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20.1 能源 分层练习 (解析版)
基础过关练
一、人类利用能源的历史与常见能源
1 ．人类发现、开发、利用能源的历史，就是其认识自然、理解自然的历史。如图所示是人类在照 明上对能源利用的三个阶段，按利用能源的先后，下列排序正确的是 ( )
A ．①②③ B ．③②① C ．①③② D ．②①③
2 ．我们今天大规模使用的煤、石油和_________ ，是千百万年前埋在地下的_________经过漫长的 地质年代形成的，所以称为化石能源。
3 ．关于能源的概念，下列叙述中正确的是 ( )
A ．能做功的物体叫作能源 B ．具有动能或势能的物体叫作能源
C ．能提供能量的物质资源都可以叫作能源 D ．内燃机和发电机都是能源
4 ．下面是历史上或现在使用的各种能源：①煤炭、石油；②柴薪；③电能。按照使用的时间先后 排序，正确的是 ( )
A ．①②③ B ．②①③ C ．②③① D ．①③②
二、可再生能源与不可再生能源
5．新能源的开发源于技术的进步，如图所示的潮汐发电站是将_________能转化为电能，该能源属 于_________ (选填“可”或“不可”) 再生能源。
2024 年 1 月 17 日搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在我国文昌航天发射场成功发 射，升空之后飞船太阳能帆板顺利展开，请运用物理知识，完成下面小题。
6．火箭发射时产生的大量“白气”是_________现象，火箭加速升空过程，燃料燃烧时将内能转化为 火箭的_________能。
7．太阳能是_________ (选填“可再生”或“不可再生”) 能源；太阳能帆板的核心部件是太阳能电池， 其主要材料为_________ (选填“半导体” 、“纳米”或“超导体”) 。
8 ．下列能源中，属于可再生能源的是 ( )
A ．木柴 B ．煤炭 C ．天然气 D ．核能
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三、能源危机和我国的能源革命
9 ．波浪能，即海洋波浪能，是一种取之不尽、用之不竭的新能源，无污染。据科学家推测，地球 上海洋波浪蕴藏的电能高达 90 万亿千瓦，近年来，在各国开发新能源的计划中，波浪能的利用已 占有一席之地。海洋波浪能为人类提供_________ ，故它是一种_________ 。海洋波浪能来自 _________ ，是一种_________ (选填“可再生”或“不可再生”) 能源。
10．关于材料、能源和信息的应用，下列说法正确的是 ( )
A ．手机的集成电路主要是由半导体材料制成的
B ．电饭锅的电热丝适合用电阻极小的材料制作
C ．我国新能源利用率很高，不会有能源危机
D ．可以用地球绕太阳运转的模型类比电子绕原子核的运行
11． 5G 基站利用_________ (选填“电磁波”或“声波”) 传递信息。如今面临日益逼近的能源危机， 世界各国越来越重视能源的开发和节能，其中就包括太阳能，太阳能在利用过程中对环境无污染或 污染很小，太阳能属于_________ (选填“一次”或“二次”) 能源。
12．“信息”“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱．下列叙述错误的是
A ．电视机的天线和手机的天线都既可以接收电磁波传来的信息，又可以发射电磁波
B ．制造“神舟七号”宇宙飞船，使用了多种新型材料
C ．当前的核电站都是利用核裂变来获取核能的
D ．核能、太阳能、氢能等是具有广阔开发前景的新能源
13．北京冬奥会三大赛区 26 个场馆全部使用“绿电” ，向全世界展示了中国推动能源革命的巨大成 就。下列有关能源和能量说法正确的是 ( )
A ．核电站通过核裂变的方式获得核能 B ．石油、天然气、太阳能都是不可再生能源
C ．能量的转化和转移没有方向性 D ．电能属于一次能源
14．能源危机制约着现代社会发展，开发和利用可再生能源是人类自身解决能源问题重要举措之一。
(1) 目前，煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源，它们的大量使用打破了生物圈中碳 循环的平衡，使大气中_________ 的含量迅速增加，导致全球气温升高。
(2) 氢能源是我国正在开发的新能源之一。其使用的主要途径是设法构成原电池，从能量转换的 角度看，原电池是一种_________ 转化为电能的装置。
(3) 人类社会的不断进步，必然会带来新一轮的能源革命．未来的新能源要能够大规模替代煤、 石油、天然气等常规的、不可再生的能源，新能源的特点是_________。
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能力提升练
一、单选题
1 ．小明学习了能源的知识后，作出了如下总结，其中错误的是 ( )
A ．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气
B ．电能是重要的二次能源
