資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
2023年中考物理一輪復習22個單元核心素養(yǎng)達標全攻略（人教版通用）
專題22 能源與可持續(xù)發(fā)展
新課標對單元知識要求
1.結合實例說出能源與人類生存和社會發(fā)展的系。
2.列舉常見的不可再生能源和可再生能源。
3.知道核能的特點和核能利用可能帶來的問題。
4.從能源開發(fā)與利用的角度體會可持續(xù)發(fā)展的重要性。
單元考點解讀
考點1 能源的分類
1. 人類開發(fā)利用能源的歷史：火→化石能源→電能→核能。
2．能源的種類很多，從不同角度可以分為：一次能源和二次能源；可再生能源和不可再生能源；常規(guī)能源（傳統(tǒng)能源）和新能源；清潔能源和非清潔能源等。
考點2 新能源（核能與太陽能）
1.核能獲取的途徑有兩條：重核的裂變和輕核的聚變（聚變也叫熱核反應）。原子彈和目前人類制造的核電站是利用重核的裂變釋放能量的，而氫彈則是利用輕核的聚變釋放能量的。
2.核電站主要組成包括：核反應堆、熱交換器、汽輪機和發(fā)電機等。
3.太陽能是由不斷發(fā)生的核聚變產(chǎn)生的，地球上除核能、地熱能和潮汐能以外的所有的能量，幾乎都來自太陽。人類利用太陽能的三種方式是：①光熱轉換（太陽能熱水器）；②光電轉換（太陽能電池）；③光化轉換（綠色植物）。
4.若能量轉換裝置輸入的總能量為W. 轉換的能量為Q，
則能量轉換裝置的效率η=Q/W×100％
考點3 能源與可持續(xù)發(fā)展
1.未來的理想能源必須滿足的四個條件
未來理想能源能夠大規(guī)模替代石油、煤和天然氣等不可再生能源。必須滿足以下幾個條件。
第一，必須足夠豐富，可以保證長期使用；
第二，必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；
第三，相關的技術必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；
第四，必須足夠安全清潔，可以保證不會污染環(huán)境。
2.節(jié)約能源：由于能量轉移和能量轉化的方向性，目前作為人類主要能源的化石能源正逐漸被消耗，所以節(jié)約能源，已成為緊迫的問題。
解決辦法：(1) 形成前民節(jié)能意識，提高能源的利用率；(2) 注重技術創(chuàng)新，開發(fā)新能源，特別是開發(fā)利用核能和太陽能等綠色能源。
3.能源消耗對環(huán)境的影響
(1)環(huán)境污染：燃料燃燒過程中會產(chǎn)生有害氣體，不完全燃燒還會產(chǎn)生粉塵，污染大氣，危害人體健康，影響動植物正常生長。
(2)環(huán)境影響：水土流失，土地沙漠化。
(3)環(huán)境保護的主要措施：改進燃燒設備，盡量使燃料充分燃燒；加裝消煙裝置，減少煙塵排放量；普及使用煤氣和天然氣，以代替家用煤爐；集中供熱，以減少煙囪數(shù)目，即提高了燃料的利用率又減少了污染；開發(fā)利用污染小的新能源。
單元例題解析
【例題1】（2022湖北隨州）2022年2月俄烏軍事沖突開始以來，石油、煤、天然氣的供應在
國際市場上一下子緊張起來，許多國家正在謀求長遠的多種能源出路。下面有關能源的說法正確
的是（　　）
A. 煤屬于核能范疇，用煤發(fā)電是通過鏈式反應完成的
B. 天然氣可以直接從自然界獲取，屬于一次能源，而石油是二次能源
C. 石油、煤、天然氣都是化石能源
D. 風能、石油、太陽能可以從自然界中源源不斷地得到，屬于可再生能源
【答案】C
【解析】A．煤屬于化石能源，用煤發(fā)電是通過煤炭燃燒的化學能轉化為內(nèi)能推動汽輪機產(chǎn)生機械能再通過轉子在磁場中轉動轉化成電能，故A錯誤；
BC．石油、煤、天然氣都化石能源，都可以直接從自然界獲取，屬于一次能源，故B錯誤，C正確；
D．風能、太陽能可以從自然界中源源不斷地得到，屬于可再生能源，而石油的儲量是有限的，在短時間內(nèi)不可再生，不能從自然界持續(xù)不斷地得到，屬于不可再生能源，故D錯誤。故選C。
【例題2】（2022湖南益陽）中國成功研發(fā)出了先進核裂變能——釷基熔鹽堆的第4代核反應堆發(fā)電技術，于2021年9月底在甘肅武威啟動試運行，創(chuàng)造了又一項奇跡，其技術應用屬于世界首次。釷基熔鹽堆具有產(chǎn)生的核廢料非常少、使用氟化鹽作為冷卻劑無需耗費大量水資源和熱轉換效率高等顯著優(yōu)點。下列有關釷基熔鹽堆的說法正確的是（　　）
A. 釷基熔鹽堆不產(chǎn)生核廢料
B. 釷基熔鹽堆需要大量水作冷卻劑，因此不可以建在內(nèi)陸
C. 釷基熔鹽堆的熱轉換效率比傳統(tǒng)的核反應堆還要低
D. 釷基熔鹽堆是利用核裂變放出的能量
【答案】D
【解析】A．由題意可知，釷基熔鹽堆具有產(chǎn)生的核廢料非常少，不是不產(chǎn)生核廢料，故A錯誤；
B．由題意可知，釷基熔鹽堆使用氟化鹽作為冷卻劑無需耗費大量水資源，因此可以建在內(nèi)陸，故B錯誤；
C．由題意可知，釷基熔鹽堆具有熱轉換效率高等顯著優(yōu)點，故C錯誤；
D．釷基熔鹽堆是利用核反應堆的裂變的可控鏈式反應放出的能量，故D正確。故選D。
【例題3】（2022湖北武漢）下列關于太陽能的說法正確的是（　　）
A. 太陽能屬于二次能源
B. 太陽能屬于不可再生能源
C. 太陽是一個巨大的“核能火爐”
D. 太陽能電池直接將太陽能轉化為化學能
【答案】C
【解析】A．太陽能屬于一次能源，故A錯誤；
B．太陽能屬于可再生能源，故B錯誤；
C．太陽內(nèi)部發(fā)生的是核聚變，可以提供大量的能量，太陽是一個巨大的“核能火爐”，故C正確；
D．太陽能電池直接將太陽能轉化為電能，故D錯誤。故選C。
【例題4】（2022黑龍江牡雞）下列能源，屬于不可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 太陽能 C. 風能 D. 地熱能
【答案】A
【解析】A．煤炭是千百年前動植物遺體掩埋在地下形成的，短時間無法形成，會越用越少，故是不可再生能源，故A符合題意；
B．太陽能的壽命還有50億年，是取之不盡用之不竭的，故是可再生能源，故B不符合題意；
C．空氣流動形成了風，只要有太陽，就會形成溫度差，就會造成空氣流動，形成風能，故風能也是取之不盡用之不竭的，故是可再生能源，故C不符合題意；
D．地熱能是因為地殼處于巖漿上而獲得能量，是取之不盡用之不竭，故D不符合題意。故選A。
