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第二节 跨学科：能源的开发与利用
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 人类对能源的利用 1
题型2 开发核能与重视核安全 3
题型3 开发新能源 5
【能力培优练】 8
【链接中考】 10
【重难题型讲解】
题型1 人类对能源的利用
1．能源：
（1）能够提供能量的物质资源叫做能源。
（2）生产和生活中利用的各种能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。
2.常见的能源：
（1）化石能源：煤、石油、天然气称为化石能源。化石能源是当今世界的主要能源。
（2）生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。
（3）水能、风能：由自然界中的流水和风提供的能量。
（4）电能：由其他形式的能转化而来的供各种用电器使用的能量。
3.能源的分类：
能源家族从不同的角度可以划分不同的类别。
标准 类别 定义 例子
能否从自然界直接获取 一次能源 可从自然界直接获取 化石燃料、太阳能、地热能、核能、潮汐能等
二次能源 无法从自然界直接获取 电能、酒精、汽油、柴油等
能否可再生 可再生能源 可以长期提供或可以再生 太阳能、水能、风能等
不可再生能源 短时间自然界无法补充 化石燃料、核能等
人类开发利用时间 常规能源 已经大规模开发 化石燃料、水能、风能
新能源 刚刚开始开发利用 核能、太阳能、潮汐能、地热能等
4.能源消耗带来的环境问题：
能源的大量开发和使用会造成环境污染和生态问题。
开发和利用核能是人类获取能量的一个新途径。
【典例1-1】（2026·广东东莞·一模）中国的太空空间站是靠 （选填“超声波”或“电磁波”）来与地面传递信息的。太空空间站的能源主要来源于光伏发电（也就是太阳能发电）；其中太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
【典例1-2】（2026·贵州贵阳·三模）我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视能源的开发利用，具有重大意义。下列能源属于不可再生能源的是（　　）
A．太阳能 B．石油
C．风能 D．水能
跟踪训练1 （2026九年级上·全国·随堂练习）如图所示，你觉得图中所示全球变暖导致的后果是（ ）
A．全球沙漠变绿洲 B．北极冰川面积变大 C．海平面上升 D．全球降水持续增加
跟踪训练2 （2026·江苏徐州·中考真题）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法，正确的是（　　）
A．是一种化石能源 B．来源于太阳 C．属于非清洁能源 D．属于不可再生能源
题型2 开发核能与重视核安全
1．核能：
（1）概念：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
（2）释放核能的方式：核裂变和核聚变。
2.核裂变：
（1）定义：一个重核分裂成多个小核的过程。
（2）应用：核电站（核反应堆）--可控。
原子弹---不可控。
（3）链式反应：
指的是一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能的现象。
3.核聚变：
（1）定义：几个轻核结合成一个重核。
（2）应用：氢弹---不可控。
太阳也是靠核聚变来提供能量的。
（3）目前，核聚变都是不可控的。
4.核核能优点：
清洁、安全和原料几乎取之不尽。
5.核废料处理：
核电站使用过的核燃料成为核废料。
由于核废料仍具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
【典例2-1】（2026·甘肃定西·三模）物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。原子核由带正电的 和不带电的中子组成；如图甲，可以利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能进行发电；如图乙，表示的是两个不同种类的物质在摩擦时，电子转移情况的示意图，则 （选填“A”或“B”）物体将带负电。
【典例2-2】（2026·福建漳州·模拟预测）2025年1月20日中国有“人造太阳”之称的EAST创造了新世界纪录，实现1亿摄氏度1066秒稳态运行，突破核聚变的控制难题，标志着核能源研究重大跨越。关于核能的利用，下列说法正确的是（　　）
A．核能是属于可再生能源
B．核聚变反应中，核能转化为内能
C．核聚变和核裂变的原料是相同的
D．核聚变反应中，核能转化为化学能
跟踪训练1 （2026·新疆·三模）下面应用中与太阳内部的核反应方式一样的是（　　）
A．氢弹 B．原子弹
C．核动力潜艇 D．核电站
跟踪训练2 （2026·黑龙江齐齐哈尔·三模）如图所示是我国的001、002、003号航母，而国产004号航母也问世在即，新型航母除了延续003航母的电磁弹射系统，还有可能采用核动力系统，根据国产航母的相关信息，回答下列小题：
