2023-2025北师大版九年级（上）期末物理汇编：能源：危机与希望

2023-2025北京初三（上）期末物理汇编

能源：危机与希望（北师大版）

一、单选题

1.（2025北京朝阳初三上期末）李老师买了一辆电动自行车。早晨上班时，为了节约时间，李老师开启的

是电动行驶模式，此种工作模式不用脚蹬车也可以快速前行。下午下班回家时，李老师开启的是自行脚踩

模式，此种工作模式不仅能使自行车前行，还能带动内置的小型发电机给自行车的蓄电池充电。下列说法

正确的是（）

A.电动行驶模式的过程中是将机械能转化为电能

B.自行脚踩模式给蓄电池充电的过程中是将电能转化为机械能

C.电动行驶模式的过程中，车运动得越快说明电流做功越多

D.电动行驶模式的过程中，车运动得越快说明消耗电能越快

2.（2025北京通州初三上期末）如图所示，核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，核燃料在核反应堆中

释放核能，原子核能转变为内能来加热水产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动发电机发电。下列说

法中正确的是（）

A.核能为可再生能源

B.发电机发电过程将电能转化为机械能

C.核能的使用不需要任何防护，不会产生任何污染

D.核燃料在核反应堆中发生核裂变

3.（2025北京房山初三上期末）图是我国西部某风力发电塔架，上面的三个叶片在空气的作用下转动，叶

片带动发电机发电。下列说法正确的是（）

A.叶片在空气作用下转动的过程中，叶片的动能转化为空气动能

B.风力发电机是将空气动能直接转化为电能

C.风力发电机发电是电磁感应现象的应用

D.风力发电机发电过程中，利用了不可再生能源

4.（2025北京门头沟初三上期末）下列各种发电方式中，利用不可再生能源发电的是（）

A.风力发电B.太阳能发电C.水力发电D.火力发电

5.（2024北京燕山初三上期末）如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间

A,管口出现的“白气”是液化现象

B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加

C.水被加热的过程中，能量转化不符合能量守恒定律

D.水蒸气推出橡胶塞的过程中，能量的转化形式与热机压缩冲程相同

6.（2024北京大兴初三上期末）下列有关能量转化的说法，正确的是（）

A.电风扇工作时，将机械能转化为电能

B.电饭煲煮饭时，将电能转化为内能

C.用电器在使用时，把其他形式的能转化为电能

D.汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能

7.（2024北京门头沟初三上期末）科技小组的同学们调查发现，北京地区存在几种不同类型的发电站，如

图1所示。下列发电站发电过程中，利用不可再生能源发电的是（）

风电站

D.

