初中物理人教版九年级全册第1节 能源精品课时训练

课时22.1 能源（帮课堂）（解析版）

【学习目标】

1．知道人类不同时期使用的主要能源及人类使用主要能源的发展历程；

2．结合实例，理解能源与人类生存和社会发展的关系；

3．常识性了解什么是一次能源、二次能源及其特点。

【知识导图】

【基础知识】

知识点一、能源与能量

1.能量

物体的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。

2.能量的不同形式

3.能源

一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。

4.常见能源

（1）化石能源：我们今天使用的煤、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：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。

（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。

（4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。

（5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。

（6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。

5.能源与能量的区别和联系

知识点二、人类利用能源的历程

1.能源利用的历程

2.人类广泛使用电能的原因

电能是由其他形式的能转化而来的。由于电能便于输送和转化，因而在现代社会中得到了广泛应用。人们使用不同的用电器，将电能转化为不同形式的能量功人们使用。如图所示。

3.能源的分类

能源从不同角度可以划分为不同的类别。按能源的获取方式，可将能源分为一次能源和二次能源。

（1）一次能源：可以直接从自然界获得的能源是一次能源，如化石能源（包括煤、石油、天然气）、水能、风能、太阳能、地热能、生物质能以及核能等。其中煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱，构成了全球能源家族结构的基本框架。

（2）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叫二次能源，如电脑、酒精、汽油、煤油、焦炭等。

【典例1】下列四种能源中属于二次能源的是（　　）。

A．电能   B．风能   C．水能   D．太阳能

【答案】A。

【解析】A、电能是由一次能源经过加工而获得的能源，是二次能源，故A正确；

B、风能是从自然界直接获取不需要加工的能源，是一次能源，故B错误；

C、水能是从自然界直接获取不需要加工的能源，是一次能源，故C错误；

D、太阳能是从自然界直接获取的能源，是一次能源，故D错误。

故选A。

知识点三、21世纪的能源趋势

1.近几年世界能源消耗情况

（1）人类生活、生产、学习、研究等都离不开能源的消耗。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，能源消耗的速度明显加快。如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J/kg标准煤来计算，自1750年以来世界能源消耗量曲线如图所示，可发现近几十年来，能源消耗速度明显加快。

（2）从如图所示的一次能源消耗扇形图也可以看出，世界及我国目前能源消耗结构并不合理。①煤炭在能源消耗中占据较大比重，由此产生的环境问题已经越来越严重；②化石能源在能源消耗中占据绝对主导地位，但化石能源储量有限，不可能取之不尽用之不竭，因而过渡依赖化石能源将可能在未来引发能源危机。

（3）我国的人均资源拥有量处于世界较低水平。其中煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均拥有量仅为世界的1/15，因而在我国更为迫切需要节约能源，开发利用新能源。

2.能源危机

（1）原因：①化石能源储量并不丰富；②化石能源的开发利用后不能再生。

（2）应对措施：面对目前的能源形式，解决能源问题主要出路有：一是提高能源利用率，做到科学开发，解决使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。

3.开发利用新能源

已探测数据表明，目前作为人类主要的能源的化石能源储量并不丰富，所以，开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。

【典例2】图为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950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1950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。

【方法帮】

题型一：能源

【角度1】能源与能量

能够提供能量的物质资源才是能源，这是判断是不是能源的关键。

【典例3】人和动物从食物中获取的能量属于（　　）。

A．热能 B．贮存能 C．化学能 D．机械能

【答案】C。

【解析】食物中的能量以化学能的方式贮存，在体内通过分解食物释放其化学能，一部分化学能，在体内转化为热能。故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

【角度2】常见能源

消耗何种能量要先明确物体的运动消耗的那种能量。

【典例4】蒸汽机的发明对人类利用能源的意义，说法错误的是（    ）。

A. 蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑；

B. 蒸汽机的发明使人类逐步地以机械动力代替人力和畜力；

C. 蒸汽机的发明使人类主要的能源由柴薪转向煤；

D. 蒸汽机的发明使人类主要的能源由煤转向了电

【答案】D。

【解析】A. 蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，说法正确；

B. 蒸汽机的发明使人类逐步地以机械动力代替人力和畜力，说法正确；

C. 蒸汽机的发明使人类主要的能源由柴薪转向煤，说法正确；

D. 蒸汽机的发明使人类主要的能源由煤转向了电，天然气等。

题型二：能源的常见分类

【角度1】一次能源和二次能源

判断方法

一次能源和二次能源的判断主要是判断是否经过加工转化。注意这里的“加工转化”不是简单的机械加工，是能源形式或物质主要成分发生了变化。例如，汽油、柴油是原油发生化学变化得来的，属于二次能源，而晒干的木柴依然是一次能源。

