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沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十一章 能源、材料与社会
第二节 跨学科：能源的开发与利用
物理观念：能列举常见的不可再生能源和可再生能源,知道核能的特点和核能利用可能带来的问题,了解能源的开发和利用跟人类社会发展的关系,知道人类开发新能源的情况。
科学思维：能从能源开发与利用的视角体会可持续发展的重要性。
科学探究: 通过具体的事例,体会能源的开发和利用与人类生存和社会发展的密切关系,同时关注能源危机与能源利用对环境和生态的破坏,学会辩证地思考问题。体会开发新能源是解决能源危机和促进可持续发展的有效途径。
科学态度与责任：有兴趣了解人类研发核能的新动态,知道开发核能的意义及可能带来的问题,能为核能的安全利用做出力所能及的努力。能为我国在开发新能源方面的成就感到自豪。
重点：新能源开发的现状及前景。
难点：全面了解核能的开发与利用问题。
知识点1. 能源与社会
1. 能源
（1）概念：凡是能够提供能量的物质资源都可以称为能源。
（2）各种能源
①化石能源。我们使用的煤、石油、天然气，是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，所以称为化石能源。
②生物质能。 由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能可以理解为生物机体物质发生化学变化时释放的能量。例如，食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能。
③太阳能。由太阳辐射提供的能量。
④水能、风能：由自然界中的流水和风提供的能量。
⑤地热能：由地球内部提供的一种内能。
⑥电能：由其他形式的能转化而成的供各种用电器使用的能源叫做电能。
【便于理解记忆】常见的能源
能源种类 来源（形成）
化石能源 煤、石油、天然气，是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。
生物质能 自然界中有生命的物质提供的能量。食物分解和柴薪燃烧等都能提供生物质能。
太阳能 由太阳辐射提供的能量，主要表现就是常说的太阳光线。
水能、风能 由自然界中的流水和流动的空气提供的能量。
地热能 由地球内部提供的一种内能，来自地球内部的熔岩。
电能 由其他形式的能转化而成供各种用电器使用的能源。
2. 能源的分类
能源家族成员种类繁多，而且新成员不断加入。能获取有用能量并为人类利用的各种能源都可以加入到能源家族中来。能源家族从不同的角度可以划分不同的类别，根据能源使用之后能否在短期内再生可分为可再生能源和不可再生能源。
（1）可再生能源
可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。例如，太阳能、风能、水能以及生物质能等。
（2）不可再生能源
一旦消耗就很难再生的能源属于不可再生能源。例如，煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能源。
3. 人类利用能源的历程
（1）火的利用。钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。柴薪燃烧时的能量转化：化学能→内能。
（2）化石能源的利用。蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，直接导致了第二次能源革命，使人类进入工业化社会。蒸汽机工作时的能量转化：化学能→内能→机械能。
（3）电能的利用。19世纪初，根据电磁感应现象原理，发明了发电机，使化石能源转换成更加便于输送和利用的电能，电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。
电能的优点：①电能便于输送。②电能便于转化：电能通过用电器可以比较方便地转化为机械能、化学能光能、内能等其他形式的能量，为人类所用。
发电机的能量转化：机械能→电能。
（4）核能的利用。20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。核能发电的能量转化：核能→电能。
【例题1】（2026四川凉山州）凉山州木里县是我国超高海拔山地光伏开发的核心区域，以茶布朗光伏为龙头，形成了水、风、光互补的大型清洁能源基地，如图是该地区光伏产业基地。光伏电池板是将太阳能转化为______能的装置；太阳能是______（选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】 电 一次
【解析】太阳能电池板是光伏发电的主要装置，工作过程中将太阳能转化为电能，太阳能可以直接从太阳获取，太阳能是一次能源。
（变式训练1）俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（　　）
A．风能、地热能、潮汐能，都来自于太阳
B．自然界可以永久地为我们提供石油、天然气等能源
C．石油、煤、天然气都是常规能源
D．核反应会发生剧烈的爆炸，人类无法和平利用核能
【答案】C
【解析】A．风能来自于太阳，地热能、潮汐能不是来自于太阳，故A错误；
B．煤、石油、天然气是不可再生能源，自然界无法永远为我们提供，故B错误；
C．石油、煤、天然气都是人类利用多年且广泛使用的能源，是常规能源，故C正确；
D．核反应堆是进行核反应，并能控制核反应速度的装置，故D错误。
故选C。
（变式训练2）了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（　　）
A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能
C．风能、水能 D．柴薪、天然气
【答案】C