能源與可持續(xù)發(fā)展單元核心素養(yǎng)精準達標檢測試題
（滿分100分，答題時間90分鐘）
一、選擇題（共12小題，每小題3分，共計36分）
1. （2022江蘇南通）節(jié)約能源，人人有責。不提倡的做法是（　　）
A. 用節(jié)能燈代替白熾燈照明；
B. 私家車代替公交車出行
C. 離開教室，人走燈滅
D. 夏天空調(diào)溫度調(diào)得不要太低
【答案】B
【解析】A．用節(jié)能燈代替白熾燈節(jié)約電能，光照效果好，故A不符合題意；
B．私家車代替公交車出行，增加碳排放和能源的消耗，故B符合題意；
C．離開教室，人走燈滅，減少不必要的消耗，節(jié)約電能，故C不符題意；
D．夏天空調(diào)溫度調(diào)得過低，會使得功率增大，消耗電能較多，浪費能源，所以調(diào)得不要太低可以節(jié)約電能。故D不符合題意。故選B。
2. （2022湖南湘西）下列能源中屬于二次能源的是（　　）
A. 電能 B. 風能 C. 太陽能 D. 地熱能
【答案】A
【解析】A．電能是由一次能源經(jīng)過加工轉換以后得到的能源，所以不是一次能源，屬于二次能源，故A符合題意；
B．風能是直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉換的能源，所以是一次能源，故B不符合題意；
C．太陽能是直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉換的能源，所以是一次能源，故C不符合題意；
D．地熱能是直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉換的能源，所以是一次能源，故D不符合題意。故選A。
3. （2022湖北荊州）推動“節(jié)能減排”工作，有助于實現(xiàn)國家提出的“碳中和、碳達標”的目標。下列做法可取的是（　　）
A. 實行垃圾分類回收利用
B. 出行時盡量選擇駕駛私家車
C. 就餐時選擇使用一次性餐具
D. 大力發(fā)展火力發(fā)電
【答案】A
【解析】A．垃圾分類回收利用，可以減少污染、節(jié)約資源，推動“節(jié)能減排”工作，故A符合題意；
B．出行駕駛私家車，雖然提高了出行效率，但是增加了燃油、燃氣使用，從而增加了空氣污染物、二氧化碳的排放，不利于推動“節(jié)能減排”工作，故B不符合題意；
C．就餐時使用一次性餐具，一定程度上浪費了木材資源，不利于推動“節(jié)能減排”工作，故C不符合題意；
D．火力發(fā)電需要更多的燃料燃燒，向空氣排放更多的污染物以及二氧化碳，不利于推動“節(jié)能減排”工作，故D不符合題意。故選A。
4. （2022湖南湘潭）有關能源和能量，下列說法正確的是（　　）
A. 電能是一次能源
B. 只有裂變才能釋放出核能
C. 風能是可再生能源
D. 能量是守恒的，我們不需要節(jié)約能源
【答案】C
【解析】A．電能需通過消耗一次能源才能獲得，是二次能源，故A錯誤；
B．核反映包括核裂變和核聚變，核裂變和核聚變都能釋放出核能，故B錯誤；
C．風能是由大氣的流動形成的，風能可以從自然界源源不斷獲得，為可再生能源，故C正確；
D．能量是守恒的，但是能量的轉移或轉化是有方向性的，所以節(jié)約能源勢在必行，故D錯誤。
5. （2022廣西玉林）下列關于環(huán)境保護和能源利用的說法正確的是（　　）
A. 保護生態(tài)環(huán)境，“綠水青山就是金山銀山”
B. 在安靜的圖書館大聲說話
C. 提倡減排，可不必提倡節(jié)能
D. 電能是一次能源，它便于輸送和轉化
【答案】A
【解析】A．“綠水青山就是金山銀山”倡導保護環(huán)境，提倡使用新能源，故A正確；
B．在安靜的圖書館大聲說話干擾別人學習，屬于噪聲，故B錯誤；
C．提倡減排，也必須提倡節(jié)能，生產(chǎn)時所耗用的能量要盡量減少，故C錯誤；
D．電能無法從自然界直接獲取，必須經(jīng)過一次能源的消耗才能得到，是二次能源，故D錯誤。
6. （2022湖南懷化）下列關于能源與材料，說法不正確的是（　　）
A. 超導材料可以用來輸電，減少電能損耗
B. 核電站的核反應堆是利用核聚變原理
C. 石墨是導體
D. 漂亮又節(jié)能的LED燈的核心部件材料是半導體，它的導電性能介于導體與絕緣體之間
【答案】B
【解析】A．超導材料電阻為零，在通電時不發(fā)熱，用超導材料制造輸電線可以大大降低電能損耗，故A正確，不符合題意；
B．核電站是利用核裂變來釋放能量的，不是利用核聚變，故B錯誤，符合題意；
C．石墨容易導電是導體，故C正確，不符合題意；
D．半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體是指導電性可受控制范圍可從絕緣體到導體之間的材料。發(fā)光二極管（LED）是半導體二極管的一種，具有單向導電性。故D正確，不符合題意。故選B。
7. （2022黑龍江牡雞）下列對于物質(zhì)的認識，不正確的是（　　）
A. 白熾燈的燈絲都是由超導體制成的 B. 原子是由原子核和核外電子組成的
C. 磁體周圍的磁場是真實存在的 D. 核燃料是不可再生資源
【答案】A
【解析】A．白熾燈的燈絲都是由鎢絲制成的，利用電流做功，將電能轉化為內(nèi)能、光能，而超導體是電阻為0，不會產(chǎn)生內(nèi)能，故A錯誤，A符合題意；
B．原子是由帶正電的原子核和核外帶負電的電子組成的，故B正確，B不符合題意；
C．磁體周圍的磁場是真實存在的，能夠對周圍的磁體產(chǎn)生力的作用，故C正確，C不符合題意；
D．核燃料是越用越少，是不可再生資源，故D正確，D不符合題意。故選A。
8.（2022湖南邵陽）我市積極利用區(qū)域優(yōu)勢，大力發(fā)展風力發(fā)電，在城步南山、新邵龍山、邵東黃帝嶺、洞口蘇寶頂?shù)鹊胤浇⒘孙L力發(fā)電站。下列能源中與風能同屬于可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太陽能 D. 天然氣
【答案】C
【解析】ABD．煤炭、石油和天然氣都是經(jīng)過地質(zhì)年代形成的，在短期內(nèi)不能得到補充，是所以是不可再生能源，故ABD不符合題意；
C．太陽能在自然界中能源源不斷的獲得，是可再生能源，故D符合題意。故選D。
9. （2022廣西桂林）保護環(huán)境是全球性重大課題，下列能源在使用過程中對環(huán)境污染最小的是（　　）
