20.2 能源的开发和利用 ---2024-2025学年沪科版物理九年级下学期

2024—2025学年九年级物理沪科版20.2 能源的开发和利用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于能源的开发和利用，下列说法中错误的是（　　） A．核电站是利用核裂变的能量来发电的 B．很多传统能源已走向枯竭，但我们可以开发新的能源 C．煤是可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染 D．太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且对环境的污染小，开发前景广阔 2．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于能源、信息和材料，下列说法不正确的是 A．光纤利用电信号传递信息，具有抗干扰的特点 B．由半导体材料制成的二极管，具有单向导电性 C．超导体材料的零电阻特性可应用于远距离输电 D．煤、石油、天然气和核能都属于不可再生能源 3．核能的开发和利用给人类解决能源危机带来了希望，但同时也可能带来严重环境污染，1986年切尔诺贝利核电站和2011年3月日本福岛 核电站都发生了严重的核泄漏，其中，福岛第一核电站核泄漏使我国31个省市受到不同程度的核辐射污染，则关于核辐射及核能的利用，以下说法正确的是 A．放射性元素放出的射线由α射线、β射线、γ射线 B．α射线是高速运动的电子流，β射线是带正电的氦原子核流，γ射线是穿透能力很强的电磁波 C．人体接受少量的放射性核辐射、强剂量或长时间的照射，对人体都是有害的 D．核反应堆是一种控制的链式反应装置，地震等自然灾害不会对它产生影响 4．下列措施中最有利于环境保护的是（　　）． A．用煤做燃料供热 B．用石油做燃料供热 C．用天然气做燃料供热 D．用太阳能供热 5．人类的发展离不开能源，为构建清洁低碳能源体系，中国力争在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这是我国对世界人民做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中不正确的是（   ） A．能量之间可以在一定条件下相互转化，能量的转化有方向性 B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一 C．电能因为使用方便快捷，几乎遍及人们的生活，电能是一次能源 D．风能、水能、太阳能都是清洁能源 6．利用吸热式集热箱获得太阳能，箱内温度不断升高，下列不是升温原因的是 ( ) A．其内壁涂成黑色 B．集热箱是长方形的 C．装有透明的玻璃 D．集热箱用绝热材料封闭 7．下列关于能量的说法不正确的是 A．永动机不可能制造成功，它违反能量守恒定律 B．生产、生活中利用的能量全部来自太阳能 C．核能指重核裂变和轻核聚变时释放出巨大的能量 D．水总是自发的从高处往低处流，因为能量转化有方向性 8．下列说法中正确的是 A．裂变与聚变都能释放能量 B．聚变是在中子轰击下引发的 C．裂变是在超高温下进行的 D．核聚变是可以控制的，对人类无任何害处 9．我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”的成功运行，标志着中国离“人造太阳”的梦想又近了一步。下列关于“人造太阳”对核能的利用，说法正确的是（　　） A．核能属于可再生能源 B．核能属于一次能源 C．“人造太阳”利用了铀核分裂释放的能量 D．“人造太阳”是利用氢核的链式反应来工作的 10．下列关于能源的理解正确的是（　　） A．能量是守恒的，所以不需要节约能源 B．电能属于二次能源 C．当前的核电站是利用核聚变原理工作的 D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的 11．为缓解电力紧张的状况，正在不断开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站，关于核电站，下列说法正确的是(    ) A．核电站使用的核燃料是石油或天然气 B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变 C．核电站发电的能量转化过程是：核能——内能——机械能——电能 D．核电站产生的核废料可以像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用 12．关于信息与能源，下列说法中，错误的是（    ） A．水能是可再生能源，可循环利用，因此不需要节约水资源 B．焚烧秸秆既污染环境又浪费能源，因此要大力禁烧秸秆，加强秸秆的综合利用和开发 C．北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务 D．核电站一旦发生泄漏，将产生严重的危害，所以必须制定严格的安全标准和规范 13．（2014•平顶山二模）下列关于信息的传递和能源的利用说法正确的是（ ） A．电视遥控器是通过紫外线来发射信号的 B．煤、石油、天然气是不可再生能源 C．手机是通过激光来接收信号的 D．