【解析】煤炭、石油、天然气是化石能源，是远古时期动植物的遗体在漫长的地质年代中形成的，它们是来自太阳辐射的能源，但它们是不可再生能源。柴薪、沼气、风能、水能、潮汐能是可再生能源，它们也是来自太阳辐射的能源。故选C。
（变式训练3）（2026四川泸州）2026年1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统在四川成功放飞，完成并网发电测试并累计发电，最大额定功率达3 MW。风能属于______能源；悬停时，浮空风力发电系统受到______（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；若按最大额定功率的50%工作，连续发电仅需______h（保留两位小数）。
【答案】 可再生 平衡力 0.26
【解析】风能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源；系统悬停时，处于静止平衡状态，因此受到平衡力作用；实际功率为
需要的时间为
知识点2. 能源与环境
能源的大量开发和使用，会造成环境污染与生态破坏。如何在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球，这已经成为一个全球性的重大课题。
1. 煤的燃烧。煤的燃烧会产生大量的二氧化碳气体和烟尘， 造成空气污染。 大气中的二氧化碳的浓度增大，导致温室效应 增强，全球变暖，危害生态平衡。
2. 火力发电。火力发电厂发电时所产生的“余热”会引起热污染。
3. 石油污染。泄漏的石油污染海洋；汽车排放的尾气和各种工业废气笼罩在城市的上空。
影响 解读
空气污染、 温室效应、酸雨 燃烧煤、石油、天然气等燃料会产生大量的CO2、SO2、氮氧化合物等物质，除造成空气污染和加剧温室效应外，还会形成酸雨，导致水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件等造成危害。
地质影响 过分依靠柴薪能源加剧了水土流失和沙漠化。
有害辐射 核能的开发和利用，核废料处理不当或遇到特殊情况（如地震）时，也有造成有害辐射的可能。
废物污染 煤、柴薪等能源在使用后，会产生废物、废渣等，对环境也会造成一定的污染。
热污染 化石能源产生了大量的内能，其中相当一部分没有被利用，汽车尾气就是造成城市热岛效应的罪魁祸首之一。
【例题2】（2026江苏苏州）“碳中和”“碳达峰”是我国为应对全球环境危机而提出的目标，减少对不可再生能源的依赖是关键环节。以下属于不可再生能源的是（ ）
A. 水能 B. 太阳能 C. 风能 D. 石油
【答案】D
【解析】A．水能可以通过水循环持续获得，属于可再生能源，故A不符合题意；
B．太阳能可以源源不断从太阳获得，属于可再生能源，故B不符合题意；
C．风能是由于大气运动而产生的，属于可再生能源，故C不符合题意；
D．石油是化石能源，形成需要漫长的地质年代，短期内无法再生，属于不可再生能源，故D符合题意。故选D。
（变式训练1）初夏，漫山遍野的新绿、金灿灿的阳光，将曲靖富源西风电场打扮得分外美丽，135台风电机组矗立在高山之巅，点缀在蓝天白云间，呈现出一幅无比壮观的风景画。下列说法错误的
是（ ）
A．风力发电过程中利用的风能是可再生能源
B．风力发电是把机械能转化为电能
C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源
D．去山顶做托里拆利实验，玻璃管内外水银液面高度差将变小
【答案】C
【解析】A．风力发电过程中利用的风能可以从自然界源源不断的获取，因此是可再生能源，故A正确，不符合题意；
B．风力发电把机械能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．过量使用化石能源会造成大气污染，因此为了保护环境，控制和消除大气污染，应控制使用化石能源，而不是一概禁止，故C错误，符合题意；
D．气压随高度的升高而减小，因此去山顶做托里拆利实验，玻璃管内外水银液面高度差将变小，故D正确，不符合题意。故选C。
（变式训练2）（2026湖北）超临界发电是高效利用煤炭资源，使发电效率突破50%的技术。其原理是将高温高压水蒸气二次加热至温度更高后，推动汽轮发电机组发电。下列说法正确的是（ ）
A．煤炭属于可再生能源
B．水蒸气二次加热后内能减小
C．汽轮机工作将机械能转化为内能
D．该技术使发电相同的情况下耗煤更少
【答案】D
【解析】A．煤炭属于化石能源，在短期内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误；
B．水蒸气二次加热时吸收热量，其内能会增大，故B错误；
C．汽轮机工作时，是水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，故C错误；
D．发电效率公式为，当发电相同时，发电效率越高，需要燃料完全燃烧放出的热量越小。根据，可知消耗煤炭的质量越少，故D正确。
故选D。
（变式训练3）（2026湖南）春假期间，同学们外出踏青，闻到阵阵花香，是因为具有香味的物质分子跑到了空气中，这是一种__________现象。沿途看到风力发电机高高耸立山头，巨大的叶片随风转动。请你写出一条风力发电的优点：__________。
【答案】 扩散 清洁无污染
【解析】[1]具有香味的物质分子在永不停息地做无规则运动，会进入空气中，这种不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象；
[2]风力发电依靠风能转化为电能，风能属于可再生能源，且发电过程不会产生有害污染物，所以其优点可写清洁无污染，也可表述为可再生、节约传统化石能源等合理内容。
知识点3. 开发新能源
1. 太阳能
（1）太阳能的优点
① 太阳能的“储量”十分巨大，取之不尽，用之不竭；
② 太阳能分布广阔，不需要运输，投入小，收益太；
③ 太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来汚染；
④ 使用方便、安全；
⑤ 可以节约化石能源，缓解人类能源危.