A. 煤炭 B. 木柴 C. 太陽能 D. 石油
【答案】C
【解析】ABD．煤炭、木柴、石油在燃燒過程中會產(chǎn)生大量廢氣、甚至有毒氣體會污染環(huán)境，故ABD不符合題意；
C．太陽能使用過程中沒有廢氣等產(chǎn)生，不會污染環(huán)境，故C符合題意。
故選C。
10. （2022湖南邵陽）我市積極利用區(qū)域優(yōu)勢，大力發(fā)展風力發(fā)電，在城步南山、新邵龍山、邵東黃帝嶺、洞口蘇寶頂?shù)鹊胤浇⒘孙L力發(fā)電站。下列能源中與風能同屬于可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太陽能 D. 天然氣
【答案】C
【解析】ABD．煤炭、石油和天然氣都是經(jīng)過地質(zhì)年代形成的，在短期內(nèi)不能得到補充，是所以是不可再生能源，故ABD不符合題意；
C．太陽能在自然界中能源源不斷的獲得，是可再生能源，故D符合題意。故選D。
11. （2022湖北宜昌）2022年6月2日，我國發(fā)布了“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃，確立了到2025年實現(xiàn)可再生能源年發(fā)電量達到3.3萬億千瓦時的目標，為此需要逐步減少（　　）
A. 煤炭、天然氣發(fā)電 B. 太陽能、風力發(fā)電
C. 海水漲落的潮汐發(fā)電 D. 水力發(fā)電
【答案】A
【解析】能源按能否可再生分為可再生能源和不可再生能源。其中，太陽能、風能、潮汐能、水能等屬于可再生能源，而煤炭、天然氣屬于不可再生能源，提高利用可再生能源發(fā)電的比例，需減小利用不可再生能源發(fā)電的比例，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
12.（2022河南）科普小組的同學調(diào)查了我省不同類型的發(fā)電站，其中利用不可再生能源發(fā)電的
是（　　）
A. 小浪底水電站 B. 孟津風力電站
C. 鄭州燃氣電站 D. 博愛光伏電站
【答案】C
【解析】A．小浪底水電站是利用水能發(fā)電，而水能夠源源不斷地從自然界獲得，是可再生能源，所以小浪底水電站是利用可再生能源發(fā)電的，故A不符合題意；
B．孟津風力電站是利用風能發(fā)電，而風能夠源源不斷地從自然界獲得，是可再生能源，所以孟津風力電站是利用可再生能源發(fā)電的，故B不符合題意；
C．鄭州燃氣電站是利用天然氣發(fā)電，而天然氣是化石能源，會越用越少，不可能在短時間內(nèi)補充，是不可再生能源，所以鄭州燃氣電站是利用不可再生能源發(fā)電的，故C符合題意；
D．博愛光伏電站是利用太陽能發(fā)電，而太陽能能夠源源不斷地從自然界獲得，是可再生能源，所以博愛光伏電站是利用可再生能源發(fā)電的，故D不符合題意。故選C。
二、填空題（10小題，每空1分，共22分）
1. （2022黑龍江龍東）2022年5月15日，是天問一號著陸火星一周年日子，目前設備運行狀態(tài)良好，累計獲取并傳回原始科學數(shù)據(jù)約940GB，這些數(shù)據(jù)是通過_______將信息傳回地球的；如圖所示，該火星車是利用電能來驅動的，電能屬于_______次能源。
【答案】 電磁波 二
【解析】探測器上裝備有無線電信號發(fā)射器，獲得的信息能發(fā)出無線電信號，即電磁波，將探測的數(shù)據(jù)傳回地球。
電能不能從自然界直接獲得，必須通過消耗其它能源才能獲得，所以電能屬于二次能源。
2. （2022廣西北部灣）為了推進農(nóng)業(yè)機械智能化，某科技團隊研發(fā)了5G智能電動拖拉機，它可以通過_______（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞云端網(wǎng)絡信息實現(xiàn)無人駕駛。拖拉機行駛時消耗的電能是_______次能源。
【答案】 電磁波 二
【解析】5G智能電動拖拉機是利用電磁波，將信息傳遞云端網(wǎng)絡，實現(xiàn)無人駕駛傳遞的。一次能源是指從自然界直接獲取、沒有經(jīng)過加工的能源，電能是人們消耗一次能源獲得的，屬于二次能。
3. 梧州市在萬秀區(qū)打造了多個紅色文化街區(qū)，安裝了太陽能路燈，太陽能屬于_______（選填“一次”或“二次”）能源，它的優(yōu)點有_______（寫出一點即可）。
【答案】 一次 清潔、無污染
【解析】從自然界直接獲取的能源叫一次能源，太陽能是直接吸收陽光來利用的，是一次能源，太陽能的優(yōu)點是清潔、無污染，取之不盡用之不竭。
4. （2022貴州黔東南州）2021年10月20日，中國“人造太陽”一大型核實驗裝置“東方超環(huán)”（EAST）取得重大突破，創(chuàng)造了世界新紀錄，在上億攝氏度的高溫狀態(tài)下，物質(zhì)呈現(xiàn)等離子態(tài)，它們可以被磁場約束。“人造太陽”是氫原子核在超高溫條件下發(fā)生_____（選填：“裂變”或“聚變”）釋放出巨大的核能。太陽能安全、清潔，它屬于_____（選填：“可”或“不可”）再生能源。
【答案】 聚變 可
【解析】氫原子核由質(zhì)子和中子構成，“人造太陽”利用氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，獲得巨大核能；太陽能可以源源不斷的獲得，取之不盡用之不竭，屬于可再生能源。
5. （2022湖南張家界）“低碳引領生活”，太陽能越來越受到人們的青睞，太陽能屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。太陽能集熱器是通過_______方式增加水的內(nèi)能。
【答案】 可再生 熱傳遞
【解析】太陽能可以從太陽源源不斷的獲取，是可再生能源。
太陽能熱水器是通過熱傳遞的方式將能量從太陽傳遞給水。
6. （2022吉林省）在太空中，空間站使用的電能主要來源于太陽能電池板，太陽能是______能源；“天宮課堂”中，太空教師將兩個平板上的液滴靠得很近時，兩個液滴會自動“搭接”成“液橋”（示意圖如圖所示），“液橋”的形成表明了分子間存在______。
【答案】 可再生 引力
【解析】太陽能可以從自然界源源不斷獲得，它是可再生能源。分子間存在相互作用的引力和斥力，兩個液滴會自動“搭接”成“液橋”，這是由于分子間引力的作用。