C ．钻木取火开启了以柴薪为主要能源的时代
D ．化石能源在地球上储量丰富，因此人类可以不必开发新能源
2 ．人类社会的发展离不开能源的开发和利用，下列能源属于不可再生能源的是 ( )
A ．化石能源 B ．太阳能 C ．水能 D ．风能
二、多选题
3 ．关于能源、信息与材料，下列说法正确的是 ( )
A ．电能是二次能源
B ．光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息
C ．中央电视台与贵州电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度相同
D ．若用超导材料制造输电线，则可以大大降低由电阻引起的电能损耗
三、填空题
4 ．空调、电冰箱等家用电器的发明与推广，极大地改善了人们的生活质量。
( 1)家用电器消耗的电能是_________次能源。
(2)安装空调用测电笔检测插座时，发现氖管发光，说明测电笔接触的是_________线。空调的电源 线比电冰箱的电源线_________ (选填“粗”或“细”) 。
(3)电冰箱门上的磁封能使电冰箱门关得很紧，是因为磁封具有_________。
5 ．风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。如图是我国生产的大型客机 C919 的风洞试验。
( 1)风洞实验中，提供的风能是_________ (填“可再生”或“不可再生”)
能源；实验中固定不动的模拟飞机_________ (填“具有”或“没有”)
惯性；模拟飞机在风中高速飞行时，以洞状空间为参照物，飞机处于
_________ (填“静止”或“运动”) 状态。
(2)如图所示，风洞中气流速度增大时，机翼上表面气体压强_________
(选填“变大” 、“变小”或“不变”) ；模拟飞机在风中高速飞行时，飞机
的机械能_________ (填“增加” 、“减小”或“不变”) ；飞机经过 1h 的
飞行实验，支架对飞机做功_________J。
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6 ．电能是_________ (选填“一次”或“二次”) 能源。有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它 贴在镜的背面并通电，利用电流的_________效应，可防止水蒸气在镜面上_________ (填物态变化 名称) 起雾，如图所示。防雾膜的规格是2W/ dm2 ，一块面积为30dm2 的防雾膜正常工作10 min 消耗 的电能是_________J。
7．“可燃冰”是_________(选填“一次”或“二次”)能源。1dm3 的可燃冰完全燃烧放出的热量为 8.4×106J， 这些热量全部被水吸收，可以使_________kg 的水从 60℃加热至沸腾。[气压为 1 标准大气压，c 水 =4.2×103J/ (kg ℃) ]
8 ．图中的白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，水能属于_________能源 (选填“可再 生”或“不可再生”) 。超导材料出现以后，人们首先想到的就是利用超导体的_________特性实现远 距离大功率输电，可以无损耗输送极大的电流。
9 ．我国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置 (EAST) ，实现 1 亿摄氏度 1066 秒“高质量燃 烧” 。核能属于_________ (填“可再生”或“不可再生”) 能源。“人造太阳”加热功率为1 107 W ，若利 用“人造太阳”发电，发电效率为 60% ，则每小时发电量达_________ kW . h 。
10．为了保障天然气的使用安全，家庭须安装天然气泄漏报警器。当报警器检测到空气中天然气浓 度超标时，会自动报警。泄漏的天然气弥散到空气中属于气体的_________现象；天然气是_________ 能源，我们要节约使用。
11．2024 年吉林市举办了“世界锅包肉大赛”，厨师制作锅包肉时使用的天然气属于_________能源； 炸制过程中通过_________ 的方式增加了肉的内能，使肉外酥里嫩。锅包肉出锅时香味四溢，这是 _________现象；夹起锅包肉的筷子属于_________杠杆。
12．随着我国人民生活水平的不断提高，汽车作为一种普通交通工具已经走进千家万户。汽车发动
机常用循环流动的水来帮助它散热，这主要是利用了水的_________较大的特点；导航系统是利用 _________来传递信息；若汽油机每秒对外做功 20 次，则汽油机飞轮的转速为_________ r / min ； 从能源与可持续利用的角度看，汽车用的汽油属于_________能源。
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拓展培优练
一、单选题
1 ．以下各种形式的能源中，属于二次能源的是 ( )
A ．风能 B ．水能 C ．电能 D ．核能
二、填空题