（2）太阳能的直接利用
① 把太阳能转化为内能：实质上是光热转换。例如 ，生活中的太阳能热水器、太阳房 、太阳灶、太阳能温室 ，生产中的太阳能干燥系统、太阳能冶炼、太阳能土壤消毒杀菌技术，太阳能空调与太阳能建筑等。
② 把太阳能转化为电能：实质上是光电转换。如太阳能电池，太阳能电池可以有效吸收太阳能，并将其转化成电能，它是用半导体硅、硒等材料制作成的将太阳的光能转化为电能的器件，可做人造卫星、航标灯、交通信号灯等的电源。现在不少城市开始使用太阳能路灯，有些家用灯具也使用太阳能电池。
（3）太阳能的间接利用
人类开发利用的地球上的煤、石油 、天然气和生物质能等，都是太阳能长期转化积累形成的；风能、水能实质上也是由太阳能转化而来的。
2. 核能。由于原子核的变化而释放出的巨大能量叫做核能。核能的开发和利用采用以下两种方式：一种是利用核裂变释放能量；另一种是利用核聚变释放能量。
（1）核裂变
①概念：较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。研究发现，铀原子核在中子的轰击下将会产生裂变反应。每一个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2到3个以上的中子。
②释放能量巨大：原子核在裂变时，能够释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t 煤完全燃烧时释放的能量。
核裂变 链式反应
③链式反应
用中子轰击铀235原子核 ，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，使其他铀核发生裂变……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量的核能。
④核电站
a. 核心设备：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。
b. 核反应特点：核反应堆中发生的链式反应是可控的，核反应堆能缓慢地释放出核能。
c. 核电站的工作原理：它以铀为核燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
d. 能量转化：核能→内能→机械能→电能。
⑤原子弹：
а.原理：链式反应不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出巨大的能量。
b.特点：威力巨大，破坏力强，爆炸地长时间有放射性残留，不再适宜人类居住。
（2）核聚变
①概念：核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。它是产生核能的另一种方式。
②聚变的应用
a. 氢弹：大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量，氢弹就是利用这一原理制成的。
b. 现在无法和平利用：迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制的条件下进行。
c. 太阳内部时刻进行着大規模的聚变，并以电磁波的形式向外释放核能，这就是太阳能的来源。
3. 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。目前世界上巳有近二百座地热电站投入运行。地热能蕴藏量非常丰富，可供人类消耗几百亿年，是取之不尽、用之不竭的清洁能源。
4. 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。在潮汐能较大的地方修建潮汐电站，当涨潮和落潮时，水流推动水轮机转动发电。图是一种利用潮汐能发电的示意图。
涨潮时，海水汹涌而来，潮水从导流孔流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存着能量。 落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降，水库的水流从导流孔流向大海，推动水轮机再次转动，水轮机又一次带动发电机发电。
5. 风能
风能是指空气高速流动的能量。风具有很大的能量。这种能量可以给人类带来极大的破坏，拔起大树，吹倒房屋……
但我们也可以利用风能为人类服务。 人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷……
风能还可以用来发电。
【例题3】（2026四川自贡）中国绿色科技发展持续突破，中国“人造太阳”实验装置利用氘核和氚核发生_______（选填“聚变”或“裂变”）释放能量；某型号空气发动机是利用内能做功来获得动力，与四冲程汽油机的_______冲程工作原理相似。
【答案】 聚变 做功
【解析】人造太阳的工作原理是核聚变，氘核与氚核属于轻原子核，它们在超高温环境下结合为较重的原子核，同时释放大量能量。
四冲程汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，是利用内能推动活塞做功；空气发动机同样是利用内能做功获得动力，二者工作原理相似。
（变式训练1）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磁感应原理
B．太阳能来自太阳内部的核裂变
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】A
【解析】A．发电机的工作原理是闭合回路的一部分导体切割磁感线产生感应电流，即电磁感应原理，故A正确；
B．太阳能是来自太阳内部的核聚变反应。 太阳内部的氢原子核在高温和高压的条件下发生核聚变反应，生成氦原子核，并释放出巨大的能量，故B错误；
C．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，消耗电能，电能转化为化学能，故C错误；
D．半导体材料具有导电性能介于导体和绝缘体之间的特性，这使得它们在电子器件中有着广泛的应用。集成电路中的主要元件，如二极管和三极管，都是利用半导体材料制作的 ，故D错误。故选A。
（变式训练2）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
【解析】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。
（变式训练3）许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（　　）
A．太阳是一个巨大的“核能火炉” B．太阳能为二次能源
C．太阳能属于可再生能源 D．太阳能清洁，无污染
【答案】B
【解析】地球接受的辐射能来自太阳中的核聚变反应，因此太阳是一个巨大的“核能火炉”, A正确；太阳能可以从自然界直接获取为一次能源,B不正确；太阳能属于可再生能源，并且清洁无污染,C、D正确,选B。
1.可再生能源误区：认为“可再生能源可以无限制使用”（错误，可再生能源的利用受自然条件限制，过度利用也可能影响生态平衡）。
