九年级物理全一册举一反三系列专题22能源与可持续发展【四大题型】(人教版)(原卷版+解析)

这是一份九年级物理全一册举一反三系列专题22能源与可持续发展【四大题型】(人教版)(原卷版+解析)，共20页。

TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 能源】
\l "_Tc25206" 【题型2 核能】
\l "_Tc9103" 【题型3 太阳能】
\l "_Tc9103" 【题型4 能源与可持续发展】 \l "_Tc1161"
【知识点1 能源】
能源，是指能够提供能量的资源。这里的能量通常指热能、电能、光能、机械能、化学能等。可以为人类提供动能，机械能和能量的物质
能源按来源可分为三大类：
来自太阳的能量。包括直接来自太阳的能量（如太阳光热辐射能）和间接来自太阳的能量（如煤炭、石油、天然气、油页岩等可燃矿物及薪材等生物质能、水能和风能等）。（2）来自地球本身的能量。一种是地球内部蕴藏的地热能，如地下热水、地下蒸汽、干热岩体；另一种是地壳内铀、钍等核燃料所蕴藏的原子核能。
(3)月球和太阳等天体对地球的引力产生的能量，如潮汐能。
近代以来,能源的重要性与日俱增,那些能源丰富及能源技术创新领先的国家和地区,其经济增长速度往往更快。今天,能源更是关乎各国民生与可持续发展乃至国家安全的重大战略问题。
【题型1 能源】
【例1】（2022·山东济宁·中考真题）如图所示，神舟十三号载人飞船与天和核心舱、天舟二号货运飞船、天舟三号货运飞船构成四舱（船）组合体，在轨道上运行。下列说法正确的是（ ）
A．火箭点火加速升空过程中，搭载的飞船机械能增加
B．以地球为参照物，组合体是静止的
C．航天员通过超声波与地面人员进行交流
D．组合体通过太阳能板获得能量，太阳能属于不可再生能源
【变式1-1】（2022·广西百色·中考真题）我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视环境保护和新能源的开发利用。下面列举的项目中，不属于新能源开发的是（ ）
A．太阳能发电B．风力发电
C．核能发电D．燃煤发电
【变式1-2】（2022·云南·中考真题）白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县境内，是中国第二大水电站，如图所示，它的建设对促进西部开发、实现“西电东送”、促进经济发展等具有重要的意义。下列说法错误的是（ ）
A．水能属于可再生能源
B．水电站将水的机械能转化为电能
C．水坝建造成上窄下宽依据了流体压强与流速的关系
D．水库可以降低周围昼夜温差，是因为水的比热容较大
【变式1-3】（2022·湖南邵阳·中考真题）我市积极利用区域优势，大力发展风力发电，在城步南山、新邵龙山、邵东黄帝岭、洞口苏宝顶等地方建立了风力发电站。下列能源中与风能同属于可再生能源的是（ ）
A．煤炭B．石油C．太阳能D．天然气
【答案】C
【详解】ABD．煤炭、石油和天然气都是经过地质年代形成的，在短期内不能得到补充，是所以是不可再生能源，故ABD不符合题意；
C．太阳能在自然界中能源源不断的获得，是可再生能源，故D符合题意。
故选D。【知识点2 核能】
核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc² ，其中E=能量，m=质量，c=光速。核能可通过三种核反应之一释放：1、核裂变，较重的原子核分裂释放结核能。2、核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结核能。3、核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。
核能（nuclear energy）是人类历史上的一项伟大发现，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的发现和应用奠定了基础。可一直追溯到19世纪末英国物理学家汤姆逊发现电子开始，人类逐渐揭开了原子核的神秘面纱。
1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。
1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。
1898年居里夫人与居里先生发现放射性元素钋。
1902年居里夫人经过三年又九个月的艰苦努力又发现了放射性元素镭。
奥布灵斯克核电站
奥布灵斯克核电站
1905年爱因斯坦提出质能转换公式。1914年英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。1935年英国物理学家查得威克发现了中子。1938年德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。
1945年8月6日和9日美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。1954年苏联建成了世界上第一座商用核电站——奥布灵斯克核电站。