太阳能电站

8.（2024北京东城初三上期末）下列有关能量转化的说法中正确的是（）

A.柴油机的做功冲程，将内能转化为机械能

B.家庭中使用的电风扇工作中，主要将电能转化为内能

C.干电池对外供电时，主要将电能转化为化学能

D.太阳能电池板工作时，将化学能转化为光能

9.（2023北京八十中初三上期末）关于能源、电磁波、超声波等物理知识，下列说法中正确的是（）

A.核电站利用的是核聚变时产生的能量

B.化石能源属于可再生能源

C.光纤通信是利用电磁波传递信息

D.“北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的

二、多选题

10.（2025北京顺义初三上期末）下列发电方式中，利用可再生能源发电的是（）

A.水力发电B.煤炭发电C.核能发电D.潮汐发电

11.（2025北京昌平初三上期末）如图所示的发电站中，利用可再生能源发电的是（）

12.（2024北京顺义初三上期末）热现象与我们的生活息息相关，下面是某同学学习了热学知识后归纳总

结的四个结论，其中正确的是（）

A.太阳能、风能、水能都是可再生能源

B.做功和热传递都可以使同一物体升高相同的温度

C.一块冰化成水发生物态变化时，温度不变，内能也保持不变

D.几种不同燃料相比，燃烧时放出的热量越多，其热值一定越大

13.（2024北京西城初三上期末）下列说法中正确的是（）

A.通常内燃机的效率比蒸汽机的效率高

B.热机的效率越高，所做的有用功就越多

C.科技不断进步，永动机必将能够制造出来

D.在一定条件下，不同形式的能量可以相互转化

14.（2024北京昌平初三上期末）下列说法中正确的是

A.风力发电机可以将机械能转化为电能

B.太阳能电池可以将太阳能转化为电能

C.电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能

D.电风扇正常工作时，主要是将电能转化为机械能

15.（2023北京陈经纶中学初三上期末）关于图所示的四个热学实验，下列说法中正确的是（）

I空气A

A.抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明上面瓶中的空气密度较大

I二氧化氮

B.2一~试管内的水沸腾后，水蒸气将橡胶塞推出，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能

X.警测力计］

C.；缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，在玻璃板离开水面前，弹簧测力计示数变大

（gwi9

D.金属管装有少量酒精，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，做功改变了酒精的内能使

nr

其温度升高

16.（2023北京顺义初三上期末）下列说法中正确的是（）

A.风能、水能都是可再生能源B.电源将其他形式能转化为电能

C.水力发电是将电能转化为机械能D.电风扇将电能全部转化为机械能

17.（2023北京房山初三上期末）下列说法中正确的是（）

A.太阳能电池可以将太阳能转化为电能

B.水果电池给发光二极管（LED）供电时，将电能转化为化学能

C.直流电动机的转动方向与电流方向有关，正常工作时将电能转化为机械能

D.发电机是电磁感应现象的应用，正常工作时将机械能转化为电能

三、科普阅读题

18.（2025北京石景山初三上期末）请阅读《电池技术的革命：无阳极钠固态电池》，并回答问题。

电池技术的革命：无阳极钠固态电池

电池技术的创新正成为推动可持续发展的关键力量。近期，科学家们研制出了无阳极钠固态电池。

无阳极钠固态电池实现了由锂基电池转向钠基电池。锂基电池已成为电动汽车和移动设备的标配，但是锂

在地壳中的储量有限，而钠在地壳中的储量约为锂的1000倍，同时也是一种更环保的电池材料。然而，

传统的钠离子电池在能量密度和循环寿命等方面仍然难以与锂离子电池相媲美。电池的能量密度是指电池

的能量与其体积或质量之比。无阳极钠固态电池可以提供更高的能量密度。提高电池的能量密度有助于增

加电池释放的能量，减少充电次数和时间。

传统电池的基本结构通常包含阴极、阳极和电解质三个主要部分。无阳极电池的创新之处在于完全去除了

阳极这一组件。为确保电解质和集电器之间保持良好的接触，研究团队采用了具有类似液体流动性的固体

铝粉来构建集电器，实现了固态电解质的应用，创新了集电器设计。在电池组装过程中，铝粉在高压下被

压实，形成固体集电器，尽管最终形成了坚固的固体结构，但由于初始状态的流动性，铝粉能够在压实过

程中填充所有微小的空隙和不规则表面。既保证了集电器的机械强度和导电性，又实现了与电解质的紧密

接触，几乎可以比拟液体电解质的接触效果。更重要的是，这种设计为无阳极电池提供了一个稳定的界

面，用于钠离子的沉积和脱离。在充电过程中，钠离子可以均匀地沉积在集电器表面，形成一个临时的

“阳极”层。在放电过程中，这些钠离子又能够顺利地从集电器表面脱离，通过电解质回到阴极。这种可逆

的过程是无阳极电池高效工作的关键。固态设计和钠元素的使用大大提高了电池的安全性，几乎消除了电

池起火或爆炸的风险。

无阳极钠固态电池的成功研发，标志着电池技术进入了一个新的发展阶段。尽管目前这项技术还处于实验

室阶段，随着进一步的研究和优化，我们有理由相信，无阳极钠固态电池将为我们的日常生活和工业生产

带来深远的影响。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)下列关于无阳极钠固态电池的说法，错误的是O

A.传统钠离子电池的能量密度比锂离子电池高

B.锂在地壳中的储量有限，而钠在地壳中的储量约为锂的1000倍

C.集电器与电解质的紧密接触是由于铝粉能在压实过程中填充所有微小的空

隙和不规则表面

D.在充放电过程中，钠离子可以往返于集电器表面与阴极之间，这种可逆的过程是无阳极电池高效

工作的关键

(2)对比传统电池与无阳极钠固态电池，将表格填写完整。

传统电池无阳极钠固态电池

电解质的状态液态①_______态

充电过程中由②—___能转换为化学能

锂离子则从阳极通过电解质流回钠离子从集电器表面脱离，

放电过程中

阴极通过电解质回到阴极

⑶某电池的电压是3.7V,容量是5Ah,质量是0.1kg,那么它的能量密度是_W-h/kg。

19.(2025北京顺义初三上期末)请阅读《储能电站》并回答问题。

储能电站

风电、光伏等新能源发电具有波动性、不确定性，其大规模并网将对电网的安全和稳定运行带来诸多挑

战，储能电站可以有效解决这些问题，增强电网运行的经济性。

储能电站有很多形式。电池储能电站是最常见的类型，它们使用各种电池技术，如锂离子电池、钠碳电

池、铅酸电池等，在用电高峰期将水由上池释放至下池带动发电机发电。热能储能电站通过存储和释放热

能来工作。压缩空气储能电站通过将空气压缩到高压来储能，在需要时释放压缩空气以发电。

2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目在山东肥城并网发电。山东肥城是我国重要的井矿盐生产

基地，地下形成了大量密闭性好、稳定性高的盐穴。这些盐穴的容积可达1000万立方米，是我国新型储

能技术应用的一个里程碑。

在用电低谷时段，压缩空气储能项目利用电网多余的电能带动空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中储存；

在用电高峰时段，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。山东肥城压缩空气储能项目就像一个“超级充

电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电。装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20