核能的利用会造成放射性污染，所以应该关闭核电站 14．光明是人们祈求的，但有时也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染，下列现象中会造成光污染的是（ ） A．汽车车窗玻璃贴防晒膜 B．晚上学习时用护眼灯 C．城市建筑大面积安装玻璃幕墙 D．用塑料薄膜建造温室大棚 15．下列关于核能的说法中正确的是 A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能 B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变 C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的 D．自然界只有在人为的条件下才会发生聚变 二、填空题 16．我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低。请说出一种造成二氧化碳排放增加的常用能源名称： ，减少碳排放人人有责，请说出一种能够对减少碳排放做出贡献的出行方式： 。 17．能源问题已引起世界各国的高度重视，核能的开发利用是解决能源紧缺的重要途径之一．核能发电是将核能转化为内能，然后通过汽轮机将内能转化为 能，最终通过 再转化为电能的过程；目前正在运行的核电站，都是利用原子核 变时释放的能量． 18．2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏，如图甲所示． (1)核电站是利用 能来发电的，其能量是原子核发生核 (填“裂变”或“聚变”)释放的． (2)由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中．图乙中是核辐射标志的是 ． (3)消防员通过喷水的方法来给处于高温中的核反应堆外壳降温，这是用 的方法来改变内能的． (4)如果核电站每年需要50 t的核燃料，而同等规模火力发电站每年需要6×106 t的煤炭.6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量为 J．(煤炭的热值为3×107 J/ kg) 19．在“太阳能、天然气、石油、煤炭、风能、核燃料”这些能源中，属于“可再生能源”的是 ．如图，滚摆在运动过程中，上升的高度会逐渐降低，它的机械能逐渐转化为内能，散失到空气中，但能量的总量 ；这些散失到空气的能量，不能自动地再次驱动滚摆，这说明能量的转化和转移具有 ． 三、计算题 20．小明家买了一台太阳能热水器，其铭牌如下： 查阅资料后，小明得知，黄石地区当太阳光照射地面时1m2地面上在1s内平均得到1.0×103J的太阳辐射能． （1）若小明家每天要用200kg热水，用这个热水器把这些水从25℃加热到45℃需要吸收多少热量？ （2）在太阳光照射的情况下，提供这些热量，需要多长时间？ 21．如图所示，小强家安装了一台康达太阳能热水器，它的热效率可以达到，水箱容积为100L，装满水，水的温度随光照时间的变化关系如表： 光照时间 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 水的温度 20 25 30 35 40 50 60 65 70 75 80 (1)太阳能热水器光照10h，水吸收的热量？ (2)太阳能热水器10h接受多少太阳能？ (3)太阳能热水器吸收的太阳能，相当于节约了多少度电？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年2月21日初中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A D C B B A B B 题号 11 12 13 14 15 答案 C A B C B 1．C 【详解】A、核电站都是利用核裂变释放的能量来发电，故A正确；B、随着科学技术的发展，人类会发现和利用新能源以替代传统的化石能源，故B正确；C、煤是不可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染，故C错误；D、太阳能是一种新型的无污染的能源，太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且对环境的污染小，前景广阔，故D正确．故选C． 2．A 【详解】A．光纤通信利用激光传递信息，利用了激光具有抗干扰的特点，故A错误； B．半导体制成的二极管具有单向导电性，故B正确； C．超导体材料的零电阻特性可应用于远距离输电，故C正确； D．煤、石油、天然气和核能不能从自然界源源不断得到，也不能重复利用，所以都属于不可再生能源，故D正确； 故选A。 3．A 【详解】本题考查核能概念和应用． A选项，放射性元素主要是放出射线、射线和射线三种射线，故A正确． B选项，射线是带正电的氦原子核，射线是高速运动的电子流，射线是穿透力很强的电磁波，故B错误． C选项，人体在少量的辐射下是无害的，但如果辐射剂量过大，时间过长会对人体造成危害的，故C错误． D选项，核反应堆是利用吸收中子等方式控制原子核的链式反应，让反应缓慢进行，在运行中要求严密封闭，但若遇地震、海啸等自然灾害可能会产生核泄露，故D错误． 