2 ．为了保障天然气的使用安全，家庭须安装天然气泄漏报警器。当报警器检测到空气中天然气浓 度超标时，会自动报警。泄漏的天然气弥散到空气中属于气体的_________现象；天然气是_________ 能源，我们要节约使用。
3 ．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的无规则 _________ 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，容器就变成了电池，电子从右向左通过小灯泡，则 容器左端是电池的________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？________。
三、综合题
4 ．能量与生产生活及社会发展密切相关，它是由不同能源提供的。我国大力发展风能和太阳能等 新能源，在新能源的开发和利用方面走在了世界前列。
( 1)下列属于可再生能源的是_________ (填写序号) 。
①核能 ②水能 ③天然气 ④石油
(2)2024 年 9 月，我国自主研制的全球单机容量最大的海上风电机组“MySE18.X 20MW ”成功并网发 电，标志着我国在超大型海上风力发电技术上取得了重大突破。它每年的发电量可达9 107 kW . h ， 相当于_________ kg 煤完全燃烧放出的热量 ( q煤 = 3 107 J/kg ) 。
(3)太阳能是人类能源的宝库，人们利用太阳能的方式有多种。
①太阳能热水器是通过_________ 的方式增加水的内能。某太阳能热水器能将吸收太阳能的30% 转 化为水的内能，它将质量为50kg ，初温为20oC 的水加热到60oC ，需吸收的太阳能为_________J。
②小明想设计一款高效节能的太阳能路灯，光控开关 S1
白天和触点 1 接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上和
触点 2 接触，蓄电池给路灯供电。时控开关 S2 晚上 12 点
前与触点 3 接触，电功率较大的路灯 L1 发光，晚上 12 点
后与触点 4 接触，电功率较小的路灯 L2 发光。现有太阳
能电池板、蓄电池、路灯 L1 和 L2、单刀双掷开关 S1 和 S2，
请帮小明设计并连接符合要求的太阳能路灯电路图。
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基础过关练
一、人类利用能源的历史与常见能源
1 ．人类发现、开发、利用能源的历史，就是其认识自然、理解自然的历史。如图所示是人类在照 明上对能源利用的三个阶段，按利用能源的先后，下列排序正确的是 ( )
A ．①②③ B ．③②① C ．①③② D ．②①③
【答案】D
原始社会人类使用火把作为照明，工业革命时期人类使用煤油灯作为照明，近现代人类使 用电灯进行照明，故按利用能源的先后顺序为②①③。
故选 D。
2 ．我们今天大规模使用的煤、石油和_________ ，是千百万年前埋在地下的_________经过漫长的 地质年代形成的，所以称为化石能源。
【答案】 天然气 动植物 [ 1][2]化石能源是指千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的， 目前常见 的化石能源有：煤、石油和天然气。
3 ．关于能源的概念，下列叙述中正确的是 ( )
A ．能做功的物体叫作能源 B ．具有动能或势能的物体叫作能源
C ．能提供能量的物质资源都可以叫作能源 D ．内燃机和发电机都是能源
【答案】C
A ．能做功的物体，只是说明物体具有做功的本领，但不一定能提供能量，比如运动的物 体能做功，但它本身不是能源。能源是能提供能量的物质资源，故 A 错误；
B ．具有动能或势能的物体，是具有机械能的物体，并非能提供能量的物质资源，不是能源，故 B 错误；
C ．符合能源的定义，能提供能量的物质资源都可以叫作能源，故 C 正确；
D ．内燃机和发电机是能量转化的装置，不是能提供能量的物质资源，不属于能源，故 D 错误。 故选 C。
4 ．下面是历史上或现在使用的各种能源：①煤炭、石油；②柴薪；③电能。按照使用的时间先后 排序，正确的是 ( )
A ．①②③ B ．②①③ C ．②③① D ．①③②
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【答案】B
柴薪是人类最早使用的能源，在古代就被广泛用于取暖、做饭等；煤炭、石油的大规模使
用是工业革命之后，晚于柴薪的使用；电能是二次能源，其大规模的应用要晚于煤炭、石油的开采 利用。故按照使用的时间先后顺序是②①③ 。故 B 正确，ACD 错误。
故选 B。
二、可再生能源与不可再生能源
5．新能源的开发源于技术的进步，如图所示的潮汐发电站是将_________能转化为电能，该能源属 于_________ (选填“可”或“不可”) 再生能源。
【答案】 机械 可 [ 1]潮汐发电站是利用潮汐的机械能 (主要是水的动能和重力势能) 来推动水轮机转动， 进而带动发电机发电，所以是将机械能转化为电能。
