18.5能源与可持续发展---2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

2024—2025学年九年级下册物理苏科版18.5能源与可持续发展 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在一定条件下各种形式的能力是可以相互转化的，下列关于能量转化的说法中不正确的是 A．电饭锅工作时，将电能转化为内能     B．电风扇工作时，将机械能转化为电能 C．电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能    D．煤燃烧时发热，化学能转化成内能 2．风力发电是一种可再生、可持续发展的清洁能源，一直是国家大力提倡和发展的能源项目，具有重要的经济价值，下列风力发电的过程中涉及到的能量转化的说法正确的是（　　） A．风车把太阳能转化为电能 B．风车把电能转化为风能 C．风车把风能转化为电能 D．风车把水能转化为电能 3．下面各种能源中，不属于常规能源的是（　　） A．石油 B．天然气 C．水能 D．太阳能 4．下列做法不符合“节约资源，保护环境”理念的是（    ） A．减少使用一次性筷子 B．工业上使用中水以节约水资源 C．将废旧塑料焚烧以减少白色污染 D．用电动公交车代替燃油公交车 5．在我国许多地区采用火力发电，在火电站进的是“煤”，出的是“电”，如图所示，在这个过程中能量的转化是    A．化学能﹣重力势能﹣动能﹣电能      B．化学能﹣内能﹣机械能﹣电能 C．内能﹣化学能﹣机械能﹣电能        D．机械能﹣内能﹣机械能﹣电能 6．近年以来，安宁河谷地区大力发展风力发电，风力发电的过程中涉及到的能量转化说法正确的是（　　） A．太阳能转化为电能 B．电能转化为风能 C．水能转化为电能 D．风能转化为电能 7．普通白炽灯正常工作时消耗的电能大约有90%因发热而损失，而新型的LED灯发光时的发热量很少，从而减少了电能的损失，被人们广泛应用于生活之中。将标有“220V15W”的LED灯和“220V15W”的白炽灯分别接入家庭电路中，发现LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度。下列说法中正确的是（　　） A．通过LED灯的电流大于通过白炽灯的电流 B．LED灯的实际功率大于白炽灯的实际功率 C．相同时间内LED灯消耗的电能大于白炽灯消耗的电能 D．相同时间内LED灯转换成的光能大于白炽灯转换成的光能 8．下列关于能量转化中属于内能转化为机械能的是 A．火药在枪膛中燃烧将子弹推出枪膛 B．电梯工作时将乘客送往高处 C．风力发电站利用风力发电 D．内燃机压缩冲程 9．关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（　　） A．地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能 B．自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律 C．空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能 D．热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体 10．如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　） A．光电池板是将太阳能转化为化学能 B．照明灯工作时，LED 灯是将内能转化为电能 C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能 D．蓄电池夜晚放电时，蓄电池将化学能转化为光能 11．如图所示的四个过程，从能量转化和转移的角度看，属于机械能转化为内能的（　　） A． 水蒸气推开试管塞 B． 下压活塞，点燃棉花 C．饮水机加热水 D． 火箭点火升空 12．小明对新型LED灯带很好奇，取一段剖开后发现，灯带中的LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的.他取下其中一只LED灯接在电池两端没有亮，对调电池正负极后亮了，用手试摸，点亮的灯几乎不发热.以下推断符合上述实验事实的是（ ） A．LED灯可以直接在交流电下工作 B．LED灯主要是将电能转化为内能 C．电源适配器是将交流电转变为直流电 D．灯带中一只LED灯断路后其他灯还亮 13．人们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是（    ） A．提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心 B．全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能 C．