万户家庭的用电需求。每年可以节约标准煤约1.9x108kg。减少二氧化碳排放约4.9x108kg,可连续放电6

小时，使用期长达40年。

随着新能源占比提升，储能在未来电力系统中将是不可或缺的角色，发展空间广阔。

根据上述材料，回答下列问题。

⑴抽水蓄能电站在储能过程中，将电网中多余的电能转化为水的能进行储存；

（2）盐穴是理想的压缩空气储能场所，是因为盐穴具有的特点；

（3）压缩空气储能项目每年在用电高峰时段放出6亿度电，需在用电低谷时段储存电能度。（计算结果

保留1位小数）

20.（2025北京大兴初三上期末）阅读《超级工程―中国海上巨型风机SL5000》并回答问题。

超级工程一中国海上巨型风机SL5000

在我国新能源发展的征程中，海上巨型风机SL5000（如图所示）宛如一颗璀璨明珠，闪耀着科技创新的光

芒。

在广袤的海洋上，风能资源丰富，而SL5000就是利用这一清洁能源的“大力士”。为了更有效地捕捉海面

上的低空风，SL5000拥有巨大的体型。其单片扇叶长度可达128米，如同一个巨型的“风车手臂”，在海风

的吹拂下转动。它的发电机舱也十分庞大，大到能够停放一架小型直升机。这种巨大的体型赋予了它强大

的单机发电能力，为风力发电总控系统提供了充足的电能来源。

不仅如此，为了确保SL5000在恶劣的海洋环境中持续运行，科研人员运用了诸多先进技术。它配备了多

套备份系统，犹如为它穿上了多层“防护铠甲”。在面对台风这一强大对手时，SL5000内部安装的风速感应

器和旋转速度感应器就像敏锐的“感官器官”。一旦台风来袭使运转速度超出承受范围，感应器迅速向自动

控制系统发出警报，及时调整叶片旋转方向，降低发电机旋转速度，从而避免被台风破坏。同时，其坚固

的机身结构以及深入海床的主结构，都为它在海洋中的稳定工作提供了坚实保障。

SL5000的成功，是中国在新能源领域技术实力的有力证明。它不仅为沿海地区带来了源源不断的清洁电

能，缓解了用电压力，还推动了我国新能源技术的不断发展。

根据上述材料，回答下列问题。

⑴海上巨型风机SL5000发电时，把转化为电能；

（2）SL5000内部安装的和可以“感知”风速和扇叶旋转速度，及时向自动控制系统发出警报；

（3）据报道，每台海上巨型风机SL5000的设计寿命为20年，计划从空气中获取4亿千瓦时的电能。若一年

按8760小时计算，则每台SL5000在设计使用期内发电的平均功率约为千瓦（结果保留整数）。

21.（2025北京西城初三上期末）请阅读《光伏发电》并回答下列小题。

光伏发电

光伏发电是利用半导体界面的“光生伏特效应”而将光能直接转变为电能的一种技术。

“光生伏特效应”简称“光伏效应”，是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位

差（电压）的现象。如图甲所示，太阳能电池内部的P型硅和N型硅结合在一起，它们的交界面附近的区

域形成PN结，当适当频率的光照射PN结时，由于内建电场的作用，受激电子和空穴各自向相反的方向

运动，电子收集到上电极，空穴收集到下电极，产生电动势，称为光生电压。这种由PN结的内建电场引

起的光电效应，称为光生伏特效应。

太阳能电池组件

光伏发电系统结构图

甲乙

图乙所示为某光伏发电系统结构图，该系统主要由经过串联后进行封装保护而形成大面积的太阳能电池组

件、控制器和逆变器等部分组成。太阳能电池组件将太阳能转化为电能。当太阳能充足、发电量超过用户

需求时，将发出的多余电能通过控制器存储在蓄电池中；当光照较差、发电量不能满足用户需求时，控制

器释放蓄电池中存储的电能供用户使用。

与常用的火力发电系统相比，光伏发电具有：无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放；不受资源分

布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电等众多优点，它

是各国争相发展的一种发电方式。我国在光伏产业的各个领域都具备明显领先优势，发展空间十分广阔。

请根据上述材料，回答下列问题：

（D太阳能电池板的下电极相当于电源的极；（选填“正”或“负”）

（2）当光照较差、用户处于用电高峰时，光伏发电系统中的蓄电池应处于状态；（选填“充电”或“放

电”）

（3）根据光伏发电系统结构图，你猜想逆变器的主要作用是；

（4）如果请你为一个家庭安装太阳能电池板，假设这个家庭的平均日用电量是lOkW.h,家庭所在地的平均

日照时间是5h,太阳能电池板每平方米的平均输出功率为50W,为了满足这个家庭的用电需求，则需要

安装的太阳能电池板的面积为m2。

22.（2024北京平谷初三上期末）阅读下列短文，回答问题。

风力发电

风电技术就是利用风能发电的技术，开发风电技术是当今诸多国家的发展主要战略（如图所示）。

风电场风机高速运转

小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风

力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成，每一部分都很重要。叶片用

来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵

活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机

因风量不稳定，故其输出的是13-25V变化的交流电，需经充电器整流，再对蓄电池充电，使风力发电机

的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把蓄电池里的化学能转化成交流的市电，才能保证稳

定使用。

依据目前的风力发电技术，大约3m/s的微风速度即开始发电。风力机能正常工作的风速一般为3~22nl/s,

太小的风速不能利用，超风速时，风力机自动闭锁。据测定，一台55kW的风力发电机组，当风速为

9.5m/s时，机组的输出功率为55kW；风速为8m/s时，功率为38kW；风速为6m/s时，功率只有16kW；

风速为5m/s时，功率仅为9.5kW。

我国的风力资源极为丰富，许多地区的平均风速都在3m/s以上，特别是东北、西北、西南地区和沿海岛

屿，平均风速更大，适宜发展风力发电。风力发电的优点很多：清洁，环境效益好；可再生，永不枯竭；

基建周期短；装机规模灵活。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）风能属于能源；（选填“可再生”和“不可再生”）

