 供能稳定 供能不稳定
节能情况：
能省电能，在房屋顶安装太阳能电池板，电池板的面积设计合
理可以满足家庭用电的需要，按照空气能热水器，也能大大降
低电能的消耗
类型三 核能与电能
10.[日常生活][连云港中考]能源科技的发展促进了人类文明的
进步，但化石能源的大量使用也带来了诸如酸雨、雾霾、温室
效应等环境问题．下列做法或说法不符合环保要求的是( )
A．外出尽量骑自行车或公交车，做到低碳出行
B．生活中要节约粮食、节约用水，避免用电器待机耗电
C．依靠科技进步，开发和推广清洁的可再生能源
D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，
用之不竭”的
11．[广东中考]原子由_______和电子组成，电子带___电，用
中子轰击铀235原子核，可使其发生核_____(选填“聚变”或
“裂变”)并释放核能．核电站是利用可控制的_______来发电
的．
12．[德州中考]氢弹是利用氢核的_____(选填“裂变”或“聚
变”)在瞬间释放的能量，在太阳内部，氢原子核在超高温下发
生_____(选填“裂变”或“聚变”)，释放出巨大的核能.
原子核
负
裂变
核裂变
聚变
聚变
13．[2024·北京一模]阅读短文，并回答问题．
会发电的玻璃
2023年7月，世界大学生夏季运动会场馆外的引导灯箱成为亮点，这些灯箱外壳上找不到一条连接电源的线路，也能点亮灯箱里面的LED灯，为来自世界各地的运动员提供全天候的指引服务．那它们靠什么发电呢？答案就是灯箱背面的黑色玻璃．
这块玻璃，其实是一块碲化镉薄膜太阳能电池．它的结构好比“三明治”，在两块超白高透的玻璃之间，均匀沉积一层4微米厚的碲化镉薄膜，当太阳光照射到薄膜层后，薄膜层中会产生电子运动，“变身”可发电的半导体．
相比其他同类型材料，碲化镉材料发电量更大．碲化镉的光谱响应和
太阳光谱非常匹配，光吸收率高，约能吸收95%的阳光，适合于光电能
量转换．一块面积约2 m2的发电玻璃，每年发电量约270度．一个普通
家庭若安装3块这种玻璃，就能满足一家人全年的用电需求；它的通光
性很好，与普通玻璃无异．它的吸光层很薄，一般晶体硅太阳能电池
是它吸光层的近百倍．它的强度很高，用45 kg的大铅球对其进行撞击
实验，它不仅完好无损，而且还能保持稳定的发电性能．如果利用这
种发电玻璃替代我国目前建筑物上普通玻璃的10%，一年的发电量就
相当于几个三峡水电站，因此，它被誉为“挂在墙上的油田”．
碲化镉材料碳排放量很低，每生产1度电，碲化镉所排放的二氧化碳仅有11克，碲化镉发电玻璃反射率低、没有光污染，不仅可应用于大型太阳能地面电站，还可完全替代传统建筑材料应用于各种建筑物上，用太阳能发电为建筑物提供清洁能源，达到节能减排的效果．
对于碲化镉薄膜发电玻璃，中国拥有完全
自主知识产权，而且已实现了中国制造．
这为中国从建材玻璃大国提升为电子玻璃
强国、半导体材料强国奠定了技术和材料基础．
(1)碲化镉薄膜发电玻璃发电时将_______最终转化为电能．
(2)请你列举出采用碲化镉薄膜发电玻璃发电的优势_________
_________________________．
(3)一块面积约1 m2的碲化镉薄膜发电玻璃一年的发电量可供一
台“220 V　2 000 W”的空调正常工作_____h，发电一年排放
的二氧化碳总质量为______g．
太阳能
碳排放量
低(反射率低、没有光污染)
67.5
1 485

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