第二十章 能源与可持续发展（单元测试·基础卷）物理北师大版（北京）2024九年级全一册

2025-2026学年九年级全一册物理单元检测卷 第二十单元·基础通关 建议用时：70分钟，满分：70分 一、单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每题2分） 1．如图，我国空间站太阳翼采用“T”字构型，可接收更多的太阳能，提高发电效果。关于太阳能的利用，下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．太阳能电池也会污染环境 C．太阳翼工作时将太阳能转化为电能 D．太阳能的转化效率可以达到100% 2．如图所示，敦煌盐塔式光热电站将太阳光会聚到熔盐吸热塔，阳光的能量被熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气推动汽轮机发电，下列说法正确的是（　　） A．盐塔式光热电站实现了光电转化，将光能直接转化为电能 B．太阳能是不可再生能源 C．熔盐通过热传递的方式改变内能 D．能量在转移和转化过程中总量不断减少 3．太阳能制氢是一种极具潜力的清洁能源技术，它利用光催化剂吸收太阳光，直接将水分解为氢气和氧气，氢气可以作为高效的能源载体，用于发电、交通、工业等领域。下列有关说法正确的是（    ） A．氢气不属于清洁能源 B．氢气燃料燃烧的过程中热值变小 C．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变 D．太阳能不能直接用于发电 4．如图，三结砷化镓柔性太阳能电池板发电技术，是一项非常先进的太阳能光电转换技术，它的光电转换效率超30%，比传统的硅基ROSA薄膜太阳能发电效率提高一倍以上，广泛应用于航天、军事、可穿戴设备等领域。关于三结砷化镓柔性太阳能电池板发电技术，下列说法正确的是（    ） A．太阳能属于不可再生能源 B．太阳能电池板工作时，将电能转化为太阳能 C．太阳能电池板工作的效率超30%，表明太阳能有将近70%转化为电能 D．光电转换过程中，能量的总量保持不变 5．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续航里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（）。下列说法正确的是（　　） A．氢能转化的过程具有方向性 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．燃烧100kg的液氢一定能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100％ 6．如图所示，是一种新型节能路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计，下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 C．白天，多余的电能会储存在蓄电池里，是将电能转化为化学能 D．夜晚，蓄电池放电，将化学能转化为电能 7．关于能量的转化，下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．汽车紧急刹车路面上会留下清晰的刹车痕迹，机械能转化为内能 C．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程中，重力势能全部转化为动能 D．飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，重力势能减小、动能增加，机械能守恒 8．船闸是帮助船舶克服河流上因建坝（或天然）形成的水位差而安全通航的一种建筑物。我国举世瞩目的三峡大坝，上、下游水位差最高可达113m，船只通航就要依靠三峡船闸。三峡船闸是世界上最大的船闸，共由5个闸室组成。如图所示是单闸室船闸的工作示意图，下列有关说法错误的是（   ） A．它工作时是利用了连通器原理 B．在图中所示的时刻，如果关闭上游闸门C和阀门A，打开阀门B，闸室的水位降低，机械能减小 C．闸室和下游水位持平时，水不再受到重力 D．船闸在工作过程中闸室中的水遵循能量守恒定律 9．下列与物理知识有关的描述，正确的是（   ） A．地球的半径是 B．原子核由质子和中子组成 C．人正常呼吸一次大约需要20s D．太阳能是二次能源 10．敦煌首航熔盐塔式光热电站，如图所示，成千上万的定日镜把太阳光反射到位于塔顶的吸热器，熔盐被加热后通过管道输送到高温储罐中储存，需要发电时，高温储罐中的熔盐被泵送到热交换器，与水进行热交换使水变成高温高压的蒸汽，蒸汽驱动涡轮机旋转，涡轮机连接发电机，从而产生电能。下列说法正确的是（　　） A．熔盐光热发电是将电能转化为机械能 B．电能是一次能源，太阳能是二次能源 C．熔盐吸收热量升温的目的是储蓄内能 D．热量可以自发地从水传到高温的熔盐 11．长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和核心舱”于4月30日在海南文昌航天发射场发射升空。目前“天和核心舱”已发射入轨，绕地球运行，这标志着中国空间站建设的“首战”告捷。以下说法正确的是（　　） A．进入到太空后，“天和核心舱”的质量会减小 B．发射火箭时，核心舱在加速升空过程中的机械能不变 C．以地面为参照物，轨道上的“天和核心舱”是运动的 D．火箭燃料中的液氢液氧属于一次能源 12．川西高原是我国重要的清洁能源基地，水能、风能、太阳能和地热能资源十分丰富。关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．水能属于可再生能源 B．风能属于不可再生能源 C．太阳能是可再生能源 D．地热能是不可再生能源 二、多项选择题（下列每题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每题2分。每题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分） 13．如图是“风能--太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（      ） A．风能是可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时电能转化为化学能 D．控制器中的集成电路主要用超导材料制成 14．下列有关能源和信息的说法正确的是（　　） A．光纤通信靠激光传递信息，它不属于电磁波通信 B．5G通信和4G通信用的电磁波在真空中的传播速度相同 C．自然界中总能量是守恒的，因此不需要节约能源 D．风能、太阳能、水能都属于可再生能源 15．能源是人类文明进步的基础和动力。关于能源，下列说法正确的是（   ） A．太阳能属于可再生能源 B．石油取之不尽用之不竭 C．核电站是利用核裂变发电的 D．风力发电的效率可以达到100% 三、实验探究题（共28分） 16．太阳能热水器因节能环保而广泛应用。热水器由真空集热管、不锈钢保温水箱、连接管道等部件组成。