[2]潮汐能是由月球和太阳的引力作用产生的，这种能源可以不断地从自然界中得到补充，属于可 再生能源。
2024 年 1 月 17 日搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在我国文昌航天发射场成功发 射，升空之后飞船太阳能帆板顺利展开，请运用物理知识，完成下面小题。
6．火箭发射时产生的大量“白气”是_________现象，火箭加速升空过程，燃料燃烧时将内能转化为 火箭的_________能。
7．太阳能是_________ (选填“可再生”或“不可再生”) 能源；太阳能帆板的核心部件是太阳能电池， 其主要材料为_________ (选填“半导体” 、“纳米”或“超导体”) 。
【答案】6 ． 液化 机械 7 ． 可再生 半导体
6 ．[ 1]火箭发射时，高温火焰使周围的水 (通常是发射台的降温水) 汽化成水蒸气，水蒸 气遇冷后液化成小水滴，形成“白气” ，因此是液化现象。
[2]燃料燃烧时，化学能转化为内能，内能再推动火箭加速升空，转化为火箭的机械能 (包括动能 和重力势能) 。
7 ．[ 1]太阳能可以从自然界持续获取，不会随着使用而枯竭，因此属于可再生能源。 [2]太阳能电池的核心材料是硅，硅属于半导体材料，其导电性可通过掺杂等方式调控，能将太阳 能转化为电能。
8 ．下列能源中，属于可再生能源的是 ( )
A ．木柴 B ．煤炭 C ．天然气 D ．核能
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【答案】A
可再生能源是可以在自然界里源源不断得到的能源，不可再生能源是经过漫长地质年代形
成、短期内无法再生的能源。
A ．木柴可以通过种植树木持续获取，属于可再生能源，故 A 符合题意；
BCD．煤炭、天然气、核能在使用之后在短时间内无法在自然界中再次产生的能源，是不可再生 能源，故 BCD 不符合题意。
故选 A。
三、能源危机和我国的能源革命
9 ．波浪能，即海洋波浪能，是一种取之不尽、用之不竭的新能源，无污染。据科学家推测，地球 上海洋波浪蕴藏的电能高达 90 万亿千瓦，近年来，在各国开发新能源的计划中，波浪能的利用已
占有一席之地。海洋波浪能为人类提供_________ ，故它是一种_________ 。海洋波浪能来自 _________ ，是一种_________ (选填“可再生”或“不可再生”) 能源。
【答案】 电能 能源 风能 可再生 [ 1][2][3][4]结合“地球上海洋波浪蕴藏的电能高达 90 万亿千瓦”可得，海洋波浪能为人类
提供电能，故它是一种能源；波浪能是海洋能的一种形式，其能量来源于海表上空的风能。当风吹 过海面时，会将能量传递给海水，形成波浪。海洋波浪能取之不尽、用之不竭，属于可再生能源。
10．关于材料、能源和信息的应用，下列说法正确的是 ( )
A ．手机的集成电路主要是由半导体材料制成的
B ．电饭锅的电热丝适合用电阻极小的材料制作
C ．我国新能源利用率很高，不会有能源危机
D ．可以用地球绕太阳运转的模型类比电子绕原子核的运行
【答案】AD
A ．半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，手机的集成电路主要是由半导体材料制成 的，故 A 正确；
B ．由焦耳定律可知，电饭锅的电热丝适合用电阻较大的材料制成，故 B 错误；
C ．由于能量的转化过程中是有方向的，一些资源在短时间内无法再生的，所以解决能源问题的唯 一有效途径就是开发新能源、提高利用率，否则会产生能源危机，故 C 错误；
D ．卢瑟福在 α 粒子散射实验的基础上，提出了核式结构模型。认为原子的中心叫做原子核，带负 电的电子在不同的轨道上绕原子核运动，就像地球绕太阳运动一样，此模型也被称为行星结构模型，
故 D 正确。
故选 AD。
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11． 5G 基站利用_________ (选填“电磁波”或“声波”) 传递信息。如今面临日益逼近的能源危机， 世界各国越来越重视能源的开发和节能，其中就包括太阳能，太阳能在利用过程中对环境无污染或 污染很小，太阳能属于_________ (选填“一次”或“二次”) 能源。
【答案】 电磁波 一次
[ 1]电磁波可以传递信息，5G 基站利用电磁波传递信息。
[2]从自然界直接获得不需要加工的能源是一次能源，对一次能源通过加工转化而获得的能源是二 次能源。太阳能可以从自然界中直接获得，是一次能源。
12．“信息”“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱．下列叙述错误的是
A ．电视机的天线和手机的天线都既可以接收电磁波传来的信息，又可以发射电磁波
B ．制造“神舟七号”宇宙飞船，使用了多种新型材料
C ．当前的核电站都是利用核裂变来获取核能的
D ．核能、太阳能、氢能等是具有广阔开发前景的新能源
【答案】A
A、手机的天线即可以接收，也可以发射电磁波，而电视机的天线只有接收电磁波的能力，
不具备发射电磁波的能力，故 A 错误；
