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22.1 能源
一、人类利用能源的历程
1. 一次能源：可以从自然界 的能源为一次能源。如煤、石油、天然气、风能、水能、潮
汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等；
二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为 。如
电能。
【答案】直接获取，二次能源。
【详解】一次能源的定义：一次能源是可以从自然界直接获取的能源。二次能源的定义：无法从
自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。
2. 凡是能提供________的物质资源叫做能源。现有煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、核
能以及电能。在这些能源中属于化石能源的有 ；属于一次能源的有 ；属于二次能源
的有 。
【答案】能量；煤、石油、天然气；煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、核能；电能。
【解析】凡是能提供能量的物质资源叫做能源。这些能源中，化石能源有：煤、石油、天然气。
一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、核能。
二次能源是指无法从自然界获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源。如电能等。
3. 电能的利用给人类社会的飞速发展带来了极大的优势。很多地方喜欢使用电能而不使用一次能
源，原因是电能便于 和 。
【答案】输送，转化。
【解析】电能便于输送和转化。
4．请按人类利用能源的过程，将下述现象按由古至今的顺序排列__________。
A．钻木取火 B．电力机车 C．用煤炉烧水 D．蒸汽机车 E．用核电站
【答案】A、C、D、B、E。
【解析】人类利用能源的过程是：钻木取火→用煤炉烧水→蒸汽机车→电力机车→用核电站。5．
判断下列哪种说法正确（ ）
A．能量就是能源 B．电能是一种二次能源
C．风能是一种二次能源 D．天然气不是化石能源
【答案】B【解析】能源是提供能量的物质资源，能源的利用过程，实质上是能量的转化和转移过程，但不
能说能源就是能量，能源只有在使用时才能提供能量。一次能源和二次能源是按能源是否由自然界直
接提供来分的。如煤、石油、风能等都是由自然界直接提供，不需要转化，它们属于一次能源；像电
能是由其他形式能转化而来的，属于二次能源。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，属于一次能源中的化石能源。
所以选D。
二、21世纪的能源趋势
6．由于世界人口的__________和经济的__________，能源的消耗_________，不久的将来会消耗
殆尽，所以开发________，更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
【答案】急剧增加；不断发展；持续增长；新能源。
【解析】由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长，不久的将来会消耗
殆尽，所以开发新能源，更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
7．图为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1750年以来人类能源消耗的情况
（ ）
A．显著增长 B．平稳增长 C．稳中有降 D．显著减少
【答案】A
【解析】根据图像看出，自1750年以来，人类能源消耗的情况逐年上升， 增长幅度也是显著的。
8. 为防止化石燃料枯竭后出现能源危机，同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论，你认
为错误的是（ ）
A．积极研究和寻找新能源
B．减少工农业能源用量
C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电效率
D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
【答案】B
【解析】能源危机的产生原因是化石能源储量有限，并且不可再生。所以应对的方法是在大力开
发新能源的同时更好地利用已知能源。A．积极研究和寻找新能源；该选项正确。
B．减少工农业能源用量，影响生活和生产，是不行的；所以改选项错误。
C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电效率；该选项正确。
D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施；该选项正确。
所以选B。
9．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此，以下措施中可行的是（ ）
A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电
B．关闭现有的火力发电站
C．各地都要建水力和风力发电站
D．停止使用石油资源，用核能和太阳能代替
【答案】A.