故本题答案为A． 4．D 【详解】A. 煤做燃料供热会释放二氧化碳，提高温室效应，不利于环境保护；B. 石油作燃料释放碳氧化物和硫化物，可形成酸雨，不利于环境保护；C. 天然气或煤气燃烧都会释放碳氧化物，不利于环境保护；D. 太阳能是利用光能转化为电能供热，是清洁能源，有利于环境保护；故选D 点睛：常见的有利于环境保护的能源包括风能，水能，太阳能，潮汐等．供热过程释放出各种碳氧化物，硫化物的都不利于保护环境． 5．C 【详解】A．不同形式的能量之间可以相互转化，在转化过程中具有一定的方向性，故A正确，不符合题意； B．根据提高效率的方式可知，提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一，故B正确，不符合题意； C．电能不能直接从自然界中获得，需要消耗其他能源进行加工和转化，所以电能是二次能源，故C错误，符合题意； D．根据清洁能源的定义可知，风能、水能、太阳能都是清洁能源，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．B 【详解】A．黑色吸收热的能力是最强的，内壁是黑色的有利于吸热．不合题意； B．集热与形状无关，符合题意； C．透明的玻璃有利于阳光透射，便于吸热．不合题意； D．绝热材料不利于散热，可以保持热量．不合题意。 故选B。 7．B 【分析】（1）机械能在转化的过程中要有一定的消耗，且能量转化具有方向性，据此判断； （2）自然界中的大部分能量来自太阳能，但核能、地热能等与太阳能无关； （3）核能的利用形式包括核裂变与核聚变； （4）能量的转化具有方向性． 【详解】A. 机械能在转化的过程中要有一定的消耗，所以永动机不可能制造成功，它违反能量守恒定律，故A正确； B. 生产、生活中利用的能量绝大多数来自太阳能，但不是全部，如核能、地热能等与太阳能无关，故B错误； C. 核能指重核裂变和轻核聚变时释放出巨大的能量，故C正确； D. 在重力的作用下，水总是从高处往低处流，这也说明能量转化有方向性，故D正确． 故选B. 8．A 【详解】A．重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能，符合题意； B．裂变是在中子轰击下引发的，聚变是两个轻核结合成质量较大的核的反应，不符合题意； C．使核发生聚变需要几百万度以上的高温，不符合题意； D．氢弹是利用轻核的聚变制成的，不可以控制，对人类有害，不符合题意． 9．B 【详解】A．核能消耗后，不可能在短期内从自然界得到补充，故它是不可再生能源，故A错误； B．核能是可以从自然界直接获取的能源，而不改变其基本形态，所以它是一次能源，故B正确； CD．“中国环流器二号M“是新一代可控核聚变研究装置，它是利用氢核聚变释放的能量来工作的，链式反应是重核裂变的一种反应形式，所以“人造太阳”不是利用氢核的链式反应来工作的，故CD错误； 故选B。 10．B 【详解】A．虽然能量是守恒的，但并不是所有的能量都能直接被人类利用，而且能量的转化具有方向性，因此我们必须要节约能源，故A错误； B．电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源，故B正确； C．当前的核电站是核反应堆内的铀发生裂变，会释放出大量能量，故C错误； D．能量的转移和转化都有方向性，如电灯发光、汽车制动过程中产生的内能散失在空气中，不可以自动转化为电能或机械能，因此风能、光能、机械能、电能可以相互转化，不能说明能量的转化是没有方向性的，故D错误。 故选B。 11．C 【详解】A．核电站使用的核燃料具有放射性，不是石油或天然气等化石燃料，故A错误； B．核反应堆中发生的是可控制的核裂变，过程中可获得巨大的能量，故B错误； C．核电站发电过程中，首先利用核裂变放出的能量产生高温水蒸气，高温水蒸气推动汽轮机转动，带动发电机发电，能量转化的过程是：核能——内能——机械能——电能，故C正确； D．核电站产生的核废料仍然具有放射性，对环境有巨大的危害，所以应该深度填埋于地底下，故D错误。 故选C。 12．A 【分析】（1）从水资源存在危机进行分析； （2）秸秆燃烧会浪费能源，污染环境； （3）卫星通信实际上是微波通信的一种，是利用卫星做微波通信的中继站，是通过电磁波传递信息； （4）核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的，核废料因具有放射线，故必须慎重处理． 【详解】A．水能是可再生能源，可循环利用，地球上可以利用的淡水资源是有限的，并且有相当一部分污染严重，因此需要节约水资源，故A错误； B．秸秆燃烧会浪费能源，污染环境，因此要大力禁烧秸秆，加强秸秆的综合利用和开发，故B正确； C．卫星导航是利用电磁波传递信息的，故C正确； D．核电站发生泄漏时产生的核辐射会对人和生物造成伤害，核废料有放射性，会对环境造成污染，因此必须制定严格的安全标准和规范，故D正确． 【点睛】本题考查了卫星通信、能源分类、核能利用、能源利用的相关知识，具有一定的综合性，熟练掌握各项知识是解题的关键． 13．