2. 核能利用误区：① 混淆核裂变与核聚变的应用（核电站用核裂变，氢弹用核聚变）；② 认为“核电站会产生大量污染”（错误，核电站正常运行时污染极小，主要风险是核泄漏）；
3. 太阳能利用误区：认为“太阳能电池是将太阳能转化为内能”（错误，是将太阳能转化为电能，太阳能热水器才是光热转换）；
4. 氢能误区：认为“氢能是一次能源”（错误，氢能是二次能源，需要通过其他能源制取）；
5. 可持续发展误区：认为“开发新能源就能解决所有能源问题”（错误，还需要结合节能、环保等措施，综合应对）。
方法技巧1. 对能源分类的理解记忆方法
分类 概念 实例
按照获 取方式 一次能源 可直接从自然界获得的能源。 化石能源、风能、水能、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，必须通过消耗一次能源才能得到的能源。 电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等。
按照对环境的影响 清洁能源 使用时对环境没有污 染或污染较轻的能源。 太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等。
污染能源 使用时对环境污染较重的能源。 煤、石油、柴薪等。
按照人类开发早晚 常规能源 人类已经利用多年的能源。 煤、石油、天然气及水能等。
新能源 人类新近才开始利用的能源。 核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等。
按照是否可再生 不可再 生能源 越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源。 煤、石油、天然气等化石能源，核能等。
可再生能源 可以在自然界里源源 不断地得到的能源。 风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等。
方法技巧2. 解答太阳的能量是否会被消耗尽，体会能源的开发对可持续发展的意义问题方法
太阳的能量目前尚未被消耗尽，其寿命预计可达40亿年，远超人类历史需求。以下是具体分析：
一、太阳能量不会被消耗尽
1.核聚变反应持续。 太阳通过氢核聚变产生能量，这一过程在太阳核心持续进行约50亿年。当前科学认知认为，太阳内部氢燃料尚未耗尽，核聚变反应仍能维持。
2.能量输出稳定。太阳每秒释放约1.6×10 kW的能量，相当于地球年消耗量的万倍。这种稳定输出确保了其作为长期能源的可行性。
二、能源开发对可持续发展的意义
1.减少对化石能源依赖。 可再生能源（如太阳能、风能）可替代有限化石燃料，降低温室气体排放，缓解气候变化压力。
2.保护环境与生态。开发清洁能源可减少空气污染、水体污染及生态破坏，例如太阳能发电无噪音、无废弃物排放。
3.促进经济与能源安全。 可再生能源产业创造就业机会，降低能源进口依赖，增强国家能源自主性。
推动技术革新与长期发展。技术进步（如高效太阳能电池）和混合能源系统开发，可平衡间歇性能源问题，实现经济、社会与环境的协调发展。
三、未来挑战与建议
尽管太阳能量长期稳定，但需结合其他可再生能源（如风能、水能）形成互补系统，同时提升能源存储技术以应对供需波动。政府政策支持、技术创新及公众参与是实现可持续能源转型的关键。
1. （2026江苏连云港）关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A. 石油、天然气和煤等化石能源都来自太阳
B. 核电站是利用原子核聚变释放的核能发电的
C. 太阳能、风能、核能都属于可再生能源
D. 能量守恒意味着能量不会消失，所以不会出现能源危机
【答案】A
【解析】A．煤、石油、天然气等化石能源是古代生物经过漫长地质年代形成的，能量本质上来源于太阳能，故A正确；
B．目前核电站是利用可控原子核裂变释放核能发电，故B错误；
C．太阳能、风能是可再生能源，但核能所需的核燃料短时间内无法从自然界中补充，属于不可再生能源，故C错误；
D．能量守恒定律说明能量总量不变，但能量转化具有方向性，人类可利用的高品质能量会逐渐耗散无法重复利用，因此仍会出现能源危机，故D错误。故选A。
2．（2026新疆）下列属于新能源的是（ ）
A．煤 B．石油 C．太阳能 D．天然气
【答案】C
【解析】ABD．煤、石油、天然气是传统化石燃料，属于常规能源，并非新能源，故ABD不符合题意；
C．太阳能是目前正在积极开发和推广的能源，足够便宜、技术成熟、且安全、清洁，属于新能源，故C符合题意。故选C。
3. （2026四川内江）“两弹一星功勋奖章”获得者于敏等科学家在氢弹原理突破中起了关键作用，氢弹原理与下列哪个选项的工作原理相同（ ）
A. 太阳发光 B. 核反应堆 C. 火力发电 D. 内燃机
【答案】A
【解析】氢弹是利用核聚变原理制成的。
A．太阳内部持续发生氢原子核聚变成氦原子核的核聚变反应，释放巨大能量从而发光，二者工作原理相同，故A符合题意；
B．核反应堆是利用可控核裂变释放能量，与氢弹的核聚变原理不同，故B不符合题意；
C．火力发电是将化石燃料的化学能依次转化为内能、电能，未涉及核反应，与氢弹原理不同，故C不符合题意；
D．内燃机通过燃料燃烧将化学能转化为机械能，属于化学能的利用，与核反应无关，故D不符合题意。故选A。
4．（2026宁夏）近年来我国在科技领域取得非凡成就，下列成果与对应物理知识不匹配的是（　　 ）
A．“华龙一号”核电站反应堆——核聚变
B．空间太阳能电站无线传能技术——电磁波传递能量
C．兆瓦级浮空风力发电系统浮空器内充氦气——氦气密度小
D．“天都一号”利用激光测量地月空间距离——激光强度高，方向性好
【答案】A
【解析】A. 核电站反应堆利用可控核裂变释放能量，并非核聚变，对应知识不匹配，故A符合题意；
B. 无线传能技术通过电磁波传递能量，对应匹配，故B不符合题意；
C. 氦气密度小于空气密度，充入浮空器可获得足够浮力升空，对应匹配，故C不符合题意；
D. 激光具有方向性好、强度高的特点，适合远距离测距，对应匹配，故D不符合题意。故选A。
5.发展是人类永恒的主题，能源与社会发展关系密切。关于能源与可持续发展，下列说法正确的
是（　　）
A．煤、石油属于可再生能源
B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C．能量是守恒的，我们不需要节约能源
D．核电站是利用核聚变释放的能量进行发电
【答案】B
【解析】A．煤、石油不能短时期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．太阳能电池工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，B正确；
C．能量是守恒的，但是能量的转移或转化是有方向性的，所以节约能源势在必行，故C错误；
D．核电站是利用核裂变时释放的能量进行发电的，不是核聚变，故D错误。
6. （2026四川广安）为了增强学生的节能环保意识，某科技活动小组设计并制作了节能环保小屋，其屋内用电由太阳能电池板提供。太阳能属于________（写出合理的一种即可）能源；根据屋内用电器工作时互不影响，可知它们的连接方式是________。