【典例5】因为电能便于输送和转化，已成为现代社会离不开的一种能源。电能属于（　　）。

A．一次能源 B．二次能源 C．可再生能源 D．不可再生能源

【答案】B。

【机械】电能是通过一次能源的消耗才可以得到的能源，属于二次能源。

故选B。

【角度2】常规能源和新能源

判断方法

能源从不同的角度可以进行不同的分类。在解答能源分类问题时，一要看清题目中要求从哪个角度进行分类；二要明确一次能源与二次能源、清洁能源、常规能源与新能源的区别。

【典例6】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。

题型三：能源趋势与能源危机

【典例7】目前人们正致力于开发太阳能、核能、凤能、海洋能、氢能……其中核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核______（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，电能属于______（选填“一次能源” 或“二次能源”）。

【答案】(1)不可再生；(2)裂变；(3)二次能源。

【解析】(1)核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故属于不可再生能源。

(2)核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的，核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。

(3)电能是由一次性能源转化而来的，故属于二类能源。

【中考帮】

考点一:能源及其分类

【典例8】（2021·山东枣庄市）我们在家收看电视节目，电视机接收到的图像信号和声音信号是利用电磁波以______m/s的速度传递来的。电视机消耗的电能属于______（选填“—次”或“二次”）能源。

【答案】；二次。

【解析】[1]电视机接收到的图像信号和声音信号是利用电磁波以m/s的速度传递来的，电磁波可以做真空中传播。

[2]电视机消耗的电能是消耗一次能源得到的，属于二次能源。

【作业帮】

一、基础练（知识巩固）

1．下列关于能源信息说法中正确的是（　　）。

A．风能、水能、地热能属于不可再生能源；

B．与4G相比，5G电磁波频率更低，相同时间内传输的信息量更多；

C．光缆通信是通过光在光导纤维内壁上多次反射传递信息的；

D．日常生活中可以看到各式各样的天线，它们只是用来发射电磁波的

【答案】C。

【解析】A．风能、水能、地热能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源，故A错误；

B．电磁波在真空中传播速度是c=3×108m/s是不变的，由c=fλ可知，频率高的波长短、频率低的波长长，所以5G电磁波的波长比4G更短，频率更高，传输的信息量更多，故B错误；

C．光线通信是利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方，故C正确；

D．日常生活中可以看到各式各样的天线，它们用来发射电磁波或者接收电磁波，故D错误。

故选C。

2.现有煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能以及电能。下列观点错误的是（    ）。

A.天然气是化石能源    B.地热能属于一次能源

C.电能属于二次能源    D.核能属于二次能源

【答案】D。

【解析】（1）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，是化石能源。

（2）可以直接从自然界获得的能源，称为一次能源。所以化石能源以及风能、水能、太阳能、地热能、核能都属于一次能源。

（3）电能需要由其他形式的能转化而来，最终还要转化为其他形式的能，为人类所利用，造福于人类。电能无法从自然界直接获得，须经过消耗一次能源才能得到，电能是二次能源。

3．2017年我国在南海成功试采“可燃冰”，“可燃冰”是CH4与水在低温高压下形成的一种天然气水合物，是一种储量丰富、高热值、环保的新能源。它属于（　　）。

A．三次能源          B．一次能源 

C．生物质能源      D．二次能源

【答案】B。

【解析】古代低等生物遗骸大量沉积，经过漫长的地质年代形成石油及天然气，海底的天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的固体物质即“可燃冰”。“可燃冰”为甲烷的水合物，遇火即可燃烧且热值高，是一种环保、高效的新能源。

可燃冰在短时期内不能形成，属于不可再生资源，可燃冰属于矿物质能源，属于一次能源，故B正确。

4．人类社会的发展离不开能源的开发和利用，随着社会对能源的需求不断增加，造成了能源的短缺，而开发和利用可再生能源是解决能源危机的有效途径。下列能源属于可再生能源的是（　　）。

A．风能 B．天然气 C．核能 D．石油

【答案】A。

【详解】A．风能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源，故A符合题意；

BCD．天然气、核能、石油使用后在短期内不能再从自然界重新获取，属于不可再生能源，故BCD不符合题意。

故选A。

5．关于能源与信息，下列说法正确的是（　　）。

A．核能既是一次能源，也是可再生能源；

B．中考考场为了杜绝利用无线通讯设施进行舞弊，采用了高科技手段来屏蔽超声波的传递；

C．光缆是利用激光在光导纤维中发生反射来传递的；

D．能量守恒定律告诉我们能凝的总量是不变的，因此我们可以无限的使用

【答案】C。

【解析】A．核能是从自然界直接获得的，是一次能源；核能消耗后，在短时间内不能得到补充，是不可再生能源，故A错误；

B．中考考场为了杜绝利用无线通讯设施进行舞弊，采用了高科技手段来屏蔽电磁波波的传递，故B错误；

C．光缆是利用激光在光导纤维中发生全反射来传递信息的，故C正确；

D．能量守恒定律告诉我们能量的总量是不变的，但是由于能量的转化和转移具有方向性，在利用能量的过程中，可供我产利用的能量会越来越小，因此我们不可以无限的使用，故D错误。