（2）风力发电机是利用原理进行发电的；

（3）一台55kW的风力发电机组在风速为6m/s下工作时，1小时输出的电能能使额定功率为40W的白炽

灯正常工作ho

23.（2024北京西城初三上期末）请阅读《会发电的玻璃》并回答问题。

会发电的玻璃

2023年“第七届中国工业大奖”的获奖项目都在“绿色制造、节能减排”方面有新突破，其中有种“会发电的

玻璃”，是利用光伏效应将太阳能直接转化为电能，让有光就有电变成现实。它就是由世界顶级科学家潘

锦功研发的“硫化镉薄膜发电玻璃”（如图所示）。这项中国自主创新的技术，使原本绝缘的普通玻璃转变成

既能导电又能发电的半导体材料。

确化镉薄膜对全光谱吸收都很好，无论清晨或是傍晚等弱光条件下，它的光吸收效率都超越传统太阳能电

池。它的光电转换率高达30%,比传统太阳能电池高出很多倍。一块面积约2m2的发电玻璃，每年发电量

约270度。一个普通家庭若安装3块这种玻璃，就能满足一家人全年的用电需求。它的通光性很好，与普

通玻璃无异。它的吸光层很薄，一般晶体硅太阳能电池是它吸光层的近百倍。它的强度很高，用45kg的

大铅球对其进行撞击实验，它不仅完好无损，而且还能保持稳定的发电性能。如果利用这种发电玻璃替代

我国目前建筑物上普通玻璃的10%,一年的发电量就相当于几个三峡水电站，因此，它被誉为“挂在墙上

的油田

对于“碎化镉薄膜发电玻璃”中国拥有完全自主知识产权，而且已实现了中国制造。这为中国从建材玻璃大

国提升为电子玻璃强国、半导体材料强国奠定了技术和材料基础。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）与传统太阳能电池相比，硫化镉薄膜发电玻璃有很多优势，请你列举出两个：；

（2）一块面积约2m2的硅化镉薄膜发电玻璃一年的发电量，大约可供10只额定功率为18W的家用节能

灯正常工作；；h

（3）小丽所在中学的窗玻璃总面积约300m2,若将这些普通窗玻璃换成碗化镉薄膜发电玻璃，它们在一年

中的发电量相当于大约kg焦炭完全燃烧所产生的能量。（不计热量损失。已知：焦炭的热值为

3.0xl07J/kg）

24.（2024北京丰台初三上期末）请阅读《极光》并回答题。

极光

2023年12月，我国黑龙江、内蒙古、北京等北方地区出现了罕见的极光现象。如图甲所示，极光是

一种瞬息万变，绚丽多彩的大气光学现象，它因经常出现在地球两极地区的上空而得名。在高纬度地区看

到极光的机会比较多，但在中低纬度地区偶尔也能看到，不过亮度要弱得多。早在两千多年前，我国就有

关于极光的观测记载，是研究历史上太阳活动和地磁变化情况的宝贵史料。

现代科学家一般认为极光的形成与太阳的活动、地球磁场以及高空大气等诸多因素有关系。太阳的

内部一直在发生复杂的核聚变反应，在核反应过程中，除了会产生大量的光和热，还会产生高能带电粒子

流。当其中的一部分射向地球时，这些高能带电粒子会在地球磁场中受到力的作用发生偏转，运动到地球

的高纬度地区，并高速进入大气层，如图乙所示。当这些高能带电粒子与地球大气中的气体分子或原子碰

撞时，气体原子的核外电子从中获取能量，跃迁至能量更高的能级（能量状态）。因为这种状态是极不稳

定的，所以电子很容易跃迁回较低的能级，并将此前获得的能量以光的形式重新释放出来，从而形成极

光。

极光的颜色是由高空气体成分和高能粒子的能量等因素决定的。氧原子碰撞后通常发出频率约为538

THz的绿光和频率约为476THz的红光，氮分子通常发出频率约为767THz的紫光和频率约638THz的蓝

光。大气中气体成分复杂，不同成分的气体元素在高能带电粒子的碰撞下，发光的颜色也各不相同，因而

极光显得绚丽多彩，变化无穷。

甲乙

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）太阳内部发生的核反应是（选填“核聚变”或“核裂变”）反应；

（2）极光多发生在高纬度地区是因为高能带电粒子；

（3）当核外电子从（选填“高能级向低能级”或“低能级向高能级”）跃迁时会释放能量产生极光；

（4）可见光是一定频率范围的电磁波，其波速与波的频率、波长的关系是：波速=波长x频率。由此可

知，在波速相同时，红色光的波长—（选填“大于”或“小于”）紫色光的波长。

25.（2024北京东城初三上期末）请阅读《海洋温差能发电》并回答。

海洋温差能发电

海洋温差能是海洋可再生能源之一，是由于海洋表层海水和深层海水之间的温度差形成的，极具开发价值

和潜力。

2023年8月，“海洋地质二号”科考船搭载着我国首套海洋漂浮式温差能发电装置，在我国南海海域开展了

首次海上试验，如图所示。试验发电总时长超过4h,最大发电功率16.4kW。此次海试不仅证明了我国自

主研发的海洋温差能发电系统原理可行，还实现了海洋温差能发电的实用性验证。

海洋温差能发电是将浅层海水与深层海水作为温、冷不同热源，经过热交换器及涡轮机来发电。现有海洋

温差能发电系统中，热能的来源是海洋表面的温海水，发电的方法基本上有两种：一种是利用温海水，将

封闭的循环系统中的低沸点工作流体蒸发；另一种则是温海水本身在真空室内沸腾。两种方法均产生蒸

气，由蒸气再去推动涡轮机，即可发电。发电后的蒸气，可用温度低的冷海水冷却，将之变回流体，构成

一个循环。冷海水一般要从海平面以下600~1000m的深部抽取。

海洋温差能目前不能大规模商业化应用的主要原因是循环热效率低。提高海洋温差能发电系统循环热效率

最有效的途径是提高温、冷海水的温度差，温海水与冷海水的温度差至少要在20℃以上才能实现海洋温差

能发电。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）若以我国首套海洋漂浮式温差能发电装置试验发电时的最大发电功率持续发电2h,可以发电

