资源简介

第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
建议用时：90 分钟，满分：100 分
一、单项选择题 (共 7 小题，每小题 3 分，共 21 分)
1 ．生活中能量转化的实例很多，电灯发光时将电能转化为 ( )
A ．势能 B ．化学能 C ．光能 D ．动能
2 ．下列各组能源中，都属于可再生能源的是 ( )
A ．石油、天然气 B ．水能、天然气 C ．风能、太阳能 D ．煤炭、木柴
3．为纪念我国第一颗原子弹和第一颗氢弹的诞生，彰显热爱祖国、艰苦创业、勇攀高峰的“两弹一 星”精神，原子城被确定为全国爱国主义教育示范基地，如图所示。下列关于原子弹和氢弹的说法 中错误的是 ( )
A ．氢弹利用了核聚变 B ．原子弹利用了核裂变
C ．核废料没有污染 D ．原子核由质子和中子组成
4 ．有关能量守恒定律，下列说法中正确的是 ( )
A ．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B ．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C ．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D ．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
5 ．一种太阳能背包的外部安装有太阳能电池板，背包内部有一个蓄电池。 白天阳光充足时，太阳 能电池对蓄电池充电。该蓄电池可以给随身携带的小风扇供电，其主要能量转化过程如图所示。下 列说法正确的是 ( )
A ．①是“内能” B ．②是“电能” C ．③是“化学能” D ．④是“机械能”
6 ．2025 年 12 月 20 日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在贵州成功商运。它利 用钢铁厂约 400℃的烧结余热废气，加热超临界二氧化碳 (温度＞31℃ ，压力＞73个大气压) ， 推动透平做功发电。相比原有的蒸汽余热发电技术，它具有革命性突破。“超碳一号”使用高温高压 的超临界二氧化碳推动透平 (涡轮) 旋转来发电。此过程主要的能量转化是 ( )
A ．内能→机械能→ 电能 B ．化学能→ 内能→ 电能
C ．电能→机械能→ 内能 D ．机械能→ 内能→ 电能
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (学生版)
第 1 页 共 16 页
7．2025 年 1 月至 11 月，青海全省的清洁能源发展势头良好，风力发电机组产量增长 1. 1 倍，风力 发电量增长 7.5% ，太阳能发电量增长 9.5% 。如图所示是道路上使用的风光互补 LED 路灯的电路 原理图。有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中， 夜晚 LED 灯照明。下列说法正确的是 ( )
A ．风力发电机和太阳能电池板是串联的 B ．太阳能电池板将太阳能转化为化学能
C ．LED 灯是用超导体材料制成的 D ．风力发电机将机械能转化为电能
二、填空题 (共 9 小题，每空 1 分，共 27 分)
8 ．如图为汕头南澳勒门海上风电场，是亚洲最大的海岛风电场。风力发电的过程是将 能 转化为 能，其中属于一次能源的是 能。
9 ．“绿氢”是指通过使用太阳能、风能等 (选填“可再生”或“不可再生”) 能源制造的氢气； 核反应堆是通过可控 (选填“裂变”或“聚变”) 反应释放核能的设备；中国空间站“天和”核 心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳能电池翼，单翼的发电功率可达 9 kW ，从能量转化的角度 分析是太阳能转为 能。
10．原子核由 和中子构成。原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于 (选 填“可再生”或“不可再生”) 能源。中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”用于研究如图所 示的核反应，这是通过 (选填“核裂变”或“核聚变”) 释放巨大的能量。
11．电视机遥控器发出的是 (红外线/紫外线) 。电能是 ( 一次能源/二次能源) 。核 能属于 (可再生能源/不可再生能源)
12．2025 年，中国研究的“人造太阳”创造新的世界纪录，太阳内部发生核 (选填“裂变” 或“聚变”) 可以释放出巨大的核能。核能是 (选填“再生”或“不可再生”) 能源。利用核反 应所产生的热量可以发电，电能属于 (选填“一次”或“二次”) 能源。
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (学生版)
第 2 页 共 16 页