水力发电，将电能转化为机械能 D．用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就提高 14．下列关于新材料及信息传递的说法中，正确的是（　　） A．半导体可用来制作LED灯的发光二极管 B．超导体可以用于制作电饭锅等电热器 C．能量在转化或转移过程中总量会减少 D．太阳能、风能、核能都是可再生能源 15．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 16．人类正面临能源危机，为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现，下表中LED灯和白炽灯在正常工作时光照强度相同．有关数据如下表： （1）请根据以上材料说明使用LED灯的一个优点： ； （2）LED灯与白炽灯各一盏都正常工作1h，一个月按30天计算可节约电能 kW·h． 17．结合图阅读以下材料，回答问题． 利用太阳能发电的主要方式有两种：光﹣电转换和光﹣热﹣电转换． 光﹣电转换 光电转换的基本装置是太阳能电池，它的基本原理是光电效应：光照射到某些物质上引起物质的光电性质变化，也就是光能量转化为电能．这一原理是由德国物理学家赫兹首先发现的．当时，赫兹发现：两个锌质小球之一用紫外线照射，则在两个小球之间就非常容易跳过电火花．后来爱因斯坦提出光子假设，成功解释了光电效应，并因此获得1921年诺贝尔物理学奖． 光﹣热﹣电转换 即利用太阳辐射所产生的热能发电．一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电．如图所示，前一过程为光﹣热转换，后一过程为热﹣电转换．利用这一原理有些国家在沙漠地区建立了塔式太阳能热电站． 太阳能可以发电，并让灯泡发光．可是，白天有太阳，我们并不需要灯亮；而夜晚没有太阳我们需要灯亮．想一想，怎样实现将白天太阳的能量储存起来，供夜晚的灯发光呢？又怎样将太阳能发电站转化的大量能量储存起来，供夜间或阴雨天使用呢？如何破解太阳能的蓄能问题，让太阳能最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源呢？ 实际生活中常见的太阳能路灯就是利用化学能的形式储存太阳能的．太阳能电池板与蓄电池连接，蓄电池再与电灯连接．白天有太阳能时，接通太阳能电池板与蓄电池电路，太阳能电池板转换成的电能再转换成蓄电池的化学能储存起来；夜晚，太阳能电池板与蓄电池电路断开，蓄电池与电灯电路接通，蓄电池储存的化学能再转换成电能为电灯供电．它的各电路的通断是由充放电控制器自动控制，蓄电池放在电线杆下面的地上． （1）太阳能电池的基本原理是光电效应，爱因斯坦提出的 ，成功解释了光电效应． （2）塔式太阳能发电系统中的“热﹣电转换”，经历的能量转换过程是： 18．2016年6月18日武石城际铁路正式开通，它是武汉城市圈内一条连接武汉市与鄂州市、黄石市的快速城际铁路，是湖北省重要的经济走廊．铁路线全长95km，动车直达运行时间仅为30min，则全程的平均速度可达    km/h．为了节能，车靠站前可采用“再生制动”的方法：在车速逐渐减到90km/h的过程中，不采用机械刹车，而是关闭电源，由于动车具有 仍将继续行驶，带动电机逆向发电，把动车的 能转化为电能输入电网． 19．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 ，释放出巨大的核能；核电站利用的是核反应堆内的铀核发生 时所释放的核能来发电的．（填“聚变”或“裂变”） 三、计算题 20．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息，求： (1)水在10 h内吸收的热量． (2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少米3的天然气(天然气的热值为8.4×107 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)． (3)该太阳能热水器的能量转化效率． 21．现在许多家庭浴室使用天然气热水器来加热水。某同学家安装了天然气热水器，在一次使用时，进入热水器前水的温度是10℃，流出热水器热水的温度为40℃，所用水的质量为20kg。求： （1）分析天然气燃烧加热水的过程中，能量的转化和转移情况； （2）水从热水器中吸收了多少热量？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] （3）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少体积的天然气？(天然气的热值q=4×107J/m3) 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26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 B C D C B D D A B C 题号 11 12 13 14 15 答案 B C A A B 1．