【解析】能源危机的产生原因是化石能源储量有限，并且不可再生。所以应对的方法是在大力开
发新能源的同时更好地利用已知能源。比如，提高能源利用率，节约使用能源；开发新能源，如太阳
能、风能、地热能等。
A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电；该措施可行。
B．关闭现有的火力发电站，减少了发电量；该措施不可行。
C．各地都要建水力和风力发电站，不现实；该措施不可行。
D．停止使用石油资源，用核能和太阳能代替；目前人民使用的主要能源还是化石能源，所以该措
施不可行。
故选A。
10. 如图是许多城市路灯，都采用太阳能LED照明灯，主要由太阳能电池板和LED灯头等组成。
①太阳能是 （选填“一次”或“二次”）能源，太阳能电池板可以把______能转化为
_____能。
②LED是一种半导体二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化为 能，如果LED灯
用12V的电压，正常工作电流为2400mA，则LED灯的功率是 W.太阳能电池
LED灯
【答案】①一次，太阳（光），化学能。②光，28.8。
【解析】①从自然界直接获取的能源为一次能源，比如化石能源（煤、石油、天然气）、核能、
太阳能、地热能、水能、风能等。太阳能是一次能源，太阳能电池板可以把太阳（光）能转化为化学
能。
②通过电流能够发光，这个过程就是电能转化光能的过程。
LED的功率P=UI=12V×2.4A=28.8W，注意物理量单位要统一。
11．下表列出了从1973年到1995年世界能源生产的变化情况，利用表中的信息回答下面的问题：
能原 生产的能源单位（1973年） 生产的能源单位（1995年）
煤 1498 2179
天然气 964 1775
水电 107 242
核能 54 646
石油 2730 3228
总能原合计 5353 8070
（1）表中能源属于石化能源的有：_________________。
（2）从1973～1995年，能源总产量是如何变化的？
（3）1995年核能生产占能源总产量的百分之几？
（4）1995年哪一种能源最重要？
（5）1995年可再生能源相对世界能源总产量的重要性怎样？
【答案】见解析。
【解析】（1）表中能源属于石化能源的有：煤、天然气、石油。
（2）1973～1995年，能源的总产量由5353能源单位增加到了8070能源单位。
（3）1995年，核能占总量的646/8070=8.01%。
（4）1995年最重要的能源是石油。
（5）在生产的能源中，可再生能源有：水能、核能等； 1995年可再生能源相对世界能源总产量的比值升高，说明可再生能源随着科技的进步新使用越来越广泛。
12. 能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一，请回答以下问题：
（1）能源家族中：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、⑧地热能
等，其中属于化石能源的有 （填序号）；
（2）城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集如下两组有关数据：
热值q 当地价格 每户月平均用
更换灶具费用/元
/J•m-3 /元•m-3 气量/m3
煤气 约4×107 9 6 0
天然气 约8×107 15 3 70
①根据以上数据，在一标准大气压下将2.5L、20℃水烧开，水吸收的热量为 ，如使用煤气，
则需要 m3，价格为 元；如使用天然气，则需要 m3，价格为 元。（水的比热容
为4.2×103J/（kg•℃）
②现请你决策： （选填“A”或“B”）
A. 继续使用煤气 B. 更换使用天然气
简单说明你作出这样决策的理由是： 。
【答案】（1）②③④；（2）①8.4×105J；2.1×10-2；0.189；1.05×10-2；0.1575；②B，理由为从长
远看，更经济。
【解析】（1）能源家族中：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、
⑧地热能等，其中属于化石能源的有；煤炭、石油、天然气。
（2）①水的质量 m=ρV=1.0×103 kg/m3×2.5 ×10-3m3=2.5 kg。
水吸收的热量为Q =cm(t−t)= 4.2×103J/ (kg. °C) ×2.5kg×（100℃-20℃）= 8.4×105J
吸 0
使用煤气，则需要V=Q/q=8.4×105J/ [4×107 J•m-3 ]= 2.1×10-2m3，
价格：9元/m-3×2.1×10-2m3=0.189元；
如使用天然气，则需要V=Q/q=8.4×105J/ [8×107 J•m-3 ]= 1.05×10-2m3
价格为：15元/m-3×1.05×10-2m3=0.1575元；
②所以应该更换使用天然气。理由是：为从长远看，更经济。
13．2021年5月22日10时40分，中国第一辆火星车“祝融号”安全驶离着陆平台，成功“打
卡”火星表面，正式开启火星探测之旅。早在5月15日，天问一号任务着陆巡视器就已成功软着陆于
火星乌托邦平原南部预选着陆区，“祝融号”火星车建立了对地通信。当天一着陆，“祝融号”火星
车就直接向家人报告“我已着陆，感觉良好”，并用随身携带的相机拍了一些照片，为了应对火星表面的低气压以及昼夜温差。研制团队为火星车配置了两套集热器，并采用了纳米气凝胶保温。火星沙
尘沉积将影响太阳电池阵发电，为此，研制团队专门针对光照、沙尘等情况，设计了蝶形四展太阳翼，
配置了特殊的电池等。
（1）“祝融号”安全驶离着陆平台过程中，“祝融号”相对着陆平台是 的（选填“运动”
或“静止”）；
（2）“祝融号”直接向家人报告“我已着陆感觉良好”，是利用 把信息传回地面；
（3）集热器采用纳米气凝胶保温，其中纳米是物理学中 单位；
（4）“祝融号”采用太阳电池阵发电，太阳能属于 （选填“一次能源”或“二次能
源”）。
【答案】（1） 运动；（2）电磁波；（3）长度；（4）一次能源.