(1)国产004号航母可能采用核能驱动，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核动力航母核反应堆中发生的核反应是 反应。国产舰载隐形战斗机“歼-35C”的机身涂层能有效吸收 ，从而实现隐身。
(2)冬天海水密度略大一些，航母所受浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）；国产003号航母的电磁弹射系统与 （选填“电动机”“发电机”或“电磁铁”）的工作原理相同。
题型3 开发新能源
1．太阳能：
（1）太阳能的产生：
太阳内部，每时每刻都在发生核聚变，从而释放巨大能量。
（2）太阳能的利用：
A.光热转化：太阳能转化为内能。
应用：太阳能热水器、太阳炉等。
B.光电转化：太阳能转化为电能。
应用：太阳能电池。
C.光化转化：太阳能转化为化学能。
应用：植物光合作用。
（3）优点：无污染；可再生；使用方便安全。
（4）缺点：受天气和季节变化影响较大。
2.地热能：
地球内部热量透过岩层向外释放，这种“大地热流”产生的能量称为地热能。地热能在地球上的蕴藏量非常丰富，可供人类消耗几百亿年，是取之不尽、用之不竭的清洁能源。
3.潮汐能：
潮汐是由于月球、太阳对地球的引力作用而产生的。 潮汐能可用于发电，且成本低，污染少，是一种很有发展潜力的新能源。
【典例3-1】（2026九年级·福建·专题练习）如图是“风能﹣太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　）
A．风力发电机利用了电生磁原理
B．太阳能来自太阳内部的核聚变
C．给蓄电池充电时化学能转化为电能
D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的
【典例3-2】（2026·湖北武汉·二模）课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的机械能”（如图），引发了小聪一些联想，下列说法错误的是（　　）
A．太阳能实质上是太阳内部链式反应释放出的能量
B．太阳能是可再生能源，电能是二次能源
C．太阳光中的可见光是电磁波
D．太阳能电池使用的主要材料是硅，硅是半导体
跟踪训练1 （2026·河南平顶山·二模）太阳能作为清洁、无污染的可再生能源，蕴含着巨大的价值。科学家们正在研究一种太空电站，即在地球同步轨道上建立太阳能电站并向地面“无线缆输送”电能，其示意图如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．向地面“无线缆输送”电能利用的微波是一种超声波
B．太阳能来源于太阳内部的核聚变所释放出的能量
C．这种太空电站工作的过程是将太阳能转化为电能
D．太空电站将能量传递到地球，能量的总和将不再守恒
跟踪训练2 （2026·江苏南通·二模）关于能源、信息传输，下列说法正确的是（　　）
A．北斗卫星定位系统的信息传递过程所利用的载体是电磁波
B．煤、核能、地热能均属于不可再生能源
C．由于能量在转移与转化时是守恒的，所以我们不需要节约能源
D．太阳是人类的“能源之母”，风能、潮汐能等能源都间接来自太阳能
【能力培优练】
1. 能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、④水能、⑤核能、⑥太阳能等，其中属于不可再生的能源有 （填序号）；核能是目前被广泛应用的新能源，我国已经建成十余座核电站，它们是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的。
2．人类在现代生活中广泛使用化石燃料，燃料燃烧时发热，将 转化为内能，同时产生了大量的 气体，加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用，开发新能源是未来理想能源的发展方向。
3. 太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 能。
4. 如图所示，是仅次于三峡水电站的中国第二大水电站一白鹤滩水电站， 是实施国家“西电东送”战略，优化能源结构的重要骨干工程。水电站将水能转化为电能供我们使用，水能属于 （选填“不可再生”或“可再生”） 能源。
5. 中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象。如图，为某种核反应示意图，这属于核 变，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；氢弹利用的是核 变在瞬间释放的能量。（选填“裂”或“聚”）
6. 下列能源中，属于非清洁能源的是（　　）
A．风能 B．煤炭 C．水能 D．太阳能
7．下列关于核能的说法正确的是（ ）
A. 物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C. 原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D. 自然界只有在人为的条件下才能发生聚变