13．正在行驶的汽车，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的 能，再通过热机的 冲程把该能量转化为汽车行驶的 能；同时还会有一部分能量被热机和周围环境吸收。在 以上能量的转化和转移过程中，能量的总量 。
14．我国最主要的发电方式为火力发电，其原理是通过燃烧煤、石油等化石燃料加热水产生蒸汽， 驱动汽轮机带动发电机发电，其中煤为 能源 (选填“可再生”或“不可再生”) ；当燃烧煤给 200kg 的水加热，使水的温度从 20℃升高到 70℃ ，此过程水吸收的热量为 J 。[ c水 =4.2×103J/ (kg · ℃) ]
15．“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，电能是 (选填“一次”或“二次”) 能源，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”) 。
16．近年来，我国在科技领域取得了辉煌的成就。DeepSeek 的服务器机房需要保持恒温环境，工 程师采用“水冷散热系统”为高性能计算机降温，是利用了水的 这一属性。2025 年春晚 舞台上的机器人通过编程实现各种动作，当机器人抬起手臂时，手臂可看作一个 (选 填“省力”“费力”或“等臂”) 杠杆。中国“人造太阳”—— 中国环流三号，其原理是让氢的同位素氘和 氚在极高温度和压力下发生 (选填“核聚变”或“核裂变”) 反应，从而释放出巨大的能量。
三、实验题 (共 3 小题，每空 2 分，共 18 分)
17．如图是小科制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对 铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
(1) “蒸汽船”行驶时，铜管口冲出一团团“白气” ，这是 现象 (填物态变化) ；行驶一段时 间后，“蒸汽船”受到水的浮力 (填“变小” 、“不变”或“变大”) 。
(2) 铜管向右喷蒸汽，“船体”向左行驶，这个过程的能量转化是 能转化为 能。
18．在探究 (物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让 a、b 的两个小球分别从同一斜面上由 静止滚下，小球撞击放在水平木板上的同一木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停 止的位置。
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (学生版)
第 3 页 共 16 页
木块最终会停下来的主要原因是 ，在此过程中木块通过 方式把动能转化为内能；根据 乙图和丙图所示实验，判断出b 小球质量更大，你判断的理由是 。 19．为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小明利用图所示装置进行实验。 重物 A 在下落1m 的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.5kg 的 水温度升高了0.2℃ ，则水的内能增加 J；经过多次实验，发现重物 A 的机械能减少量 总是稍大于水的内能增加量，为了使此装置的机械能更多的转化为水的内能，你建议小明采取的措 施是 。[重物 A 的质量及每次下落高度保持不变，c水 = 4.2 103 J / (kg . ℃) ]
四、计算题 (共 2 小题，共 13 分)
20．太阳能清洁无污染，取之不尽，用之不竭，是未来理想的能源之一。在该地用太阳能热水器将 质量为 100kg 、初温为 30℃的水加热到 60℃需要 5h ，此次太阳能热水器 5h 工作所吸收的热量相 当于 0.63m3 的天然气完全燃烧所释放的热量，已知天然气的热值 q=4.0×107J/m3。
(1) 这些水吸收了多少热量？
(2) 太阳能热水器 5h 接收到的能量是多少？
(3) 太阳能热水器的加热效率是多少？
21．如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门展示冰柜，其内部电路具有制冷冰柜和加热防雾两种功 能，内部温度高时，温控开关S1 自动闭合，冰柜内部额定功率 220W 的制冷压缩机开始制冷，达到
预定低温时，S1 自动断开停止工作；为防止柜内水蒸气变冷时凝结在玻璃内表面上影响视线，可以 只闭合防雾开关S2 ，使冰柜玻璃门夹层中额定功率为 100W 的电热丝正常加热，请回答下列问题：
(1) 透明玻璃门展示冰柜在制冷时，电能主要转化为 能；
(2) 其中防雾电热丝的电阻为多少？
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (学生版)
第 4 页 共 16 页
(3) 该冰柜玻璃门的质量是 5kg ，若热效率是 70% ，电热丝正常工作使玻璃门升高4℃ ，至少需要 多长时间？[玻璃的比热容为0.84 103 J / (kg . ℃) ]