7. （2022湖北十堰）2022年6月4日，長征二號F遙十四運載火箭開始加注燃料推進劑，于6月5日圓滿完成神舟十四號發(fā)射任務。運載火箭燃料推進劑選擇密度小、熱值_______的氣體燃料，采用 ______和壓縮體積的方法使氣體燃料液化。神州飛船進入太空后，利用太陽能電池板供電，太陽能屬于_______（填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】 大 降低溫度 可再生
【解析】火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有密度小，熱值大的性質(zhì)，所以在完全燃燒相同質(zhì)量的液態(tài)氫和其它燃料，液態(tài)氫可以釋放出來更多的熱量。
火箭中的燃料是液態(tài)的，它是由氣體燃料液化而來，液化的方式是降低溫度和壓縮體積。
太陽能可以從自然界源源不斷的獲取，所以屬于可再生能源。
8. （2022海南）博鰲亞洲論壇2022年年會實現(xiàn)100%“綠電”供應。目前我國“綠電”主要以太陽能光伏發(fā)電和風力發(fā)電為主，太陽能、風能是______能源（選填“可再生”或“不可再生”）。在日常生活中，你的節(jié)能舉措有_______（寫出一條即可）。
【答案】 可再生 隨手關燈（合理即可）
【解析】太陽能和風能都可以從自然界源源不斷地獲得，屬于可再生能源。
隨手關燈可以減少燈的工作時間，能夠有效的節(jié)約用電，節(jié)約能源。
9. （2022黑龍江綏化）2022年6月5日神舟十四號載人飛船與天宮空間站對接成功，神舟十四號靠接收和發(fā)射_______與地面聯(lián)系；空間站利用的太陽能是_______能源（選填“可再生”或“不可再生”）。
【答案】 電磁波 可再生
【解析】太空中是真空，而電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以傳遞信息，神舟十四號靠接收和發(fā)射電磁波與地面聯(lián)系。
太陽能可以在自然界里源源不斷地得到補充，所以太陽能是可再生能源。
10. （2022福建）2022年5月30日，我國首座潮光互補型光伏電站并網(wǎng)發(fā)電，通過光伏發(fā)電、潮汐發(fā)電實現(xiàn)“日月同輝”。發(fā)電站分別把太陽能和月亮潮汐能轉化為______。太陽能和潮汐能都屬于______能源。
【答案】 電能 可再生
【解析】發(fā)電站分別把太陽能和月亮潮汐能轉化為電能，以方便人們使用。
太陽能和潮汐能都可以從自然界中直接獲得，可以源源不斷從自然界得到補充的,是可再生能源。
三、綜合題（42分）
1．（4分）請閱讀《太陽能》并回答題。
太陽能
傳統(tǒng)的化石能源正在一天天的減少，全世界把目光都投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y構，維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。太陽能是當前既可獲得能量，又能減少二氧化碳等有害氣體和有害物質(zhì)排放的可再生能源之一。
太陽能是由內(nèi)部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能，來自太陽的輻射能量。太陽能開發(fā)成本低廉，前景廣闊。隨著生產(chǎn)和技術的發(fā)展，人們已經(jīng)開始將太陽能轉化為其它形式的能加以利用。目前直接利用太陽能的方式有兩種，一種是用吸光性好的材料制成太陽能集熱器，實現(xiàn)給水或其它介質(zhì)加熱；另一種是利用半導體材料制成太陽能電池。
太陽能電池是一種將太陽光能直接轉化為電能的器件，它是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。這種電池目前已用于人造地球衛(wèi)星、太陽能汽車等。如圖是利用太陽能電池提供能源的太陽能汽車。
太陽能作為一種新能源，具有來源豐富、不需運輸、不會對環(huán)境造成污染等優(yōu)點。但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，又給大規(guī)模利用太陽能帶來新的技術課題。
請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）太陽能電池是一種將太陽光能轉化為____________能的器件。
（2）太陽能屬于____________能源（選填“可再生”或“不可再生”）。
（3）太陽能汽車的外形做成流線型，上表面彎曲，下表面比較平。汽車高速行駛時對地面的壓力____________汽車靜止時對地面的壓力（選填“大于”、“等于”或“小于”）。
（4）請你說出太陽能的一條優(yōu)點：____________。
【答案】（1）電能 （2）可再生 （3） 小于 （4）清潔無污染
【解析】（1）閱讀第三段材料可知太陽能電池是將太陽能轉化為電能的器件。
（2）太陽能可以源源不斷獲得，屬于可再生能源。
（3）太陽能汽車的外形做成流線型，上表面彎曲，下表面比較平，高速行駛空氣流經(jīng)車上下方，上方流速較快，壓強較小，下方流速小，壓強大，從而產(chǎn)生向上的壓強差，故車對地面的壓力小于重力，靜止時在水平路面壓力等于重力大小，故高速行駛對地面壓力更小。
（4）太陽能清潔無污染，可再生等。
2.（8分）閱讀《能通車還能發(fā)電光伏高速公路》回答問題。
能通車還能發(fā)電光伏高速公路
光伏發(fā)電是將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。2017年12月28日，我國首個承載式光伏高速公路試驗段在濟南建成通車，實現(xiàn)利用高速公路路面并網(wǎng)發(fā)電。
這種路面的全稱是承載式高速光伏路面，它最上面一層是類似毛玻璃的半透明新型材料，在保證輪胎不打滑的同時，還要讓陽光穿透它，使下面的太陽能電池把光能轉換成電能， 實時輸送給電網(wǎng)，就好像一個巨大的“充電寶”。
光伏路面鋪設長度1080米、凈面積5875平方米，鋪設主行車道和應急車道。這種光伏并網(wǎng)發(fā)電，裝機容量峰值功率817.2千瓦，平均功率為100千瓦。