【答案】 可再生##一次 并联
【解析】根据能源分类，太阳能可从自然界源源不断获取，属于可再生能源；同时它也属于清洁能源、一次能源，任选其一均符合要求。
电路连接方式中，并联电路的各支路用电器能独立工作，相互不受影响；串联电路中用电器会相互影响，结合屋内用电器工作互不影响的特点，可知它们的连接方式为并联。
7.随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。
（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整。
（2）垃圾填埋后产生的沼气是一种 ______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点：______________________。
【答案】（1） 内能 机械能 （2）可再生 环保（或节能）
【解析】（1）根据上面的短文可知能的转化过程为：沼气具有化学能，通过燃烧的方式获得内能，高温的燃气内能推动汽轮机转动转化为机械能，机械能带动发电机旋转获得电能。
（2）垃圾填埋后产生的沼气可以通过此方式源源不断的获得，所以是一种可再生能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比可以节约能源，减少对环境的污染。
8. 我省风力资源丰富，为了合理利用风能，某地已建成风力发电站。若年平均风速为6m/s，风能年等效利用时间为2000h，该区域发电厂安装24台风叶直径为15m的风力机组，如图所示，下表为不同风速下该地区风力发电机组输出的电功率。
风速/m·s-1 3 6 9 12 15 18 …
输出功率/kW 20 160 540 1 280 2 500 4 320 …
（1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。利用风能发电的好处是 ；
（2）该风力发电厂每年大约发电 kW·h；
（3）若用火力发电，煤燃烧放出的能量有36%转化为电能，则该风力发电厂每年可节约标准煤
t。（q=3×107J/kg）
【答案】（1）可再生 见解析（2）7.68×106 （3） 2.56×103
【解析】（1）风能可以源源不断的从自然界得到补充，是可再生能源，利用风能资源发电，清洁、无污染，可以保护环境，减小由于燃烧化石能源对大气的污染，且风能是可再生能源，可以重复使用。
（2）根据表格数据可知，当风速为6m/s时，每个风力发电机组的功率为160kW，发电厂有24台发电机组，则发电总功率
P=24P1=24×160kW=3840kW
每年发电量W=Pt=3840kW×2000h=7.68×106kW·h
（3）每年的发电量
W=7.68×106kW·h=7.68×106×3.6×106J=2.7648×1013J
用火力发电，煤燃烧放出的能量有36%转化为电能，则煤完全燃烧放出的热量
每年可节约煤的质量
9．（2026宁夏）阅读材料，完成下列问题。
库布其沙漠光伏治沙项目，光伏板高架安装，遮挡阳光减少地表水分__________（填物态变化名称），板下种草、放牧养殖“光伏羊”，如图。为提高效率，利用无人机巡检。定期清洗光伏板，清洗水有利于牧草生长，牧草通过光合作用将太阳能转化为__________能，羊群食用牧草获得能量。晴天太阳光平均辐射功率为每平方米，单块光伏板有效受光面积，光电转化效率20%。
(1)将文中划线处内容补充完整__________、__________。
(2)无人机某次巡检飞行，耗时，计算本次巡检时的平均速度。
(3)晴天日照10 h，单块光伏板可输出电能__________。
(4)光伏项目除发电外，对生态环境、资源利用等领域有什么积极意义？（任选一方面作答）
【答案】(1)汽化 化学 (2)2m/s (3)3.2
(4)①牧草生长增大湿地面积，可局部减小温差
②太阳能是一种清洁能源，其发电过程中不会产生温室气体
③太阳能是一种可再生能源，其资源储量充足，可以长期地供应电力
④光伏发电可以大大减少能源损耗，提高能源利用效率
⑤与化石能源相比不会导致地表沉降
⑥光伏电站的建设可以提高土地利用率，促进植被恢复，改善生态环境
⑦养殖“光伏羊”可以增加牧民收入
⑧支架桩基受力面积大可稳固沙地
⑨板面阻挡气流、降低近地面风速抑制风沙
【解析】（1）地表水分由液态变为气态的过程是汽化，遮挡阳光可减慢水分的汽化；
牧草通过光合作用将太阳能转化为化学能。
（2）由题可知，无人机的平均速度为
（3）单块光伏板接收的太阳能总功率
单块光伏板的输出电功率
单块光伏板输出的电能
（4）略
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沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十一章 能源、材料与社会
第二节 跨学科：能源的开发与利用
物理观念：能列举常见的不可再生能源和可再生能源,知道核能的特点和核能利用可能带来的问题,了解能源的开发和利用跟人类社会发展的关系,知道人类开发新能源的情况。
科学思维：能从能源开发与利用的视角体会可持续发展的重要性。
科学探究: 通过具体的事例,体会能源的开发和利用与人类生存和社会发展的密切关系,同时关注能源危机与能源利用对环境和生态的破坏,学会辩证地思考问题。体会开发新能源是解决能源危机和促进可持续发展的有效途径。
科学态度与责任：有兴趣了解人类研发核能的新动态,知道开发核能的意义及可能带来的问题,能为核能的安全利用做出力所能及的努力。能为我国在开发新能源方面的成就感到自豪。
重点：新能源开发的现状及前景。
难点：全面了解核能的开发与利用问题。
知识点1. 能源与社会
1. 能源
（1）概念：凡是能够提供能量的物质资源都可以称为能源。
（2）各种能源
①化石能源。我们使用的煤、石油、天然气，是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，所以称为化石能源。
②生物质能。 由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能可以理解为生物机体物质发生化学变化时释放的能量。例如，食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能。
③太阳能。由太阳辐射提供的能量。
④水能、风能：由自然界中的流水和风提供的能量。
⑤地热能：由地球内部提供的一种内能。
⑥电能：由其他形式的能转化而成的供各种用电器使用的能源叫做电能。
【便于理解记忆】常见的能源
能源种类 来源（形成）
化石能源 煤、石油、天然气，是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。
生物质能 自然界中有生命的物质提供的能量。食物分解和柴薪燃烧等都能提供生物质能。
太阳能 由太阳辐射提供的能量，主要表现就是常说的太阳光线。
水能、风能 由自然界中的流水和流动的空气提供的能量。
地热能 由地球内部提供的一种内能，来自地球内部的熔岩。