从此人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开核能应用研究。
2、【题型2 核能 】
【例2】（2022·贵州贵阳·中考真题）如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变（人造太阳）上取得重大突破。核聚变过程中产生的能量是（ ）
A．核能B．动能C．机械能D．重力势能
【变式2-1】（2022·陕西·中考真题）核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（ ）
A．原子核由质子和中子构成B．原子核带负电
C．当前的核电站是利用核聚变原理工作的D．核能是可再生能源
【变式2-2】（2021·湖北随州·中考真题）2021年4月，日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋的计划，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图，媒体报道:福岛核电站的废水中含有大量具有放射性的核物质。结合上述材料判断以下说法错误的是（ ）
A．核电站是利用裂变的链式反应发电的
B．核能可以直接从自然界获得，属于一次能源
C．核能属于不可再生能源
D．核能是高风险能源，世界各国应彻底抛弃对核能的利用
【变式2-3】（2022·贵州遵义·中考真题）社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相关说法正确的是（ ）
A．图甲：石油是可再生能源B．图乙：核电站利用核聚变发电
C．图丙：手机利用超声波传递信息D．图丁：二极管具有单向导电性
3、【题型3 太阳能】
【例3】（2022·湖南娄底·中考真题）2022年5月10日1时56分，由“长征七号”火箭助推发射的“天舟四号”货运飞船顺升空，8时54分成功对接空间站“天和”核心舱后向端口。下列说法正确的是（ ）
A．“天舟四号”离开地面后就不受重力作用
B．“天舟四号”的太阳能电池将太阳能转化为机械能
C．对接后，以“天和”核心舱为参照物，“天舟四号”向前运动
D．对接后，“天和”核心舱从近地点向远地点运动时机械能守恒
【变式3-1】（2022·福建·中考真题）2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射取得圆满成功。以下说法正确的是（ ）
A．火箭向下喷气获得向上的推力，说明力的作用是相互的
B．加速上升时，燃料的化学能全部转化为飞船的重力势能
C．飞船变换角度入轨时，它的运动状态保持不变
D．展开太阳能帆板的目的是为了保持飞船的平衡
【变式3-2】（2022·江苏无锡·中考真题）如图所示，中国“祝融号火星车质量为240kg。太阳能板将太阳能转化为电能，为火星车上的科学设备供电，车顶部安装有集热器，其窗口覆盖了一层透光率很高的膜，阳光可以透进来，保证红外线能量只进不出、在膜下面，是一种叫正十一烷的材料，白天它被阳光照射吸热熔化，到了夜晚温度降低，它逐渐凝固，把储存的能量再释放出来，“祝融号”火星车是六轮驱动，且每个车轮都能转向，爬坡时走“之”字形路线。（火星表面g取4N/kg）
（1）阳光中的红外线具有显著的___________效应；火星车爬坡时走“之”字形路线可以省__________（选填“力”或“功”）
（2）火星车在火星表面所受的重力大小为多少_________？
（3）在下列方框中填上装置或能量名称，完成火星车利用太阳能的路径图_________，_________
【变式3-3】（2022·湖南株洲·中考真题）如图是根据初中物理能源的有关内容绘制的知识结构图，线条表示知识间的逻辑联系，据此完成以下小题。
（1）化石能源和太阳能中属于可再生能源的是______；
（2）目前核电站发电，释放核能的方式是______；
（3）图中①为连接化石能源与太阳能之间的线条，②为连接核聚变与太阳能之间的线条，请任意选择其中一根线条说明它所表示的物理意义______。
4、【题型4 能源与可持续发展】
【例4】（2022·贵州遵义·中考真题）阅读短文，回答文后问题。
LNG双燃料动力船
“达飞雅克萨德号”是我国制造的全球最大的LNG（液化天然气）双燃料动力船。该船长400m，宽61m，高度相当于22层大楼高，标准排水量22万吨，甲板面积约为3.5个足球场大小。
所谓“双燃料动力”，即可以通过传统的燃油驱动，也可以通过携带的天然气驱动，液化天然气作为清洁能源有来源广、热值高、易储存、便运输等特点。与传统燃油船相比，LNG船可以减少20%碳、80%氮氧化合物和99%的硫排放，大大减少船航行时对环境的污染。
LNG船的核心部位是殷瓦舱，该舱体积为16800m3，由厚度为0.7mm的殷瓦钢焊接而成，是世界上制造难度最大的设备之一。若将该舱加满液化天然气，船可连续航行2万多海里，相当于绕地球赤道一圈。该船的批量生产，打破了日、韩两国对LNG船的技术垄断，反应出我国强大的工业制造能力。
（材料来源于网络）
