第18章 一、能源利用与社会发展-【拔尖特训】2024-2025学年九年级下册物理（苏科版）

71 一、 能源利用与社会发展 ▶ “答案与解析”见P39 1. 人类社会的发展过程是开发、利用能源的历 史.四五十万年前, 的利用揭开了人 类利用能源的序幕;18世纪, 的发 明,引发了世界性的工业革命;19世纪, 能的广泛利用,使人类社会进入现 代文明时代;20世纪初, 能的发现 和利用,为人类的明天描绘出蓝图. 2. 位于西藏自治区当雄县境内羊八井地区的地 热发电站是中国最大的地热发电站.地热能 是 (可再生/不可再生)能源;高温高 压的水蒸气推动蒸汽轮机转动时,将内能转 化为 能. 3. 利用海水周期性涨落获得的能量就是潮汐能, 它属于 (可再生/不可再生)能源;在 潮汐发电时,潮汐能转化成 能. 4. 关于能源的利用,下列说法中正确的是 ( ) A. 古人利用聚光取火第一次实现对自然力 的支配 B. 化石能源是近现代的主体能源 C. 化石能源比电能便于输送和利用 D. 核燃料属于可再生能源,人类可以无限度 利用核燃料 5. (2024·盐城)“立式大风车”是一种由风力驱 动使轮轴旋转的机械.下列与大风车所用能 源同属于可再生能源的是 ( ) A. 太阳能 B. 天然气 C. 石油 D. 煤炭 6. 下列能源中,属于非清洁能源的是 ( ) A. 风能 B. 煤炭 C. 水能 D. 太阳能 7. 能源是人类生存和发展的重要因素.煤、石 油、天然气、水能及生物质能等是多年来大规 模使用的能源,被称为 能源,而核 能、地热能、海洋能、沼气以及太阳能等被称 为 能源.(常规/新) 8. 空气能热水器(如图甲所示)是将空 气中的低温内能搬到水中进行制热 的新型高效节能热水器,其工作过 程与空调相反,空气能属于 (可再 生/不可再生)的新能源;如图乙所示为其工 作原理,制冷剂在蒸发器中汽化,在冷凝器中 (填物态变化名称),在工作循环过 程中,将空气中的内能不断地“搬运”至水中. (第8题) 9. “可燃冰”是 (可再生/不可再生)能 源,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热 量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的 很大,2m3的可燃冰完全燃烧后可 放出的热量为 J(“可燃冰”的热值为 1.4×1010J/m3). 10. 下列不属于能源的是 ( ) A. 流动的空气 B. 天然气 C. 地下热水 D. 汽油机 11. ★中国白鹤滩水电站已全面投产.水能属于 ( ) ① 可再生能源 ② 不可再生能源 ③ 常规能源 ④ 新能源 A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十八章　能源与可持续发展 第十八章　能源与可持续发展 知 识 讲 解 72 12. 如图所示为“混合动力汽车”结构示意图,该 车在行驶过程中把电能转化为机械能的部 (第12题) 件是 ( ) A. 汽油发动机 B. 电池 C. 发电机 D. 电动机 13. 利用垃圾发电可缓解城市垃圾过 多带来的问题,如图所示为某垃圾 发电厂综合利用垃圾的主要流程: (第13题) (1) 下列说法中,不科学的有 (填 字母,多选). A. 垃圾发电厂可以有效地处理所有垃圾, 并且没有污染 B. 垃圾也是一种重要的资源,应对垃圾进 行分类处理,综合利用 C. 生活中的垃圾可以随意丢弃,因为它们 很快都能被自然界分解 (2) 垃 圾 发 电 厂 中 的 发 电 机 是 根 据 的原理来工作的. (3) 研究表明,每燃烧1t生活垃圾可以发 电200kW·h.某垃圾发电厂有1台功率为 6.0×103kW的发电机,若它每天正常工作 10h,则一天可以处理多少生活垃圾? 