B 、“神舟七号“宇宙飞船，使用了诸如强度高，密度小，隔热性能好等多种新型材料．故 B 正确． C 、 目前人们可以和平利用的核反应方式是核裂变， 目前还没有完全掌握核聚变的和平利用技术， 故 C 正确；
D 、由新能源知识知：核能、太阳能、氢能等都是近年来被人们逐渐重视的新型能源形式，是具有 广阔开发前景的新能源．故 D 正确．
故选 A．
13．北京冬奥会三大赛区 26 个场馆全部使用“绿电” ，向全世界展示了中国推动能源革命的巨大成 就。下列有关能源和能量说法正确的是 ( )
A ．核电站通过核裂变的方式获得核能 B ．石油、天然气、太阳能都是不可再生能源
C ．能量的转化和转移没有方向性 D ．电能属于一次能源
【答案】A
A．核裂变和核聚变都是利用核能的方式，核电站通过核裂变的方式获得核能，故 A 正确；
B．在“石油、天然气、太阳能”这些能源中，太阳能是可再生能源，石油和天然气是不可再生能源， 故 B 错误；
C ．能量的转化和转移具有方向性，所以要节约能源，故 C 错误；
D ．电能是由其它能源转化而来，属于二次能源，故 D 错误。 故选 A。
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14．能源危机制约着现代社会发展，开发和利用可再生能源是人类自身解决能源问题重要举措之一。
(1) 目前，煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源，它们的大量使用打破了生物圈中碳 循环的平衡，使大气中_________ 的含量迅速增加，导致全球气温升高。
(2) 氢能源是我国正在开发的新能源之一。其使用的主要途径是设法构成原电池，从能量转换的 角度看，原电池是一种_________ 转化为电能的装置。
(3) 人类社会的不断进步，必然会带来新一轮的能源革命．未来的新能源要能够大规模替代煤、 石油、天然气等常规的、不可再生的能源，新能源的特点是_________。
【答案】 二氧化碳 化学能 可再生和清洁
( 1)化石燃料是由碳氢氧组成的，燃烧后的物质中含有大量的二氧化碳气体；
(2)原电池是一种能将化学能直接转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出 电能．实现了化学能向电能的转变；(3)新能源的特点是可再生和清洁。
能力提升练
一、单选题
1 ．小明学习了能源的知识后，作出了如下总结，其中错误的是 ( )
A ．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气
B ．电能是重要的二次能源
C ．钻木取火开启了以柴薪为主要能源的时代
D ．化石能源在地球上储量丰富，因此人类可以不必开发新能源
【答案】D
A ．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气等化石能源，故 A 是正确的，不符 合题意；
B ．电能是通过其他能源 (比如化石能源、水能等) 转化而来的，属于重要的二次能源，故 B 是正 确的，不符合题意；
C ．钻木取火开启了以柴薪为主要能源的时代，这是能源发展的一个阶段，故 C 是正确的，不符合 题意；
D ．化石能源在地球上的储量是有限的，而且是不可再生能源，人类必须开发新能源来替代，故 D 是错误的，符合题意。
故选 D。
2 ．人类社会的发展离不开能源的开发和利用，下列能源属于不可再生能源的是 ( )
A ．化石能源 B ．太阳能 C ．水能 D ．风能
【答案】A
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A ．化石能源 (如煤、石油、天然气) 是古代生物遗骸经过漫长地质年代形成的，其储量 有限，短期内无法再生，属于不可再生能源，故 A 符合题意；
B ．太阳能来自太阳辐射，只要太阳存在，能量就会持续供应，取之不尽、用之不竭，属于可再生 能源，故 B 不符合题意；
C ．水能依赖自然界的水循环，水通过蒸发、降水等过程不断再生，属于可再生能源，故 C 不符合 题意；
D ．风能由大气运动产生，大气运动是永恒的自然现象，风能可永续利用，属于可再生能源，故 D 不符合题意。
故选 A。
二、多选题
3 ．关于能源、信息与材料，下列说法正确的是 ( )
A ．电能是二次能源
B ．光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息
C ．中央电视台与贵州电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度相同
D ．若用超导材料制造输电线，则可以大大降低由电阻引起的电能损耗
【答案】ACD
A ．二次能源是无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源。电能通
常是由其他形式的能转化而来的，如火力发电是将煤炭等化石能源的化学能转化为电能，水力发电 是将水的机械能转化为电能，所以电能是二次能源，故 A 正确；
B ．光纤通信是利用激光在光导纤维中传播来传递信息的，它可以传播声音、图像、数据等各种信 息，故 B 错误；