（1）液化天然气作为LNG船燃料的优点有______（任填两项）；
（2）LNG船靠螺旋桨驱动航行时，海水对船的作用力______船对海水的作用力；
A．大于 B．等于 C．小于
（3）若每户家庭平均用电量为3100度，则将充满殷瓦舱的天然气完全燃烧所释放的热量相当于______户家庭一年的用电量。（液化天然气的热值约为2.1×1010J/m3）
【变式4-1】（2022·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）阅读短文，回答问题。
2022年6月5日，我国在酒泉卫星发射中心成功将搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F运载火箭发射升空。神舟十四号载人飞船入轨后，采用自主快速交会对接模式，对接于天和核心舱径向端口，与天和核心舱及天舟三号、天舟四号货运飞船形成组合体，神舟十四号飞行任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造，建成国家太空实验室。这是中国人的第九次太空之旅，也是首次全部由我国第二批航天员组成的飞天英雄集体远征。
（1）长征二号F运载火箭是用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的___________（选填“热值”或“比热容”）；
（2）神舟十四号载人飞船受到火箭的推力加速升空，说明力可以改变物体的___________；
（3）长征二号F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船加速升空过程中，飞船中宇航员的重力势能___________。（选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（4）升空后，神舟十四号载人飞船与长征二号F运载火箭成功分离前，飞船相对于火箭是___________（选填“静止”或“运动”）的；
（5）天和核心舱宽大的太阳能电池板能提供电能，太阳能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【变式4-2】（2022·新疆·中考真题）中国“人造太阳”——大型核实验装置（ EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。
（1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式___________（填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电___________（填“引”或“斥”）力。 在利用核能过程中，能量的转移和转化具有___________（填“ 方向”或“可逆”）性。
（2）EAST装置中，超导线圈中的强大___________（ 填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核___________（填“做功”或“不做功”），该过程___________（填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。
【变式4-3】（2021·湖南衡阳·中考真题）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”）。
专题22 能源与可持续发展【四大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 能源】
\l "_Tc25206" 【题型2 核能】
\l "_Tc9103" 【题型3 太阳能】
\l "_Tc9103" 【题型4 能源与可持续发展】 \l "_Tc1161"
【知识点1 能源】
能源，是指能够提供能量的资源。这里的能量通常指热能、电能、光能、机械能、化学能等。可以为人类提供动能，机械能和能量的物质
能源按来源可分为三大类：
来自太阳的能量。包括直接来自太阳的能量（如太阳光热辐射能）和间接来自太阳的能量（如煤炭、石油、天然气、油页岩等可燃矿物及薪材等生物质能、水能和风能等）。（2）来自地球本身的能量。一种是地球内部蕴藏的地热能，如地下热水、地下蒸汽、干热岩体；另一种是地壳内铀、钍等核燃料所蕴藏的原子核能。
(3)月球和太阳等天体对地球的引力产生的能量，如潮汐能。
近代以来,能源的重要性与日俱增,那些能源丰富及能源技术创新领先的国家和地区,其经济增长速度往往更快。今天,能源更是关乎各国民生与可持续发展乃至国家安全的重大战略问题。
【题型1 能源】
【例1】（2022·山东济宁·中考真题）如图所示，神舟十三号载人飞船与天和核心舱、天舟二号货运飞船、天舟三号货运飞船构成四舱（船）组合体，在轨道上运行。下列说法正确的是（ ）
A．火箭点火加速升空过程中，搭载的飞船机械能增加
B．以地球为参照物，组合体是静止的
C．航天员通过超声波与地面人员进行交流