14. (2023·齐齐哈尔)阅读短文,回答问题. 化石能源目前仍是世界上许多国家的 主要能源,但化石能源的大量开采利用给人 类的生存环境造成极大的隐患.石油危机、 环境污染,在全球范围内引起了人类对能源 问题的思考,我国对此问题尤为重视.为了 解决环境污染、能源枯竭问题,我国率先在 第75届联合国大会上提出“碳达峰”“碳中 和”两个奋斗目标,同时大力发展风能、太阳 能、核能等新能源.我国风力资源丰富,在东 南沿海、西北沙漠具有突出的优势.风能用 之不竭、清洁环保,所以我国加大对风能的 开发和利用.如图甲所示为我国某风力发电 基地,风力发电机组主要由风机叶片和发电 机组组成. (第14题) (1) 风力发电是把风能转化为电能,风能是 (可再生/不可再生)能源. (2) 某段风机叶片的形状像飞机的机翼,若 叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面 的形状不同,导致叶片两面空气流速不同,从 而产生 差,使风机叶片转动起来. (3) 风机叶片具有质量轻、强度高等性能, 通常用密度 (大/小)、硬度大的复 合材料制成. (4) 某风力发电机输出功率与风速的关系 如图丙所示.由图像可知,当风速在v1和v2 之间时,风速越大,风力发电机的输出功率 (越大/不变/越小);当风速大于 v2时,风速增大, (能/不能)提高 风力发电机的输出功率. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级下 播、电视获得信息,利用电话可以相互 交流信息;健康档案记录的是与身体 健康有关的信息.故D选项符合题意. 2. C [解析]根据题图可知,紫光的 波长比650nm短,故A不符合题意; 所有的可见光都属于电磁波,故B不 符合题意;由题图可知,波长为650nm 的光波长比蓝光的长,故C符合题 意;不同波长的光在真空中的传播速 度相同,故D不符合题意. 3. A 4. 等于 大于 2.5 5 [解析]由 图知,两种波的振幅相等;波长是波源 完成一次振动期间波传播的距离,则 甲的波长大于乙的波长.频率是指物 体在1s内振动的次数,4s内振动了 10次,则频率f= 10次 4s =2.5Hz ;周 期为频率的倒数,此波的周期T= 1 f = 12.5Hz=0.4s ,波速v=λT = 2m 0.4s=5m /s. 5. (1) UVC (2) 普通玻璃 石英玻 璃 [解析](1) 由题图甲可知,波长 为254nm的紫外线属于UVC波段. (2) 由题意可知,柜门透明部分的材 料应选普通玻璃,可有效阻碍 UVC 波段的传播,避免对人体造成伤害;透 明灯管的材料应选石英玻璃,可以使 UVC波段通过,对柜内物品进行杀菌 消毒. 6. 电磁波 2.4 [解析]信号至少延 迟t=sv= 2×3.6×108m 3×108m/s =2.4s. 7. 磁 电磁波 [解析]记录和传递 信息的形式是多种多样的.随着技术 的进步,有了光记录(如光盘)、磁记录 (如IC卡、计算机软盘)等信息量大的 记录方式;信息传播进入了新的时代, 其中手机是通过电磁波来传递信 息的. 8. (1) ① 在物体表面材料相同的情 况下,频率越高,接收到反射回来的无 线电信号越强 ② 频率相同,反射面 的材料不同,接收到反射回来的无线 电信号强弱不同 (2) 将手机A置于 真空罩中,用另一个手机B拨打手机 A,手机A接收到呼叫信号,抽出真空 罩中的空气,发现手机A 仍接收到呼 叫信号,从而证明电磁波能在真空中 传播 [解析](1) 由题可知,无线电 波照射到物体表面时,反射强度与反 射面的材料、无线电波的频率等因素 有关.① 由b、c、d知反射面的材料相 同,无线电波的频率不同,且频率越 高,显示器上的光斑越大,故结论为强 度相同的无线电波发射到等距的同一 固定物体表面上,在物体表面材料相 同的情况下,频率越高,接收到反射回 来的无线电信号越强.