C ．电磁波在真空中的传播速度是3 108 m/s ，在空气中的传播速度近似等于在真空中的传播速度。 中央电视台与贵州电视台发射的电磁波在同一区域内传播，它们的传播速度相同，故 C 正确；
D ．超导材料的电阻为零，不会由于电流热效应而发热，若用超导材料制造输电线可大大降低输电
线上的热损失，故 D 正确。
故选 ACD。
三、填空题
4 ．空调、电冰箱等家用电器的发明与推广，极大地改善了人们的生活质量。
( 1)家用电器消耗的电能是_________次能源。
(2)安装空调用测电笔检测插座时，发现氖管发光，说明测电笔接触的是_________线。空调的电源 线比电冰箱的电源线_________ (选填“粗”或“细”) 。
(3)电冰箱门上的磁封能使电冰箱门关得很紧，是因为磁封具有_________。
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【答案】( 1)二
(2) 相 粗
(3)磁性
(1) 电能是由其他形式的能源转化而来的，因此属于二次能源。
(2) [ 1]测电笔检测插座时，发现氖管发光，说明测电笔接触的是相线。 [2]空调的功率比电冰箱大，工作时电流更大，为减少电阻和发热，电源线应更粗。
(3) 磁封是利用磁体的磁性来吸附在电冰箱门上的金属部分，从而起到密封的作用。
5 ．风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。如图是我国生产的大型客机 C919 的风洞试验。
( 1)风洞实验中，提供的风能是_________ (填“可再生”或“不可再生”) 能源；实验中固定不动的模 拟飞机_________ (填“具有”或“没有”) 惯性；模拟飞机在风中高速飞行时，以洞状空间为参照物， 飞机处于_________ (填“静止”或“运动”) 状态。
(2)如图所示，风洞中气流速度增大时，机翼上表面气体压强_________ (选填“变大” 、“变小”或“不 变”) ；模拟飞机在风中高速飞行时，飞机的机械能_________ (填“增加” 、“减小”或“不变”) ；飞 机经过 1h 的飞行实验，支架对飞机做功_________J。
【答案】( 1) 可再生 具有 静止
(2) 变小 增加 0
(1) [ 1]风能在短期内可以从自然界中得到补充，所以是可再生能源。 [2]一切物体都具有惯性，实验中固定不动的模拟飞机具有惯性。
[3]模拟飞机在风中高速飞行时，以洞状空间为参照物，飞机与洞状空间之间的位置不发生变化， 所以飞机处于静止状态。
(2) [ 1]根据流速与压强的关系可知，流速越大的位置，压强越小，所以风洞中气流速度增大时， 机翼上表面气体压强变小。
[2]飞机模型放在风洞中固定不动，让风 (高速流动的空气) 迎面吹来，飞机模型和风之间的位置 发生了变化，故飞机模型相对于风是运动的，风速增大，相当于飞机飞行速度增大，飞机的机械能
增加。
[3]支架对飞机的作用力竖直向上，飞机在竖直向上的方向上没有通过距离，所以支架对飞机做功 为 0。
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6 ．电能是_________ (选填“一次”或“二次”) 能源。有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它 贴在镜的背面并通电，利用电流的_________效应，可防止水蒸气在镜面上_________ (填物态变化 名称) 起雾，如图所示。防雾膜的规格是2W/ dm2 ，一块面积为30dm2 的防雾膜正常工作10 min 消耗 的电能是_________J。
【答案】 二次 热 液化 3.6 104
[ 1]电能是由其他能源转化而得到的能源，故是二次能源。
[2]平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，电流通过导体时会产生热量，将 电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 [3]温度较高的水蒸气遇到温度低的镜面会放热变成小水滴，当镜面温度较高时可以避免，气态的 水蒸气在镜面上变成液态的小水滴的现象是液化。
[4]防雾膜的规格是2W/ dm2 ，即面积为1dm2 的防雾膜消耗的功率是2W ，则一块面积为30dm2 的防雾 膜消耗的功率P = 2W / dm2 30dm2 = 60W
正常工作的通电时间t = 10 min = 600s ，故该防雾膜这段时间消耗的电能W = Pt = 60W 600s = 3.6 104 J 7．“可燃冰”是_________(选填“一次”或“二次”)能源。1dm3 的可燃冰完全燃烧放出的热量为 8.4×106J， 这些热量全部被水吸收，可以使_________kg 的水从 60℃加热至沸腾。[气压为 1 标准大气压，c 水 =4.2×103J/ (kg ℃) ]
【答案】 一次 50
[ 1]“可燃冰”可以从自然界直接获取，属于一次能源。