(4) 冰柜的电热丝与电动制冷压缩机一天累计均正常工作大约 3h ，一月按 30 天计算，总共消耗 多少千瓦时电能？
五、综合能力题 (共 3 小题，共 21 分)
22．风电技术是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将转速提高，从而带动风机内的发电机 发电，通过电缆输送到升压变压器提升电压后，再由高压输电线路输送给用户。
(1) 风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”) 能源。风机中的发电机是利用 原 理进行发电的；运动的空气通过风机的叶片做功后，质量 。
(2) 风力发电通过升压变压器后进行高压输电的优势之一是当输出电功率不变的情况下，升高电 压来达到 (选填“增大”或“减小”) 输电线路的电流，从而降低线路的电热损耗，电流在 输电导线产生的焦耳热与电流的 次方成正比，高压输电线最上面的两条防雷线属于 (选填“导体”或“绝缘体”) 。
23．贵阳市日均生活垃圾处理量约7400t ，如果处理不当，不仅会污染环境，还会浪费资源。因此 垃圾分类和科学处理尤为重要。目前采取的垃圾分类方法为“四分法” ，即将垃圾分为有害垃圾、可 回收物、厨余垃圾和其他垃圾。需要特别注意的是，现在生产的 1 号、5 号、7 号等干电池是低汞 或者无汞电池，不属于有害垃圾。但纽扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和镍 镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收。垃圾处理厂对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆 肥等处理，并把适合焚烧的生活垃圾送至焚烧厂，每充分燃烧1kg 生活垃圾放出的热量大约为
4. 19 106 J 。请回答下列问题：
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (学生版)
第 5 页 共 16 页
(1) 手机锂电池属于___________ (填字母序号) ；
A ．有害垃圾 B ．可回收物 C ．厨余垃圾 D ．其他垃圾
(2) 若忽略能量的损耗，完全燃烧10kg 的生活垃圾所释放的热量可以节约多少千克煤炭？ ( q = 2.9 107 J/kg ，结果保留一位小数，煤炭完全燃烧)
(3) 若 (2) 中释放的能量用来加热标准大气压下，质量为50kg ，初温为 25℃的水，能使水的温 度升高到多少摄氏度？水的比热容为c水 = 4.2 103 J / (kg . ℃) 。 (加热水时，热效率为 20% ，结果保留 整数)
(4) 焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动，其能量转化是什么？此过 程与四冲程汽油机的哪个冲程的能量转化相同？
24．阅读材料，回答问题。
2024 年 3 月 27 日清晨，我国在太原卫星发射中心成功发射长征六号改运载火箭 (如图甲) ，并将 云海三号 02 星送入预定轨道 (如图乙) ，透波率达 90% ，同时
(1) 火箭发射时，推进剂经过燃烧产生大量气体喷射出来，从而产生巨大推力，这说明力的作用 是 的；
(2) 为了便于携带，火箭一般选择热值 的燃料 (选填“较大”或“较小”) ；
(3) 整流罩的“全透波”指的是透过 波 (选填“电磁”或“超声”) ，便于进行通信及遥测；
(4) 复合材料可以应对低温环境进行保温，是因为其导热性较 (选填“强”或“弱”) ；
(5) 卫星使用的太阳能电池板 (如图丙) 是将 能转化为 能。
第 6 页 共 16 页
建议用时：90 分钟，满分：100 分
一、单项选择题 (共 7 小题，每小题 3 分，共 21 分)
1 ．生活中能量转化的实例很多，电灯发光时将电能转化为 ( )
A ．势能 B ．化学能 C ．光能 D ．动能
【答案】C
电流通过灯丝时，灯丝发热、发光，主要把电能转化为光能，同时也有一部分转化为内能。
选项里的势能、化学能、动能都不是电灯发光时的主要能量转化形式。故 C 符合题意，ABD 不符 合题意。故选 C。
2 ．下列各组能源中，都属于可再生能源的是 ( )
A ．石油、天然气 B ．水能、天然气 C ．风能、太阳能 D ．煤炭、木柴
【答案】C
可再生能源能在短时间内形成的能源，像太阳能、水能、风能、木柴等。而煤、石油和天 然气很难在短时间内形成，属于不可再生能源。故 C 符合题意，ABD 不符合题意。故选 C。
3．为纪念我国第一颗原子弹和第一颗氢弹的诞生，彰显热爱祖国、艰苦创业、勇攀高峰的“两弹一 星”精神，原子城被确定为全国爱国主义教育示范基地，如图所示。下列关于原子弹和氢弹的说法 中错误的是 ( )
A ．氢弹利用了核聚变 B ．原子弹利用了核裂变
C ．核废料没有污染 D ．原子核由质子和中子组成
【答案】C
A ．氢弹利用了轻核的核聚变，故 A 正确，不符合题意；