故选C。

6．理发用电吹风在吹热风工作时，是将电能转化为_____能和____能。

【答案】内；机械。

【解析】[1][2]理发用电吹风在吹热风时，是电动机和电热丝同时工作，而电动机工作时，将电能转化为机械能，电热丝加热温度升高，得到热风，是电能转化为内能的，所以电吹风在吹热风工作时，是将电能转化为内能和机械能。

7. 现有柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、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】柴薪、煤、石油、天然气；柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能；电能。

【解析】一次能源：化石能源（煤、石油、天然气）、核能、太阳能、地热能、水能、风能。二次能源：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。

8.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，LED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，太阳能是　     （选填“一次”、“二次”）能源，清洁无污染，如果LED灯用6V的电压，正常工作电流为2400mA，则LED的功率是　     W。

【答案】光；一次；14.4。

【解析】通过电流能够发光，这个过程就是电能转化光能的过程。

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。

LED的功率可以根据公式P=UI直接求出，注意物理量单位的统一性。

9. 电能的利用给人类社会的飞速发展带来了极大的优势。很多地方愿意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】愿意使用电能而不使用一次能源，原因是电能便于输送和转化。

10.“风能、电能、水能、煤炭”中属于二次能源的是      、属于不可再生能源的是      。

【答案】电能；煤炭。

【解析】（1）从自然界直接获得不需要加工的能源是一次能源，对一次能源通过加工转化而获得的能源是二次能源；

（2）能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源，不能从自然界源源不断获得的能源是不可再生能源。

风能、水能、煤炭可以直接从自然界获得而不需要加工转化，它们都属于一次能源；电能是消耗一次能源、经过加工转换而获得的是二次能源；水能、电能、风能都能从自然界源源不断获得，都属于可再生能源；煤炭短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源。

11．如图是小民家的电能表。他让一盏“220V  100W”的电灯单独正常工作30min，这段时间电能表转盘转了120转，则每消耗1kW·h的电能，电能表转盘转______转。电能是______（填“一次”或“二次”）能源。电能表的外壳用塑料和橡胶制作，因为他们是_____体，防止触电事故发生。

【答案】2400；二次；绝缘。

【解析】[1]电灯单独正常工作30min消耗的电能W=Pt=0.1kW×=0.05kW·h

每消耗1kW·h的电能，电能表转盘的转数n=×120r=2400r

[2]电能是由一次能源经过加工转换以后得到的能源，属于二次能源。

[3]电能表的外壳用塑料和橡胶制作，它们不容易导电，属于绝缘体，防止触电事故发生。

二、综合练（能力提升）

12．下列关于信息、能源和材料的说法中正确的是（　　）。

A．华为手机的芯片中含有半导体材料；

B．煤、石油和天然气都是化石能源，电能是一次能源；

C．我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过超声波提供定位服务；

D．我国的“长征五号”B型火箭用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多

【答案】A。

【解析】A．手机芯片就是用半导体材料来制成的，故A正确；

B．电能是二次能源，故B错误；

C．超声波不能在真空中传播，我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过电磁波提供定位服务的，故C错误；

D．我国的“长征五号”B型火箭用液态氢作燃料，是因为它的热值大，故D错误。

故选A。

13．小亮从网上购买了一个神奇的灯——磁悬浮灯，将灯座的电源适配器连接至家庭电路中，悬浮在灯座上方的灯泡没有线连接，竟然发光了，如图所示．该灯具采用先进的无线电传输技术使悬浮物中的半导体芯片发光，无需电池供电，灯座和灯的里面都有磁体．以下关于这个灯的说法中，正确的是（　　）。

A．“磁悬浮灯”利用了电磁感应原理；

B．“磁悬浮灯”之所以能悬浮，利用了电荷间的相互作用关系；

C．电能属于一次能源；

D．半导体芯片的电阻为零

【答案】A。

【解析】A．悬浮在灯座上方的灯泡没有线连接，无线电传输技术，使灯发光，为电磁感应原理，故A正确；

B．“磁悬浮灯”之所以能悬浮，是利用磁极间相互作用，故B错误；

C．我们所使用的电能都是其他形式能转化来的，因此电能属于二次能源，故C错误；

D．超导体电阻为零，半导体芯片的电阻不为零，故D错误。

故选A。

14．2020年11月24日，“长征五号”遥五运火箭成功发射“嫦娥五号”探测器。探测器在着陆时，变推力发动机产生向下的推力实施减速下降，这是由于力的作用是________的。探测器在月球上利用太阳作为能量源，太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；为了节约火箭发射成本、增加有效载荷，探测器应该使用硬度大、密度________的材料制成。