[2]水的质量为m = ct = 4.2 103 J / (1)6J(100 ℃一 60 ℃)= 50kg
8 ．图中的白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，水能属于_________能源 (选填“可再 生”或“不可再生”) 。超导材料出现以后，人们首先想到的就是利用超导体的_________特性实现远
距离大功率输电，可以无损耗输送极大的电流。
【答案】 可再生 零电阻
[ 1]水能是自然界中可持续利用的能源，属于可再生能源。
20.1 能源 分层练习 (解析版)
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[2]超导体在一定条件下，电阻可以变成零，人们可以利用它零电阻的特性实现远距离输电，可以 减少输电过程中的能量损耗。
9 ．我国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置 (EAST) ，实现 1 亿摄氏度 1066 秒“高质量燃 烧” 。核能属于_________ (填“可再生”或“不可再生”) 能源。“人造太阳”加热功率为1 107 W ，若利
用“人造太阳”发电，发电效率为 60% ，则每小时发电量达_________ kW . h 。
【答案】 不可再生 6000/ 6 103
[ 1]核能是一种相对较为清洁的能源，但由于核燃料在地球上的总量是一定的，所以核能 属于不可再生能源。
[2]利用“人造太阳”每小时发电量为W =nPt = 60% 1 107 10 一3kW 1h = 6000kW · h
10．为了保障天然气的使用安全，家庭须安装天然气泄漏报警器。当报警器检测到空气中天然气浓 度超标时，会自动报警。泄漏的天然气弥散到空气中属于气体的_________现象；天然气是_________ 能源，我们要节约使用。
【答案】 扩散 不可再生 [ 1]天然气泄露就是天然气中主要成分甲烷分子进入到空气中，是由于分子的无规则运动 产生的，这种现象属于气体的扩散现象。
[2]煤、石油、天然气属于化石能源，不能在短期内从自然界得到补充，所以天然气属于不可再生 能源，我们要节约使用。
11．2024 年吉林市举办了“世界锅包肉大赛”，厨师制作锅包肉时使用的天然气属于_________能源； 炸制过程中通过_________ 的方式增加了肉的内能，使肉外酥里嫩。锅包肉出锅时香味四溢，这是 _________现象；夹起锅包肉的筷子属于_________杠杆。
【答案】 不可再生 热传递 扩散 费力 [ 1]天然气短期内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源。 [2]炸制过程中肉吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加了肉的内能。 [3]锅包肉出锅时香味四溢，是由于物质的分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。 [4]夹起锅包肉的筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆。
12．随着我国人民生活水平的不断提高，汽车作为一种普通交通工具已经走进千家万户。汽车发动 机常用循环流动的水来帮助它散热，这主要是利用了水的_________较大的特点；导航系统是利用 _________来传递信息；若汽油机每秒对外做功 20 次，则汽油机飞轮的转速为_________ r / min ； 从能源与可持续利用的角度看，汽车用的汽油属于_________能源。
【答案】 比热容 电磁波 2400 不可再生
[ 1]水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量多， 所以汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，这主要是利用了水的比热容较大的特点。
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[2]电磁波可以在真空中传播，可以传递信息，导航系统是利用电磁波来传递信息的。 [3]因为四冲程汽油机的 1 个工作循环中，经历 4 个冲程，飞轮转 2 圈，对外做功 1 次，所以若汽 油机每秒内对外做功 20 次，则该汽油机每秒完成 80 个冲程，飞轮每秒转 40 圈，每分钟转 2400 圈，即飞轮的转速为2400r / min 。
[4]汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，不能在短时间内得到补充，故汽油属于 不可再生能源。
拓展培优练
一、单选题
1 ．以下各种形式的能源中，属于二次能源的是 ( )
A ．风能 B ．水能 C ．电能 D ．核能
【答案】C
一次能源：直接来自自然界而未经加工转换的能源，例如化石燃料、风能、太阳能、水能、
生物燃料、核能；二次能源：由一次性能源直接或间接转换而来的能源：煤气、氢能、电能、汽油、 沼气。因此属于二次能源的是电能。故 ABD 不符合题意，C 符合题意。