B ．原子弹利用了重核的核裂变，故 B 正确，不符合题意；
C ．一旦发生核泄漏事件，核废料会产生放射性污染，故 C 错误，符合题意；
D ．原子核是由质子和中子组成的，故 D 正确，不符合题意。故选 C。
4 ．有关能量守恒定律，下列说法中正确的是 ( )
A ．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B ．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C ．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 7 页 共 16 页
D ．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
【答案】D
A ．能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一，适用于所有形式的能量转化与转移，并非 只适用于机械能与内能的相互转化，故 A 错误；
B ．能量守恒定律既适用于能量的转化过程 (如电能转化为光能) ，也适用于能量的转移过程 (如 热传递) ，故 B 错误；
C ．“摩擦生热”是机械能转化为内能，能量的形式发生了改变，但总量不变，符合能量守恒定律， 并非创造了热，故 C 错误；
D ．能量守恒定律的核心内容就是：能量在转化和转移过程中，其总量始终保持不变，故 D 正确。 故选 D。
5 ．一种太阳能背包的外部安装有太阳能电池板，背包内部有一个蓄电池。 白天阳光充足时，太阳 能电池对蓄电池充电。该蓄电池可以给随身携带的小风扇供电，其主要能量转化过程如图所示。下 列说法正确的是 ( )
A ．①是“内能” B ．②是“电能” C ．③是“化学能” D ．④是“机械能”
【答案】D
太阳能电池工作过程中将太阳能转化为电能，供用电器使用；蓄电池充电过程中将电能转
化为化学能储存起来；蓄电池供电过程中将化学能转化为电能，供用电器使用；小风扇工作过程中 主要将电能转化为机械能，故①是“电能” 、②是“化学能” 、③是“电能” 、④是“机械能” ，故 ABC 不符合题意，D 符合题意。故选 D。
6 ．2025 年 12 月 20 日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在贵州成功商运。它利 用钢铁厂约 400℃的烧结余热废气，加热超临界二氧化碳 (温度＞31℃ ，压力＞73个大气压) ， 推动透平做功发电。相比原有的蒸汽余热发电技术，它具有革命性突破。“超碳一号”使用高温高压 的超临界二氧化碳推动透平 (涡轮) 旋转来发电。此过程主要的能量转化是 ( )
A ．内能→机械能→ 电能 B ．化学能→ 内能→ 电能
C ．电能→机械能→ 内能 D ．机械能→ 内能→ 电能
【答案】A
高温高压的超临界二氧化碳对透平做功，超临界二氧化碳的内能转化为透平 (涡轮) 的机
械能；透平 (涡轮) 旋转发电，将机械能进一步转化为电能。整个过程的能量转化顺序为：内能→ 机械能→ 电能。故 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。
7．2025 年 1 月至 11 月，青海全省的清洁能源发展势头良好，风力发电机组产量增长 1. 1 倍，风力 发电量增长 7.5% ，太阳能发电量增长 9.5% 。如图所示是道路上使用的风光互补 LED 路灯的电路
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 8 页 共 16 页
原理图。有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，
夜晚 LED 灯照明。下列说法正确的是 ( )
A ．风力发电机和太阳能电池板是串联的 B ．太阳能电池板将太阳能转化为化学能
C ．LED 灯是用超导体材料制成的 D ．风力发电机将机械能转化为电能
【答案】D
A ．风力发电机和太阳能电池板是并联的，两者互不影响，故 A 错误；
B ．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故 B 错误；
C ．LED 灯是用半导体材料制成的，具有单向导电性，故 C 错误；
D ．风力发电机将机械能转化为电能来给用电器供电，故 D 正确。故选 D。
二、填空题 (共 9 小题，每空 1 分，共 27 分)
8 ．如图为汕头南澳勒门海上风电场，是亚洲最大的海岛风电场。风力发电的过程是将 能 转化为 能，其中属于一次能源的是 能。
【答案】 风 电 风
[ 1][2]风力发电机工作时，风的机械能 (空气流动具有的动能，属于机械能) 推动叶片转 动，进而带动发电机发电，将机械能转化为电能。 [3]一次能源是指从自然界中直接获得的能源，所以风能属于一次能源。
