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．下列关于能源和信息的说法正确的是（　　） A．当前核电站利用核聚变发电 B．太阳能电池板将太阳能转化为内能 C．光纤通信利用超声波传递信息 D．卫星通信利用电磁波传递信息 2．近日，新一代“人造太阳”中国环流三号首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，创造了我国可控核聚变实验装置运行新纪录，技术水平居国际前列。下列说法正确的是（　　） A．中国新一代“人造太阳”的原理与核电站原理相同 B．核能属于可再生能源 C．核聚变过程中能量的总和增加 D．原子核是由质子和中子组成 3．下列各组能源中，均为不可再生能源的是（　　） A．煤、石油、天然气 B．太阳能、地热能、风能 C．电能、汽油、风能 D．核能、水能、生物能 4．关于声、信息和能源的下列说法中正确的是 A．“路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人”说明声音能在水中传播 B．核动力航母是利用核聚变释放的能量，它是一种新能源 C．利用声波和电磁波传递信息时都需要介质 D．光纤通信是利用了激光在光导纤维里多次折射，从而将携带的信息传到远方的 5．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，下列说法中正确的是（　　） A．超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线 B．2020年6月23日我国完成北斗全球星座部署，“北斗卫星导航系统”传递信息主要是利用了红外线传输信号 C．超市收银员使用的条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导体材料 D．太阳能、风能和核能都是可再生能源 6．关于核能，下列说法正确的是 A．原子核很小，因此其中不可能存在大量的能量 B．人们现在能够利用可控核聚变的能量 C．对于核裂变的链式反应，人们还不能控制 D．无论是较大的原子核受激分裂，还是较小的原子核的结合，其中都会伴随着巨大的能量变化 7．《不扩散核武器条约》缔约国第八次审议大会在纽约联合国总部召开，消除核武器与和平利用核能成为参会国讨论的焦点．关于原子弹与核电站的叙述正确的是（    ） A．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率 B．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率 C．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率 D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率 8．如图是我国目前能源使用比例图，其中核能是我国正在大力开发和利用的一种有前途的能源.下列有关核能的说法正确的是 A．核电站利用核能发电，将核能转化为电能 B．现在的核电站是利用聚变反应来产生电能 C．核能是我国目前消耗的主要能源 D．核电站产生的核废料对环境不会造成污染 9．出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多样，使用的能源也不尽相同。自行车、太阳能小汽车和电力机车所消耗能量的形式分别是（　　） ①生物质能；②核能；③电能；④太阳能。 A．①③② B．①④③ C．①②③ D．①③④ 10．如图是武汉江滩公园中安装的一款太阳能LED路灯．下列说法错误的是（） A．LED灯泡是由多个发光二极管并联组成的 B．LED灯泡的发光部件是由半导体材料制成的 C．太阳能电池板将太阳能直接转化为化学能储存起来 D．太阳能电池板旁的蓄电池是将电能直接转化为化学能储存起来 11．关于能源、能量，下列说法正确的是（　　） A．可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向 B．大量氢核的裂变，可以在瞬间释放出巨大的核能 C．能量是守恒的，不会发生能源危机 D．化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源 12．下列关于能源的说法中，正确的是（  ） A．核电站利用原子核聚变所释放的能量来发电 B．煤、石油、天然气都是不可再生能源 C．随着科技发展，将来可以制造出不消耗能量而不停对外做功的机器 D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽用之不竭”的 13．2021年1月30日，全球第一台“华龙一号"核电机组——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行。下列说法正确的是（　　） A．核燃料发电后产生的废弃物可以按照一般垃圾处理 B．核电站中的能量转化是将核能最终转化为电能 C．核电站是利用核聚变释放能量来发电 D．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化的效率达100% 14．下列说法正确的是（   ） A．现有核电站是利用核聚变来发电的 B．温度相同的物体，内能不一定相同 C．原子由质子和电子组成 D．扩散现象中，分子一定从高温物体运动到低温物体 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 16．2023年4月12日素有“人造太阳”之称的中科院等离子研究所EAST装置，实现了403s稳态运行。它有类似于太阳核 （选填“裂变”或“聚变”）的反应机制，是探索终极能源的利器。