D．组合体通过太阳能板获得能量，太阳能属于不可再生能源
【答案】A
【详解】A．火箭加速升空过程中，飞船的质量不变，速度增大，其动能增大；同时高度升高，重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，搭载飞船的机械能增大，故A正确；
B．若以地球为参照物，组合体相对于地球的位置不断发生改变，所以组合体相对于地球是运动的，故B错误；
C．太空中是真空，超声波不能在真空中传播，航天员是通过电磁波与地面人员进行交流的，故C错误；
D．太阳能可以源源不断的获得，属于可再生能源，故D错误。
故选A。
【变式1-1】（2022·广西百色·中考真题）我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视环境保护和新能源的开发利用。下面列举的项目中，不属于新能源开发的是（ ）
A．太阳能发电B．风力发电
C．核能发电D．燃煤发电
【答案】D
【详解】新能源是指传统能源之外的各种能源形式，是指刚开始开发、利用或正在积极研究并有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等，燃煤不属于新能源。
故选D。
【变式1-2】（2022·云南·中考真题）白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县境内，是中国第二大水电站，如图所示，它的建设对促进西部开发、实现“西电东送”、促进经济发展等具有重要的意义。下列说法错误的是（ ）
A．水能属于可再生能源
B．水电站将水的机械能转化为电能
C．水坝建造成上窄下宽依据了流体压强与流速的关系
D．水库可以降低周围昼夜温差，是因为水的比热容较大
【答案】C
【详解】A．水能是一种清洁、无污染的可再生能源，故A正确，不符合题意；
B．水电站工作时，主要是利用流动的水带动叶轮转动，叶轮又带动发电机里的转子转动，使发电机发电，在整个工作过程中，将水的势能和动能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．液体压强随深度的增加而增大，当水位上升时，坝底受到的压强越大，水坝建成上窄下宽是为了防止大坝被水压垮，故C错误，符合题意；
D．因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜温差小，故D正确，不符合题意。
故选C。
【变式1-3】（2022·湖南邵阳·中考真题）我市积极利用区域优势，大力发展风力发电，在城步南山、新邵龙山、邵东黄帝岭、洞口苏宝顶等地方建立了风力发电站。下列能源中与风能同属于可再生能源的是（ ）
A．煤炭B．石油C．太阳能D．天然气
【答案】C
【详解】ABD．煤炭、石油和天然气都是经过地质年代形成的，在短期内不能得到补充，是所以是不可再生能源，故ABD不符合题意；
C．太阳能在自然界中能源源不断的获得，是可再生能源，故D符合题意。
故选D。
【知识点2 核能】
核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc² ，其中E=能量，m=质量，c=光速。核能可通过三种核反应之一释放：1、核裂变，较重的原子核分裂释放结核能。2、核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结核能。3、核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。
核能（nuclear energy）是人类历史上的一项伟大发现，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的发现和应用奠定了基础。可一直追溯到19世纪末英国物理学家汤姆逊发现电子开始，人类逐渐揭开了原子核的神秘面纱。
1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。
1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。
1898年居里夫人与居里先生发现放射性元素钋。
1902年居里夫人经过三年又九个月的艰苦努力又发现了放射性元素镭。
奥布灵斯克核电站
奥布灵斯克核电站
1905年爱因斯坦提出质能转换公式。1914年英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。1935年英国物理学家查得威克发现了中子。1938年德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。
1945年8月6日和9日美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。1954年苏联建成了世界上第一座商用核电站——奥布灵斯克核电站。
从此人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开核能应用研究。
2、【题型2 核能 】