9 ．“绿氢”是指通过使用太阳能、风能等 (选填“可再生”或“不可再生”) 能源制造的氢气； 核反应堆是通过可控 (选填“裂变”或“聚变”) 反应释放核能的设备；中国空间站“天和”核 心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳能电池翼，单翼的发电功率可达 9 kW ，从能量转化的角度 分析是太阳能转为 能。
【答案】 可再生 裂变 电
【小题 1】[ 1]“绿氢”是通过电解水制氢，而电解所需的电能来自太阳能、风能等，太阳能、 风能属于可再生能源，因为它们可以持续不断地从自然界获取，不会枯竭。
[2]目前人类已实现商业应用的核反应堆，都是利用重原子核 (如铀-235 、钚-239) 的裂变反应来释 放能量。虽然核聚变 (如太阳内部) 更清洁高效，但目前尚处于实验阶段，未实现可控商用。
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 9 页 共 16 页
[3]太阳能电池板的作用是将太阳能 (光能) 直接转化为电能。
10．原子核由 和中子构成。原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于 (选 填“可再生”或“不可再生”) 能源。中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”用于研究如图所
示的核反应，这是通过 (选填“核裂变”或“核聚变”) 释放巨大的能量。
【答案】 质子 不可再生 核聚变
[ 1]原子核由质子和中子构成。
[2]核能源被消耗后，在短期内不能从自然界源源不断地得到补充，属于不可再生能源。 [3]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作核聚变。
11．电视机遥控器发出的是 (红外线/紫外线) 。电能是 ( 一次能源/二次能源) 。核 能属于 (可再生能源/不可再生能源)
【答案】 红外线 二次能源 不可再生能源
[ 1]电视机遥控器发出的是红外线，红外线常用于遥控、红外传感等场景。
[2]电能是二次能源，电能需要通过其他能源 (比如煤炭、水能) 转化而来，不是直接从自然界获 取的。
[3]核能属于不可再生能源，核燃料 (如铀) 在自然界的储量有限，消耗后难以在短时间内再生。
12．2025 年，中国研究的“人造太阳”创造新的世界纪录，太阳内部发生核 (选填“裂变” 或“聚变”) 可以释放出巨大的核能。核能是 (选填“再生”或“不可再生”) 能源。利用核反 应所产生的热量可以发电，电能属于 (选填“一次”或“二次”) 能源。
【答案】 聚变 不可再生 二次
[ 1]太阳内部氢原子核聚变成氦原子核，发生核聚变可以释放出巨大的核能。
[2]核能所利用的核燃料在短期内无法得到补充，所以属于不可再生能源。 [3]利用核反应所产生的热量可以发电，故电能是从一次能源转化而来的，属于二次能源。
13．正在行驶的汽车，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的 能，再通过热机的 冲程把该能量转化为汽车行驶的 能；同时还会有一部分能量被热机和周围环境吸收。在 以上能量的转化和转移过程中，能量的总量 。
【答案】 内 做功 机械 不变
[ 1]行驶的汽车中，燃料的化学能通过燃烧放热，故化学能转化为燃气的内能。
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 10 页 共 16 页
[2][3][4]高温高压气体对活塞做功，故通过热机的做功冲程把内能转化为汽车行驶的机械能。还会 有一部分能量被热机和周围环境吸收，总之在能量的转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
14．我国最主要的发电方式为火力发电，其原理是通过燃烧煤、石油等化石燃料加热水产生蒸汽， 驱动汽轮机带动发电机发电，其中煤为 能源 (选填“可再生”或“不可再生”) ；当燃烧煤给 200kg 的水加热，使水的温度从 20℃升高到 70℃ ，此过程水吸收的热量为 J 。[ c水 =4.2×103J/
(kg · ℃) ]
【答案】 不可再生 4.2 107
[ 1]煤不可以从自然界中不断获取，所以是不可再生能源。 [2]此过程水吸收的热量为 Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg ·C) ×200kg×(70℃ 20℃)=4.2×107J
15．“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，电能是 (选填“一次”或“二次”) 能源，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”) 。
【答案】 不可再生 二次 不变
[ 1]核能利用的是铀等核燃料，这些燃料在地球上的储量有限，无法在短时间内再生，因 此属于不可再生能源。