电能 由其他形式的能转化而成供各种用电器使用的能源。
2. 能源的分类
能源家族成员种类繁多，而且新成员不断加入。能获取有用能量并为人类利用的各种能源都可以加入到能源家族中来。能源家族从不同的角度可以划分不同的类别，根据能源使用之后能否在短期内再生可分为可再生能源和不可再生能源。
（1）可再生能源
可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。例如，太阳能、风能、水能以及生物质能等。
（2）不可再生能源
一旦消耗就很难再生的能源属于不可再生能源。例如，煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能源。
3. 人类利用能源的历程
（1）火的利用。钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。柴薪燃烧时的能量转化：化学能→内能。
（2）化石能源的利用。蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，直接导致了第二次能源革命，使人类进入工业化社会。蒸汽机工作时的能量转化：化学能→内能→机械能。
（3）电能的利用。19世纪初，根据电磁感应现象原理，发明了发电机，使化石能源转换成更加便于输送和利用的电能，电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。
电能的优点：①电能便于输送。②电能便于转化：电能通过用电器可以比较方便地转化为机械能、化学能光能、内能等其他形式的能量，为人类所用。
发电机的能量转化：机械能→电能。
（4）核能的利用。20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。核能发电的能量转化：核能→电能。
【例题1】（2026四川凉山州）凉山州木里县是我国超高海拔山地光伏开发的核心区域，以茶布朗光伏为龙头，形成了水、风、光互补的大型清洁能源基地，如图是该地区光伏产业基地。光伏电池板是将太阳能转化为______能的装置；太阳能是______（选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】 电 一次
【解析】太阳能电池板是光伏发电的主要装置，工作过程中将太阳能转化为电能，太阳能可以直接从太阳获取，太阳能是一次能源。
（变式训练1）俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（　　）
A．风能、地热能、潮汐能，都来自于太阳
B．自然界可以永久地为我们提供石油、天然气等能源
C．石油、煤、天然气都是常规能源
D．核反应会发生剧烈的爆炸，人类无法和平利用核能
（变式训练2）了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（　　）
A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能
C．风能、水能 D．柴薪、天然气
（变式训练3）（2026四川泸州）2026年1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统在四川成功放飞，完成并网发电测试并累计发电，最大额定功率达3 MW。风能属于______能源；悬停时，浮空风力发电系统受到______（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；若按最大额定功率的50%工作，连续发电仅需______h（保留两位小数）。
知识点2. 能源与环境
能源的大量开发和使用，会造成环境污染与生态破坏。如何在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球，这已经成为一个全球性的重大课题。
1. 煤的燃烧。煤的燃烧会产生大量的二氧化碳气体和烟尘， 造成空气污染。 大气中的二氧化碳的浓度增大，导致温室效应 增强，全球变暖，危害生态平衡。
2. 火力发电。火力发电厂发电时所产生的“余热”会引起热污染。
3. 石油污染。泄漏的石油污染海洋；汽车排放的尾气和各种工业废气笼罩在城市的上空。
影响 解读
空气污染、 温室效应、酸雨 燃烧煤、石油、天然气等燃料会产生大量的CO2、SO2、氮氧化合物等物质，除造成空气污染和加剧温室效应外，还会形成酸雨，导致水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件等造成危害。
地质影响 过分依靠柴薪能源加剧了水土流失和沙漠化。
有害辐射 核能的开发和利用，核废料处理不当或遇到特殊情况（如地震）时，也有造成有害辐射的可能。
废物污染 煤、柴薪等能源在使用后，会产生废物、废渣等，对环境也会造成一定的污染。
热污染 化石能源产生了大量的内能，其中相当一部分没有被利用，汽车尾气就是造成城市热岛效应的罪魁祸首之一。
【例题2】（2026江苏苏州）“碳中和”“碳达峰”是我国为应对全球环境危机而提出的目标，减少对不可再生能源的依赖是关键环节。以下属于不可再生能源的是（ ）
A. 水能 B. 太阳能 C. 风能 D. 石油
【答案】D
【解析】A．水能可以通过水循环持续获得，属于可再生能源，故A不符合题意；
B．太阳能可以源源不断从太阳获得，属于可再生能源，故B不符合题意；
C．风能是由于大气运动而产生的，属于可再生能源，故C不符合题意；
D．石油是化石能源，形成需要漫长的地质年代，短期内无法再生，属于不可再生能源，故D符合题意。故选D。
（变式训练1）初夏，漫山遍野的新绿、金灿灿的阳光，将曲靖富源西风电场打扮得分外美丽，135台风电机组矗立在高山之巅，点缀在蓝天白云间，呈现出一幅无比壮观的风景画。下列说法错误的
是（ ）
A．风力发电过程中利用的风能是可再生能源
B．风力发电是把机械能转化为电能
C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源
D．去山顶做托里拆利实验，玻璃管内外水银液面高度差将变小
（变式训练2）（2026湖北）超临界发电是高效利用煤炭资源，使发电效率突破50%的技术。其原理是将高温高压水蒸气二次加热至温度更高后，推动汽轮发电机组发电。下列说法正确的是（ ）
A．煤炭属于可再生能源
B．水蒸气二次加热后内能减小
C．汽轮机工作将机械能转化为内能
D．该技术使发电相同的情况下耗煤更少
（变式训练3）（2026湖南）春假期间，同学们外出踏青，闻到阵阵花香，是因为具有香味的物质分子跑到了空气中，这是一种__________现象。沿途看到风力发电机高高耸立山头，巨大的叶片随风转动。请你写出一条风力发电的优点：__________。
知识点3. 开发新能源
1. 太阳能
（1）太阳能的优点
① 太阳能的“储量”十分巨大，取之不尽，用之不竭；
② 太阳能分布广阔，不需要运输，投入小，收益太；
③ 太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来汚染；
④ 使用方便、安全；
⑤ 可以节约化石能源，缓解人类能源危.
