第十八章 能源与可持续发展 单元练习- 2024-2025学年苏科版物理九年级下册

第十八章 能源与可持续发展 -2024-2025学年苏科版物理九年级下册 一、单选题 1．如图所示的四种能源中，属于可再生能源的是（　　） A．可燃冰 B．石油 C．天然气 D．潮汐能 2．下列关于核能的说法错误的是（　　） A．核电站是利用核能来发电的 B．核电站发生泄漏时会对人和生物造成伤害 C．核反应堆中发生的是链式反应 D．核废料不会对环境造成污染 3．如图所示，把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是（     ） A．水的温度越高，水分子运动越剧烈 B．煤气燃烧越充分，它的热值越大 C．煤气的燃烧过程是内能转化为化学能 D．烧水的过程，水的温度越高，其含有的热量就越多 4．在蹦床活动中，小明从高处落到蹦床上再次被弹起，该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是（　　） A．小明下落过程中机械能不变 B．小明上升到最高点时重力势能为零 C．小明从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能 D．小明弹离蹦床后，上升的过程中，弹性势能转化为动能 5．我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（    ） A．做功过程实质是能量的转化或转移过程 B．能量转化具有方向性，所以能量不守恒 C．核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展 D．煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身 6．我国科学家成功研制出单体面积最大的“发电玻璃”，在绝缘的普通玻璃上均匀涂抹4μm厚的碲化镉光电薄膜，由此制成可发电且完全透明的半导体材料。这种“发电玻璃”即便是光线很弱的情况下也能通过光电转化产生电能。下列说法正确的是（　　） A．碲化镉薄膜的厚度与一枚硬币的厚度相当 B．用发电玻璃替代传统的玻璃幕墙不会减弱建筑的采光 C．发电玻璃的导电性比铜好 D．阴天发电玻璃不能产生电能 7．在下列能源中，属于化石能源的是（　　） A．风能、生物质能、水能 B．电能、汽油、柴油 C．汽油、地热能、酒精 D．煤、石油、天然气 8．在下列几组能源中，都是可再生能源的一组是（　　） A．石油、风能 B．核能、地热能 C．煤炭、天然气 D．水能、太阳能 9．能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化或转移的过程中，属于内能的转移的是（　　） A．光合作用 B．用电灯照明 C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧 10．关于能量的转化与守恒，下列说法中正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于能量的转化过程 B．给手机充电时是将电能转化为化学能 C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 二、填空题 11．我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的成就。2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用 能；电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 能转化为电能，再将电能转化为 能储存在蓄电池里。 12．解决“能源危机”的根本出路之一是积极开发新能源，请你举出一种新能源 。 13．某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过 的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有 性。 14．在湘江风光带耸立着一排“风光互补”照明灯，如图所示，无风有光时，通过太阳能电池板发电，将太阳能转化为电能，有风无光时。通过“小风扇”风力发电，将 能转化为电能。照明灯工作时，将 能转化为光能。    15．电动汽车在行驶时，将电能主要转化为 ；为了节能，电动汽车安装了能量回收装置，在刹车时带动发电机发电。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 ；在汽车制动时，与轮胎接触的地面、轮胎及空气等获得的内能，无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化具有 的。 16．当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。某型号汽车发动机的能量流向图如图所示，该发动机完全燃烧0.2kg的汽油能够获得 J的能量，这些能量能产生 J的有用功。（汽油的热值为4.6×107J/kg）    17．我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将 能转化为电能．电能充足时，利用富余的电能驱动 （选填“电动机”或“发电机”）工作，将空气压缩后储存起来；电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值． 18．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。    三、实验题 19．为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小明利用图所示装置进行实验。