[2]电能需通过核能、煤炭等其他能源转化获得，并非直接从自然界获取，因此属于二次能源。 [3]比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与温度无关，水在升温过程中，其比 热容不变。
16．近年来，我国在科技领域取得了辉煌的成就。DeepSeek 的服务器机房需要保持恒温环境，工 程师采用“水冷散热系统”为高性能计算机降温，是利用了水的 这一属性。2025 年春晚 舞台上的机器人通过编程实现各种动作，当机器人抬起手臂时，手臂可看作一个 (选 填“省力”“费力”或“等臂”) 杠杆。中国“人造太阳”—— 中国环流三号，其原理是让氢的同位素氘和 氚在极高温度和压力下发生 (选填“核聚变”或“核裂变”) 反应，从而释放出巨大的能量。
【答案】 比热容大 费力 核聚变
[ 1] DeepSeek 的服务器机房需要保持恒温环境，工程师采用“水冷散热系统”为高性能计算
机降温，是利用了水的比热容大这一属性，与其他相同质量的物体相比，升高相同的温度，水吸收
的热量较多。
[2]2025 年春晚舞台上的机器人通过编程实现各种动作，当机器人抬起手臂时，手臂可看作一个费 力杠杆，其动力臂小于阻力臂。
[3]核反应有核聚变与核裂变，中国“人造太阳”—— 中国环流三号，其原理是让氢的同位素氘和氚 在极高温度和压力下发生核聚变反应，从而释放出巨大的能量。
三、实验题 (共 3 小题，每空 2 分，共 18 分)
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 11 页 共 16 页
17．如图是小科制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对
铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
(1) “蒸汽船”行驶时，铜管口冲出一团团“白气” ，这是 现象 (填物态变化) ；行驶一段时 间后，“蒸汽船”受到水的浮力 (填“变小” 、“不变”或“变大”) 。
(2) 铜管向右喷蒸汽，“船体”向左行驶，这个过程的能量转化是 能转化为 能。
【答案】 (1) 液化 变小； (2) 内 机械
(1) [ 1]“白气”是水蒸气在空气中遇冷液化形成的小水滴，所以是液化现象。
[2]船漂浮在水面，浮力等于船的总重力。加热过程中，水不断汽化喷出，船内水的质量减少，总 重力减小，所以浮力变小。
(2) [ 1][2]铜管喷出蒸汽，对空气施加向后的力，空气对船施加向前的反作用力，船向左行驶。这 个过程的能量转化是：蜡烛燃烧将化学能转化为水的内能 (热能) ，然后转化为蒸汽的动能，最后 转化为船的动能，故船体向左行驶，这个过程的能量转化是内能转化为机械能。
18．在探究 (物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让 a、b 的两个小球分别从同一斜面上由 静止滚下，小球撞击放在水平木板上的同一木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停 止的位置。
木块最终会停下来的主要原因是 ，在此过程中木块通过 方式把动能转化为内能；根据 乙图和丙图所示实验，判断出b 小球质量更大，你判断的理由是 。
【答案】 小球撞击木块，水平木板对木块有摩擦阻力，改变了木块的运动状态，使木块最终
静止 做功 由图可知，b 球初始高度小，则 b 小球的初始速度小，但推动木块距离远，动
能反而大，说明 b 小球的质量更大
【小题 1】[ 1] 小球撞击木块，水平木板对木块有摩擦阻力，改变了木块的运动状态，使 木块最终静止。
[2]木块与水平木板有摩擦，此过程木块克服摩擦做功，通过做功的方式把动能转化为内能。 [3]由图可知，b 球初始高度小，则 b 小球的初始速度小，但推动木块距离远，动能反而大，说明b 小球的质量更大。
19．为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小明利用图所示装置进行实验。 重物 A 在下落1m 的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.5kg 的
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 12 页 共 16 页
(
Q
放
2.52
10
7
J
)水温度升高了0.2℃ ，则水的内能增加 J；经过多次实验，发现重物 A 的机械能减少量 总是稍大于水的内能增加量，为了使此装置的机械能更多的转化为水的内能，你建议小明采取的措
施是 。[重物 A 的质量及每次下落高度保持不变，c水 = 4.2 103 J / (kg . ℃) ]
【答案】 420 减小热量散失、保温、减小滑轮轮轴的摩擦 、用轻质量的绳子等
[ 1] 的水升高了 ，根2℃ ，= c水m内能增加
Q = Q吸 = c水m水 t = 4.2 103 J /(kg ℃) 0.5kg 0.2℃ = 420J