kWh。

（2）海洋温差能发电方法之一是利用温海水将封闭的循环系统中的低沸点工作流体蒸发，由蒸气再去推

动涡轮机，即可发电。请你将此发电过程中涉及到的能量转移或转化补充完整：温海水的内能—工作流体

的内能TT电能。

（3）如图是某地海水的温度G）随海洋深度（/z）变化关系图象，请结合图象和文中的描述，说明海洋温

差能发电的过程中冷海水一般要从海平面以下600~1000m的深部抽取的理由_____o

:L0123-45〃/km

26.（2024北京通州初三上期末）阅读《科学重器——重离子加速器》一文，回答问题：

科学重器——重离子加速器

六十年代初，以杨澄中先生为代表的一批科学家，从北京来到条件非常艰苦的甘肃兰州，怀着笃定的信念

和创新开拓的决心，在兰州建成了一台大型重离子回旋加速器，当初重离子加速器选址兰州，不仅是因为

地处西北腹地比较安全，更重要的是为氢弹研制提供实验数据。

重离子加速器是指用来加速比。粒子（氨原子核He?+）质量大的离子加速器，有时也可用来加速质子（氢

原子核H+）。重离子加速器利用一定形态的电磁场将重离子加速，形成速度高达几千、几万米每秒乃至接

近光速的高能量的重离子束，用以轰击原子核、原子、分子、固体晶格甚至是生物细胞，从而达到不同的

科学目的。对于同一加速器来说，在相同电压下，对离子加速一次，被加速的离子所带的电荷量越大（所

带电荷越多），电场对该离子做的功就越多，离子获得的能量就越多。如果用4表示某种离子所带的电荷

量、U表示一重离子加速器的电压、E表示该离子获得的能量，它们之间的关系式可以写成E=

重离子加速器分为直线型和回旋型两种，它不仅是科学家认识物质深层结构的重要工具，而且在工农业生

产、医疗卫生、科学技术、国防建设等各个方面也都有重要而广泛的应用。在杨澄中身上，老一辈科学家

那股强烈的责任感和爱国情怀已成为鲜明的时代烙印。但他们艰苦奋斗、勇于创新的科研精神却鼓舞着一

批又一批的年轻人。

重离子加速器局部

请根据文章内容，回答以下问题：

（1）60年代，重离子加速器选址在西北地区是为提供实验数据;

（2）a粒子（氢原子核He?+,带两个单位的正电荷）和质子（氢原子核H+,带一个单位的正电荷）通过

相同电压的加速器，（选填粒子”或“质子”）获得的能量多。并说明原因：;

（3）请你提出一条可以提高重离子能量的可行办法。（）

27.（2023北京顺义初三上期末）请阅读《太空舞起“丝绸扇”》并回答问题。

太空舞起“丝绸扇”

2022年7月25日，问天实验舱成功牵手天和核心舱，11月3日，交会后的梦天实验舱顺利完成转位，中

国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。

中国空间站配置了大面积的柔性太阳能电池翼，成为它不折不扣的“能量源泉”。天和核心舱应用的柔性太

阳能电池翼，展开面积达67平方米，相当于一个标准单打羽毛球场大小，而问天实验舱配置了2个单翼

展开面积超100平方米的太阳能电池翼，厚度只有0.7毫米，薄如蝉翼，梦天实验舱的太阳翼单翼展开面

积则达到138平方米。控制如此规模的太阳翼，如同在太空中舞动两面柔软巨大的丝绸扇，任何风吹草动

都能让它晃悠摆动。除了驱动装置，太阳翼上还配置了张紧结构，外表看是一根简单的钢丝绳，实际是一

套恒力弹簧绳索系统，可通过不断伸缩保证太阳翼的足够刚度和姿态控制。与天和核心舱的太阳翼相比，

问天实验舱太阳翼还实现了轴向和径向双自由度的对日定向，能始终以“向日葵''的姿势朝向太阳，确保阳

光垂直入射太阳能电池片。

中国空间站采用三结碑化像太阳能电池，这种材料的太阳能电池光吸收能力强，光电转化效率高，同时还

具有抗辐射性，耐高温性等特点，优于硅材料电池。粗略统计，中国空间站内三名航天员一天工作、生活

的用电量预计320度左右，而问天实验舱由三结碑化线太阳能电池组成的电池翼发电功率就高达18千

瓦，足以满足舱内设备的正常运转和保证航天员的日常生活。

星空浩瀚无比，探索永无止境！未来，随着各项研究的展开，中国人的飞天梦将更加高远。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）问天实验舱的太阳能电池与天和核心舱的太阳能电池相比，优势是;（写出一条即可）

（2）从文中信息可知，提高太阳能电池发电量的方法是；（写出一条即可）

（3）我国空间站内三名航天员一天工作、生活的用电量预计320度左右，而问天实验舱太阳能电池发电

功率为18千瓦。请你通过计算说明，问天实验舱的太阳能电池足以满足空间站工作和生活所需用

电O

28.（2023北京海淀初三上期末）请阅读《“波浪能”真的能发电吗》并回答题

“波浪能”真的能发电吗

波浪能作为一种清洁能源，因其分布广、储量巨大受到了研究者们的重点关注。什么是波浪能呢？波浪能

是从海浪中提取的能量，是海洋表面所具有的动能和势能的和。波浪冲击海岸时会激起大量浪花，剧烈的

垂直和水平运动蕴含大量动能。1平方千米海面上，每秒可产生2x10.焦左右的能量，能源储量十分丰

，_1^，

田O

波浪能是怎样发电的？波浪能从捕获到发电一般经过三级能量转换，如图所示，一级转换为波浪蕴含的能

量通过捕能机构在波浪下的运动转换为传动系统所需能量，二级转换为将捕获的能量通过传动系统转换成

发电机所需的能量形式，三级转换为通过发电机等设备将能量以电能形式输出。当然，经过一级转换捕捉

的能量也可以通过直线发电机直接转换为电能输出。波浪能的发电方式有很多种，按照不同的能量转换形

式，分为机械式发电、气动式发电和液压式发电。

“先导一号”