在冬季，這段路面還可以將光能轉化為熱能，消融冰凍積雪，確保行車安全。最神奇的地方在于，這段光伏路面提前預留了電磁感應線圈，可以讓以后的電動汽車邊跑邊充電。如果以后真的普及這種技術，公路變成了永遠不用擔心沒電的“充電寶”， 沒有污染，不需要加油，永不斷電的電動車將會大大便利我們的生活！
不過，由于技術不成熟，暴露出一些問題，建成不到一年的光伏路面就拆除了。
任何一個科技創(chuàng)新都要經(jīng)歷不斷改進的過程，期待不久的將來會有更成熟的技術支持的光伏路面服務于人們的生活。
請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
(1)光伏路面最上面一層是類似毛玻璃的半透明新型材料，這種材料應該選用_____（選填 “較粗糙的”或“較光滑的”），_____（選填“透光率較高的”或“透光率較低的”）；
(2)按平均發(fā)電功率為100 千瓦計算，預計可實現(xiàn)年發(fā)電量_____度（一年按365 天計算）；
(3)這段光伏路面提前預留了電磁感應線圈，可以讓以后的電動汽車邊跑邊充電，這和_____原理相同。（選填“發(fā)電機”或“電動機”）
【答案】（1）較粗糙的 透光率較高的 （2） 8.76×105 （3） 發(fā)電機
【解析】(1)光伏路面最上面一層是類似毛玻璃的半透明新型材料，需要保證輪胎不打滑，這種材料應該選用較粗糙的；還要讓陽光穿透它，則需要透光率較高的。
(2)預計可實現(xiàn)年發(fā)電量
度
由電動汽車邊跑邊充電可知，其原理為電磁感應現(xiàn)象，即與發(fā)電機的原理相同。
3.（9分）（2022湖南株洲）如圖是根據(jù)初中物理能源的有關內(nèi)容繪制的知識結構圖，線條表示知識間的邏輯聯(lián)系，據(jù)此完成以下小題。
（1）化石能源和太陽能中屬于可再生能源的是______；
（2）目前核電站發(fā)電，釋放核能的方式是______；
（3）圖中①為連接化石能源與太陽能之間的線條，②為連接核聚變與太陽能之間的線條，請任意選擇其中一根線條說明它所表示的物理意義______。
【答案】 （1）太陽能 （2）核裂變 （3）見解析
【解析】（1）化石能源不可在短時間內(nèi)形成，屬于不可再生能源，太陽能可以從自然界里源源不斷的得到補充，屬于可再生能源。
（2）目前核電站都是利用核裂變釋放的核能發(fā)電的。
（3）①化石能源間接的來源于太陽能；②太陽能來自太陽內(nèi)部核聚變產(chǎn)生的能量。
4.（10分）（2022江蘇無錫）如圖所示，中國“祝融號火星車質(zhì)量為240kg。太陽能板將太陽能轉化為電能，為火星車上的科學設備供電，車頂部安裝有集熱器，其窗口覆蓋了一層透光率很高的膜，陽光可以透進來，保證紅外線能量只進不出、在膜下面，是一種叫正十一烷的材料，白天它被陽光照射吸熱熔化，到了夜晚溫度降低，它逐漸凝固，把儲存的能量再釋放出來，“祝融號”火星車是六輪驅動，且每個車輪都能轉向，爬坡時走“之”字形路線。（火星表面g取4N/kg）
（1）陽光中的紅外線具有顯著的___________效應；火星車爬坡時走“之”字形路線可以省__________（選填“力”或“功”）
（2）火星車在火星表面所受的重力大小為多少_________？
（3）在下列方框中填上裝置或能量名稱，完成火星車利用太陽能的路徑圖_________，_________
【答案】（1）熱 力 （2） 960N （3）太陽能板 內(nèi)能
【解析】（1）紅外輻射被物體吸收后轉化為內(nèi)能，使物體的溫度升高，是由于紅外線具有熱效應。
任何機械都不省功，火星車爬坡時走“之”字形路線，相當于利用了斜面，斜面可以省力。
（2）由重力公式可得
G=mg=240kg×4N/kg=960N
（3）太陽光照射在太陽能板上，利用光電效應，將太陽能轉化為電能。
集熱器保證了熱量不會散失，從而使溫度升高，內(nèi)能增大。
5. （4分）（2022甘肅蘭州）閱讀短文，回答問題。
頁巖氣
頁巖氣是指附存于有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資源和化工原料。頁巖氣主要用于居民燃氣、城市供熱、發(fā)電、汽車燃料和化工生產(chǎn)等，用途廣泛。
頁巖氣生產(chǎn)過程中一般無需排水，生產(chǎn)周期長，一般為30年~50年，勘探開發(fā)成功率高，具有較高的工業(yè)經(jīng)濟價值。隨著社會對能源需求不斷擴大，特別是水平井與壓裂技術水平不斷進步，人類對頁巖氣的勘探開發(fā)正在形成熱潮。我國頁巖氣資源潛力大，初步估計我國頁巖氣可采資源量在36.1萬億立方米，與常規(guī)天然氣相當。
（1）頁巖氣屬于______（填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若頁巖氣的熱值為4.2×107J/m3，則燃燒5m3頁巖氣放出的熱量為______J。
【答案】 不可再生 2.1×108
【解析】（1）頁巖氣不能在短期內(nèi)再生，屬于不可再生能源。
（2）燃燒5m3頁巖氣放出的熱量為
Q放=Vq=5m3×4.2×107J/m3=2.1×108J
6.（7分） （2022廣西河池）貴南高鐵北起貴州貴陽市，經(jīng)河池市，南至廣西南寧市，是廣西境內(nèi)第一條設計時速為350公里客運專線，預計2023年年底建成通車。
（1）若通車后，一列長200m的動車組（如圖甲）以60m/s的速度勻速通過一座長1000m的高架橋。該列動車組通過高架橋所用的時間為多少？
（2）若動車組以80m/s的速度勻速運動時電動機的總輸出功率為5600kW，則此時動車組受到的阻力為多大？
（3）位于河池市境內(nèi)的界子良風電場于2021年初成功實現(xiàn)40臺風機并網(wǎng)發(fā)電（如圖乙）。已知當?shù)孛棵朊科椒矫酌娣e吹過的風的能量約為200J，若風機有效迎風面積約為，風機把風能轉換為電能的效率為。請估算一臺風機一天的發(fā)電量可以供一列總輸出功率為4800kW的動車組以250km/h的速度運動多遠距離？（忽略其它能量損耗）
【答案】（1）20s；（2）；（3）
【解析】（1）列車全部通過高架橋所行駛的路程
列車全部通過高架橋的時間
s
（2）勻速運動時車受到阻力等于動力，動車組受到的阻力為
（3）40臺風機一天產(chǎn)生的電能
一臺風機產(chǎn)生的電能可供一列動車組運行的時間
動車組運行的距離
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2023年中考物理一輪復習22個單元核心素養(yǎng)達標全攻略（人教版通用）
專題22 能源與可持續(xù)發(fā)展
新課標對單元知識要求
1.結合實例說出能源與人類生存和社會發(fā)展的系。
2.列舉常見的不可再生能源和可再生能源。
3.知道核能的特點和核能利用可能帶來的問題。
4.從能源開發(fā)與利用的角度體會可持續(xù)發(fā)展的重要性。
單元考點解讀
考點1 能源的分類
1. 人類開發(fā)利用能源的歷史：火→化石能源→電能→核能。
2．能源的種類很多，從不同角度可以分為：一次能源和二次能源；可再生能源和不可再生能源；常規(guī)能源（傳統(tǒng)能源）和新能源；清潔能源和非清潔能源等。
考點2 新能源（核能與太陽能）
1.核能獲取的途徑有兩條：重核的裂變和輕核的聚變（聚變也叫熱核反應）。原子彈和目前人類制造的核電站是利用重核的裂變釋放能量的，而氫彈則是利用輕核的聚變釋放能量的。
2.核電站主要組成包括：核反應堆、熱交換器、汽輪機和發(fā)電機等。
3.太陽能是由不斷發(fā)生的核聚變產(chǎn)生的，地球上除核能、地熱能和潮汐能以外的所有的能量，幾乎都來自太陽。人類利用太陽能的三種方式是：①光熱轉換（太陽能熱水器）；②光電轉換（太陽能電池）；③光化轉換（綠色植物）。
4.若能量轉換裝置輸入的總能量為W. 轉換的能量為Q，
則能量轉換裝置的效率η=Q/W×100％
考點3 能源與可持續(xù)發(fā)展
1.未來的理想能源必須滿足的四個條件
未來理想能源能夠大規(guī)模替代石油、煤和天然氣等不可再生能源。必須滿足以下幾個條件。
第一，必須足夠豐富，可以保證長期使用；
第二，必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；
第三，相關的技術必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；
第四，必須足夠安全清潔，可以保證不會污染環(huán)境。
2.節(jié)約能源：由于能量轉移和能量轉化的方向性，目前作為人類主要能源的化石能源正逐漸被消耗，所以節(jié)約能源，已成為緊迫的問題。
解決辦法：(1) 形成前民節(jié)能意識，提高能源的利用率；(2) 注重技術創(chuàng)新，開發(fā)新能源，特別是開發(fā)利用核能和太陽能等綠色能源。
3.能源消耗對環(huán)境的影響
(1)環(huán)境污染：燃料燃燒過程中會產(chǎn)生有害氣體，不完全燃燒還會產(chǎn)生粉塵，污染大氣，危害人體健康，影響動植物正常生長。
(2)環(huán)境影響：水土流失，土地沙漠化。
(3)環(huán)境保護的主要措施：改進燃燒設備，盡量使燃料充分燃燒；加裝消煙裝置，減少煙塵排放量；普及使用煤氣和天然氣，以代替家用煤爐；集中供熱，以減少煙囪數(shù)目，即提高了燃料的利用率又減少了污染；開發(fā)利用污染小的新能源。
單元例題解析
【例題1】（2022湖北隨州）2022年2月俄烏軍事沖突開始以來，石油、煤、天然氣的供應在
國際市場上一下子緊張起來，許多國家正在謀求長遠的多種能源出路。下面有關能源的說法正確
的是（　　）
A. 煤屬于核能范疇，用煤發(fā)電是通過鏈式反應完成的
B. 天然氣可以直接從自然界獲取，屬于一次能源，而石油是二次能源
C. 石油、煤、天然氣都是化石能源
D. 風能、石油、太陽能可以從自然界中源源不斷地得到，屬于可再生能源
【例題2】（2022湖南益陽）中國成功研發(fā)出了先進核裂變能——釷基熔鹽堆的第4代核反應堆發(fā)電技術，于2021年9月底在甘肅武威啟動試運行，創(chuàng)造了又一項奇跡，其技術應用屬于世界首次。釷基熔鹽堆具有產(chǎn)生的核廢料非常少、使用氟化鹽作為冷卻劑無需耗費大量水資源和熱轉換效率高等顯著優(yōu)點。下列有關釷基熔鹽堆的說法正確的是（　　）
A. 釷基熔鹽堆不產(chǎn)生核廢料
B. 釷基熔鹽堆需要大量水作冷卻劑，因此不可以建在內(nèi)陸
C. 釷基熔鹽堆的熱轉換效率比傳統(tǒng)的核反應堆還要低
D. 釷基熔鹽堆是利用核裂變放出的能量
【例題3】（2022湖北武漢）下列關于太陽能的說法正確的是（　　）
A. 太陽能屬于二次能源
B. 太陽能屬于不可再生能源
C. 太陽是一個巨大的“核能火爐”
D. 太陽能電池直接將太陽能轉化為化學能
【例題4】（2022黑龍江牡雞）下列能源，屬于不可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 太陽能 C. 風能 D. 地熱能
能源與可持續(xù)發(fā)展單元核心素養(yǎng)精準達標檢測試題
（滿分100分，答題時間90分鐘）
一、選擇題（共12小題，每小題3分，共計36分）
1. （2022江蘇南通）節(jié)約能源，人人有責。不提倡的做法是（　　）
A. 用節(jié)能燈代替白熾燈照明；
B. 私家車代替公交車出行
C. 離開教室，人走燈滅
D. 夏天空調(diào)溫度調(diào)得不要太低
2. （2022湖南湘西）下列能源中屬于二次能源的是（　　）
A. 電能 B. 風能 C. 太陽能 D. 地熱能
3. （2022湖北荊州）推動“節(jié)能減排”工作，有助于實現(xiàn)國家提出的“碳中和、碳達標”的目標。下列做法可取的是（　　）
A. 實行垃圾分類回收利用
B. 出行時盡量選擇駕駛私家車
C. 就餐時選擇使用一次性餐具
D. 大力發(fā)展火力發(fā)電
4. （2022湖南湘潭）有關能源和能量，下列說法正確的是（　　）
A. 電能是一次能源
B. 只有裂變才能釋放出核能
C. 風能是可再生能源
D. 能量是守恒的，我們不需要節(jié)約能源
5. （2022廣西玉林）下列關于環(huán)境保護和能源利用的說法正確的是（　　）
A. 保護生態(tài)環(huán)境，“綠水青山就是金山銀山”
B. 在安靜的圖書館大聲說話
C. 提倡減排，可不必提倡節(jié)能
D. 電能是一次能源，它便于輸送和轉化
6. （2022湖南懷化）下列關于能源與材料，說法不正確的是（　　）
A. 超導材料可以用來輸電，減少電能損耗
B. 核電站的核反應堆是利用核聚變原理
C. 石墨是導體
D. 漂亮又節(jié)能的LED燈的核心部件材料是半導體，它的導電性能介于導體與絕緣體之間
7. （2022黑龍江牡雞）下列對于物質(zhì)的認識，不正確的是（　　）
A. 白熾燈的燈絲都是由超導體制成的 B. 原子是由原子核和核外電子組成的