B 【分析】分析各选项转化前的能量形式和转化后的能量形式，得出结论． 【详解】A. 电饭锅工作时，消耗电能，将电能转化为内能，A说法正确； B. 电风扇工作时，消耗电能，主要将电能转化为机械能，B说法错误； C. 电动机带动水泵把水送到高处，把电能转化为水的机械能，C说法正确； D. 煤燃烧时发热，化学能转化成内能，D说法正确． 故选B. 2．C 【详解】风力发电的过程中，消耗了风能，得到了电能，因此该过程将风能转化为了电能。 故选C。 3．D 【详解】煤、石油、天然气等能源是我们目前最为常用的能源，而太阳能的利用还处于开发的阶段，所以不属于常规能源的是太阳能，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．C 【详解】A．减少使用一次性筷子，可减少树木的砍伐，有利于保护环境，故A不符合题意； B．使用中水是水的二次利用，有利于节约水资源，故B不符合题意； C．废旧塑料焚烧会产生有害气体、烟尘等，对环境造成污染，故C符合题意； D．用电动公交车代替燃油公交车，可减少汽车尾气的排放，故D不符合题意． 5．B 【详解】燃料燃烧把化学能转化为内能，水蒸气推动涡轮机转动，把内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电，把机械能转化为电能。 故选B。 6．D 【详解】风力发电的过程中，消耗了风能，产生了电能，因此该过程将风能转化为了电能，故选D。 7．D 【详解】ABC．LED灯和白炽灯额定功率和额定电压相等，则都接入家庭电路时，均正常发光，则实际功率相等，由P=UI可得，两灯电流相等，由W=Pt可知消耗电能相等，故ABC错误； D． 由于LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度，则可知相同时间内LED灯转换成的光能大于白炽灯转换成的光能，故D正确。 故选D。 8．A 【详解】A. 火药在枪膛中燃烧将子弹推出枪膛，是气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故A正确；B. 电梯工作时将乘客送往高处，是消耗电能，转化为机械能，故B错误； C. 风力发电站利用风力发电是将风能转化为电能，故C错误；D. 内燃机压缩冲程中，将机械能转化为内能，故D错误．故选A. 【点睛】分析选项所描述的实例中，所消耗的能量及所产生的能量，可找出哪一个是将内能转化为机械能． 9．B 【详解】AB．地球上的化石能源都是太阳能转化来的，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，从一个物体转移的另一个物体，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要压缩机运转，压缩机运转需消耗电能，故C正确，不符合题意； D．热传递的条件是温度差，热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体，故D正确，不符合题意。 故选B。 10．C 【详解】A．光电池板是将太阳能转化为电能，而不是化学能，故A错误，不符合题意； B．照明灯工作时，将电能转化为光能，故B错误，不符合题意； C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能，故C正确，符合题意； D．蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将化学能转化为光能，故D错误，不符合题意。 故选C。 11．B 【详解】A．水蒸气推开试管塞，水蒸气膨胀做功，将内能转化为机械能，故A不符合题意； B．下压活塞时，活塞对封闭气体做功，将机械能转化为内能，故B符合题意； C．饮水机加热水，电流做功，将电能转化为内能，故C不符合题意； D．火箭点火升空，燃料的化学能转化为内能，内能再转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 12．C 【详解】试题分析：开始灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，说明LED灯是具有单向导电性的二极管，一点接在直流电下工作，故A不符合题意；由于用手试摸时，灯泡不发热，所以主要是将电能转化为光能的，故B不符合题意；电源适配器是将交流电转变为直流电的装置，故C符合题意；因为灯带中的LED灯是串联的，所以灯带中一只LED灯断路后其它灯也不能工作，故D不符合题意；故应选C． 【考点定位】电路连接的判断 13．A 【详解】A．节能问题的核心还是提高能量利用中的转化效率，故A正确； B．全自动洗衣机工作时，电能主要转化为机械能，故B错误； C．