集热器相当于电热水器中的电热管，保温水箱储存热水，连接管道将整套冷水、热水系统形成一个闭合的环路。实际使用中发现其效率受多种因素影响，小明思考:太阳能热水器效率与什么因素有关? 他猜想:与太阳能热水器的倾角、光照时间和水的质量有关。 为此，小明开展“影响太阳能热水器效率的因素”探究实验，装置如图所示。他采用同一太阳能热水器，在不同条件下进行测试，并记录相关数据如表所示： 实验序号 太阳能热水器的倾角 光照时间/h 水的质量/kg 水升高的温度/℃ 1 30° 2 10 10 2 45° 2 10 15 3 45° 3 10 20 4 45° 2 20 8 请你解答下列问题: （1）该实验通过比较 判断太阳能热水器效率高低。 （2）分析实验1和2，初步得出结论：在光照时间和水的质量相同时，太阳能热水器的倾角越大，太阳能热水器的效率越高。 （3）分析实验2和3，可初步得出结论： 。 （4）要探究“水的质量对太阳能热水器效率的影响”，应选择实验 进行对比。 （5）实验4中，水的质量比实验2多，但水升高的温度却低。从能量转化和比热容相关知识的角度分析，这样的数据合理吗?并说明理由 。 （6）除了上述列出的因素，还有哪些因素可能会影响太阳能热水器的效率?请至少说出两个因素： 。 17．太阳能路灯因节能环保、安装方便等优点，得到了广泛的应用。图中这款路灯安装有太阳能电池板及蓄电池，白天对蓄电池充电，夜晚蓄电池给路灯供电。实践小组想探究太阳能电池板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，猜想如下： 猜想1：可能与太阳能电池板的光照时间有关； 猜想2：可能与太阳能电池板的面积有关； 根据以上猜想设计实验：他们在将蓄电池内电量用完后，用面积不同的太阳能电池板正对太阳光，照射一段时间对蓄电池充电，然后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如表： 序号 电池板的面积/m2 光照时间/min LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 30 2 0.1 20 60 3 0.1 30 90 4 0.2 10 60 5 0.3 10 90 (1)通过 反映太阳能电池板吸收太阳能的多少； (2)分析 三组实验可对猜想2进行验证； (3)近期，我国实现技术突破，研发出炫彩太阳能电池板，打造出日间遮阳、夜间照明等多功能的彩虹长廊。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题 。 18．据统计，我省光伏发电输出创历史新高，光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸收太阳能的多少是技术关键，它与什么因素有关？小明猜想光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积、光照时间、光电板的颜色有关。根据以上猜想，小明设计实验方案，进行了实验探究，实验数据记录如表所示： 序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间（min） 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.3 10 白色 5 (1)该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过 反映。 (2)由表中1、3两组数据，可初步得到的结论是 。由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用 色较好。 (3)在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。 19．“吹泡泡”是一项简单又有趣的游戏。把一根塑料笔杆的一端在肥皂液中蘸一下，从笔管的另一端吹，即可吹出美丽的泡泡。爱动脑筋的小晋产生了一个疑问：泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢？他和他的实验小组成员对此进行了研究。小晋猜想：泡泡的产生可能与吹泡泡用的管子粗细有关。在肥皂液及其他条件都不变的情况下，他设计并进行了实验，记录结果如表： 液体 肥皂液 管子直径/cm 3 5 10 20 50 泡泡产生的情况 容易 较易 较难 难 不产生 (1)通过对上表的分析，可以得出的结论是： ； (2)对于上述问题，你还有什么猜想： 。为验证自己的猜想，实验时应选取 （选填“相同”或“不同”）粗细的管子。 20．太阳能交通信号灯是利用太阳能电池板工作的设备，太阳能电池板产生的电压能为信号灯稳定供电。在安装太阳能交通信号灯时，需要调整太阳能电池板的朝向和倾斜角度。如图是实验用的太阳能电池板，请你结合以上信息提出一个可探究的科学问题，并写出可操作的实验方案。 21．【项目提出】牛顿学习小组开展了“设计隔热节能房屋”跨学科实践活动。 【项目分析】要进行房屋的隔热节能设计，需要完成以下任务：（1）选择合适的隔热材料；（2）选择合适的热水器；（3）安装面积适当的太阳能电池板。 【项目实施】 （一）选择合适的隔热材料 选取厚度相同的三种不同材料制成大小、形状和结构一致的三个房屋模型、用白炽灯模拟太阳光，摆放情况如图甲所示。实验时发现摆放位置不合理，调整后继续实验。将温度传感器置于模型内相同位置，实时记录温度并绘制出图乙所示的温度-时间关系图像。 （1）图甲中，三个房屋模型应摆放到与白炽灯 （选填“相同”或“不同”）距离处。 （2）分析图乙的图像可知：应选择 做房屋的隔热材料， （二）选择合适的热水器 小组成员查阅了一款空气能热水器的资料，其工作原理如图：液态制冷剂经蒸发器吸收室外热量发生汽化，形成的气体通过压缩机变成高温高压气体、进入水箱冷凝管后放热液化，最后经过储液罐、过滤器、膨胀阀回到蒸发器，开始下一个循环。测试状态下，消耗1份电能驱动压缩机运行，可从空气中转移4份热量到水中。 水从冷凝管吸收的热量与热水器消耗电能的比值叫做该空气能热水器的COP值（制热系数）、COP值越高制热效率越高、越节能。若室外温度低或需快速制热，水箱辅热器的电热丝工作、导致COP值将低于预期效果。 （3）测试状态下、该空气能热水器的COP值为 。 （4）研究表明：在我国南方地区和北方地区，用同一型号的空气能热水器获得相同质量的热水、南方地区的COP值明显高于北方地区，因此空气能热水器更适合在南方地区使用。综合以上信息，提出一个可探究的科学问题： ， （三）安装太阳能电池板 （5）小组成员网购了一块标有“3V”字样的太阳能电池板，如图所示。他们猜想：太阳能电池板的电压可能与光照面积、光照强度等因素有关。请添加器材设计一个可操作的实验方案，探究太阳能电池板的电压与光照面积是否有关。( ) （6）本地区某天1m²太阳能电池板的发电量为0.8kW·h。当天家庭用电量为16kW·h，若只用太阳能电池板供电，则满足用电需求的太阳能电池板的面积至少为 m²。 四、科普阅读题（共12分） 22．阅读短文，回答问题。 月球太阳能电站 “嫦娥一号”的成功发射引起了人们对月球的科学兴趣。