波浪能发电的三级转换

波浪能是一种机械能，是海洋能中质量最好的能源，同时也使其能量转化装置相对简单，已设计并投入运

用的发电装置迭代发展。其中，鹰式波浪能发电装置“先导一号”（如图所示）可移动能源平台并网技术的

成功实现，使我国成为了全球首个在深远海布放波浪能发电装置并成功并网的国家。“先导一号”平台装机

容量260千瓦，通过2000米长的电缆由电站连接至岸上电力接入点，已成功并入三沙市永兴岛电网。平

台也在海上波-光-储互补技术上实现了重大突破，为其他海上多功能互补平台提供了成功经验。未来的能

源结构布局中新能源必定将占有举足轻重的地位，合理分配使用传统能源，着力研发波浪能等新型清洁能

源是发展大势，波浪能前景十分广阔！

根据上述材料，回答下列问题：

（1）波浪能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

（2）波浪能的发电是指将波浪能转换为能的过程。

（3）如果以“1平方千米海面上，每秒可产生2x108焦左右的能量，，来计算，每天正常发电6h（小时），则

每天可发电度（kW-h）o

（4）“先导一号”平台并入的电网结构中，"先导一号''相当于电路中的（填符号）。

A.电源B.用电器C.开关D.导线

四、实验题

29.（2023北京陈经纶中学初三上期末）太阳能作为一种新能源，已被人类广泛使用，如太阳能路灯，其

核心部件是光电板，光电板吸收太阳能转化为电能并储存起来。某兴趣小组要研究光电板吸收太阳能的多

少与哪些因素有关，他们有如下猜想：

猜想1：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关；

猜想2：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关；

猜想3：光电板吸收太阳能的多少与光电板的颜色有关。

为了验证以上猜想，他们让光电板对相同的LED灯供电，进行了实验，记录的实验数据如下表：

序号光电板的面积S/n?光照时间f/min光电板颜色LED灯的发光时间「/min

10.110深蓝色30

20.120深蓝色60

30.210深蓝色60

40.310深蓝色90

50.110绿色20

60.110白色5

（1）该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过反映的;

（2）分析表中（填表中的序号）两组数据得出的结论是：光电板吸收太阳能的多少与光电板的

光照时间有关；

（3）分析表中数据可知，制作太阳能光电板用_______色最好；

（4）分析表中1、3、4三组数据，得出的结论是：。

30.（2023北京密云初三上期末）阅读科普短文，回答问题。

冬奥场馆的“中国智慧”