故选 C。
二、填空题
2 ．为了保障天然气的使用安全，家庭须安装天然气泄漏报警器。当报警器检测到空气中天然气浓 度超标时，会自动报警。泄漏的天然气弥散到空气中属于气体的_________现象；天然气是_________ 能源，我们要节约使用。
【答案】 扩散 不可再生 [ 1]天然气泄露就是天然气中主要成分甲烷分子进入到空气中，是由于分子的无规则运动 产生的，这种现象属于气体的扩散现象。
[2]煤、石油、天然气属于化石能源，不能在短期内从自然界得到补充，所以天然气属于不可再生 能源，我们要节约使用。
3 ．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的无规则_________ 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，容器就变成了电池，电子从右向左通过小灯泡，则容
器左端是电池的________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？________。
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【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
[ 1][2][3]一切物质的分子不停地做无规则运动，微粒处在永不停息的无规则运动中， 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，故左端为正极。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。
三、综合题
4 ．能量与生产生活及社会发展密切相关，它是由不同能源提供的。我国大力发展风能和太阳能等 新能源，在新能源的开发和利用方面走在了世界前列。
( 1)下列属于可再生能源的是_________ (填写序号) 。
①核能 ②水能 ③天然气 ④石油
(2)2024 年 9 月，我国自主研制的全球单机容量最大的海上风电机组“MySE18.X 20MW ”成功并网发 电，标志着我国在超大型海上风力发电技术上取得了重大突破。它每年的发电量可达9 107 kW . h ， 相当于_________ kg 煤完全燃烧放出的热量 ( q煤 = 3 107 J/kg ) 。
(3)太阳能是人类能源的宝库，人们利用太阳能的方式有多种。
①太阳能热水器是通过_________ 的方式增加水的内能。某太阳能热水器能将吸收太阳能的30% 转 化为水的内能，它将质量为50kg ，初温为20oC 的水加热到60oC ，需吸收的太阳能为_________J。
②小明想设计一款高效节能的太阳能路灯，光控开关 S1 白天和触点 1 接触，太阳能电池板为蓄电 池充电，晚上和触点 2 接触，蓄电池给路灯供电。时控开关 S2 晚上 12 点前与触点 3 接触，电功率 较大的路灯 L1 发光，晚上 12 点后与触点 4 接触，电功率较小的路灯 L2 发光。现有太阳能电池板、 蓄电池、路灯 L1 和 L2、单刀双掷开关 S1 和 S2，请帮小明设计并连接符合要求的太阳能路灯电路图。
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【答案】( 1)②
(2) 1.08 107
(3) 热传递 2.8 107
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(1) 可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源。
①核能：核燃料 (如铀) 是有限的，属于不可再生能源；
②水能：水在自然界中通过水循环不断再生，属于可再生能源；
③天然气：是化石燃料，形成需要漫长时间，属于不可再生能源；
④石油：是化石燃料，形成需要漫长时间，属于不可再生能源。 所以属于可再生能源的是② ，故选②。
(2) 每年产生的电能W = 9 107 kW ·h = 9 107 3.6 106 J = 3.24 1014 J 需要完全燃烧的煤的质量m = q (Q)煤 (放) = q煤 (W) = = 1.08 107kg
(3) [ 1]太阳能热水器吸收太阳能，将热量传递给水，使水的内能增加，是通过热传递的方式增加 水的内能。
[2]水吸收的热量Q吸 = c水m (t t0 ) = 4.2 103 J / (kg ·℃) 50kg (60℃20℃) = 8.4 106 J
需吸收的太阳能为E = n (Q吸) = = 2.8 107 J
[3]根据题意， 白天：光控开关 S1 和触点 1 接触，太阳能电池板为蓄电池充电。 晚上：光控开关 S1 和触点 2 接触，蓄电池给路灯供电； 晚上 12 点前，时控开关 S2 和触点 3 接触，路灯 L1 发光；
晚上 12 点后，时控开关 S2 和触点 4 接触，路灯 L2 发光。如图所示：
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