随着对月球了解的深入，一些科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想，利用月球正面太阳光充足、地域广阔的特点，在月球上建设的大型太阳能电站，可克服在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，地面接收站通过天线把微波能还原成电能，如图甲所示，这样就解决了电能的输送问题。 我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。如图乙所示是太阳能电池板工作原理的示意图：当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时，会产生光电效应，从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，光电转化效率为18%。 请回答下列问题： (1)太阳发出的巨大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）反应； (2)月球太阳能电站相对于月球表面是 （选填“运动”或“静止”）的。若从月球发出的微波信号经1.28s到达地球。则月球与地球间的距离约等于 m；（设微波在真空和空气中的传播速度均为3.0×105km/s） (3)太阳能电池工作时的能量转化情况： 。 (4)在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板，它的发电功率是 W； (5)若月球电站的总发电能力为6×109kW，利用微波传输电能的输电效率为80%。则地面接收站1h接收到的电能相当于完全燃烧 kg煤放出的热量（煤的热值为3.0×107J/kg）。 23．请根据下述材料，回答下列问题： 潮汐发电 在海湾或有潮汐的河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的称为潮，晚上的称为汐。潮汐现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成。涨潮时，大量海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降。每天海水涨潮、退潮各两次，涨潮与退潮一般间隔6小时。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的新型能源。 潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾或有潮汐的河口建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差，从而可驱动水轮发电机组发电。如图所示是潮汐发电的原理图。与普通的水利发电的不同在于海水与河水相比，海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性。 潮汐电站一般有三种类型，“单库双向型”就是其中之一，即用一个水库，涨潮与落潮时均可发电，只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电。位于我国浙江省的江厦潮汐电站就是一个单库双向型电站，建成于1980年5月，总装机容量为3200kW，年发电量约为107kWh，为世界第三大潮汐发电站。 (1)潮汐发电过程中把海水的 能转化为电能，一个单库双向型潮汐电站一天可以发电 次。 (2)潮汐能属于 能源。（选填“可再生”或“不可再生”） (3)假设海湾水库面积为5×108m2，平均潮差为5m，海水密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，则单次落潮的过程中水所受到的重力做的功为 J。 试卷第2页，共12页 试卷第3页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 答案第2页，共2页 答案第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年九年级全一册物理单元检测卷 第二十单元·基础通关 建议用时：70分钟，满分：70分 一、单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每题2分） 1．如图，我国空间站太阳翼采用“T”字构型，可接收更多的太阳能，提高发电效果。关于太阳能的利用，下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．太阳能电池也会污染环境 C．太阳翼工作时将太阳能转化为电能 D．太阳能的转化效率可以达到100% 2．如图所示，敦煌盐塔式光热电站将太阳光会聚到熔盐吸热塔，阳光的能量被熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气推动汽轮机发电，下列说法正确的是（　　） A．盐塔式光热电站实现了光电转化，将光能直接转化为电能 B．太阳能是不可再生能源 C．熔盐通过热传递的方式改变内能 D．能量在转移和转化过程中总量不断减少 3．太阳能制氢是一种极具潜力的清洁能源技术，它利用光催化剂吸收太阳光，直接将水分解为氢气和氧气，氢气可以作为高效的能源载体，用于发电、交通、工业等领域。下列有关说法正确的是（    ） A．氢气不属于清洁能源 B．氢气燃料燃烧的过程中热值变小 C．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变 D．太阳能不能直接用于发电 4．如图，三结砷化镓柔性太阳能电池板发电技术，是一项非常先进的太阳能光电转换技术，它的光电转换效率超30%，比传统的硅基ROSA薄膜太阳能发电效率提高一倍以上，广泛应用于航天、军事、可穿戴设备等领域。关于三结砷化镓柔性太阳能电池板发电技术，下列说法正确的是（    ） A．太阳能属于不可再生能源 B．太阳能电池板工作时，将电能转化为太阳能 C．太阳能电池板工作的效率超30%，表明太阳能有将近70%转化为电能 D．光电转换过程中，能量的总量保持不变 5．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续航里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（）。下列说法正确的是（　　） A．氢能转化的过程具有方向性 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．燃烧100kg的液氢一定能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100％ 6．如图所示，是一种新型节能路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计，下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 C．白天，多余的电能会储存在蓄电池里，是将电能转化为化学能 D．夜晚，蓄电池放电，将化学能转化为电能 7．关于能量的转化，下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．