【例2】（2022·贵州贵阳·中考真题）如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变（人造太阳）上取得重大突破。核聚变过程中产生的能量是（ ）
A．核能B．动能C．机械能D．重力势能
【答案】A
【详解】人类获得核能的途径是核裂变和核聚变，所以核聚变过程中产生的能量是核能。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【变式2-1】（2022·陕西·中考真题）核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（ ）
A．原子核由质子和中子构成B．原子核带负电
C．当前的核电站是利用核聚变原理工作的D．核能是可再生能源
【答案】A
【详解】A．原子是由原子核和核外电子组成，而原子核是由质子和中子构成，故A正确；
B．原子核内的质子是带正电的，中子不带电，所以原子核是带正电的，故B错误；
C．当前的核电站是利用可控的核裂变工作的，故C错误；
D．核燃料是用一点少一点，在短时间内无法得到补充，所以核能是不可再生能源，故D错误。
故选A。
【变式2-2】（2021·湖北随州·中考真题）2021年4月，日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋的计划，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图，媒体报道:福岛核电站的废水中含有大量具有放射性的核物质。结合上述材料判断以下说法错误的是（ ）
A．核电站是利用裂变的链式反应发电的
B．核能可以直接从自然界获得，属于一次能源
C．核能属于不可再生能源
D．核能是高风险能源，世界各国应彻底抛弃对核能的利用
【答案】D
【详解】A．核电站利用的重核裂变的链式反应释放出大量的能量进行发电的，故A正确，A不符合题意；
B．一次能源是指直接从自然界中获取，不经过加工的能源，核能属于一次能源，故B正确，B不符合题意；
C．核能消耗过之后不会自然而然的产生，属于不可再生能源，故C正确，C不符合题意；
D．核电站在正常情况下，对人没有危害，通常不会发生泄漏，核能发电在很多国家已经开始大范围应用，故D错误，D符合题意。
故选D。
【变式2-3】（2022·贵州遵义·中考真题）社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相关说法正确的是（ ）
A．图甲：石油是可再生能源B．图乙：核电站利用核聚变发电
C．图丙：手机利用超声波传递信息D．图丁：二极管具有单向导电性
【答案】D
【详解】A．短时间内不能从自然界得到补充的能源称为不可再生能源，煤、石油、天然气都是不可再生能源，故A错误；
B．核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故B错误；
C．手机是利用电磁波来传递信息的，超声波不能在真空中传播，故C错误；
D．二极管具有单向导电性，只有正向连入电路时，二极管才能发光，故D正确。
故选D。
3、【题型3 太阳能】
【例3】（2022·湖南娄底·中考真题）2022年5月10日1时56分，由“长征七号”火箭助推发射的“天舟四号”货运飞船顺升空，8时54分成功对接空间站“天和”核心舱后向端口。下列说法正确的是（ ）
A．“天舟四号”离开地面后就不受重力作用
B．“天舟四号”的太阳能电池将太阳能转化为机械能
C．对接后，以“天和”核心舱为参照物，“天舟四号”向前运动
D．对接后，“天和”核心舱从近地点向远地点运动时机械能守恒
【答案】D
【详解】A．地球上的一切物体都受到地球的吸引，“天舟四号”离开地面后就仍然受重力作用，故A错误；
B．“天舟四号”的太阳能电池将太阳能转化为电能，故B错误；
C．对接后，相对于“天和”核心舱，“天舟四号”的位置保持不变，即以“天和”核心舱为参照物，“天舟四号”是静止的，故C错误；
D．由于太空中是真空，“天和”核心舱围绕地球运动的过程中没有能量损失，从近地点向远地点运动的过程中动能转化为重力势能，总的机械能保持不变，故D正确。
故选D。
【变式3-1】（2022·福建·中考真题）2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射取得圆满成功。以下说法正确的是（ ）
A．火箭向下喷气获得向上的推力，说明力的作用是相互的
B．加速上升时，燃料的化学能全部转化为飞船的重力势能
C．飞船变换角度入轨时，它的运动状态保持不变
D．展开太阳能帆板的目的是为了保持飞船的平衡
【答案】A
【详解】A．火箭喷气升空，是气体往下产生了力。受到了反作用力使得火箭升空，说明了力的作用是相互的，故A正确；
B．燃料在燃烧时会放出大量的热，逸散到了空气中，所以火箭加速上升时，化学能转化为飞船的重力势能、动能和内能，故B错误；
C．飞船变换角度入轨时，受到了力的作用，力是改变物体运动状态的原因，在不受力作用下，将一直匀速直线运动下去，故C错误；