[2]重物 A 的机械能减少量，一部分机械能使滑轮克服摩擦做功，一部分转化为水的内能，同时水 在吸热的同时，也在放热，所以可采取措施减小热量散失、保温、减小滑轮轮轴的摩擦 、用轻质 量的绳子等。
四、计算题 (共 2 小题，共 13 分)
20．太阳能清洁无污染，取之不尽，用之不竭，是未来理想的能源之一。在该地用太阳能热水器将 质量为 100kg 、初温为 30℃的水加热到 60℃需要 5h ，此次太阳能热水器 5h 工作所吸收的热量相 当于 0.63m3 的天然气完全燃烧所释放的热量，已知天然气的热值 q=4.0×107J/m3。
(1) 这些水吸收了多少热量？
(2) 太阳能热水器 5h 接收到的能量是多少？
(3) 太阳能热水器的加热效率是多少？
【答案】 (1) 1.26×107J； (2) 2.52×107J； (3) 50%
(1) 由题可知，水的比热容 c=4.2×10 J/(kg · ℃，质量 m = 100kg ，温度变化
t = 60℃一 30℃ = 30℃ ，所以由Q = cmΔt 可得水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg · ℃)×100 kg×30℃=1.26×107 J
(2) 太阳能热水器接收的能量等于天然气完全燃烧释放的热量，所以由 Q放 = qV 可得
E = Q放 = qV = 4.0 107 J/m3 0.63m3 = 2.52 107 J
(3) 太阳能热水器的效率为水吸收的热量与接收的总能量之比，即
(
n
=
100%
=
100%
=
50%
2
1
．如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门展示冰柜，其内部电路具有制冷冰柜和加热防雾两种功
能，内部温度高时，温控开关
S
1
自动闭合，冰柜内部额定功率
220
W
的制冷压缩机开始制冷，达到
)Q吸 1.26 107 J
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 13 页 共 16 页
预定低温时，S1 自动断开停止工作；为防止柜内水蒸气变冷时凝结在玻璃内表面上影响视线，可以 只闭合防雾开关S2 ，使冰柜玻璃门夹层中额定功率为 100W 的电热丝正常加热，请回答下列问题：
(1) 透明玻璃门展示冰柜在制冷时，电能主要转化为 能；
(2) 其中防雾电热丝的电阻为多少？
(3) 该冰柜玻璃门的质量是 5kg ，若热效率是 70% ，电热丝正常工作使玻璃门升高4℃ ，至少需要 多长时间？[玻璃的比热容为0.84 103 J / (kg . ℃) ]
(4) 冰柜的电热丝与电动制冷压缩机一天累计均正常工作大约 3h ，一月按 30 天计算，总共消耗 多少千瓦时电能？
【答案】 (1) 机械； (2) 484Ω； (3) 4min ； (4) 28.8 kW . h
解： (1) 透明玻璃门展示冰柜在制冷时，电能主要转化电动机的机械能。
(2) 防雾电热丝的电阻R电热丝 = P电热 (U2)丝 = =484 Ω
(3) 玻璃门吸收的热量Q吸 = cmt=0.84 103 J / ( kg .℃) 5kg 4℃=16800J 加热时间t= P电热 (Q吸)丝 = =240s=4 min
(4) 消耗的电能W = Pt ,= (220+ 100) 10 一3kW 30 3h=28.8kW . h
五、综合能力题 (共 3 小题，共 21 分)
22．风电技术是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将转速提高，从而带动风机内的发电机 发电，通过电缆输送到升压变压器提升电压后，再由高压输电线路输送给用户。
(1) 风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”) 能源。风机中的发电机是利用 原 理进行发电的；运动的空气通过风机的叶片做功后，质量 。
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 14 页 共 16 页
(2) 风力发电通过升压变压器后进行高压输电的优势之一是当输出电功率不变的情况下，升高电 压来达到 (选填“增大”或“减小”) 输电线路的电流，从而降低线路的电热损耗，电流在 输电导线产生的焦耳热与电流的 次方成正比，高压输电线最上面的两条防雷线属于 (选填“导体”或“绝缘体”) 。
【答案】 (1) 可再生 电磁感应 不变； (2) 减小 二 导体
(1) [ 1][2][3]短期内可以从自然界中得到补充的能源叫可再生能源;短期内不能从自然界
中得到补充的能源叫不可再生能源，风能属于可再生能源；发电机是利用电磁感应现象来制成的，
质量是物体的一种属性。运动的空气通过风机的叶片做功后，质量不变。
(2) [ 1]根据 P＝UI 可知，在输出电功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流。 [2]根据焦耳定律 Q＝I2Rt 可知，输电线中的电流越小，电流在输电导线产生的焦耳热与电流的二次 方成正比，线路中产生的热量越少。