② 由b、e知电 磁波的频率相同,反射面的材料不同, 显示器上光斑的大小不同,故结论为 强度相同的无线电波发射到等距的同 一固定物体表面上,频率相同,反射面 的材料不同,接收到反射回来的无线 电信号强弱不同. 第十八章　能源与可持 　　　续发展 一、 能源利用与社会发展 1. 火 蒸汽机 电 核 2. 可再生 机械 3. 可再生 电 4. B 5. A 6. B 7. 常规 新 [解析]按能源利用状 况分:常规能源———多年大规模使用; 新能源———近若干年才开始利用,或 以前使用过但现在又有新的利用方式 的能源.按题意,煤、石油、天然气、水 能及生物质能等是多年来大规模使用 的能源,应属于常规能源;而核能、地 热能、海洋能、沼气以及太阳能等应属 于新能源. 8. 可再生 液化 [解析]空气是取 之不尽的,所以空气能属于可再生能 源.制冷剂在蒸发器中汽化,汽化吸 热,即吸收空气中的内能,在冷凝器 中,制冷剂发生液化,液化放热,水吸 收热量,这样就将空气中的内能“搬 运”至水中. 9. 不可再生 热值 2.8×1010 [解析]“可燃冰”不能在短时间内从自 然界得到补充,所以属于不可再生能 源;在同等条件下(包含质量相同), “可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤 气的数十倍,说明“可燃冰”的热值很 大;2m3的可燃冰完全燃烧释放的热 量Q放=Vq=2m3×1.4×1010J/m3= 2.8×1010J. 10. D [解析]凡是能够提供某种形 式能量的物质或物质运动都可以称为 能源.汽油机是人类发明和制造的把 汽油的化学能转化为燃气的内能,再 把燃气的一部分内能转化为活塞的机 械能的能量转换器,它不属于能源.故 选D. 11. A [解析]水是能够源源不断地 从自然界获取的能源,是可再生能源; 水是人类利用多年且广泛使用的能 源,属于常规能源,所以①③正确. 能源分类的交叉性 能源的分类是本节的重点知 识,对能源进行分类时,要特别注 意交叉性,如按照不同的分类标 准,“可燃冰”属于一次能源、不可 再生能源、新能源等. 12. D [解析]在该车行驶过程中,电 动机把电能转化为机械能.故选D. 13. (1) AC (2) 电磁感应 (3) 300t [解析](3) 1台发电机一天的发电量 W=Pt=6.0×103kW×10h= 60000kW·h.一天处理垃圾的质量 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 93 m=60000kW ·h 200kW·h/t=300t. 14. (1) 可再生 (2) 压力 (3) 小 (4) 越大 不能 [解析](1) 风力发 电利用的是风能,风能可以在自然界 中源源不断地得到补充,风能是取之 不尽、用之不竭的能源,所以风能是可 再生能源.(2) 由图乙知,叶片的上面 是突出的弧形,下面是平面,空气流过 时,上面的空气流速大于下面的空气 流速,上面的压强小于下面的压强,由 于叶片两面空气流速不同而产生向上 的压力差,使风叶旋转.(3) 风机叶片 的材料质量轻、强度大、耐磨损、密度 小、硬度大,可以减小阻力,延长使用 寿命.(4) 由图丙知,当风速在v1 和 v2之间时,风速越大,发电机的输出 功率越大;当风速大于v2 时,风速越 大,发电机的输出功率不会增大. 二、 核能　三、 太阳能 1. 质子 中子 正电 斥力 核力 核能 2. (1) 电 (2) 内 (3) 裂 3. D 4. 核裂变 不可再生 二氧化碳 [解析]核电站所用的核燃料属于不可 再生能源,由于核裂变是可控的,故核 电站中的核反应堆就是通过核裂变过 程中释放核能来带动发电机发电的, 与火力发电站相比,核能发电不会向 大气中排放二氧化碳气体,从而有效 地缓解了温室效应. 