（2）太阳能的直接利用
① 把太阳能转化为内能：实质上是光热转换。例如 ，生活中的太阳能热水器、太阳房 、太阳灶、太阳能温室 ，生产中的太阳能干燥系统、太阳能冶炼、太阳能土壤消毒杀菌技术，太阳能空调与太阳能建筑等。
② 把太阳能转化为电能：实质上是光电转换。如太阳能电池，太阳能电池可以有效吸收太阳能，并将其转化成电能，它是用半导体硅、硒等材料制作成的将太阳的光能转化为电能的器件，可做人造卫星、航标灯、交通信号灯等的电源。现在不少城市开始使用太阳能路灯，有些家用灯具也使用太阳能电池。
（3）太阳能的间接利用
人类开发利用的地球上的煤、石油 、天然气和生物质能等，都是太阳能长期转化积累形成的；风能、水能实质上也是由太阳能转化而来的。
2. 核能。由于原子核的变化而释放出的巨大能量叫做核能。核能的开发和利用采用以下两种方式：一种是利用核裂变释放能量；另一种是利用核聚变释放能量。
（1）核裂变
①概念：较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。研究发现，铀原子核在中子的轰击下将会产生裂变反应。每一个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2到3个以上的中子。
②释放能量巨大：原子核在裂变时，能够释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t 煤完全燃烧时释放的能量。
核裂变 链式反应
③链式反应
用中子轰击铀235原子核 ，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，使其他铀核发生裂变……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量的核能。
④核电站
a. 核心设备：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。
b. 核反应特点：核反应堆中发生的链式反应是可控的，核反应堆能缓慢地释放出核能。
c. 核电站的工作原理：它以铀为核燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
d. 能量转化：核能→内能→机械能→电能。
⑤原子弹：
а.原理：链式反应不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出巨大的能量。
b.特点：威力巨大，破坏力强，爆炸地长时间有放射性残留，不再适宜人类居住。
（2）核聚变
①概念：核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。它是产生核能的另一种方式。
②聚变的应用
a. 氢弹：大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量，氢弹就是利用这一原理制成的。
b. 现在无法和平利用：迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制的条件下进行。
c. 太阳内部时刻进行着大規模的聚变，并以电磁波的形式向外释放核能，这就是太阳能的来源。
3. 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。目前世界上巳有近二百座地热电站投入运行。地热能蕴藏量非常丰富，可供人类消耗几百亿年，是取之不尽、用之不竭的清洁能源。
4. 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。在潮汐能较大的地方修建潮汐电站，当涨潮和落潮时，水流推动水轮机转动发电。图是一种利用潮汐能发电的示意图。
涨潮时，海水汹涌而来，潮水从导流孔流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存着能量。 落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降，水库的水流从导流孔流向大海，推动水轮机再次转动，水轮机又一次带动发电机发电。
5. 风能
风能是指空气高速流动的能量。风具有很大的能量。这种能量可以给人类带来极大的破坏，拔起大树，吹倒房屋……
但我们也可以利用风能为人类服务。 人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷……
风能还可以用来发电。
【例题3】（2026四川自贡）中国绿色科技发展持续突破，中国“人造太阳”实验装置利用氘核和氚核发生_______（选填“聚变”或“裂变”）释放能量；某型号空气发动机是利用内能做功来获得动力，与四冲程汽油机的_______冲程工作原理相似。
【答案】 聚变 做功
【解析】人造太阳的工作原理是核聚变，氘核与氚核属于轻原子核，它们在超高温环境下结合为较重的原子核，同时释放大量能量。
四冲程汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，是利用内能推动活塞做功；空气发动机同样是利用内能做功获得动力，二者工作原理相似。
（变式训练1）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磁感应原理
B．太阳能来自太阳内部的核裂变
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
（变式训练2）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”）
（变式训练3）许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（　　）
A．太阳是一个巨大的“核能火炉” B．太阳能为二次能源
C．太阳能属于可再生能源 D．太阳能清洁，无污染
1.可再生能源误区：认为“可再生能源可以无限制使用”（错误，可再生能源的利用受自然条件限制，过度利用也可能影响生态平衡）。
2. 核能利用误区：① 混淆核裂变与核聚变的应用（核电站用核裂变，氢弹用核聚变）；② 认为“核电站会产生大量污染”（错误，核电站正常运行时污染极小，主要风险是核泄漏）；
3. 太阳能利用误区：认为“太阳能电池是将太阳能转化为内能”（错误，是将太阳能转化为电能，太阳能热水器才是光热转换）；
4. 氢能误区：认为“氢能是一次能源”（错误，氢能是二次能源，需要通过其他能源制取）；
5. 可持续发展误区：认为“开发新能源就能解决所有能源问题”（错误，还需要结合节能、环保等措施，综合应对）。
方法技巧1. 对能源分类的理解记忆方法