B 【详解】试题分析：电视遥控器是利用红外线发射信号的；手机是利用电磁波接收信号的；能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源，不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用的能源是不可再生能源；核能利用不当造成泄漏会造成放射性污染． 解：A、电视遥控器是利用红外线发射信号的，故A错误； B、煤、石油、天然气不能够源源不断地从自然界获得，属不可重复利用的能源，是不可再生能源，故B正确； C、手机是利用电磁波接收信号的，故C错误； D、合理用核能，防止核泄漏，不会对环境造成放射性污染，故D错误； 故选B． 点评：本题涉及的知识点较多，但难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题． 14．C 【详解】A．汽车车窗玻璃上贴太阳膜主要是防止太阳对人体的晒伤，故A不符合题意； B．晚上的光线较暗，故用护眼台灯可以起到对眼睛的保护作用，故B不符合题意； C．当光照射在玻璃幕墙时，会发生镜面反射，成为光污染，故C符合题意； D．利用塑料的透光功能，建大棚时能够使大棚的温度升高，故D不符合题意． 故选C。 15．B 【详解】A、核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量只有当原子核发生改变--裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化，故A错误； B、到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变，故B正确； C、原子弹是利用核裂变原理，氢弹是核聚变，故C错误； D、宇宙中的恒星，在其生命的大部分时间里，都在进行着核聚变，特别氢核的聚变，是恒星释放能量的主要形式，故D错误． 故选B． 16． 煤炭（或石油、天然气） 近距离出行采用步行或骑行的方式，远距离出行采用公交车等公共交通 【详解】[1]目前我们使用的主要能源是煤炭、石油、天然气，这些能源在使用过程中都会产生大量的二氧化碳，导致温室效应的进一步加剧。 [2]为减少二氧化碳的排放，我们应尽量减小这些能源的使用量，如无必要不开车等，近距离出行采用步行或骑行的方式，远距离出行采用公交车等公共交通。 17． 机械 发电机 裂 【详解】核能发电是将核能转化为内能，然后通过汽轮机将内能转化为机械能，最终通过发电机再转化为电能的过程；目前正在运行的核电站，都是利用原子核裂变时释放的能量． 18． 核 裂变 C 热传递 1.8×1017 【详解】 (1)核电站是利用核能来发电的，把核能转化为电能；由于核裂变是可控的，核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的． (2)图中表示核辐射标志的是C； (3)为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，故让冷水从反应堆上吸取热量，所以是通过热传递改变内能的．(4)煤炭放出的热量： Q放mq6106103kg3107J/kg1.81017J． 点睛：核能的利用分两类，应熟记． 19． 太阳能、风能 保持不变 方向性 【详解】太阳能和风能人们可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源； 滚摆运动过程中，会越来越低，说明机械能克服摩擦逐渐转化成了内能，散失到空气，根据能量守恒定律，问题是不变的，但这些能量不能再次驱动滚摆，说明能量的转移和转化是有方向性的． 答案：(1). 太阳能、风能    (2). 保持不变    (3). 方向性 点睛：能量转移的方向性，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不会从低温到高温；能量转化的方向性是指内能和其他形式的能量的相互转化具有方向性．其它形式的能量可以无条件（自发地）地转化为内能，而内能不可无条件地转化为其他形式的能量．所以化石能源终会耗尽，必须寻找可替代的新型能源． 20．见解析所示 【详解】(1)水吸收的热量：Q吸＝cm（tt0）＝4.2×103×200kg×(45℃−25℃)＝1.68×107J；(2)由题知，Q吸＝1.0×103J/(m2⋅s)×1.5m2×t×η，t＝＝2.8×104s. 【点睛】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸＝cm（tt0）可求出水吸收的热量；（2）知道太阳能热水器1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J，太阳能热水器的效率40%，据此求出照射时间． 21．(1)；(2)；(3)8.75 【详解】(1)水箱装满水时，水的体积 由得，水的质量 由表格中的数据可知，水的初温，末温， 则水吸收的热量 (2)由得，太阳能热水器10h接受太阳能 （3）太阳能热水器吸收的太阳能相当于节约的电能 度 答：(1)太阳能热水器光照10h，水吸收的热量为； (2)太阳能热水器10h接受太阳能； (3)太阳能热水器吸收的太阳能，相当于节约了8.75度电。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$