D．展开太阳能帆板的目的是为了让太阳能转化为电能，让飞船能够正常工作，故D错误。
故选A。
【变式3-2】（2022·江苏无锡·中考真题）如图所示，中国“祝融号火星车质量为240kg。太阳能板将太阳能转化为电能，为火星车上的科学设备供电，车顶部安装有集热器，其窗口覆盖了一层透光率很高的膜，阳光可以透进来，保证红外线能量只进不出、在膜下面，是一种叫正十一烷的材料，白天它被阳光照射吸热熔化，到了夜晚温度降低，它逐渐凝固，把储存的能量再释放出来，“祝融号”火星车是六轮驱动，且每个车轮都能转向，爬坡时走“之”字形路线。（火星表面g取4N/kg）
（1）阳光中的红外线具有显著的___________效应；火星车爬坡时走“之”字形路线可以省__________（选填“力”或“功”）
（2）火星车在火星表面所受的重力大小为多少_________？
（3）在下列方框中填上装置或能量名称，完成火星车利用太阳能的路径图_________，_________
【答案】 热 力 960N 太阳能板 内能
【详解】（1）[1]红外辐射被物体吸收后转化为内能，使物体的温度升高，是由于红外线具有热效应。
[2]任何机械都不省功，火星车爬坡时走“之”字形路线，相当于利用了斜面，斜面可以省力。
（2）[3]由重力公式可得
G=mg=240kg×4N/kg=960N
（3）[4]太阳光照射在太阳能板上，利用光电效应，将太阳能转化为电能。
[5]集热器保证了热量不会散失，从而使温度升高，内能增大。
【变式3-3】（2022·湖南株洲·中考真题）如图是根据初中物理能源的有关内容绘制的知识结构图，线条表示知识间的逻辑联系，据此完成以下小题。
（1）化石能源和太阳能中属于可再生能源的是______；
（2）目前核电站发电，释放核能的方式是______；
（3）图中①为连接化石能源与太阳能之间的线条，②为连接核聚变与太阳能之间的线条，请任意选择其中一根线条说明它所表示的物理意义______。
【答案】 太阳能 核裂变 见解析
【详解】（1）[1]化石能源不可在短时间内形成，属于不可再生能源，太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源。
（2）[2]目前核电站都是利用核裂变释放的核能发电的。
（3）[3]①化石能源间接的来源于太阳能；②太阳能来自太阳内部核聚变产生的能量。
4、【题型4 能源与可持续发展】
【例4】（2022·贵州遵义·中考真题）阅读短文，回答文后问题。
LNG双燃料动力船
“达飞雅克萨德号”是我国制造的全球最大的LNG（液化天然气）双燃料动力船。该船长400m，宽61m，高度相当于22层大楼高，标准排水量22万吨，甲板面积约为3.5个足球场大小。
所谓“双燃料动力”，即可以通过传统的燃油驱动，也可以通过携带的天然气驱动，液化天然气作为清洁能源有来源广、热值高、易储存、便运输等特点。与传统燃油船相比，LNG船可以减少20%碳、80%氮氧化合物和99%的硫排放，大大减少船航行时对环境的污染。
LNG船的核心部位是殷瓦舱，该舱体积为16800m3，由厚度为0.7mm的殷瓦钢焊接而成，是世界上制造难度最大的设备之一。若将该舱加满液化天然气，船可连续航行2万多海里，相当于绕地球赤道一圈。该船的批量生产，打破了日、韩两国对LNG船的技术垄断，反应出我国强大的工业制造能力。
（材料来源于网络）
（1）液化天然气作为LNG船燃料的优点有______（任填两项）；
（2）LNG船靠螺旋桨驱动航行时，海水对船的作用力______船对海水的作用力；
A．大于 B．等于 C．小于
（3）若每户家庭平均用电量为3100度，则将充满殷瓦舱的天然气完全燃烧所释放的热量相当于______户家庭一年的用电量。（液化天然气的热值约为2.1×1010J/m3）
【答案】 来源广、热值高 B 31613
【详解】（1）[1]由材料内容可知，液化天然气作为清洁能源有来源广、热值高、易储存、便运输等特点。
（2）[2]LNG船靠螺旋桨驱动航行时，海水对船的作用力和船对海水的作用力是一对相互作用力，相互作用的一对力大小相等，所以海水对船的作用力等于船对海水的作用力，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（3）[3]天然气的体积16800m3，将充满殷瓦舱的天然气完全燃烧所释放的热量
Q放=Vq=16800m3×2.1×1010J/m3=3.528×1014J
每户家庭平均用电量
W=3100度=3100×3.6×106J=1.116×1010J
家庭户数
【变式4-1】（2022·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）阅读短文，回答问题。
2022年6月5日，我国在酒泉卫星发射中心成功将搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F运载火箭发射升空。神舟十四号载人飞船入轨后，采用自主快速交会对接模式，对接于天和核心舱径向端口，与天和核心舱及天舟三号、天舟四号货运飞船形成组合体，神舟十四号飞行任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造，建成国家太空实验室。这是中国人的第九次太空之旅，也是首次全部由我国第二批航天员组成的飞天英雄集体远征。