8．关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A. 核电站所使用的核燃料是煤和石油
B. 核电站核反应堆中发生的是可以控制的核裂变
C. 核电站发电的能量转化过程：核能→内能→电能→机械能
D. 核电站产生的核废料可以作为生活垃圾来处理
9．关于太阳能的下列说法中，错误的是（ ）
A．太阳能十分丰富，供应时间长久，目前太阳能的转换效率也很高
B．太阳内部不断地进行核聚变
C．太阳能分布广阔，获取方便，无需开采和运输
D．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会对环境造成污染
10．如图是新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是（　　）
A．照明灯工作时，LED灯是将机械能转化为光能
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能
C．利用风力发电将电能转化为机械能
D．蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能
11. 某居民楼顶安装有太阳能电池板和太阳能热水器。若太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，使热水器内水温升高Δt，水的比热容为c水。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是不可再生能源
B．太阳能电池将接收的太阳能全部转化为电能
C．太阳能热水器将太阳能转化为内能
D．该热水器内水的质量为
【链接中考】
1.（2026·山东威海卷） 搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有___________；我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料属于___________（选填“一次”“二次”）能源。
2.（2026·广西）太阳能可以从自然界源源不断地得到，它___________（选填“是”或“不是”）一种可再生能源。我国月球车在月球上利用太阳能电池将太阳能转化为___________能，供月球车使用。
3.（2026·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：______。
4.（2026·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。
5.（2026·山东卷）下列属于不可再生能源的是（　　）
A. 风能 B. 地热能 C. 石油 D. 太阳能
6.（2026·广东省卷） 可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。下列属于可再生能源的是（　　）
A. 煤 B. 石油
C. 天然气 D. 风能
7.（2026·湖北）使用下列燃料符合低碳生活理念的是（　　）
A. 石油 B. 煤炭 C. 木柴 D. 氢燃料
8.（2026·四川宜宾卷） 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。下列举措中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21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第二节 跨学科：能源的开发与利用
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 人类对能源的利用 1
题型2 开发核能与重视核安全 4
题型3 开发新能源 7
【能力培优练】 11
【链接中考】 16
【重难题型讲解】
题型1 人类对能源的利用
1．能源：
（1）能够提供能量的物质资源叫做能源。
（2）生产和生活中利用的各种能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。
2.常见的能源：
（1）化石能源：煤、石油、天然气称为化石能源。化石能源是当今世界的主要能源。
（2）生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。
（3）水能、风能：由自然界中的流水和风提供的能量。
（4）电能：由其他形式的能转化而来的供各种用电器使用的能量。
3.能源的分类：
能源家族从不同的角度可以划分不同的类别。
标准 类别 定义 例子
能否从自然界直接获取 一次能源 可从自然界直接获取 化石燃料、太阳能、地热能、核能、潮汐能等
二次能源 无法从自然界直接获取 电能、酒精、汽油、柴油等
能否可再生 可再生能源 可以长期提供或可以再生 太阳能、水能、风能等
不可再生能源 短时间自然界无法补充 化石燃料、核能等
人类开发利用时间 常规能源 已经大规模开发 化石燃料、水能、风能