C. 磁體周圍的磁場是真實存在的 D. 核燃料是不可再生資源
8.（2022湖南邵陽）我市積極利用區(qū)域優(yōu)勢，大力發(fā)展風力發(fā)電，在城步南山、新邵龍山、邵東黃帝嶺、洞口蘇寶頂?shù)鹊胤浇⒘孙L力發(fā)電站。下列能源中與風能同屬于可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太陽能 D. 天然氣
9. （2022廣西桂林）保護環(huán)境是全球性重大課題，下列能源在使用過程中對環(huán)境污染最小的是（　　）
A. 煤炭 B. 木柴 C. 太陽能 D. 石油
10. （2022湖南邵陽）我市積極利用區(qū)域優(yōu)勢，大力發(fā)展風力發(fā)電，在城步南山、新邵龍山、邵東黃帝嶺、洞口蘇寶頂?shù)鹊胤浇⒘孙L力發(fā)電站。下列能源中與風能同屬于可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太陽能 D. 天然氣
11. （2022湖北宜昌）2022年6月2日，我國發(fā)布了“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃，確立了到2025年實現(xiàn)可再生能源年發(fā)電量達到3.3萬億千瓦時的目標，為此需要逐步減少（　　）
A. 煤炭、天然氣發(fā)電 B. 太陽能、風力發(fā)電
C. 海水漲落的潮汐發(fā)電 D. 水力發(fā)電
12.（2022河南）科普小組的同學調(diào)查了我省不同類型的發(fā)電站，其中利用不可再生能源發(fā)電的
是（　　）
A. 小浪底水電站 B. 孟津風力電站
C. 鄭州燃氣電站 D. 博愛光伏電站
二、填空題（10小題，每空1分，共22分）
1. （2022黑龍江龍東）2022年5月15日，是天問一號著陸火星一周年日子，目前設備運行狀態(tài)良好，累計獲取并傳回原始科學數(shù)據(jù)約940GB，這些數(shù)據(jù)是通過_______將信息傳回地球的；如圖所示，該火星車是利用電能來驅動的，電能屬于_______次能源。
2. （2022廣西北部灣）為了推進農(nóng)業(yè)機械智能化，某科技團隊研發(fā)了5G智能電動拖拉機，它可以通過_______（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞云端網(wǎng)絡信息實現(xiàn)無人駕駛。拖拉機行駛時消耗的電能是_______次能源。
3. 梧州市在萬秀區(qū)打造了多個紅色文化街區(qū)，安裝了太陽能路燈，太陽能屬于_______（選填“一次”或“二次”）能源，它的優(yōu)點有_______（寫出一點即可）。
4. （2022貴州黔東南州）2021年10月20日，中國“人造太陽”一大型核實驗裝置“東方超環(huán)”（EAST）取得重大突破，創(chuàng)造了世界新紀錄，在上億攝氏度的高溫狀態(tài)下，物質(zhì)呈現(xiàn)等離子態(tài)，它們可以被磁場約束。“人造太陽”是氫原子核在超高溫條件下發(fā)生_____（選填：“裂變”或“聚變”）釋放出巨大的核能。太陽能安全、清潔，它屬于_____（選填：“可”或“不可”）再生能源。
5. （2022湖南張家界）“低碳引領生活”，太陽能越來越受到人們的青睞，太陽能屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。太陽能集熱器是通過_______方式增加水的內(nèi)能。
6. （2022吉林省）在太空中，空間站使用的電能主要來源于太陽能電池板，太陽能是______能源；“天宮課堂”中，太空教師將兩個平板上的液滴靠得很近時，兩個液滴會自動“搭接”成“液橋”（示意圖如圖所示），“液橋”的形成表明了分子間存在______。
7. （2022湖北十堰）2022年6月4日，長征二號F遙十四運載火箭開始加注燃料推進劑，于6月5日圓滿完成神舟十四號發(fā)射任務。運載火箭燃料推進劑選擇密度小、熱值_______的氣體燃料，采用 ______和壓縮體積的方法使氣體燃料液化。神州飛船進入太空后，利用太陽能電池板供電，太陽能屬于_______（填“可再生”或“不可再生”）能源。
8. （2022海南）博鰲亞洲論壇2022年年會實現(xiàn)100%“綠電”供應。目前我國“綠電”主要以太陽能光伏發(fā)電和風力發(fā)電為主，太陽能、風能是______能源（選填“可再生”或“不可再生”）。在日常生活中，你的節(jié)能舉措有_______（寫出一條即可）。
9. （2022黑龍江綏化）2022年6月5日神舟十四號載人飛船與天宮空間站對接成功，神舟十四號靠接收和發(fā)射_______與地面聯(lián)系；空間站利用的太陽能是_______能源（選填“可再生”或“不可再生”）。
10. （2022福建）2022年5月30日，我國首座潮光互補型光伏電站并網(wǎng)發(fā)電，通過光伏發(fā)電、潮汐發(fā)電實現(xiàn)“日月同輝”。發(fā)電站分別把太陽能和月亮潮汐能轉化為______。太陽能和潮汐能都屬于______能源。
三、綜合題（42分）
1．（4分）請閱讀《太陽能》并回答題。
太陽能
傳統(tǒng)的化石能源正在一天天的減少，全世界把目光都投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y構，維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。太陽能是當前既可獲得能量，又能減少二氧化碳等有害氣體和有害物質(zhì)排放的可再生能源之一。
太陽能是由內(nèi)部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能，來自太陽的輻射能量。太陽能開發(fā)成本低廉，前景廣闊。隨著生產(chǎn)和技術的發(fā)展，人們已經(jīng)開始將太陽能轉化為其它形式的能加以利用。目前直接利用太陽能的方式有兩種，一種是用吸光性好的材料制成太陽能集熱器，實現(xiàn)給水或其它介質(zhì)加熱；另一種是利用半導體材料制成太陽能電池。
太陽能電池是一種將太陽光能直接轉化為電能的器件，它是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。這種電池目前已用于人造地球衛(wèi)星、太陽能汽車等。如圖是利用太陽能電池提供能源的太陽能汽車。