目前被人类广泛运用的核能是 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。神舟十七号航天员乘组惊喜“现身”今年春晚，献唱儿歌《大闹天宫》，航天员在舱内的实时画面是通过 传回地面的。 17．核电站通过核反应堆中的核 （选填“聚变”或“裂变”）来加热水，将核能转化为水蒸气的 能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。 18．如图，车筐里的薄膜是最近安装在苏州街头公共自行车上的一种新装备。这块薄膜能吸收 能并转化为电能，从而驱动智能锁等设备。这种薄膜电池一般表面为黑色，这是因为 。 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．如图是一种太阳能汽车.太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流.求： （1）在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？ （2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？ （3）你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点？ 21．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表为小明家的太阳能热水器在阳光照射下记录的相关信息，其中太阳辐射功率在数值上等于1h内投射到太阳能热水器吸热板1m2面积上的太阳能，求： 太阳照射时间/h 装水量/kg 吸热板面积/m2 水升高的温度/ 水的比热容/ 太阳辐射功率/ 4 100 2 40 (1)水在4h内吸收的热量是多少？ (2)水在4h内吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭所释放的热量？（焦炭的热值取） (3)该太阳能热水器的能量转化效率是多大？ 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 D D A A C D C A B C 题号 11 12 13 14 15 答案 A B B B B 1．D 【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量； （2）太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置； （3）光纤通信主要是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式，激光是一种光波； （4）现代电信网络中卫星通信、微波通信、移动通信都是利用电磁波来实现的． 【详解】核电站是利用铀核裂变发生链式反应释放出大量的核能来发电的，是可控链式反应，故A错误；太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，故B错误；光纤通信主要是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式，激光是一种光波，故C错误；卫星通信是利用电磁波来实现的，故D正确； 【点睛】本题考查了核能、太阳能、光纤以及电磁波的利用，涉及的知识较多，但难度不大，是一道基础题． 2．D 【详解】A．核能分为裂变和聚变两种，目前我国的核电站是利用核裂变链式反应发电的，而中国新一代“人造太阳”的原理是核聚变，故A错误； B．核能属于不可再生能源，故B错误； C．根据能量守恒定律，核聚变过程中能量的总和不变，故C错误； D．原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子构成，故D正确。 故选D。 3．A 【详解】不可再生能源泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，例如煤、石油、天然气、核能等；可再生能源是指可以再生的能源总称，包括生物质能源、太阳能、地热能、风能、光能、水能、生物能等等。 A．煤、石油、天然气都属于不可再生能源，故A符合题意； B．太阳能、地热能、风能属于可再生能源，故B不符合题意； C．风能属于可再生能源，故C不符合题意； D．水能属于可再生资源，故D不符合题意。 故选A。 4．A 【详解】A．声音的传播是需要介质的，“路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人”说明人的声音会先经空气传播到水中，然后再经水传播而被鱼听到，故A正确； B．核能是一种新能源，航母利用的核能是可控制的核能，目前我们利用的可控制的核能是重核裂变时产生的核能，故B错误； C．声音传播需要介质，电磁波传播可以不需要介质，故C错误； D．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，这样就把它携带的信息传到远方，故D错误。 故选A。 5．C 【详解】A．超导材料没有电阻，不能应用于电饭锅，但是可以应用于远距离输电线，故A错误； B．“北斗卫星导航系统”传递信息主要是利用了电磁波传输信号的，故B错误； C．超市收银员使用的条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导体材料，故C正确； D．太阳能、风能是可再生能源，但是核能短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】试题分析：原子核虽小，但其中存在大量的能量，故A错误，不合题意；人们现在能够利用可控核裂变的能量，还无法利用可控核聚变的能量，故B错误，不合题意；对于核裂变的链式反应，人们已经能够控制，核反应堆就是利用了可控的核裂变，故C错误，不合题意；无论是较大的原子核受击分裂，还是较小的原子核的结合，其中都会伴随着巨大的能量变化，故D正确，符合题意，故选D． 