水力发电，将水能转化为电能，故C错误； D．要提高燃气灶的加热效率，应减少废气带走的热量，而用燃气灶烧水，调大火力，会让部分火力跟废气一起溢出，故D错误。 14．A 【详解】A．半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故A正确； B．超导体的电阻为零，电流通过时不会产生电热，所以不能利用超导体制作电热器，故B错误； C．根据能量守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，总量是不变的，故C错误； D．太阳能、风能可以从自然界中源源不断的得到是可再生能源，核能不能短期内从自然界得到补充是不可再生能源，故D错误。 故选A。 15．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。 16． 发光效率高、节能降耗,响应时间短、额定电压低 2.64 【分析】根据表格可知，LED灯电压低．功率小，响应时间短，故可以从以上几点进行分析其优点．由两灯的功率只差，利用WPt求出节约的电能． 【详解】(1)由铭牌可知：白炽灯是通过钨丝高温发光把电能转化为内能和光能,而LED灯是通过二极管发光,电能直接转化为光能,从而发光效率高,节省电能;LED灯的额定电压低,人直接接触不会触电;LED灯响应时间短,也就是从开始发光到正常发光所用的时间短;LED灯额定功率小,节约能源．故优点可从发光效率高、节能降耗,响应时间短、环保、额定电压低(安全电压)以上任意写出一点均可．(2)白炽灯功率比LED灯功率高：△P=P2−P1=100W−12W=88W，每天正常工作1h，一个月按30天计算可节约电能：W=△P×t=0.088kW×1h×30=2.64kW⋅h. 17． 光子假设 内能→机械能→电能 【详解】(1)太阳能电池将光转化为电能，所以太阳能电池的基本原理是光电效应；据“后来爱因斯坦提出光子假设，成功解释了光电效应，并因此获得1921年诺贝尔物理学奖”可知，太阳能电池的基本原理是光电效应，爱因斯坦提出的光子假设，成功解释了光电效应；(2)据“如图所示，前一过程为光−热转换，后一过程为热−电转换．利用这一原理有些国家在沙漠地区建立了塔式太阳能热电站”可知，塔式太阳能发电系统中的“热−电转换”，经历的能量转换过程是：内能→机械能→电能． 18． 190 惯性 机械 【详解】试题分析：平均速度等于路程除以时间为：v=s/t=95km/0.5h=190km/h；关闭电源后，由于惯性，列车还要保持原来的运动状态，向前运动一段距离；电机逆向发电时，消耗动车的机械能，得到了电能，所以是把动能转化为电能的． 【考点定位】平均速度；能量转化 19． 聚变 裂变 【详解】太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能；而核电站利用的是铀核裂变时释放核能发电的； 故答案为聚变，裂变． 20．(1) 2.1×107 J．(2)0.25 m3．(3) 50%． 【详解】(1)水吸收的热量(有用能量):Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×50℃=2.1×107J， (2)天然气完全燃烧需放出热量：Q放=Q吸=2.1×107J，由Q放=Vq得需要天然气的体积： V== =0.25m3(3)10h太阳能热水器吸收的太阳能(总能量): Q总=1.68×106J/(m2⋅h)×2.5m2×10h=4.2×107J，太阳能热水器的能量转化效率： η= ==50% 点睛：由表中数据知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量（有用能量）；如果水吸收的热量用天然气来提供，即Q放=Q吸，再利用Q放=Vq求需要完全燃烧多少天然气；由太阳辐射功率知道1h内投射到1m2面积上的太阳能，据此求出10h吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率． 21．（1）见解析；（2）2.52×106J；（3）0.09m3 【详解】解：（1）天然气燃烧时，化学能转化为内能；给水加热时，属于内能的转移，即热传递； （2）水吸收的热量为 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(40℃-10℃)=2.52×106J (3)由题知 Q放×70%=Q吸 放出的热量为 由公式Q放=Vq可知，需要天然气的体积为 答：（1）天然气燃烧时，化学能转化为内能；给水加热时，属于内能的转移，即热传递；（2）水从热水器中吸收了2.52×106J的热量； （3）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗0.09m3的天然气。 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 $$