（1）长征二号F运载火箭是用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的___________（选填“热值”或“比热容”）；
（2）神舟十四号载人飞船受到火箭的推力加速升空，说明力可以改变物体的___________；
（3）长征二号F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船加速升空过程中，飞船中宇航员的重力势能___________。（选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（4）升空后，神舟十四号载人飞船与长征二号F运载火箭成功分离前，飞船相对于火箭是___________（选填“静止”或“运动”）的；
（5）天和核心舱宽大的太阳能电池板能提供电能，太阳能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】 热值 运动状态 变大 静止 可再生
【详解】（1）[1]火箭是用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料时，液态氢可以放出更多的热量。而比热容描述的是物质的吸热能力强弱，与题意不符。
（2）[2]力的作用效果：改变物体的形状，改变物体的运动状态。飞船受到推力加速升空的过程，说明力可以改变物体的运动状态。
（3）[3]重力势能大小与质量和高度有关，载人飞船加速升空过程中，质量不变，高度增加，故飞船中宇航员的重力势能变大。
（4）[4]分离前，以运载火箭为参照物，飞船相对于火箭的位置没有发生改变，因此是静止的。
（5）[5]太阳能可以在自然界中源源不断地得到补充，所以太阳能属于可再生能源。
【变式4-2】（2022·新疆·中考真题）中国“人造太阳”——大型核实验装置（ EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。
（1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式___________（填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电___________（填“引”或“斥”）力。 在利用核能过程中，能量的转移和转化具有___________（填“ 方向”或“可逆”）性。
（2）EAST装置中，超导线圈中的强大___________（ 填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核___________（填“做功”或“不做功”），该过程___________（填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。
【答案】 不同 斥力 方向 电流 不做功 能
【详解】（1）[1]核电站是利用核能发电，利用了核裂变原理。它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应，是可加控制的。与氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核的核聚变方式不同。
[2]由于同种电荷相互排斥，故带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电斥力。
[3]能量转化具有方向性，在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，所以我们要节约能源。
（2）[4]奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场，EAST装置中，超导线圈中的强大电流产生强磁场，强磁场产生强磁力约束氘、氚原子核在真空室的环形轨道内运动。
[5]由材料知，氘、氚原子核运动方向始终与磁力方向垂直，没有在磁力方向上移动距离，故磁力对氘、氚原子核不做功。
[6]氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向时刻在变化，故该过程能说明磁力可以改变物体的运动状态。
【变式4-3】（2021·湖南衡阳·中考真题）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】 运动 电磁波 长度 一次能源
【详解】（1）[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）[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）[3]纳米是物理学中长度的单位，符号是nm。
（4）[4]太阳能可以从自然界直接获取，是一次能源。