考点：核能 7．C 【详解】原子弹及核电站都是利用了原子核的裂变释放能量，只不过原子弹对于裂变的链式反应不加控制，而核电站是对于裂变的链式反应加以控制，让能量得以缓慢释放。故C正确，ABD错误。 故选C。 8．A 【详解】AB．核电站主要是利用核裂变进行发电的，是将核能转化为电能的过程，A符合题意，B不符合题意； C．由题图看出化石能源是我国当今主要的能源，C不符合题意； D．核电站产生的核废料会对环境造成污染，D不符合题意. 9．B 【详解】骑自行车消耗人体能量，是生物质能；太阳能小汽车消耗太阳能；电力机车是靠电机来驱动，消耗的是电能，故自行车、太阳能小汽车和电力机车所消耗能量的形式分别是①生物质能，④太阳能，③电能，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10．C 【详解】A、LED灯泡是由多个发光二极管并联组成的，这样其中一只损坏时，不影响其它发光，故A正确； B、LED灯主要使用的材料是半导体，故B正确； C、太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故C错误； D、蓄电池充电时，将电能转化为化学能，储存是蓄电池中；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D正确． 故选C． 11．A 【详解】A．可再生能源可循环获得，且清洁、污染小，可以保证不会严重影响环境，是未来理想能源的一个重要发展方向，故A正确； B．大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出巨大的核能，如氢弹，故B错误； C．由于能量的转化和转移具有方向性，所以无节制的消耗能源会造成能源危机，故C错误； D．化石能源、核能，不能在短期内从自然界得到补充，属不可再生能源；水能可以循环使用，属可再生能源，故D错误。 故选A。 12．B 【详解】A．核电站利用的是可控的核裂变释放的能量，故A错误； B．煤、石油、天然气不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故B正确； C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器--永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成的，故C错误； D．能量虽守恒，但可以利用的能源是有限的，还是要节约能源，故D错误。 故选B。 13．B 【详解】A．核燃料发电后产生的废弃物具有放射性，不可以按照一般垃圾处理，故A错误； B．核电站中的能量转化是将核能释放出来，最终转化为电能，故B正确； C．核电站是利用核裂变释放能量来发电，故C错误； D．通过改进科学技术，可以提高能量的利用效率，但效率不可能达100%，故D错误。 故选B。 14．B 【详解】A．现有核电站是利用核裂变所释放的能量来发电的，故A错误； B．内能和物体的温度、质量、状态有关，温度相同的物体，所具有的内能大小不一定相同，故B正确； C．原子是由原子核和核外电子组成的，原子核由中子和质子组成，故C错误； D．扩散是由于分子不停地做无规则运动造成的，是两种相互接触的物质进入彼此的现象，两种物体都运动到了对方的空间中，所以扩散现象中，分子可以从高温物体运动到低温物体动到低温物体，也可以从低温物体运动到高温物体，温度相同也可以发生扩散现象，故D错误。 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． 聚变 不可再生 电磁波 【详解】[1]人造太阳和太阳能获取核能的方式相同，通过核聚变的方式获得。 [2]产生核能的核原料在短时间内不能再次获得，核能属于不可再生能源。 [3]电磁波可以在真空中传播，并能传递信息，航天员在舱内的实时画面是通过电磁波传回地面。 17． 裂变 内 二次 【详解】[1][2]核电站通过核反应堆中的重核裂变即链式反应来释放出核能，再通过热交换器加热水，使水变为高温高压的蒸汽，将核能转化为水蒸气的内能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能。 [3]电能不能够从自然界直接获取，属于二次能源。 18． 光 黑色可以吸收所有色光，吸收更多能量 【分析】自行车的薄膜涉及到的能量转化是光能转化为电能； 黑色物体可以吸收所有的色光。 【详解】[1]薄膜可以将光能转化为电能，为驱动设备提供能量。 [2]薄膜电池一般会把表面涂黑是因为黑色物质可以吸收所有色光，进而可以吸收更多能量。 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．（1）1600W ；（2）20%；（3）环保，无尾气污染等 【详解】(1)电动机消耗的电功率 (2)太阳能转化为电能的效率 (3)太阳能汽车的优点：环保，无尾气污染等． 答：(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是1600W； (2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率20%； (3)详见解析． 21．(1) ；(2)0.56kg；(3)70% 【详解】(1) 水在4h内吸收的热量是 (2)焦炭的质量为 (3) 该太阳能热水器吸收的热量为 该太阳能热水器的能量转化效率是 答：(1)水在4h内吸收的热量是； (2)焦炭的质量为0.56kg； (3)该太阳能热水器的能量转化效率是70%。 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 $$