汽车紧急刹车路面上会留下清晰的刹车痕迹，机械能转化为内能 C．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程中，重力势能全部转化为动能 D．飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，重力势能减小、动能增加，机械能守恒 8．船闸是帮助船舶克服河流上因建坝（或天然）形成的水位差而安全通航的一种建筑物。我国举世瞩目的三峡大坝，上、下游水位差最高可达113m，船只通航就要依靠三峡船闸。三峡船闸是世界上最大的船闸，共由5个闸室组成。如图所示是单闸室船闸的工作示意图，下列有关说法错误的是（   ） A．它工作时是利用了连通器原理 B．在图中所示的时刻，如果关闭上游闸门C和阀门A，打开阀门B，闸室的水位降低，机械能减小 C．闸室和下游水位持平时，水不再受到重力 D．船闸在工作过程中闸室中的水遵循能量守恒定律 9．下列与物理知识有关的描述，正确的是（   ） A．地球的半径是 B．原子核由质子和中子组成 C．人正常呼吸一次大约需要20s D．太阳能是二次能源 10．敦煌首航熔盐塔式光热电站，如图所示，成千上万的定日镜把太阳光反射到位于塔顶的吸热器，熔盐被加热后通过管道输送到高温储罐中储存，需要发电时，高温储罐中的熔盐被泵送到热交换器，与水进行热交换使水变成高温高压的蒸汽，蒸汽驱动涡轮机旋转，涡轮机连接发电机，从而产生电能。下列说法正确的是（　　） A．熔盐光热发电是将电能转化为机械能 B．电能是一次能源，太阳能是二次能源 C．熔盐吸收热量升温的目的是储蓄内能 D．热量可以自发地从水传到高温的熔盐 11．长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和核心舱”于4月30日在海南文昌航天发射场发射升空。目前“天和核心舱”已发射入轨，绕地球运行，这标志着中国空间站建设的“首战”告捷。以下说法正确的是（　　） A．进入到太空后，“天和核心舱”的质量会减小 B．发射火箭时，核心舱在加速升空过程中的机械能不变 C．以地面为参照物，轨道上的“天和核心舱”是运动的 D．火箭燃料中的液氢液氧属于一次能源 12．川西高原是我国重要的清洁能源基地，水能、风能、太阳能和地热能资源十分丰富。关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．水能属于可再生能源 B．风能属于不可再生能源 C．太阳能是可再生能源 D．地热能是不可再生能源 二、多项选择题（下列每题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每题2分。每题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分） 13．如图是“风能--太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（      ） A．风能是可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时电能转化为化学能 D．控制器中的集成电路主要用超导材料制成 14．下列有关能源和信息的说法正确的是（　　） A．光纤通信靠激光传递信息，它不属于电磁波通信 B．5G通信和4G通信用的电磁波在真空中的传播速度相同 C．自然界中总能量是守恒的，因此不需要节约能源 D．风能、太阳能、水能都属于可再生能源 15．能源是人类文明进步的基础和动力。关于能源，下列说法正确的是（   ） A．太阳能属于可再生能源 B．石油取之不尽用之不竭 C．核电站是利用核裂变发电的 D．风力发电的效率可以达到100% 三、实验探究题（共28分） 16．太阳能热水器因节能环保而广泛应用。热水器由真空集热管、不锈钢保温水箱、连接管道等部件组成。集热器相当于电热水器中的电热管，保温水箱储存热水，连接管道将整套冷水、热水系统形成一个闭合的环路。实际使用中发现其效率受多种因素影响，小明思考:太阳能热水器效率与什么因素有关? 他猜想:与太阳能热水器的倾角、光照时间和水的质量有关。 为此，小明开展“影响太阳能热水器效率的因素”探究实验，装置如图所示。他采用同一太阳能热水器，在不同条件下进行测试，并记录相关数据如表所示： 实验序号 太阳能热水器的倾角 光照时间/h 水的质量/kg 水升高的温度/℃ 1 30° 2 10 10 2 45° 2 10 15 3 45° 3 10 20 4 45° 2 20 8 请你解答下列问题: （1）该实验通过比较 判断太阳能热水器效率高低。 （2）分析实验1和2，初步得出结论：在光照时间和水的质量相同时，太阳能热水器的倾角越大，太阳能热水器的效率越高。 （3）分析实验2和3，可初步得出结论： 。 （4）要探究“水的质量对太阳能热水器效率的影响”，应选择实验 进行对比。 （5）实验4中，水的质量比实验2多，但水升高的温度却低。从能量转化和比热容相关知识的角度分析，这样的数据合理吗?并说明理由 。 （6）除了上述列出的因素，还有哪些因素可能会影响太阳能热水器的效率?请至少说出两个因素： 。 17．太阳能路灯因节能环保、安装方便等优点，得到了广泛的应用。图中这款路灯安装有太阳能电池板及蓄电池，白天对蓄电池充电，夜晚蓄电池给路灯供电。实践小组想探究太阳能电池板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，猜想如下： 猜想1：可能与太阳能电池板的光照时间有关； 猜想2：可能与太阳能电池板的面积有关； 根据以上猜想设计实验：他们在将蓄电池内电量用完后，用面积不同的太阳能电池板正对太阳光，照射一段时间对蓄电池充电，然后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如表： 序号 电池板的面积/m2 光照时间/min LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 30 2 0.1 20 60 3 0.1 30 90 4 0.2 10 60 5 0.3 10 90 (1)通过 反映太阳能电池板吸收太阳能的多少； (2)分析 三组实验可对猜想2进行验证； (3)近期，我国实现技术突破，研发出炫彩太阳能电池板，打造出日间遮阳、夜间照明等多功能的彩虹长廊。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题 。 18．据统计，我省光伏发电输出创历史新高，光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸收太阳能的多少是技术关键，它与什么因素有关？小明猜想光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积、光照时间、光电板的颜色有关。根据以上猜想，小明设计实验方案，进行了实验探究，实验数据记录如表所示： 序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间（min） 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.3 10 白色 5 (1)该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过 反映。 (2)由表中1、3两组数据，可初步得到的结论是 。由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用 色较好。 (3)在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。 19．“吹泡泡”是一项简单又有趣的游戏。把一根塑料笔杆的一端在肥皂液中蘸一下，从笔管的另一端吹，即可吹出美丽的泡泡。爱动脑筋的小晋产生了一个疑问：泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢？他和他的实验小组成员对此进行了研究。小晋猜想：泡泡的产生可能与吹泡泡用的管子粗细有关。在肥皂液及其他条件都不变的情况下，他设计并进行了实验，记录结果如表： 液体 肥皂液 管子直径/cm 3 5 10 20 50 泡泡产生的情况 容易 较易 较难 难 不产生 (1)通过对上表的分析，可以得出的结论是： ； (2)对于上述问题，你还有什么猜想： 。为验证自己的猜想，实验时应选取 （选填“相同”或“不同”）粗细的管子。 20．太阳能交通信号灯是利用太阳能电池板工作的设备，太阳能电池板产生的电压能为信号灯稳定供电。在安装太阳能交通信号灯时，需要调整太阳能电池板的朝向和倾斜角度。如图是实验用的太阳能电池板，请你结合以上信息提出一个可探究的科学问题，并写出可操作的实验方案。 21．【项目提出】牛顿学习小组开展了“设计隔热节能房屋”跨学科实践活动。 【项目分析】要进行房屋的隔热节能设计，需要完成以下任务：（1）选择合适的隔热材料；（2）选择合适的热水器；（3）安装面积适当的太阳能电池板。 【项目实施】 （一）选择合适的隔热材料 选取厚度相同的三种不同材料制成大小、形状和结构一致的三个房屋模型、用白炽灯模拟太阳光，摆放情况如图甲所示。实验时发现摆放位置不合理，调整后继续实验。将温度传感器置于模型内相同位置，实时记录温度并绘制出图乙所示的温度-时间关系图像。 （1）图甲中，三个房屋模型应摆放到与白炽灯 （选填“相同”或“不同”）距离处。 （2）分析图乙的图像可知：应选择 做房屋的隔热材料， （二）选择合适的热水器 小组成员查阅了一款空气能热水器的资料，其工作原理如图：液态制冷剂经蒸发器吸收室外热量发生汽化，形成的气体通过压缩机变成高温高压气体、进入水箱冷凝管后放热液化，最后经过储液罐、过滤器、膨胀阀回到蒸发器，开始下一个循环。测试状态下，消耗1份电能驱动压缩机运行，可从空气中转移4份热量到水中。 水从冷凝管吸收的热量与热水器消耗电能的比值叫做该空气能热水器的COP值（制热系数）、COP值越高制热效率越高、越节能。若室外温度低或需快速制热，水箱辅热器的电热丝工作、导致COP值将低于预期效果。 （3）测试状态下、该空气能热水器的COP值为 。 （4）研究表明：在我国南方地区和北方地区，用同一型号的空气能热水器获得相同质量的热水、南方地区的COP值明显高于北方地区，因此空气能热水器更适合在南方地区使用。综合以上信息，提出一个可探究的科学问题： ， （三）安装太阳能电池板 （5）小组成员网购了一块标有“3V”字样的太阳能电池板，如图所示。他们猜想：太阳能电池板的电压可能与光照面积、光照强度等因素有关。请添加器材设计一个可操作的实验方案，探究太阳能电池板的电压与光照面积是否有关。( ) （6）本地区某天1m²太阳能电池板的发电量为0.8kW·h。当天家庭用电量为16kW·h，若只用太阳能电池板供电，则满足用电需求的太阳能电池板的面积至少为 m²。 四、科普阅读题（共12分） 22．阅读短文，回答问题。 月球太阳能电站 “嫦娥一号”的成功发射引起了人们对月球的科学兴趣。随着对月球了解的深入，一些科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想，利用月球正面太阳光充足、地域广阔的特点，在月球上建设的大型太阳能电站，可克服在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，地面接收站通过天线把微波能还原成电能，如图甲所示，这样就解决了电能的输送问题。 我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。如图乙所示是太阳能电池板工作原理的示意图：当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时，会产生光电效应，从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，光电转化效率为18%。 请回答下列问题： (1)太阳发出的巨大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）反应； (2)月球太阳能电站相对于月球表面是 （选填“运动”或“静止”）的。若从月球发出的微波信号经1.28s到达地球。则月球与地球间的距离约等于 m；（设微波在真空和空气中的传播速度均为3.0×105km/s） (3)太阳能电池工作时的能量转化情况： 。 (4)在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板，它的发电功率是 W； (5)若月球电站的总发电能力为6×109kW，利用微波传输电能的输电效率为80%。则地面接收站1h接收到的电能相当于完全燃烧 kg煤放出的热量（煤的热值为3.0×107J/kg）。 23．请根据下述材料，回答下列问题： 潮汐发电 在海湾或有潮汐的河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的称为潮，晚上的称为汐。潮汐现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成。涨潮时，大量海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降。每天海水涨潮、退潮各两次，涨潮与退潮一般间隔6小时。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的新型能源。 潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾或有潮汐的河口建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差，从而可驱动水轮发电机组发电。如图所示是潮汐发电的原理图。与普通的水利发电的不同在于海水与河水相比，海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性。 潮汐电站一般有三种类型，“单库双向型”就是其中之一，即用一个水库，涨潮与落潮时均可发电，只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电。位于我国浙江省的江厦潮汐电站就是一个单库双向型电站，建成于1980年5月，总装机容量为3200kW，年发电量约为107kWh，为世界第三大潮汐发电站。 (1)潮汐发电过程中把海水的 能转化为电能，一个单库双向型潮汐电站一天可以发电 次。 (2)潮汐能属于 能源。（选填“可再生”或“不可再生”） (3)假设海湾水库面积为5×108m2，平均潮差为5m，海水密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，则单次落潮的过程中水所受到的重力做的功为 J。 试题 第11页（共8页） 试题 第12页（共8页） 试题 第9页（共8页） 试题 第10页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025-2026学年九年级全一册物理单元检测卷 第二十单元·基础通关 建议用时：70分钟，满分：70分 一、单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每题2分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C D A B B C B C 题号 11 12 答案 C AC 二、多项选择题（下列每题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每题2分。每题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分） 13 14 15 AC BD AC 三、实验探究题（共28分） 16． 水升高的温度 见解析 2和4 见解析 见解析 17．(1)LED灯的发光时间 (2)1、4、5 (3)太阳能电池板吸收太阳能的多少与电池板颜色是否有关？ 18．(1)LED灯发光时间 (2) 光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关 黑 (3)光电板吸收太阳能的多少是否与光电板的角度有关 19．(1)在肥皂液及其他条件都不变的情况下，管子直径越大，越难产生泡泡 (2) 泡泡的产生可能与液体浓度有关 相同 20．1、准备：将太阳能电池板安装在方向可调的支架上，用电压表连接太阳能电池板，用于测量输出电压，将模拟信号灯与太阳能电池板连接，观察信号灯的亮度来评估供电效果。特别注意：太阳能电池板的安装角度固定。 2、探究不同朝向的影响：保持太阳能电池板的倾斜角度不变，通过指南针调整太阳能电池板的朝向，分别设置为正东、正南、正西、正北，东南、西南、东北、西北等不同方向，在同一时间、同一位置、相同天气条件下，记录每个朝向时太阳能电池板产生的电压以及模拟信号灯的亮度。 3、多次测量：为了减少误差，在每个朝向，进行多次测量并记录数据。 4、分析太阳能电池板在哪个朝向产生电压最大。 21． 相同 泡沫板 4 空气能热水器的COP值与室外温度有什么关系 器材：太阳能电池板、不同面积的遮光板（或可调节面积的光照装置）、电压表、导线等。 步骤： 将太阳能电池板与电压表连接，测量其在无光照时的初始电压（应为0V）。 用遮光板（或可调节面积的光照装置）遮挡太阳能电池板的一部分，使其光照面积为某一特定值，记录此时电压表的示数。 逐渐改变遮光板的面积（或调节光照装置的面积），使太阳能电池板的光照面积发生变化，每次改变后都记录电压表的示数。 重复实验多次，取平均值以减小误差。 数据分析：比较不同光照面积下太阳能电池板的电压值，分析电压与光照面积的关系。如果电压随光照面积的减小而降低，则说明太阳能电池板的电压与光照面积有关；否则无关 20 四、科普阅读题（共12分） 22．(1)核聚变 (2) 静止 3.84×108 (3)太阳能转化为电能 (4)5.4×103 (5)5.76×108 23．(1) 机械 4 (2)可再生 (3) 答案第2页，共2页 答案第2页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025-2026学年九年级全一册物理单元检测卷 第二十单元·基础通关 建议用时：70分钟，满分：70分 一、单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每题2分） 1．如图，我国空间站太阳翼采用“T”字构型，可接收更多的太阳能，提高发电效果。关于太阳能的利用，下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．太阳能电池也会污染环境 C．太阳翼工作时将太阳能转化为电能 D．太阳能的转化效率可以达到100% 【答案】C 【详解】A．太阳能可源源不断地从自然界得到，是可再生能源，故A错误； B．太阳能电池在全生命周期中存在污染环境的风险，主要体现在制造环节的化学污染和废弃后的回收处理问题，但在使用过程不会污染环境，故B错误； C．太阳翼工作时，将吸收的太阳能转化为电能，故C正确； D．能量转换存在损耗，所以太阳能的转化效率不会达到100%，故D错误。 故选C。 2．如图所示，敦煌盐塔式光热电站将太阳光会聚到熔盐吸热塔，阳光的能量被熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气推动汽轮机发电，下列说法正确的是（　　） A．盐塔式光热电站实现了光电转化，将光能直接转化为电能 B．太阳能是不可再生能源 C．熔盐通过热传递的方式改变内能 D．能量在转移和转化过程中总量不断减少 【答案】C 【详解】A．光热电站并不是直接将光能转化为电能，而是先将太阳能通过熔盐吸热转化为内能，再通过加热水产生蒸汽推动汽轮机转化为机械能，最后转化为电能，故A错误； B．太阳能是可再生能源，因为太阳的能量在人类时间尺度上是取之不尽、用之不竭的，故B错误； C．熔盐吸收阳光的能量是通过热传递实现的，其内能因此增加，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量在转移和转化过程中总量保持不变，故D错误。 故选C 。 3．太阳能制氢是一种极具潜力的清洁能源技术，它利用光催化剂吸收太阳光，直接将水分解为氢气和氧气，氢气可以作为高效的能源载体，用于发电、交通、工业等领域。下列有关说法正确的是（    ） A．氢气不属于清洁能源 B．氢气燃料燃烧的过程中热值变小 C．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变 D．太阳能不能直接用于发电 【答案】C 【详解】A．清洁能源是指在生产和使用过程中不产生或很少产生污染物的能源。氢气燃烧的产物只有水，不会产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物，对环境友好，所以氢气属于清洁能源，故A错误； B．燃料的热值是指单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，它是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等因素无关。 因此，氢气燃料在燃烧的过程中，其热值不会变小，故B错误； C．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变反应。