[3]高压输电线最上面的两条防雷线属于导体，将雷电引入大地。
23．贵阳市日均生活垃圾处理量约7400t ，如果处理不当，不仅会污染环境，还会浪费资源。因此 垃圾分类和科学处理尤为重要。目前采取的垃圾分类方法为“四分法” ，即将垃圾分为有害垃圾、可 回收物、厨余垃圾和其他垃圾。需要特别注意的是，现在生产的 1 号、5 号、7 号等干电池是低汞 或者无汞电池，不属于有害垃圾。但纽扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和镍 镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收。垃圾处理厂对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆 肥等处理，并把适合焚烧的生活垃圾送至焚烧厂，每充分燃烧1kg 生活垃圾放出的热量大约为
4. 19 106 J 。请回答下列问题：
(1) 手机锂电池属于___________ (填字母序号) ；
A ．有害垃圾 B ．可回收物 C ．厨余垃圾 D ．其他垃圾
(2) 若忽略能量的损耗，完全燃烧10kg 的生活垃圾所释放的热量可以节约多少千克煤炭？ ( q = 2.9 107 J/kg ，结果保留一位小数，煤炭完全燃烧)
(3) 若 (2) 中释放的能量用来加热标准大气压下，质量为50kg ，初温为 25℃的水，能使水的温 度升高到多少摄氏度？水的比热容为c水 = 4.2 103 J / (kg . ℃) 。 (加热水时，热效率为 20% ，结果保留 整数)
(4) 焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动，其能量转化是什么？此过 程与四冲程汽油机的哪个冲程的能量转化相同？
【答案】 (1) A； (2) 1.4 kg ； (3) 65℃； (4) 见解析
(1) 根据短文中内容可知，纽扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和 镍镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收，故 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。
第二十章 能源与能量守恒 基础卷 (解析版)
第 15 页 共 16 页
(2) 每充分燃烧1kg 生活垃圾放出的热量大约为4. 19 106 J ，故完全燃烧10kg 的生活垃圾所释放的
热量为Q放= 10kg×4. 19×106J/kg=4. 19×107J
节约煤炭的质量为m = q (Q放) = 必 1.4kg
(3) 水吸收的热量为Q吸 = ηQ放 = 20% 4. 19 10 7J = 8.38 10 6J
水升高的温度为t = c水 (Q)m (吸) = 必 40℃
则水的末温为t末 =t +t初=40℃+25 ℃=65 ℃
(4) 焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动，是将焚烧垃圾产生的内能 转化为汽轮机的机械能。此过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
24．阅读材料，回答问题。
2024 年 3 月 27 日清晨，我国在太原卫星发射中心成功发射长征六号改运载火箭 (如图甲) ，并将 云海三号 02 星送入预定轨道 (如图乙) ，透波率达 90% ，同时
(1) 火箭发射时，推进剂经过燃烧产生大量气体喷射出来，从而产生巨大推力，这说明力的作用 是 的；
(2) 为了便于携带，火箭一般选择热值 的燃料 (选填“较大”或“较小”) ；
(3) 整流罩的“全透波”指的是透过 波 (选填“电磁”或“超声”) ，便于进行通信及遥测；
(4) 复合材料可以应对低温环境进行保温，是因为其导热性较 (选填“强”或“弱”) ；
(5) 卫星使用的太阳能电池板 (如图丙) 是将 能转化为 能。
【答案】 (1) 相互； (2) 较大； (3) 电磁； (4) 弱； (5) 太阳 电
(1) [ 1]火箭发射时，推进剂经过燃烧产生大量气体喷射出来，同时气体对火箭施加力， 这说明力的作用是相互的。
(2) [2]为了便于携带，火箭一般选择热值大的燃料，在燃烧相同质量的燃料时，放出更多的热量。
(3) [3]太空中是真空，不能利用声波传递信息，电磁波的传播不需要介质，所以可以利用电磁波 传递，所以“全透波”指的是透过电磁波，便于进行通信及遥测。
(4) [4]复合材料可以应对低温环境进行保温，是因为其导热性弱，不易传热。
(5)[5][6]卫星使用的太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，电能可以供给卫星运行时使用。
第 16 页 共 16 页

展开更多......

收起↑