2022年冬奥会在中国举办，冬奥场馆建设凸显绿色、科技、自主创新等特色，是最新科技成果应用的重要

场景。

在低碳能源应用方面，张北柔直工程采用了我国原创的、领先世界的柔性直流电网新技术，满足冬奥场馆

的用电需求，预计冬奥期间可减少标煤燃烧12.8万吨，减排二氧化碳32万吨。所谓“柔性直流”，就是灵

活可控直流的意思。该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于

构成多端直流系统等优点。通过这项技术，将张北地区的风能、太阳能等转化的绿电安全高效地输送至北

京市，不仅可以把时断时续、不稳定的风电、光伏等清洁能源转换成稳定的电能，还能进行清洁能源的储

存、调配，是破解新能源大规模开发利用世界级难题的“中国方案”。

在新能源材料方面，我国自主开发出的硫化镉发电玻璃，不仅具有建筑材料的特性，而且能够发电，有弱

光性能好、抗衰减等特点，是适用于光伏建筑一体化的新型绿色环保建筑材料。“发电玻璃”之所以能发电

是因为在玻璃表面，涂抹了一层硫化镉，具有了光电转化的功能。与常见的太阳能电板不同，生产同样一

块发电玻璃所消耗的时间很短，成本更低，转化效率更高。硫化镉发电玻璃分别应用于国家速滑馆和张家

口冬奥会场馆光伏建筑一体化项目，以及赤城奥运走廊项目，践行了绿色办奥的宗旨。

在智慧场馆方面，国家体育馆启用了地磁导航、电子围栏，实现场馆室内高精度导航。其中，地磁导航是

一种无源自主导航技术，由于地球上任意一点，都有唯一的磁场大小和方向与之对应，并且与该点的三维

地理坐标相匹配，通过不同地域的地球磁场数据确定位置，使它具有“向导”功能。地磁导航不像卫星导航

那样需要依赖外界设备传输电磁信号，具有较强的抗干扰和生存能力。借助这一服务系统，观众可自主导

航找到座位；而管理人员也可实时获取场馆内人员位置信息。

（1）借助于“柔性直流”技术传输的电能来自于太阳能、风能等清洁能源，太阳能、风能也属于（选

填“可再生，，或“不可再生，，）能源；

（2）硫化镉发电玻璃实现了能向能的转换；

（3）根据文中信息，判断下列说法中不正确的是

A.地磁导航需要依赖外界设备通过电磁波传递信号

B.柔性直流电网新技术可以把时断时续、不稳定的能源转换成稳定的电能

C.硫化镉发电玻璃与太阳能电板相比，具有成本更低、转化效率更高等优势

D.地磁导航的定位原理是由于地球上任意一点都有唯一的磁场大小和方向与之对应

参考答案

1.D

【详解】ACD.电动行驶模式的过程中，电流做功，消耗电能，将电能转化为机械能；而电功率表示电流

做功快慢的物理量，电动行驶模式的过程中，车运动得越快，说明消耗电能越快，故D正确，AC错误；

B.自行脚踩模式给蓄电池充电的过程中，消耗机械能，将机械能转化为电能，故B错误。

故选D。

2.D

【详解】A.核能需要用到铀，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故A错

误；

B.发电机发电过程中利用电磁感应现象将机械能转化为电能，故B错误；

C.核能的使用会带来一定程度的污染，需要做好防护，故C错误；

D.核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水产生蒸汽，蒸汽通过管路进入汽轮机，推动发电

机发电，故D正确。

故选D。

3.C

【详解】A.叶片在空气作用下转动的过程中，空气动能转化为叶片的动能，故A错误；

B.风力发电机是将空气动能转化为叶片的动能，叶片动能再转化为电能，故B错误；

C.风力发电机的原理是电磁感应现象，即导体做切割磁感线运动时产生电流的现象，故C正确；

D.风能是可在生能源，因此风力发电机发电过程中，利用的是可再生能源，故D错误；

故选C„

4.D

【详解】ABC.风力、水力、太阳能能够源源不断地从自然界获得，是可再生能源，风力发电、水力发

电、太阳能发电都是利用可再生能源发电的，故ABC不符合题意；

D.火力发电利用煤进行发电，煤不能从自然界源源不断获得，是不可再生能源，则火力发电是利用不可

再生能源发电的，故D符合题意。

故选D。

5.A

【详解】A.管口出现的“白气”是高温水蒸气液化形成的小水珠，故A正确；

B.水蒸气推出橡胶塞对橡胶塞做功，导致水蒸气内能减小，温度降低，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的

机械能，故B错误；

C.一切物理过程都符合能量守恒定律，水被加热的过程中，能量转化也符合能量守恒定律，故C错误；

D.水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，能量的转化形式与热机做功冲程

相同，故D错误。

故选Ao

6.B

【详解】A.电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能，将电能转化为机械能，故A错

误；

B.电饭煲煮饭时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能，故B正确；

C.用电器在使用时，把电能转化为其他形式的能，故C错误；

D.汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故D错误。

故选B。

7.A

【详解】A.燃气电站燃烧可燃气体，燃气属于化石类能源，属于不可再生资源，故A符合题意；

BC.利用风能、水能发电，这类能源间接来自太阳能，在自然界循环发展，可循环使用，属于可再生能

源，故BC不符合题意；

D.太阳能的寿命对人类来说足够长，所以太阳能可认为是取之不尽、用之不竭的属于可再生能源，故D

不符合题意。

故选Ao

8.A

【详解】A.柴油机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，故A正确；

B.电风扇工作时，大部分电能转化为机械能，部分电能转化为内能，故B错误；

C.干电池对外供电时，消耗电池内的化学能，获得电能供用电器使用，所以干电池供电时是将化学能转

化为电能，故C错误；

D.太阳能电池板正常工作时，将光能转化为电能，为用电器提供电能，故D错误。

故选Ao

9.C

【分析】本题考查核能；电磁波的传播；光纤通信；能源的分类

【详解】A.核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变.故A错误；

B.化石能源在地球上的储量是有限的，利用之后无法再生，属于不可再生能源，故B错误；

C.光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光就是一种电磁波，故C正确；

D.电磁波能在真空中传播，卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的，故D错误.

10.AD

【详解】可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮

汐能；不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源，例：化石能源（煤炭、石油、天然

气）、核能；

A.水能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源，故A符合题意；

B.煤炭是不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源，故B不符合题意；

C.核能是不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源，故C不符合题意；

D.潮汐能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源，故D符合题意。

故选ADo

11.ACD

【详解】A.水电站利用水能发电，水能是可再生能源，故A符合题意；

B.火力电站利用煤、天然气的燃烧获得的内能来发电，煤和天然气属于不可再生能源，故B不符合题

忌；

C.风力电站利用风能发电，风能是可再生能源，故c符合题意；

D.太阳能电站利用太阳能发电，太阳能是可再生能源，故D符合题意。

故选ACDo

12.AB

【详解】A.太阳能、风能、水能取之不尽或可以循环使用，都是可再生能源，故A正确；

B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，都可以使同一物体升高相同的温度，故B正确；

C.冰是晶体，在熔化过程中吸收热量，内能增大，温度不变，故C错误；

D.热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃烧时放出热量的多少无关，故D错误。

故选AB。

13.AD

【详解】A.内燃机用的是汽油或柴油，热值高，放出的热量也更高，且内燃机的密封性较好，所以热效

率较高；而蒸汽机用的是水蒸气，水蒸气对外做功，热量直接排向外界，热量损失大，所以蒸汽机热效率

小，故A正确；

B.热机的效率是指所做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，因此热机所做的有用功多少与热机效

率的高低和燃料完全燃烧放出的热量多少两个因素有关，故B错误；

C.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在能量转移或转化过程中，能的总量是守恒的，所以永动机

是不可能制作出来的，故C错误；

D.人类在利用能源的过程就是能量由一种形式转化为另一种形式的过程，在一定条件下，不同形式的能

量可以相互转化，故D正确。

故选ADo

14.ABD

【详解】A.风力发电机发电时，可以将风的机械能转化为电能，故正确；

B.太阳能电池工作时，可以将太阳能转化为电能，故正确；

C.电暖气正常工作时，主要是将电能转化为内能，故错误；

D.电风扇正常工作时，主要是将电能转化为机械能，使空气流动，故正确.