在太阳内部，氢原子核在超高温和超高压的条件下发生聚变，聚合成氦原子核，同时释放出巨大的能量，这些能量以光和热的形式辐射到宇宙空间，其中一部分到达地球，就成为了我们所说的太阳能，故C正确；   D．太阳能可以直接用于发电，如太阳能光伏发电，故D错误。 故选C。 4．如图，三结砷化镓柔性太阳能电池板发电技术，是一项非常先进的太阳能光电转换技术，它的光电转换效率超30%，比传统的硅基ROSA薄膜太阳能发电效率提高一倍以上，广泛应用于航天、军事、可穿戴设备等领域。关于三结砷化镓柔性太阳能电池板发电技术，下列说法正确的是（    ） A．太阳能属于不可再生能源 B．太阳能电池板工作时，将电能转化为太阳能 C．太阳能电池板工作的效率超30%，表明太阳能有将近70%转化为电能 D．光电转换过程中，能量的总量保持不变 【答案】D 【详解】A．太阳能属于可再生能源，取之不尽用之不竭，故A错误； B．太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能，故B错误； C．太阳能电池板工作的效率超30%，表明太阳能有将近30%转化为电能，故C错误； D．根据能量守恒定律，能量不会凭空产生，也不会无缘无故消失，只会发生转移和转化，能的总量不变，光电转换过程中，能量的总量保持不变，故D正确。 故选D。 5．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续航里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（）。下列说法正确的是（　　） A．氢能转化的过程具有方向性 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．燃烧100kg的液氢一定能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100％ 【答案】A 【详解】A．能量的转化和转移是有方向性的，氢能转化也不例外，故A 正确； B．用液氢作燃料是因为液氢热值大，在完全燃烧等质量的燃料时，放出的热量更多，且热量是过程量，不能“含有”，故B错误； C．完全燃烧100kg的液氢放出的热量 液氢在燃烧时很难达到完全燃烧，故不一定能释放的热量，故C错误； D．任何热机的效率都不可能达到100%，因为在能量转化过程中总会有能量的损耗，故D错误。 故选A。 6．如图所示，是一种新型节能路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计，下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 C．白天，多余的电能会储存在蓄电池里，是将电能转化为化学能 D．夜晚，蓄电池放电，将化学能转化为电能 【答案】B 【详解】A．“肩扛”太阳能电池板吸收太阳能，将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意； B．小风扇是风力发电机，将机械能转化为电能，故B错误，符合题意； C．多余的电能会储存在蓄电池里，是将电能转化为化学能存储在电池内部，故C正确，不符合题意； D．蓄电池在夜晚放电时，输出电能，将化学能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．关于能量的转化，下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．汽车紧急刹车路面上会留下清晰的刹车痕迹，机械能转化为内能 C．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程中，重力势能全部转化为动能 D．飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，重力势能减小、动能增加，机械能守恒 【答案】B 【详解】A．给手机充电时，将电能转化为化学能，故A错误； B．汽车紧急刹车路面上会留下清晰的刹车痕迹，克服摩擦力做功，机械能转化成内能，故B正确； C．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程，高度增大，重力势能增大，动能减小，总机械能守恒，动能转化为重力势能，故C错误； D．飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，质量不变，速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小，返回舱和空气摩擦，机械能转化为内能，此时的机械能是不守恒的，故D错误。 故选B。 8．船闸是帮助船舶克服河流上因建坝（或天然）形成的水位差而安全通航的一种建筑物。我国举世瞩目的三峡大坝，上、下游水位差最高可达113m，船只通航就要依靠三峡船闸。三峡船闸是世界上最大的船闸，共由5个闸室组成。如图所示是单闸室船闸的工作示意图，下列有关说法错误的是（   ） A．它工作时是利用了连通器原理 B．在图中所示的时刻，如果关闭上游闸门C和阀门A，打开阀门B，闸室的水位降低，机械能减小 C．闸室和下游水位持平时，水不再受到重力 D．船闸在工作过程中闸室中的水遵循能量守恒定律 【答案】C 【详解】A．船闸工作时，闸室分别与上游和下游构成了连通器，使得船只能顺利通过，故A正确，不符合题意； B．在图中所示的时刻，如果关闭上游闸门C和阀门A，打开阀门B，闸室和下游构成了连通器，闸室中水位下降，质量减小，则动能减小，重力势能减小，所以机械能减小，故B正确，不符合题意； C．闸室和下游水位持平时，水仍受到竖直向下的重力的作用，故C错误，符合题意； D．船闸在工作过程中闸室中的水的能量不管如何转移或转化，均遵循能量守恒定律，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．下列与物理知识有关的描述，正确的是（   ） A．地球的半径是 B．原子核由质子和中子组成 C．人正常呼吸一次大约需要20s D．太阳能是二次能源 【答案】B 【详解】A．地球的半径约是，不是，故A错误； B．原子由原子核和核外电子组成，原子核是由质子和中子组成的，故B正确； C．人正常呼吸一次大约需要，不是20s，故C错误； D．太阳能是直接吸收太阳光来利用的，是一次能源，不是二次能源，故D错误。 故选B。 10．敦煌首航熔盐塔式光热电站，如图所示，成千上万的定日镜把太阳光反射到位于塔顶的吸热器，熔盐被加热后通过管道输送到高温储罐中储存，需要发电时，高温储罐中的熔盐被泵送到热交换器，与水进行热交换使水变成高温高压的蒸汽，蒸汽驱动涡轮机旋转，涡轮机连接发电机，从而产生电能。下列说法正确的是（　　） A．熔盐光热发电是将电能转化为机械能 B．电能是一次能源，太阳能是二次能源 C．熔盐吸收热量升温的目的是储蓄内能 D．热量可以自发地从水传到高温的熔盐 【答案】C 【详解】A．熔盐光热发电是通过熔盐吸收太阳能转化为内能，驱动涡轮发电机发电，即熔盐光热发电最终是将太阳能转化为电能，故A错误； B．太阳能可以直接从自然界获取，属于一次能源，电能需要消耗一次能源才能得到，属于二次能源，故B错误； C．熔盐吸收热量，温度升高，内能增大，目的是储蓄内能，故C正确； D．