【详解】（1）“祝融号”安全驶离着陆平台过程中，“祝融号”相对着陆平台的位置发生改变，
它是运动的。
（2）电磁波可以传递信息，可以在真空中传播，“祝融号”直接向家人报告“我已着陆感觉良
好”，是利用电磁波把信息传回地面。
（3）纳米是物理学中长度的单位，符号是nm。
（4）太阳能可以从自然界直接获取，是一次能源。
14．一款氢能源汽车重为1.2×104N，静止在水平路面上，轮胎与地面总接触面积为0.12m2，该车
在0.5h内匀速行驶了30km，所受阻力是车重的0.02倍，求：
（1）氢能源是 （选填“一次”或“二次”）能源；
（2）静止时汽车对路面的压强 ；
（3）汽车匀速行驶时的速度 ；
（4）汽车这段时间内牵引力做的功 。
【答案】（1） 二；（2）1×105Pa；（3）60km/h；（4）7.2×106J
【详解】（1）氢能源是利用一定方法通过其他能源制取的，属于二次能源。
（2）静止时汽车对路面的压强
F G 1.2×104N
p= = = =1×105Pa
S S 0.12m2
（3）汽车匀速行驶时的速度s 30km
v= = =60km/h
t 0.5h
（4）汽车匀速直线行驶，受到的牵引力与阻力是一对大小相等的平衡力，根据题意可得牵引力
F =f=0.02G=0.02×1.2×104N=240N
牵
则牵引力做的功
W=F s=240N×30×1000m=7.2×106J
牵
15．为响应节能减排、低碳生活，电动汽车已进入千家万户。如图甲为某国产品牌的电动汽车正
在充电桩充电。充电桩充电时的电压为220V，电流为40A，充电耗时为10h，汽车电池所容纳的电能
从零变为80kW·h。充电时发现线路及设备发热较为明显，可等效为如图乙的发热电阻R 串联于电路
线
中，且认为能量损失均为发热电阻所致。求：
（1）电能属于 （选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）充电过程中，电流所做的功和充电效率η；
（3）发热电阻R 的阻值及充电过程中汽车电池两极之间电压。
线
【答案】（1）二次能源；（2）88kW⋅h， 90.9%；（3）0.5Ω，200V。
【详解】（1）二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源，例如：电力、蒸汽、煤气、
汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、知沼气 、氢气和焦炭等等。电能是通过其他能源转化而来的，
不是一次能源，是二次能源。
（2）充电过程中电流做的功为
W ＝UIt=220V×40A×10×3600s=3.168×108J=88kW⋅h
总
由题意可知，汽车电池所容纳的电能从零变为80kW·h，故充电效率
η=
W
电 ×100%=
80kW⋅h
×100%≈90.9%
W 88kW⋅h
总
（3）因为能量损失均为发热电阻所致，则损失的电能为
Q=W =W -W =88kW⋅h-80kW⋅h=8kW⋅h=2.88×107J
损失 总 电
由W=I2Rt可得，发热电阻的阻值为W 2.88×107J
R = 损失 = =0.5Ω
线 I2t (40A) 2×10×3.6×103s
由W＝UIt可知，汽车电池两极之间的电压为
W 80×3.6×106J
U'= 电 = =200V
It 40A×10×3.6×103s
16．（2023·山东菏泽·统考中考真题）关于能源与信息，下列说法正确的是（ ）
A．电力、焦炭属于一次能源
B．核能不属于清洁型绿色能源
C．超声波只能传递能量，不能传递信息
D．北斗导航系统是利用电磁波传递信息的
【答案】D
【详解】A．电力、焦炭都是其它能源转化来的，属于二次能源，故A错误；
B．清洁能源是指温室气体和污染物零排放或排放很少的能源，核能属于清洁型绿色能源，故B错
误；
C．超声波既能传递能量，也能传递信息，故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，北斗导航系统是利用电磁波传递信息的，故D正确。
故选D。
17．（多选题）（2023·辽宁阜新·统考中考真题）电能是人们生产生活中的重要资源，下列关于电
能和电功的说法正确的是（ ）
A．电能是一次能源
B．电能和电功的单位都可以是焦耳
C．发电机工作时将电能转化为其它形式的能
D．用电器消耗了多少电能就相当于电流做了多少功
【答案】BD
【详解】A．我们日常生活中使用的电能是通过加工由其它形式的能转化来的，所以电能不是一次