太陽能作為一種新能源，具有來源豐富、不需運輸、不會對環(huán)境造成污染等優(yōu)點。但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，又給大規(guī)模利用太陽能帶來新的技術課題。
請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）太陽能電池是一種將太陽光能轉化為____________能的器件。
（2）太陽能屬于____________能源（選填“可再生”或“不可再生”）。
（3）太陽能汽車的外形做成流線型，上表面彎曲，下表面比較平。汽車高速行駛時對地面的壓力____________汽車靜止時對地面的壓力（選填“大于”、“等于”或“小于”）。
（4）請你說出太陽能的一條優(yōu)點：____________。
2.（8分）閱讀《能通車還能發(fā)電光伏高速公路》回答問題。
能通車還能發(fā)電光伏高速公路
光伏發(fā)電是將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。2017年12月28日，我國首個承載式光伏高速公路試驗段在濟南建成通車，實現(xiàn)利用高速公路路面并網(wǎng)發(fā)電。
這種路面的全稱是承載式高速光伏路面，它最上面一層是類似毛玻璃的半透明新型材料，在保證輪胎不打滑的同時，還要讓陽光穿透它，使下面的太陽能電池把光能轉換成電能， 實時輸送給電網(wǎng)，就好像一個巨大的“充電寶”。
光伏路面鋪設長度1080米、凈面積5875平方米，鋪設主行車道和應急車道。這種光伏并網(wǎng)發(fā)電，裝機容量峰值功率817.2千瓦，平均功率為100千瓦。
在冬季，這段路面還可以將光能轉化為熱能，消融冰凍積雪，確保行車安全。最神奇的地方在于，這段光伏路面提前預留了電磁感應線圈，可以讓以后的電動汽車邊跑邊充電。如果以后真的普及這種技術，公路變成了永遠不用擔心沒電的“充電寶”， 沒有污染，不需要加油，永不斷電的電動車將會大大便利我們的生活！
不過，由于技術不成熟，暴露出一些問題，建成不到一年的光伏路面就拆除了。
任何一個科技創(chuàng)新都要經(jīng)歷不斷改進的過程，期待不久的將來會有更成熟的技術支持的光伏路面服務于人們的生活。
請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
(1)光伏路面最上面一層是類似毛玻璃的半透明新型材料，這種材料應該選用_____（選填 “較粗糙的”或“較光滑的”），_____（選填“透光率較高的”或“透光率較低的”）；
(2)按平均發(fā)電功率為100 千瓦計算，預計可實現(xiàn)年發(fā)電量_____度（一年按365 天計算）；
(3)這段光伏路面提前預留了電磁感應線圈，可以讓以后的電動汽車邊跑邊充電，這和_____原理相同。（選填“發(fā)電機”或“電動機”）
3.（9分）（2022湖南株洲）如圖是根據(jù)初中物理能源的有關內(nèi)容繪制的知識結構圖，線條表示知識間的邏輯聯(lián)系，據(jù)此完成以下小題。
（1）化石能源和太陽能中屬于可再生能源的是______；
（2）目前核電站發(fā)電，釋放核能的方式是______；
（3）圖中①為連接化石能源與太陽能之間的線條，②為連接核聚變與太陽能之間的線條，請任意選擇其中一根線條說明它所表示的物理意義______。
4.（10分）（2022江蘇無錫）如圖所示，中國“祝融號火星車質(zhì)量為240kg。太陽能板將太陽能轉化為電能，為火星車上的科學設備供電，車頂部安裝有集熱器，其窗口覆蓋了一層透光率很高的膜，陽光可以透進來，保證紅外線能量只進不出、在膜下面，是一種叫正十一烷的材料，白天它被陽光照射吸熱熔化，到了夜晚溫度降低，它逐漸凝固，把儲存的能量再釋放出來，“祝融號”火星車是六輪驅動，且每個車輪都能轉向，爬坡時走“之”字形路線。（火星表面g取4N/kg）
（1）陽光中的紅外線具有顯著的___________效應；火星車爬坡時走“之”字形路線可以省__________（選填“力”或“功”）
（2）火星車在火星表面所受的重力大小為多少_________？
（3）在下列方框中填上裝置或能量名稱，完成火星車利用太陽能的路徑圖_________，_________
5. （4分）（2022甘肅蘭州）閱讀短文，回答問題。
頁巖氣
頁巖氣是指附存于有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資源和化工原料。頁巖氣主要用于居民燃氣、城市供熱、發(fā)電、汽車燃料和化工生產(chǎn)等，用途廣泛。
頁巖氣生產(chǎn)過程中一般無需排水，生產(chǎn)周期長，一般為30年~50年，勘探開發(fā)成功率高，具有較高的工業(yè)經(jīng)濟價值。隨著社會對能源需求不斷擴大，特別是水平井與壓裂技術水平不斷進步，人類對頁巖氣的勘探開發(fā)正在形成熱潮。我國頁巖氣資源潛力大，初步估計我國頁巖氣可采資源量在36.1萬億立方米，與常規(guī)天然氣相當。
（1）頁巖氣屬于______（填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若頁巖氣的熱值為4.2×107J/m3，則燃燒5m3頁巖氣放出的熱量為______J。
6.（7分） （2022廣西河池）貴南高鐵北起貴州貴陽市，經(jīng)河池市，南至廣西南寧市，是廣西境內(nèi)第一條設計時速為350公里客運專線，預計2023年年底建成通車。
（1）若通車后，一列長200m的動車組（如圖甲）以60m/s的速度勻速通過一座長1000m的高架橋。該列動車組通過高架橋所用的時間為多少？
（2）若動車組以80m/s的速度勻速運動時電動機的總輸出功率為5600kW，則此時動車組受到的阻力為多大？
（3）位于河池市境內(nèi)的界子良風電場于2021年初成功實現(xiàn)40臺風機并網(wǎng)發(fā)電（如圖乙）。已知當?shù)孛棵朊科椒矫酌娣e吹過的風的能量約為200J，若風機有效迎風面積約為，風機把風能轉換為電能的效率為。請估算一臺風機一天的發(fā)電量可以供一列總輸出功率為4800kW的動車組以250km/h的速度運動多遠距離？（忽略其它能量損耗）
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