重物A在下落的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中的水温度升高了，则水的内能增加 J；经过多次实验，发现重物A的机械能减少量总是稍大于水的内能增加量，为了使此装置的机械能更多的转化为水的内能，你建议小明采取的措施是 。[重物A的质量及每次下落高度保持不变，] 20．能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危机、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量白白浪费了，利用学过的物理知识，将一些能量转化为电能： （1）请你为自己的家庭设计一种不需要消耗燃料的发电方式： ； （2）大海海面波浪起伏，你想过将波浪所具有的机械能转化为电能给灯塔供电吗（提示：地磁场磁性太弱）？请回答下列问题： A．这一设想依据的原理是： ； B．需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材： 、 ； C．怎么实现你的设计 ？ 四、简答题 21．什么是原子核的聚变？人类关于核聚变的应用已经取得的成就是什么？还有什么问题急需解决？ 22．将火柴搭成如图所示的结构，想想你在点燃第一根火柴后，会发生什么情况。 五、计算题 23．某学校每天需将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。 （1）试计算每天烧开水所需要的热量是多少？（当地气压为一标准大气压） （2）若分别用煤炭、煤气、天然气做燃料，根据课本中的知识和你生活时的经验，简述以上三种燃料中使用哪种燃料对大气污染程度最重以及它对大气的污染物主要是什么？ 24．如图是一款太阳能和其它能量混合驱动汽车，车身上装载了5m2的太阳能电池板，用于给蓄电池充电或直接作为动力源。已知太阳能电池板每小时1m2接收的太阳能为6×106J，已知太阳能转化为电能的效率为25%，该汽车利用电能行驶时，电动机的将电能转化为机械能的效率为80%。 （1）若驾驶该车通过一长为18000m的隧道，用时12min，则该车速度是多少km/h? （2）若该车以36km/h匀速行驶时，所受阻力为1200N，则该车的电动机输出功率多大? （3）利用6h的正常日照获得的太阳能使该车以36km/h匀速行驶，该车能行驶多少路程? 试卷第1页（共5页） 试卷第1页（共5页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案与试题解析 1．D 【详解】A．可燃冰、石油、天然气都是化石能源，需要通过千百万年才能形成，短时间内不可再生，属于不可再生能源，故ABC不符合题意； D．潮汐能是由于月球的引力产生的，可再生，故D符合题意。 故选D。 2．D 【详解】A．核电站是由核反应堆里的铀核裂变，放出核能来发电的，故A正确，不符合题意； B．核电站发生泄漏时产生的核辐射会对人和生物造成伤害，故B正确，不符合题意； C．核电站主要利用核反应堆中可控链式反应来发电的，故C正确，不符合题意； D．核废料有放射性，会对环境造成污染，故D错误，符合题意。 故选D。 3．A 【详解】A．分子的运动快慢与温度有关，水的温度越高，水分子运动越剧烈，故A正确； B．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故B错误； C．煤气在燃烧过程是化学能转化为内能，故C错误； D．壶中水的温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，内能越大，而热量是在热传递过程中传递能量的多少，是一个过程量，并不能用含有表示，故D错误。 故选D 。 4．C 【详解】A．小明下落过程中，会克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能减小，故A错误； B．小明上升到最高点时，重力势能最大，不为零，故B错误； C．小明下落过程中，高度变小，质量不变，重力势能减小；速度变大，质量不变，动能变大，重力势能转化为动能和内能，故C正确； D．小明弹离蹦床后，不再受弹力，上升的过程中，动能转化为重力势能，故D错误。 故选C。 5．A 【解析】略 6．B 【详解】 A．一枚硬币的厚度约为，故A错误； B．碲化镉光电薄膜完全透明，所以透光性较好，不会减弱建筑的采光，故B正确； C．碲化镉光电薄膜是半导体材料，其导电性介于导体和绝缘体之间，而铜是导体，故C错误； D．这种“发电玻璃”即便是光线很弱的情况下也能通过光电转化产生电能，所以阴天发电玻璃也能产生电能，故D错误。 故选B。 7．D 【详解】A．核能、生物质能、水能，在这三类能源中，核能是不可再生能源，但生物质能、水能是可再生能源，故A不符合题意； B．电能、汽油、柴油，在这三类能源中，汽油和柴油是化石能源，但电能不是，故B不符合题意； C．太阳能、地热能、风能都属于可再生能源，故C不符合题意； D．煤、石油、天然气都是化石能源，故D符合题意。 故选D。 8．D 【详解】A．石油属于不可再生能源，风能属于可再生能源，故A不符合题意； B．核能、地热能都属于不可再生能源，故B不符合题意； C．煤炭、天然气都属于不可再生能源，故C不符合题意； D．水能、太阳能都是可再生能源，故D符合题意。 故选D。 9．C 【详解】A．光合作用是太阳能转化为化学能，故A不符合题意； B．电灯照明是电能转换为光能，故B不符合题意； C．用暖水袋取暖是内能的转移，故C符合题意； D．天然气的燃烧是化学能转化为内能，故D不符合题意。 故选C。 10．B 【详解】A．能量守恒定律也适用于能量转移的情形。故A错误； B．充电时，消耗电能，电池内部发生化学反应，是将电能转化为化学能。故B正确； C．摩擦生热没有创造热，是将机械能转化为内能，使物体温度升高。故C错误； D．能量的转化和转移是具有方向性的，不是所有的能量都可以利用。故D错误。 故选B。 11．核 机械 化学 【详解】[1]获得核能的两种途径，核裂变和核聚变，所以，2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用核能。 [2][3]汽车的发电机可以将剩余的机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池中，所以，能量回收方式是踩下制动踏板时，将机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池里。 12．太阳能（潮汐能、地热能、核能等合理即可） 【详解】新能源是指指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、核能等。 13．热传递 方向 【解析】略 14．机械 电 【详解】[1]“小风扇”是一个风扇式发电机，是利用风叶通过发电机将机械能转化为电能。 [2]照明灯工作时，消耗电能而发光，因此是将电能转化为光能。 15．机械能 能量守恒定律 方向 【详解】[1]电动汽车在行驶时，消耗电能，获得机械能，因此是将电能主要转化为机械能。 [2]无论技术如何改进，汽车也不可能一边行驶，一边发电，永远运动下去，因为能量在转化过程中必然会有一部分转化为内能或做额外功消耗掉，因此，这种观念违背了能量守恒定律。 [3]在汽车制动时，与轮胎接触的地面、轮胎及空气等获得的内能，无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化具有方向性的。 16．降低 9.2×106 2.76×106。 【详解】[1]汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟“说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出总能量的比值比较小，所以发动机的效率降低。 [2]完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量 由图可知，汽车输出的有用功所占总能量的比例为 即汽车的效率为 则产生的有用功 17．太阳 电动机 【解析】略 18．蓝 二次 地面对箱的支持力 【详解】[1]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。 [2]电能是由其他形式的能转化来的，因此电能是二次能源。 [3]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。 19．420 见解析 【详解】[1]的水温度升高了，根据知，水的内能增加 [2]重物A的机械能减少量，一部分机械能使滑轮克服摩擦做功，一部分转化为水的内能，同时水在吸热的同时，也在放热，所以可采取措施减小热量散失、保温、减小滑轮轮轴的摩擦 、用轻质量的绳子等。 20．利用太阳能发电 电磁感应 磁体 线圈/导体 将磁极和线圈中的任一个固定在塔座上，另一个随波浪起伏，让线圈切割磁感线 【详解】（1）[1]新能源都是可再生能源和清洁能源，利用太阳能，风能，水能，海洋能等发电，不需要浪费燃料。 （2）[2]传统发电机的原理都是利用了电磁感应现象，即使闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，使电路中产生感应电流，最终将机械能转化为电能。 [3][4]从原理的角度分析，为了实现电磁感应现象，需要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，而由于地磁场磁性太弱，所以必须还要有另外的磁体和线圈（或导体）才行。 [5]将磁极和线圈中的任一个固定在塔座上，另一个随波浪起伏，让线圈切割磁感线，这样在闭合电路中会产生感应电流，这一电流可提供给灯塔照明。 21．见详解 【详解】原子核的聚变是指两个轻原子核聚变成一个重原子核，同时释放出能量；人类目前利用核聚变制造了氢弹；目前人类还不可控制核聚变，找到可控制核聚变的方法还急需解决。 22．见详解 【详解】当第一根火柴燃烧完后，就会引燃后面两根火柴，后面两根火柴燃烧完后，又会引燃后面的四根火柴，这和链式反应比较相似。 23．（1）3.36×108J；（2）见解析 【详解】解：（1）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，把水烧开，水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1000kg×(100℃﹣20℃)=3.36×108J （2）煤炭燃烧不完全，产生大量的CO，煤气的成分是CO，燃烧生成CO2，天然气的主要成分是甲烷，燃烧生成CO2和水。所以煤炭、煤气、天然气中，煤炭对大气污染最严重；它对大气的主要污染物是粉尘、二氧化硫等。 答：（1）每天烧开这些水至少需要3.36×108J的热量； （2）煤炭对大气污染最严重；它对大气的主要污染物是粉尘、二氧化硫等。 24．（1）90km/h；（2）1.2×104W；（3）3×104m 【详解】解：（1）由题意可知， 18000m=18km 12min=0.2h 所以该车的速度为 （2）由题意可知， 36km/h=10m/s 汽车匀速行驶，由二力平衡可知其在水平方向上电动机输出的拉力与其受到的阻力相等，即 F拉=F阻=1200N 所以该车的电动机的输出功率为 P输出=F拉v=1200N×10m/s=1.2×104W （3）由题意可知，太阳能电池板接受到的太阳能为 W1=5×6×6×106J=1.8×108J 其转化成的电能为 W电=η1W1=25%×1.8×108J=4.5×107J 电能经过电动机转化成的机械能为 W机=η2W电=80%×4.5×107J=3.6×107J 这些机械能能够支持电动机在该车36km/h匀速行驶的情况下行驶的时间为 所以汽车能够行驶的路程为 s=vt=10m/s×3000s=3×104m 答：（1）汽车的速度是90km/h； （2）该车的电动机输出功率是1.2×104W； （3）汽车能够行驶的路程是3×104m。 答案第1页（共6页） 答案第1页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $$