人教版初中物理九年级全册同步分层练习-22.1《能源利用的现状和面临的挑战》（培优版）

混合动力型汽车

利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，通常指的是利用汽油和电池的汽车.该类型汽车，一般有一台质量较小且较为经济的汽油发动机与电动机.汽油发动机可以满足大多数情况下行驶的需要，当需要更多的动力时，可以再由电动机提供，电动机由能重复充电的蓄电池供电.

有一种类型的混合动力型汽车，称为“并联混合动力型汽车”（如图）.该车的汽油发动机和电动机通过同一个变速器与车轮相连.何时使用汽油发动机，何时使用电动机，何时两者同时使用由内置电脑确定.这类汽车除了油箱里的汽油之外，不再需要外界其他能源.与电动汽车不同，你不需要将混合动力型汽车的蓄电池接到电源插座上去充电.普通汽车在制动时，汽车的动能全部转化为内能.该类型汽车在制动时，电动机作为发电机使用，把汽车的一部分动能转化为电能，实现了对电池的充电.

我国万吨级光伏绿氢项目

我国首个万吨级光伏绿氢示范项目——新疆库车绿氢示范项目，产出氢气纯度达99.9%，标志着我国首次实现了规模化光伏发电直接制氢工艺与工程成套技术的工业应用。

库车绿氢示范项目利用当地丰富的太阳能资源发电直接制取绿氢，电解水制氢能力每年达2万吨，可实现每小时输送2.8万立方米的氢气。压缩氢气运输是一种常用的氢气运输方式，将产生的氢气通过压缩成液体或高压气体的形式进行运输。项目建设内容主要包括光伏发电、输变电线路、电解水制氢、氢气储输、公用工程及配套辅助生产设施(如图所示)。

电解水制氢已有近百年的技术应用历史，它基于电化学原理，在两个电极之间通电，使水分子分解，在阳极侧产生氧气、在阴极侧产生氢气、水是一种广泛存在的资源，氢气是一种情节能源。氢，因其具备清洁、环保、能源效率高、来源广、储能等优点，发展氢能被看做是清洁能源转型和实现碳中和的要路径氢气是一种无色、无味、无毒的气体，可广泛应用于电力、化工、冶金、交通、航天、食品加工、医疗保健等领域。

2024年12月10日，新疆库车绿氢示范项目制氢配储项目储能电站顺利并网，该电站是一座装机容量为12.5兆瓦/50兆瓦时的电化学储能电站，由3个储能单元构成，是中国石化月前规模最大的用户侧储能电站。

请根据上述材料，回答下列问题

微型太阳能驱动无人机

北京航空航天大学科研团队利用自主研发的新型静电电动机，成功研制出仅重4.2lg的太阳能动力微型无人机，在自然光强度的照射下，实现发电、驱动、垂直飞行等一系列动作。只有巴掌大的无人机，仅靠两片微型太阳能电池就能驱动。

传统的电磁电动机在微型化后，由于转速高、发热大，能量转化效率低，即使采用太阳能作为能源，受限于太阳能电池的面积，导致输出电压不足，也无法满足微型飞行器的飞行需求。静电电动机利用摩擦、接触或感应产生的静电（不流动的电荷）作为能源，在电动机周边有一画电极片，在中间运动的电极片会被它右侧的电极片排厅，被左侧的电极片吸引，最终产生一个带动整个飞行器起飞的升力。这些轻质部件由薄如晶片的碳纤维片制成，外层包裹着极为细小的铝箔，太阳能电池可以在自然光下产生低压直流电，由于低压直流电无法直接驱动电动机，因此科研团队在无人机内部安装了一种高压功率转换器，可以将4.5V的低压直流电转换成4~9kV的高压电，以满足静电电动机的工作需求。静电电动机的高电压、低电流工作特性，使其在工作过程中发热少且无明显红外特征，可以有效提高能量转化效率并降低能耗。

涡轮喷气发动机

2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919， 如图甲，历时2h从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。

如图乙所示，为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作，工作时， 空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，使进入进气道的气体全部通过可调管道，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，产生的高温高压气流推动涡轮，一边 带动压气机正常工作。

C919客机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如下表，其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比；推进效率指推力克服空气阻力所做的功与其获得的机械能之比。

我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚湾核电站每年发电量约$70\mathrm{\%}$的电力供应香港，$30\mathrm{\%}$的电力供应广东电网。在保证输送功率不变的情况下，远距离送电采取高压送电的方式来实施，核电站的发电输出电功率为$2\times 10^{7}W$ ， 用$10$千伏的高压进行输电。图$1$是核电站的工作原理图和远距离输电流程示意图。