新能源 刚刚开始开发利用 核能、太阳能、潮汐能、地热能等
4.能源消耗带来的环境问题：
能源的大量开发和使用会造成环境污染和生态问题。
开发和利用核能是人类获取能量的一个新途径。
【典例1-1】（2026·广东东莞·一模）中国的太空空间站是靠 （选填“超声波”或“电磁波”）来与地面传递信息的。太空空间站的能源主要来源于光伏发电（也就是太阳能发电）；其中太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】 电磁波 可再生 二次
【详解】[1]超声波属于声波，传播需要介质，而太空是真空环境，无法传播超声波。电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，因此太空空间站与地面通过电磁波传递信息。
[2]太阳能可以从自然界源源不断地得到，属于可再生能源。
[3]一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源。电能是通过其他形式的能源转化而来的，属于二次能源。
【典例1-2】（2026·贵州贵阳·三模）我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视能源的开发利用，具有重大意义。下列能源属于不可再生能源的是（　　）
A．太阳能 B．石油
C．风能 D．水能
【答案】B
【详解】ACD．太阳能、风能、水能可以从自然界里源源不断地得到补充，属于可再生能源，故ACD不符合题意；
B．石油是经过漫长的地质年代形成的，在短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B符合题意。
故选B。
跟踪训练1 （2026九年级上·全国·随堂练习）如图所示，你觉得图中所示全球变暖导致的后果是（ ）
A．全球沙漠变绿洲 B．北极冰川面积变大 C．海平面上升 D．全球降水持续增加
【答案】C
【详解】A．全球变暖会使冰川融化，海平面上升，而不是使全球沙漠变绿洲，故A不符合题意；
B．由于全球变暖，冰川熔化加速，冰层变薄，北极冰川面积会变小，而不是变大，故B不符合题意。
C．大量温室气体排放使地球气温升高，冰川活动加速，冰层变薄，冰川熔化导致海平面升高，故C符合题意；
D．全球变暖对降水影响不大，不会使全球降水持续增加，故D不符合题意；
故选C。
跟踪训练2 （2026·江苏徐州·中考真题）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法，正确的是（　　）
A．是一种化石能源 B．来源于太阳 C．属于非清洁能源 D．属于不可再生能源
【答案】B
【详解】A．化石能源是指煤、石油、天然气等，而蓝藻能源是通过生物过程产生的，不属于化石能源。故A错误；
B．蓝藻通过光合作用将太阳能转化为化学能，科学家利用这一过程来产生电能，因此这种能源的根本来源是太阳。故B正确；
C．蓝藻在生长过程中不会排放大量污染物，因此这种能源属于清洁能源。故C错误；
D．蓝藻可以不断繁殖，不会枯竭，因此这种能源可以源源不断地获得，属于可再生能源。故D错误。
故选B。
题型2 开发核能与重视核安全
1．核能：
（1）概念：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
（2）释放核能的方式：核裂变和核聚变。
2.核裂变：
（1）定义：一个重核分裂成多个小核的过程。
（2）应用：核电站（核反应堆）--可控。
原子弹---不可控。
（3）链式反应：
指的是一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能的现象。
3.核聚变：
（1）定义：几个轻核结合成一个重核。
（2）应用：氢弹---不可控。
太阳也是靠核聚变来提供能量的。
（3）目前，核聚变都是不可控的。
4.核核能优点：
清洁、安全和原料几乎取之不尽。
5.核废料处理：
核电站使用过的核燃料成为核废料。
由于核废料仍具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
【典例2-1】（2026·甘肃定西·三模）物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。原子核由带正电的 和不带电的中子组成；如图甲，可以利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能进行发电；如图乙，表示的是两个不同种类的物质在摩擦时，电子转移情况的示意图，则 （选填“A”或“B”）物体将带负电。
【答案】 质子 核裂变 B
【详解】[1]原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。质子的正电荷数决定了元素的种类和原子的化学性质。
[2]目前，核电站都是采用核裂变技术来发电。核裂变是指较重的原子核（如铀核或钚核）在中子的轰击下裂变成较轻的原子核的反应，这个过程会释放出大量的能量。而核聚变虽然也能释放巨大能量，但由于其反应条件极为苛刻，目前还处于研究阶段，尚未实现商业化应用。