分类 概念 实例
按照获 取方式 一次能源 可直接从自然界获得的能源。 化石能源、风能、水能、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，必须通过消耗一次能源才能得到的能源。 电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等。
按照对环境的影响 清洁能源 使用时对环境没有污 染或污染较轻的能源。 太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等。
污染能源 使用时对环境污染较重的能源。 煤、石油、柴薪等。
按照人类开发早晚 常规能源 人类已经利用多年的能源。 煤、石油、天然气及水能等。
新能源 人类新近才开始利用的能源。 核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等。
按照是否可再生 不可再 生能源 越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源。 煤、石油、天然气等化石能源，核能等。
可再生能源 可以在自然界里源源 不断地得到的能源。 风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等。
方法技巧2. 解答太阳的能量是否会被消耗尽，体会能源的开发对可持续发展的意义问题方法
太阳的能量目前尚未被消耗尽，其寿命预计可达40亿年，远超人类历史需求。以下是具体分析：
一、太阳能量不会被消耗尽
1.核聚变反应持续。 太阳通过氢核聚变产生能量，这一过程在太阳核心持续进行约50亿年。当前科学认知认为，太阳内部氢燃料尚未耗尽，核聚变反应仍能维持。
2.能量输出稳定。太阳每秒释放约1.6×10 kW的能量，相当于地球年消耗量的万倍。这种稳定输出确保了其作为长期能源的可行性。
二、能源开发对可持续发展的意义
1.减少对化石能源依赖。 可再生能源（如太阳能、风能）可替代有限化石燃料，降低温室气体排放，缓解气候变化压力。
2.保护环境与生态。开发清洁能源可减少空气污染、水体污染及生态破坏，例如太阳能发电无噪音、无废弃物排放。
3.促进经济与能源安全。 可再生能源产业创造就业机会，降低能源进口依赖，增强国家能源自主性。
推动技术革新与长期发展。技术进步（如高效太阳能电池）和混合能源系统开发，可平衡间歇性能源问题，实现经济、社会与环境的协调发展。
三、未来挑战与建议
尽管太阳能量长期稳定，但需结合其他可再生能源（如风能、水能）形成互补系统，同时提升能源存储技术以应对供需波动。政府政策支持、技术创新及公众参与是实现可持续能源转型的关键。
1. （2026江苏连云港）关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A. 石油、天然气和煤等化石能源都来自太阳
B. 核电站是利用原子核聚变释放的核能发电的
C. 太阳能、风能、核能都属于可再生能源
D. 能量守恒意味着能量不会消失，所以不会出现能源危机
2．（2026新疆）下列属于新能源的是（ ）
A．煤 B．石油 C．太阳能 D．天然气
3. （2026四川内江）“两弹一星功勋奖章”获得者于敏等科学家在氢弹原理突破中起了关键作用，氢弹原理与下列哪个选项的工作原理相同（ ）
A. 太阳发光 B. 核反应堆 C. 火力发电 D. 内燃机
4．（2026宁夏）近年来我国在科技领域取得非凡成就，下列成果与对应物理知识不匹配的是（　　 ）
A．“华龙一号”核电站反应堆——核聚变
B．空间太阳能电站无线传能技术——电磁波传递能量
C．兆瓦级浮空风力发电系统浮空器内充氦气——氦气密度小
D．“天都一号”利用激光测量地月空间距离——激光强度高，方向性好
5.发展是人类永恒的主题，能源与社会发展关系密切。关于能源与可持续发展，下列说法正确的
是（　　）
A．煤、石油属于可再生能源
B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C．能量是守恒的，我们不需要节约能源
D．核电站是利用核聚变释放的能量进行发电
6. （2026四川广安）为了增强学生的节能环保意识，某科技活动小组设计并制作了节能环保小屋，其屋内用电由太阳能电池板提供。太阳能属于________（写出合理的一种即可）能源；根据屋内用电器工作时互不影响，可知它们的连接方式是________。
7.随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。
（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整。
（2）垃圾填埋后产生的沼气是一种 ______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点：______________________。
8. 我省风力资源丰富，为了合理利用风能，某地已建成风力发电站。若年平均风速为6m/s，风能年等效利用时间为2000h，该区域发电厂安装24台风叶直径为15m的风力机组，如图所示，下表为不同风速下该地区风力发电机组输出的电功率。
风速/m·s-1 3 6 9 12 15 18 …
输出功率/kW 20 160 540 1 280 2 500 4 320 …
（1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。利用风能发电的好处是 ；
（2）该风力发电厂每年大约发电 kW·h；
（3）若用火力发电，煤燃烧放出的能量有36%转化为电能，则该风力发电厂每年可节约标准煤
t。（q=3×107J/kg）
9．（2026宁夏）阅读材料，完成下列问题。
库布其沙漠光伏治沙项目，光伏板高架安装，遮挡阳光减少地表水分__________（填物态变化名称），板下种草、放牧养殖“光伏羊”，如图。为提高效率，利用无人机巡检。定期清洗光伏板，清洗水有利于牧草生长，牧草通过光合作用将太阳能转化为__________能，羊群食用牧草获得能量。晴天太阳光平均辐射功率为每平方米，单块光伏板有效受光面积，光电转化效率20%。
(1)将文中划线处内容补充完整__________、__________。
(2)无人机某次巡检飞行，耗时，计算本次巡检时的平均速度。
(3)晴天日照10 h，单块光伏板可输出电能__________。
(4)光伏项目除发电外，对生态环境、资源利用等领域有什么积极意义？（任选一方面作答）
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