5. (1) 传播 (2) 电能 1.8×104 [解析](1) “光伏声屏障”是在传播过 程中减弱噪声,即通过阻断噪声传播 的方式来控制噪声的.(2) 光伏电池 板利用太阳能的方式是将太阳能转化 为电能;无烟煤完全燃烧放出的热量 Q放=1.7×105kW·h=1.7×105× 3.6×106J=6.12×1011J,由Q放= mq可知,完全燃烧无烟煤的质量 m= Q放 q无烟煤 = 6.12×10 11J 3.4×107J/kg =1.8× 104kg. 6. C [解析]原子核由带正电的质子 和不带电的中子构成,A错误;核裂变 会持续产生中子,不需要从外界获得 中子,B错误;如果原子核的链式反应 在可控的核反应堆中进行,就可以和 平利用核能发电,若不加控制,会非常 危险,C正确;氢弹是利用核聚变原理 制造的武器,D错误. 7. B [解析]地热能是由地球深处的 放射性元素发生衰变而产生的内能, 它与太阳无关;煤、石油、天然气是由 远古时代动植物的遗体深埋在地下, 经过多年地质变化形成的,它们实质 上是由古代生物储存下来的太阳能, 所以说这些化石能源也都来自太阳; 潮汐能是由于太阳和月球对地球的吸 引而产生的,它不全是来自太阳;核能 是原子核发生变化而释放出来的,它 与太阳无关.故选B. 8. A [解析]太阳能属于可再生能 源,A正确;据题意,一天中各个反射 镜在计算机的控制下不断调整朝向, 以使反射的太阳光聚集在塔顶的集热 器(锅炉)上,B错误;水蒸气推动汽轮 机做功时,水蒸气的部分内能转化为 汽轮机的机械能,C错误;汽轮机带动 发电机发电时,机械能转化为电能,D 错误. 9. D [解析]太阳能清洁环保无污 染;太阳能从太阳传递到薄膜电池上 有一定的效率,有能量损耗;薄膜太阳 能电池将光能直接转化为电能;W= 6×10-3kW·h=6×10-3×3.6× 106J=2.16×104J. 10. (1) 不同 斥 (2) 电流 不做 功 能 [解析](1) 核电站是利用核 能发电,利用了核裂变原理.它的核心 设备是核反应堆.核反应堆中发生的 链式反应,是可以控制的.与氘、氚原 子核在超高温下结合成氦原子核的核 聚变方式不同.由于同种电荷相互排 斥,故带正电的氘、氚原子核间具有很 强的静电斥力.(2) 奥斯特实验表明 通电导体周围存在着磁场,EAST装 置中,超导线圈中的强大电流产生强 磁场,强磁场产生强磁力约束氘、氚原 子核在真空室的环形轨道内运动.由 材料知,氘、氚原子核运动方向始终与 磁力方向垂直,没有在磁力方向上移 动距离,故磁力对氘、氚原子核不做 功.氘、氚原子核在磁力作用下被约束 在真空室的环形轨道内运动,运动方 向时刻在变化,故该过程能说明磁力 可以改变物体的运动状态. 11. 5 5.4×109 [解析]通过光控 开关S的电流I=2IL=2× PL额 UL额 = 2×60W24V=5A ;可节约的总功率P= (420W-120W)×500=1.5× 105W,可节约的总电能W =Pt= 1.5×105 W×10×3.6×103s= 5.4×109J. 12. B [解析]地热能、核能不是来自 太阳的能源;煤炭、水能、木柴、天然 气、石油不是新能源;煤炭、天然气、石 油、核能是不可再生能源.故选B. 四、 能量转化的基本规律 1. 动 电动机 2. 力臂 能量守恒 3. 内 不变 机械能守恒有条件, 能量守恒无条件 机械能守恒是有条件的——— 只有机械能的转移和转化,没有机 械能的损失和补充;能量守恒是无 条件的,任何能量在转移和转化过 程中都是守恒的. 4. 热传递 方向 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 04