[3]不同物质的原子核束缚电子的本领不同，两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领强，它就容易得到电子而带负电。根据图乙中电子转移情况的示意图，B物体得到了电子，那么B物体将带负电。
【典例2-2】（2026·福建漳州·模拟预测）2025年1月20日中国有“人造太阳”之称的EAST创造了新世界纪录，实现1亿摄氏度1066秒稳态运行，突破核聚变的控制难题，标志着核能源研究重大跨越。关于核能的利用，下列说法正确的是（　　）
A．核能是属于可再生能源
B．核聚变反应中，核能转化为内能
C．核聚变和核裂变的原料是相同的
D．核聚变反应中，核能转化为化学能
【答案】B
【详解】A．核能是利用核反应从原子核释放的能量，其原料如铀、钚等在自然界中的储量是有限的，用完后短期内无法再生，核聚变的主要原料氘虽然在海水中储量丰富，但氚需要人工制造且储量相对有限，因此核能属于不可再生能源，故A错误；
B．核聚变是轻原子核融合成较重原子核的过程，会释放出巨大能量，使得反应区域温度极高，实现了核能到内能的转化，故B正确；
C．核聚变的燃料是氘和氚等轻核，而核裂变的燃料是铀、钚等重核，二者原料不同，故C错误；
D．核聚变反应中，是核能转化为内能、光能等，并非化学能，故D错误。
故选B。
跟踪训练1 （2026·新疆·三模）下面应用中与太阳内部的核反应方式一样的是（　　）
A．氢弹 B．原子弹
C．核动力潜艇 D．核电站
【答案】A
【详解】太阳内部发生的是核聚变；
A．氢弹是利用核聚变释放的核能，和太阳内部的核聚变方式一样，故A符合题意；
BCD．原子弹、核动力潜艇、核电站都是利用核裂变释放的核能，与太阳内部的核反应方式不同，故BCD不符合题意。
故选A。
跟踪训练2 （2026·黑龙江齐齐哈尔·三模）如图所示是我国的001、002、003号航母，而国产004号航母也问世在即，新型航母除了延续003航母的电磁弹射系统，还有可能采用核动力系统，根据国产航母的相关信息，回答下列小题：
(1)国产004号航母可能采用核能驱动，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核动力航母核反应堆中发生的核反应是 反应。国产舰载隐形战斗机“歼-35C”的机身涂层能有效吸收 ，从而实现隐身。
(2)冬天海水密度略大一些，航母所受浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）；国产003号航母的电磁弹射系统与 （选填“电动机”“发电机”或“电磁铁”）的工作原理相同。
【答案】(1) 不可再生 核裂变 电磁波
(2) 不变 电动机
【详解】（1）[1]因为核燃料是有限的，且短期内无法再生，所以核能属于不可再生能源。
[2]核动力航母核反应堆中发生的核反应是核裂变反应，通过可控的核裂变反应产生核能，进而转化为机械能和电能，为航母提供动力。
[3]飞机的隐身能力主要包括雷达隐身、红外隐身等，其中雷达隐身技术是通过采取各种措施缩小飞机的雷达反射面积，涂敷电磁波吸收涂层是降低雷达反射面积的重要手段之一。国产舰载隐形战斗机“歼-35C”的机身涂层能有效吸收电磁波，从而实现隐身。
（2）[1]冬天海水密度略大一些，航母始终处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件，浮力等于重力，航母的重力不变，所以航母所受浮力也不变。
[2]电磁弹射系统是利用直流电机产生的电磁力将舰载机在航母甲板上加速到起飞速度，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用，这与电动机的工作原理一致，电动机也是通过通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，所以国产003号航母的电磁弹射系统与电动机的工作原理相同。
题型3 开发新能源
1．太阳能：
（1）太阳能的产生：
太阳内部，每时每刻都在发生核聚变，从而释放巨大能量。
（2）太阳能的利用：
A.光热转化：太阳能转化为内能。
应用：太阳能热水器、太阳炉等。
B.光电转化：太阳能转化为电能。
应用：太阳能电池。
C.光化转化：太阳能转化为化学能。
应用：植物光合作用。
（3）优点：无污染；可再生；使用方便安全。
（4）缺点：受天气和季节变化影响较大。
2.地热能：
地球内部热量透过岩层向外释放，这种“大地热流”产生的能量称为地热能。地热能在地球上的蕴藏量非常丰富，可供人类消耗几百亿年，是取之不尽、用之不竭的清洁能源。
3.潮汐能：
潮汐是由于月球、太阳对地球的引力作用而产生的。 潮汐能可用于发电，且成本低，污染少，是一种很有发展潜力的新能源。
【典例3-1】（2026九年级·福建·专题练习）如图是“风能﹣太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　）
A．风力发电机利用了电生磁原理
B．太阳能来自太阳内部的核聚变
C．给蓄电池充电时化学能转化为电能
D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的
【答案】B