能源，故A错误；
B．电能是使用电以各种形式做功的能力，单位是焦耳；电功是电流所作的功，单位也是焦耳；故
B正确；
C．发电机工作是闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动产生电流的，是机械能转化为电能的，故C错误；
D．电能是用电器做电功能力的大小，电功是电能转化为其它形式的能的多少，所以用电器消耗了
多少电能就相当于电流做了多少电功；故D正确。
故选BD。
18．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）如图是既能显示时间、天气又能提供Wifi信号的分类垃圾
箱。其电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、 三种色光混合而成的，电子屏幕消耗的电能是
（填“一次”或“二次”）能源。静止在水平地面上的垃圾箱受到的重力与 （填“箱对地面的
压力”或“地面对箱的支持力”）是平衡力。
【答案】蓝，二次，地面对箱的支持力。
【详解】光的三原色为红、绿、蓝。因此电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而
成的。
电能是由其他形式的能转化来的，因此电能是二次能源。
作用在同一物体上、大小相等、方向相反、在同一直线上的两个力是一对平衡力。因此静止在水
平地面上的垃圾箱受到的重力与地面对箱的支持力是平衡力。
19. （2023·黑龙江绥化·统考中考真题）北方冬天供暖使用的煤属于 （选填“一次能源”或
“二次能源”）；我国建立的“北斗”卫星导航系统是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）
向地面传递信息，提供全天候即时定位服务。
【答案】一次能源，电磁波。
【详解】煤是没有经过加工的、从自然界直接获取的能源，属于一次能源。
电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，“北斗”卫星导航系统是通过电磁波向地面传递信息。
20．（2023·青岛·统考中考真题）高铁改变着人们的出行和生活方式， 大大提升了人民的幸福感。
（1）复兴号动车组应用了自主开发的新型 EPM 隔音材料，同时列车还装有双层真空玻璃，这些
都是通过 （选填“防止噪声产生”“阻断噪声传播”或“防止噪声入耳”）的方式来减弱噪
声的；
（2）动车组运行时消耗的电能属于 次能源，它通常是由其他形式的能转化而来的。例
如，电能可以由 能转化而来；（3）某列复兴号动车组共设置2500个传感器检测点，在动车行驶过程中，当某个传感器检测到
异常情况，立刻通过无线电波向相距300km的地面监控站发送信息，则在 秒后，地面监控站
收到信息。已知无线电波的传播速度为3×108m/s；
（4）某时段动车组以360km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，硬币可以静止竖立在列车窗台
上。
①该时段动车组的运行速度为 m/s；
②该时段动车组在水平方向上受到的牵引力F 与受到的阻力F 的大小关系为 ；
牵 阻
③请画出硬币静止在列车窗台时的受力示意图；
④若动车组减速行驶时，硬币会向前滚动，这是因为硬币具有 。
【答案】（1）阻断噪声传播；（2）二，机械能；（3）0.001；（4）100，F =F ，见解析，惯
牵 阻
性.
【详解】（1）复兴号动车组应用了自主开发的新型 EPM 隔音材料，同时列车还装有双层真空玻
璃，是在传播过程中减弱声音的传播，这些都是通过阻断噪声传的方式来减弱噪声的。
（2）电能是经过加工得到的能源，属于二次能源。
使用发电机发电时，电能由机械能能转化而来。
s
（3）由v= 得，地面监控站收到信息需经历
t
s 300×103m
t= = =0.001s
v 3×108m/s
1
（4）由1km/h= m/s得，该时段动车组的运行速度为
3.6
汽车做匀速直线运动，则F =F
牵 阻
硬币静止在列车窗台时，受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力的作用，且两力时平衡力，大
小相等，作用点取硬币的重心即可，过硬币的重心分别做等长的竖直向下的、竖直向上的带箭头的直
线分别表示重力G、支持力F，如图所示：若动车组减速行驶时，硬币会向前滚动，这是因为硬币具有惯性，会保持原来的运动状态。