【答案】相互；可再生；小。

【解析】[1]探测器着陆时，变推力发动机产生向下的力由于物体间力的作用是相互的，则向下喷出的燃气对探测器产生向上的力，使探测器减速下降。

[2]太阳能取之不尽，用之不竭，太阳能属于可再生能源。

[3]为了节约火箭发射成本、增加有效载荷，在探测器体积一定的情况下，要减小探测器的质量，根据ρ＝可知，探测器应由密度小的材料制成。

三、培优练（挑战自我）

15．太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。一太阳能热水器储水容器的容量为50L，阳光照射2h，水温从20℃上升至40℃，若用酒精将这些水加热至相同的温度，需要燃烧______kg酒精。[假设酒精完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg]

【答案】可再生；0.28。

【解析】[1] 太阳能取之不尽用之不竭，且无污染，属于可再生能源。

[2] 储水容器的容量为50L，因此水的质量为

水温从20℃上升至40℃吸收的热量为

酒精完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，因此

所以需要燃烧酒精的质量为。

16．阅读以下材料，回答相关问题。

路灯给我们夜晚的生活带来方便。风、光互补路灯兼具了风力发电、太阳能发电两者的优势，它同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，如图所示。太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。蓄电池是一个化学电源，其充电与放电过程是一种可逆的化学反应．太阳能电池板可以将电能转化为化学能储存至蓄电池中，在夜间供路灯照明使用。下表是某型号风、光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积。

（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行了分类，太阳能和风能都属于________能源。（选填“二次”、“可再生”或“不可再生”）

（2）白天太阳能电池板把接收到的太阳能转化成电能，然后转化成________能储存在蓄电池内，到晚上再把它转化成电能为路灯供电。

（3）利用风力发电时，是将________能转化为电能。

（4）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，该太阳能电池板的输出功率为_____ W。

【答案】可再生；化学；风；80。

【解析】(1)太阳能、风能属于可再生能源；

(2)太阳能路灯的电池板白天将太阳能转化为电能，同时对蓄电池充电，进而将电能转化为化学能．晚上蓄电池对灯泡供电，灯泡将电能转化为内能；

(3)风力发电机是根据电磁感应原理发电的,利用风力发电时,是将机械能(风能)转化为电能；

(4)电池板吸收的太阳能的功率P=1000W/m2×0.5m2=500W，

太阳能电池板的输出功率P′=16%×500W=80W。

17．中国标准动车组“复兴号”CR400系列的成功研制对我国掌握核心技术、加快高铁“走出国门”具有战略意义。

(1)“复兴号”动车组进行了多项技术创新和改进。例如运行过程中，______（填“一”或“二”）次能源﹣﹣电能的消耗降低了10%左右。车内噪声有一定程度的降低，正常运行时约为60______（填写单位）；刹车过程优先采用再生制动，也就是将电动机转变为_____机，从而将动车的动能转化为电能；

(2)“复兴号”动车组座位上装有两孔和三孔插座。三孔插座______（填“能”或“不能”）防止用电器漏电。同排座位上正在充电的两部手机之间是______（填“串”或“并”）联的，使用快速充电器给手机充电时，其充电______（“功率”或“电压”）一定比使用普通充电器时大；

(3)厦深高铁线路全长543km。一列从深圳到厦门的“复兴号”动车组载客1500人，当动车组以300km/h的速度行驶时，平均每人一百公里消耗电能3.6度；该动车组全程消耗的电能约为______（填“3”、“30”或“300”）万度。

【答案】二；dB；发电；不能；并；功率；3。

【解析】(1)[1]电能是由其它能源加工转换而获得的能源，属于二次能源。

[2]“复兴号”动车组正常运行时，车内噪声约为60dB。

[3]刹车过程优先采用再生制动，也就是将电动机转变为发电机，从而将动车的动能转化为电能。

(2)[4]“复兴号”动车组座位上装有三孔插座，三孔插座可防止有用电器外壳带电而使得人触电，但不能防止电器漏电。

[5]同排座位上正在充电的两部手机可以独立工作、互不影响即为并联。

[6]使用快速充电器给手机充电时，即充电时间短，其充电功率一定比使用普通充电器时大。

(3)[7]因动车组以300km/h的速度行驶时，平均每人一百公里消耗电能3.6度，即

所以该动车组全程消耗的电能约为3万度。