【详解】A．风力发电机是利用电磁感应原理将风能转化为电能，而不是电生磁原理，故A错误；
B．太阳能来自太阳内部的核聚变，太阳内部的氢原子核在高温高压下发生聚变反应，释放出巨大的能量，故B正确；
C．给蓄电池充电时，电能转化为化学能，而不是化学能转化为电能，故C错误；
D．控制器中的集成电路是用半导体材料制成的，而不是超导材料，故D错误。
故选B。
【典例3-2】（2026·湖北武汉·二模）课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的机械能”（如图），引发了小聪一些联想，下列说法错误的是（　　）
A．太阳能实质上是太阳内部链式反应释放出的能量
B．太阳能是可再生能源，电能是二次能源
C．太阳光中的可见光是电磁波
D．太阳能电池使用的主要材料是硅，硅是半导体
【答案】A
【详解】A．太阳能实质上是太阳内部核聚变反应释放出的能量，故A错误，符合题意；
B．太阳能可以从自然界直接获得，且取之不尽，是可再生能源，电能需要消耗一次能源来获取，是二次能源，故B正确，不符合题意；
C．电磁波是个大家族，包括无线电波，红外线、可见光、紫外线、X射线等都是电磁波，所以太阳光中的可见光是电磁波，故C正确，不符合题意；
D．硅是典型的半导体材料之一，也是现代电子工业中应用最广泛的半导体，故D正确，不符合题意。
故选 A。
跟踪训练1 （2026·河南平顶山·二模）太阳能作为清洁、无污染的可再生能源，蕴含着巨大的价值。科学家们正在研究一种太空电站，即在地球同步轨道上建立太阳能电站并向地面“无线缆输送”电能，其示意图如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．向地面“无线缆输送”电能利用的微波是一种超声波
B．太阳能来源于太阳内部的核聚变所释放出的能量
C．这种太空电站工作的过程是将太阳能转化为电能
D．太空电站将能量传递到地球，能量的总和将不再守恒
【答案】BC
【详解】A．微波是电磁波的一种，利用微波实现“无缆传输”，故A错误；
B．太阳能是太阳内部氢原子核聚变释放出的能量，故B正确；
C．太阳能收集板将太阳能转化为电能，故C正确；
D．根据能量守恒定律，能量在转化或转移的过程中总量保持不变，所以太空电站将能量传递到地球，能量的总和也应守恒，故D错误。
故选BC。
跟踪训练2 （2026·江苏南通·二模）关于能源、信息传输，下列说法正确的是（　　）
A．北斗卫星定位系统的信息传递过程所利用的载体是电磁波
B．煤、核能、地热能均属于不可再生能源
C．由于能量在转移与转化时是守恒的，所以我们不需要节约能源
D．太阳是人类的“能源之母”，风能、潮汐能等能源都间接来自太阳能
【答案】A
【详解】A．北斗卫星定位系统是通过卫星来传递信息的，而电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能够满足卫星与地面之间信息传递的需求。所以北斗卫星定位系统的信息传递过程所利用的载体是电磁波，故A正确；
B．不可再生能源是指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源；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。 煤是经过漫长的地质年代形成的，属于不可再生能源；核能所利用的核燃料在地球上的储量是有限的，属于不可再生能源；地热能是来自地球内部的热能，它可以源源不断地从地球内部获取，属于可再生能源，故B错误；
C．虽然能量在转移与转化时是守恒的，但能量的转化和转移具有方向性。例如，煤炭燃烧时，化学能转化为内能，这些内能不可能自发地再转化为煤炭的化学能。而且在能量的利用过程中，会有一部分能量转化为不能被我们利用的形式，所以我们需要节约能源，故C错误；
D．太阳是人类的“能源之母”，风能是由于太阳照射地球表面，使不同地区的空气受热不均匀，从而形成空气流动产生的，所以风能间接来自太阳能；而潮汐能是由于月球和太阳对地球的引力作用引起的海水涨落所具有的能量，它与太阳能无关，故D错误。
故选A。
【能力培优练】
1. 能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、④水能、⑤核能、⑥太阳能等，其中属于不可再生的能源有 （填序号）；核能是目前被广泛应用的新能源，我国已经建成十余座核电站，它们是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的。
【答案】①②⑤，核裂变。
【详解】由于煤、天然气是化石能源，短期内不能得到补充，所以是不可再生能源；核能是矿产资源，短期内也不能得到补充，所以也是不可再生能源；风能、水能、太阳能能源源不断的得到补充，所以是可再生能源，故不可再生的能源有①②⑤。
核电站是利用可控的核裂变反应所释放的能量来发电的。
2．人类在现代生活中广泛使用化石燃料，燃料燃烧时发热，将 转化为内能，同时产生了大量的 气体，加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用，开发新能源是未来理想能源的发展方向。