15.BC

【详解】A.抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明分子不停地做无规则运动，故A错误；

B.水蒸气将橡胶塞推出，水蒸气对外做功，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，故B正确；

C.缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，在玻璃板离开水面前，弹簧测力计示数变大，是因为分子间存在

引力，故C正确；

D.金属管装有少量酒精，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，做功改变了金属管的内能使其温度升高，又因

为热传递，热量由金属管传递给酒精，使酒精温度升高，故D错误。

故选BC。

16.AB

【详解】A.在自然界中，风能、水能都可以源源不断的向人类提供能源，属于可再生能源，故A正确；

B.电源是将其他形式的能转化为电能的装置，用电器是将电能转化为其他形式的能，故B正确；

C.水力发电是将水的机械能转化为电能，故C错误；

D.电流有热效应，电风扇将电能大部分转化为机械能，其中一小部分转为内能，故D错误。

故选AB。

17.ACD

【详解】A.太阳能电池消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故A正确；

B.水果电池给发光二极管(LED)供电时，将化学能转化为电能，故B错误；

C.直流电动机正常工作时，通电线圈在磁场中受力能够转动，转动方向与电流方向有关，是将电能转化

为机械能，故C正确；

D.发电机是根据电磁感应现象制成的，发电机工作时将机械能转化为电能，故D正确。

故选ACDo

18.(1)A

⑵固态电能

(3)185

【详解】(1)A.由材料中信息得，传统的钠离子电池在能量密度仍然难以与锂离子电池相媲美，说明传

统钠离子电池的能量密度比锂离子电池低，故A错误，符合题意；

B.由材料中信息得，锂在地壳中的储量有限，而钠在地壳中的储量约为锂的1000倍，故B正确，不符合

题意；

C.由材料中信息得，在电池组装过程中，铝粉在高压下被压实，于初始状态的流动性，铝粉能够在压实

过程中填充所有微小的空隙和不规则表面，形成固体集电器，故c正确，不符合题意；

D.由材料中信息得，在充电过程中，钠离子可以均匀地沉积在集电器表面，形成一个临时的“阳极”层。

在放电过程中，这些钠离子又能够顺利地从集电器表面脱离，通过电解质回到阴极，即钠离子可以往返于

集电器表面与阴极之间，这种可逆的过程是无阳极电池高效工作的关键在充放电过程中，故D正确，不符

合题意。

故选A。

(2)[1]无阳极钠固态电池利用的是固态电解质。

⑵充电过程中，电池消耗电能，将电能转换为化学能储存起来。

(3)某电池的电压是3.7V,容量是5Ah,质量是0.1kg,那么它的能量密度是Ah=侬亚山侬

‘,0:.1「kg

19.⑴重力势

⑵密闭性好、稳定性高

(3)8.3x108

【详解】（1）抽水蓄能电站的工作原理是在用电低谷期，利用电网多余的电能将水从低处抽到高处，消耗

电能，得到水的重力势能，因此这个过程实际上是将电能转化为水的重力势能。

（2）根据材料，盐穴之所以是理想的压缩空气储能场所，是因为它们具有密闭性好、稳定性高的特点。

（3）根据材料，储存1度电最终能放出0.72度电。因此，要计算出每年在用电高峰时段放出6亿度电需

放出由能

要在用电低谷时段储存多少度电，可以使用以下公式储存电能=就器

转换效率

将给定的数值代入公式可得Wa8.3x108度

0.72

20.⑴风能

（2）风速感应器旋转速度感应器

（3）2283

【详解】（1）海上巨型风机SL5000发电时，利用内部的发电机舱把风能转化为电能。

（2）［1］⑵由题文可知，在面对台风这一强大对手时，SL5000内部安装的风速感应器和旋转速度感应器就

像敏锐的“感官器官”，一旦台风来袭使运转速度超出承受范围，感应器迅速向自动控制系统发出警报，及

时调整叶片旋转方向，降低发电机旋转速度，从而避免被台风破坏。

（3）每台SL5000在设计使用期内发电的平均功率为

4xl()8kw.h

®2283kW

20x8760h

21.⑴正

（2）放电

（3）将直流电转换为交流电

（4）40

【详解】（1）当适当频率的光照射PN结时，由于内建电场的作用，受激电子和空穴各自向相反的方向运

动，电子收集到上电极，上电极聚集负电荷，相当于电源的负极；空穴收集到下电极，下电极相当于电源

的正极。

（2）当光照较差、发电量不能满足用户需求时，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用。由文中内

容可知，当光照较差、用户处于用电高峰时，发电量不能满足用户需求，控制器释放蓄电池中存储的电能

供用户使用，光伏发电系统中的蓄电池应处于放电状态。

（3）根据光伏发电系统结构图可知，直流电通过逆变器后变为交流电，所以逆变器的作用是将直流电转

换为交流电。

（4）太阳能电池板每平方米5h获得的电能为W=R=50xl（F3kWx5h=0.25kW-h

W'10kW•h、

为了满足这个家庭的用电需求，则需要安装的太阳能电池板的面积为S=三=八］：：：,，=40m2

W0.25kW-h/m-

22.可再生电磁感应现象400

【详解】（1）［1］在自然界里可以源源不断地得到的能源属于可再生能源。风能可再生，永不枯竭，属于

可再生能源。

（2）［2］根据题意知道，风机中的发电