【答案】 化学能 二氧化碳/CO2
【详解】化石燃料燃烧时，将化学能转换为大量内能，同时，燃烧时产生大量的二氧化碳造成温室效应，同时还产生二氧化硫、一氧化碳等有害气体，对大气造成污染。
3. 太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 能。
【答案】 可再生 太阳 电
【详解】太阳能取之不尽用之不竭，且清洁无污染，属于可再生能源。
光电转换器的作用是将太阳能转变为电能。
风力发电机的作用是将风能转变为电能。
4. 如图所示，是仅次于三峡水电站的中国第二大水电站一白鹤滩水电站， 是实施国家“西电东送”战略，优化能源结构的重要骨干工程。水电站将水能转化为电能供我们使用，水能属于 （选填“不可再生”或“可再生”） 能源。
【答案】可再生
【详解】短期内可以从自然界得到补充的能源是可再生能源，短期内不能在自然界得到补充的能源是不可再生能源。水能可以源源不断地获得，因此水能属于可再生能源。
5. 中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象。如图，为某种核反应示意图，这属于核 变，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；氢弹利用的是核 变在瞬间释放的能量。（选填“裂”或“聚”）
【答案】 裂 聚
【详解】由核反应示意图可知，此核变属于中子轰击铀核使铀核裂变，重原子核分裂成较轻的原子核，叫做裂变；核电站的核反应堆是一种能够控制的链式反应装置，利用的是核裂变。
氢弹利用的是氢的同位素氘和氚的原子核在超高温下就可能聚合成氦核，释放出巨大的能量，这种轻原子核结合成较重的原子核释放出核能，这样的核反应叫做核聚变。
6. 下列能源中，属于非清洁能源的是（　　）
A．风能 B．煤炭 C．水能 D．太阳能
【答案】B
【详解】风能，水能，太阳能使用时不排放污染物，能够直接用于生产生活，它们属于清洁能源，煤炭使用时产生大量污染物污染环境，是非清洁能源，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．下列关于核能的说法正确的是（ ）
A. 物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C. 原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D. 自然界只有在人为的条件下才能发生聚变
【答案】B。
【详解】核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源。虽然各种物质都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生裂变或聚变时才伴随巨大的能量释放。原子弹是利用裂变的链式反应能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用氢核的聚变制成的。
自然界除人为的聚变外，太阳和许多恒星内部都在不停地进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。故B正确。
所以选B.
8．关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A. 核电站所使用的核燃料是煤和石油
B. 核电站核反应堆中发生的是可以控制的核裂变
C. 核电站发电的能量转化过程：核能→内能→电能→机械能
D. 核电站产生的核废料可以作为生活垃圾来处理
【答案】B。
【详解】A. 核电站使用的核燃料是浓缩铀而不是煤和石油，A错；
B. 核反应堆是核电站的核心设备，它是根据原子核裂变反应的特点设计制造的，能控制核裂变的速度，是使核能比较平稳地释放出来的装置，B对；
C. 核电站的工作过程大致为:反应堆中铀核裂变的核能转化为内能传递给水，产生高温高压的蒸汽驱动汽轮机转动，把内能转化为机械能，再由汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能。故能量转化过程:核能→内能→机械能→电能，C错；
D. 核电站产生的核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方，不可以作为生活垃圾来处理，D错。
所以选B。
9．关于太阳能的下列说法中，错误的是（ ）
A．太阳能十分丰富，供应时间长久，目前太阳能的转换效率也很高
B．太阳内部不断地进行核聚变
C．太阳能分布广阔，获取方便，无需开采和运输
D．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会对环境造成污染
【答案】A。
【详解】A．太阳能十分巨大，供应时间长久，可以说是取之不尽用之不竭，但目前人类利用太阳能的转换率还较低；
B．太阳之能够发光放热，是由于太阳内部不停地进行核聚变反应；
C．太阳能分布广阔，在地球表面的几乎所有地区都能获得，因此获取方便，即无需挖掘开采，也无需运输；
D．太阳能在收集存储过程中不产生任何有害物质，环保、清洁，对环境不造成污染．
所以选A.
10．如图是新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是（　　）
A．照明灯工作时，LED灯是将机械能转化为光能
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能
C．利用风力发电将电能转化为机械能
D．蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能
【答案】B。
【详解】A．照明灯工作时，LED灯是将电能转化为光能，故A错误；
B．太阳能电池板利用光电效应，将太阳能转化为电能，故B正确；
C．利用风力发电是将风能转化为电能，故C错误；
D．蓄电池夜晚放电时将化学能转化为电能，故D错误。
所以选B。
11. 某居民楼顶安装有太阳能电池板和太阳能热水器。若太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，使热水器内水温升高Δt，水的比热容为c水。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是不可再生能源
B．太阳能电池将接收的太阳能全部转化为电能
C．太阳能热水器将太阳能转化为内能
D．该热水器内水的质量为
【答案】C
【详解】A．太阳能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故A错误；
B．由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能电池不能将接收到的太阳能全部转化为电能，故B错误；
C．太阳能热水器吸收太阳能，将太阳能转化为内能，故C正确；
D．太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，则水吸收的太阳能为
Q吸＝ηQ根据Q＝cmΔt可知，该热水器内水的质量为
故D错误。
故选C。
【链接中考】
1.（2026·山东威海卷） 搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有___________；我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料属于___________（选填“一次”“二次”）能源。
【答案】 ①. 方向性 ②. 二次
【解析】
【详解】[1]火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，由于能量的转化具有方向性，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭。
[2]我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料必须通过一次能源的消耗才能得到的能源，属于二次能源。
2.（2026·广西）太阳能可以从自然界源源不断地得到，它___________（选填“是”或“不是”）一种可再生能源。我国月球车在月球上利用太阳能电池将太阳能转化为___________能，供月球车使用。
【答案】 ①. 是 ②. 电
【解析】
【详解】[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。太阳能可以从自然界源源不断地得到，所以它是一种可再生能源。
[2]太阳能电池消耗太阳能，为电路提供电能，所以是将太阳能转化为电能，从而供月球车使用。
3.（2026·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：______。
【答案】 ①. 电 ②. 风能
【解析】
【详解】[1]太阳能帆板通过光伏效应将太阳能直接转化为电能。
[2]常见的可再生能源还包括风能、水能、地热能、潮汐能等，这些能源均能自然再生且可持续利用。
4.（2026·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】见解析
【解析】
【详解】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。
5.（2026·山东卷）下列属于不可再生能源的是（　　）
A. 风能 B. 地热能 C. 石油 D. 太阳能
【答案】C
【解析】
【详解】不可再生能源是指短期内无法自然再生或需极长时间再生的能源。
A．风能由空气流动产生，可循环再生，属于可再生能源，故A不符合题意；
B．地热能来自地球内部，可持续利用，属于可再生能源，故B不符合题意；
C．石油是化石燃料，需数百万年形成，无法短期再生，属于不可再生能源，故C符合题意；
D．太阳能直接来自太阳，可源源不断获取，属于可再生能源，故D不符合题意。
故选C。
6.（2026·广东省卷） 可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。下列属于可再生能源的是（　　）
A. 煤 B. 石油
C. 天然气 D. 风能
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．煤、石油、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故ABC不符合题意；
D．风能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故D符合题意。
故选D。
7.（2026·湖北）使用下列燃料符合低碳生活理念的是（　　）
A. 石油 B. 煤炭 C. 木柴 D. 氢燃料
【答案】D
【解析】
【详解】低碳生活的核心是减少二氧化碳（CO2）等温室气体的排放，以缓解全球变暖。因此需要选择燃烧后 不产生或极少产生二氧化碳的燃料。
A．石油属于化石燃料，燃烧会释放大量二氧化碳（如汽油、柴油），不符合低碳理念，故A不符合题意；
B．煤炭同样是化石燃料，燃烧时二氧化碳，排放量极高，且产生其他污染物（如二氧化硫），故B不符合题意；
C．木柴虽然可再生，但燃烧会释放二氧化碳（木材中的碳元素与氧气结合），并可能导致森林砍伐，加剧碳排放，故C不符合题意；
D．氢燃料燃烧产物仅为水，不产生任何二氧化碳。若氢气通过可再生能源（如太阳能、风能电解水）制备，则全生命周期接近“零碳排放”是当前清洁能源技术的重点发展方向（如氢能源汽车），故D符合题意。
故选D。
8.（2026·四川宜宾卷） 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。下列举措中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
【答案】A
【解析】
【详解】A．煤是不可再生能源，利用其化学能转化为电能属于消耗不可再生能源，不符合可再生能源利用的课题，故A符合题意；
B．水机械能（如水力发电）属于可再生能源的利用，故B不符合题意；
C．风能是可再生能源，转化为电能符合课题要求，故C不符合题意；
D．太阳能是可再生能源，转化为电能符合课题要求，故D不符合题意。
故选A。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
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