热传递的方向是热量从高温物体传递到低温物体，所以热量不能自发地从水传到高温的熔盐，故D错误。 故选C。 11．长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和核心舱”于4月30日在海南文昌航天发射场发射升空。目前“天和核心舱”已发射入轨，绕地球运行，这标志着中国空间站建设的“首战”告捷。以下说法正确的是（　　） A．进入到太空后，“天和核心舱”的质量会减小 B．发射火箭时，核心舱在加速升空过程中的机械能不变 C．以地面为参照物，轨道上的“天和核心舱”是运动的 D．火箭燃料中的液氢液氧属于一次能源 【答案】C 【详解】A．质量是物体的一种普遍属性，不随位置的改变而改变，所以进入到太空后，“天和核心舱”的质量不变，故A错误； B．发射火箭时，核心舱在加速升空过程中速度变大，动能变大，高度升高，重力势能变大，则机械能变大，故B错误； C．以地面为参照物，轨道上的“天和核心舱”的相对位置发生了变化，是运动的，故C正确； D．火箭燃料中的液氢液氧是经过一次能源经过加工转换后得到的能源，属于二次能源，故D错误。 故选C。 12．川西高原是我国重要的清洁能源基地，水能、风能、太阳能和地热能资源十分丰富。关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．水能属于可再生能源 B．风能属于不可再生能源 C．太阳能是可再生能源 D．地热能是不可再生能源 【答案】AC 【详解】ABC．水能、风能、太阳能，能源源不断的从自然界获取，是可再生能源，故AC正确，B错误； D．地热能来自地球内部的热能，主要源于地球形成时的残余热量以及放射性元素衰变产生的能量。这种能量会持续不断地从地球内部向地表释放，其再生速度远快于人类的消耗速度，因此被归类为可再生资源，故D错误。 故选AC。 【点睛】 二、多项选择题（下列每题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每题2分。每题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分） 13．如图是“风能--太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（      ） A．风能是可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时电能转化为化学能 D．控制器中的集成电路主要用超导材料制成 【答案】AC 【详解】A．风能可以从自然界源源不断地获得，是可再生能源，故A正确； B．核反应有可控的核裂变与不可控的核聚变，太阳能来自太阳内部不可控的核聚变，故B错误； C．给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C正确； D．控制器中的集成电路主要是用半导体材料制成，而不是超导材料，故D错误。 故选AC。 14．下列有关能源和信息的说法正确的是（　　） A．光纤通信靠激光传递信息，它不属于电磁波通信 B．5G通信和4G通信用的电磁波在真空中的传播速度相同 C．自然界中总能量是守恒的，因此不需要节约能源 D．风能、太阳能、水能都属于可再生能源 【答案】BD 【详解】A．光是一种电磁波，所以光纤通信属于电磁波通信，故A错误； B．电磁波的速度和光速完全相同，因此5G通信和4G通信用的电磁波在真空中的传播速度相同，故B正确； C．能量的转移和转化具有方向性，因此仍需要节约能源，故C错误； D．风能、太阳能和水能取之不尽用之不竭，属于可再生能源，故D正确。 故选BD。 15．能源是人类文明进步的基础和动力。关于能源，下列说法正确的是（   ） A．太阳能属于可再生能源 B．石油取之不尽用之不竭 C．核电站是利用核裂变发电的 D．风力发电的效率可以达到100% 【答案】AC 【详解】A．太阳能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，故A正确； B．煤、石油、天然气是化石能源，化石能源等会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故B错误； C．核电站是通过铀核裂变得到能量，是利用核裂变发电的，故C正确； D．能量的转化和转移过程，总伴随着能量损失，所以风力发电的效率不可能达到100%，故D错误。 故选AC。 三、实验探究题（共28分） 16．太阳能热水器因节能环保而广泛应用。热水器由真空集热管、不锈钢保温水箱、连接管道等部件组成。集热器相当于电热水器中的电热管，保温水箱储存热水，连接管道将整套冷水、热水系统形成一个闭合的环路。实际使用中发现其效率受多种因素影响，小明思考:太阳能热水器效率与什么因素有关? 他猜想:与太阳能热水器的倾角、光照时间和水的质量有关。 为此，小明开展“影响太阳能热水器效率的因素”探究实验，装置如图所示。他采用同一太阳能热水器，在不同条件下进行测试，并记录相关数据如表所示： 实验序号 太阳能热水器的倾角 光照时间/h 水的质量/kg 水升高的温度/℃ 1 30° 2 10 10 2 45° 2 10 15 3 45° 3 10 20 4 45° 2 20 8 请你解答下列问题: （1）该实验通过比较 判断太阳能热水器效率高低。 （2）分析实验1和2，初步得出结论：在光照时间和水的质量相同时，太阳能热水器的倾角越大，太阳能热水器的效率越高。 （3）分析实验2和3，可初步得出结论： 。 （4）要探究“水的质量对太阳能热水器效率的影响”，应选择实验 进行对比。 （5）实验4中，水的质量比实验2多，但水升高的温度却低。从能量转化和比热容相关知识的角度分析，这样的数据合理吗?并说明理由 。 （6）除了上述列出的因素，还有哪些因素可能会影响太阳能热水器的效率?请至少说出两个因素： 。 【答案】 水升高的温度 见解析 2和4 见解析 见解析 【详解】（1）[1]由转换法可知，实验通过比较水升高的温度判断太阳能热水器效率高低，水升高的温度越高，则太阳能热水器效率越高。 （3）[2]分析实验2和3，太阳能热水器的倾角和水的质量相同，第3次光照时间较长，水升高的温度较高，太阳能热水器效率较高，可以得到在太阳能热水器的倾角和水的质量相同时，光照时间越长，太阳能热水器效率越高。 （4）[3]要探究“水的质量对太阳能热水器效率的影响”，保持太阳能热水器的倾角和光照时间相同，水的质量不同，选择实验2和4。 （5）[4]实验2和4中太阳能热水器工作时，将太阳能转化为内能，光照时间相同，热水器中水吸收的热量相同，实验4中，水的质量比实验2多，根据Q=cmΔt可知，热量和比热容相同，升高的温度和质量成反比，所以水升高的温度会降低。 （6）[5]光照强度（太阳辐射强度）：强光下集热管吸收能量更快。环境温度：低温环境会导致保温水箱散热加快。所以影响太阳能热水器的效率可能有光照强度、环境温度等。 17．太阳能路灯因节能环保、安装方便等优点，得到了广泛的应用。图中这款路灯安装有太阳能电池板及蓄电池，白天对蓄电池充电，夜晚蓄电池给路灯供电。实践小组想探究太阳能电池板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，猜想如下： 猜想1：可能与太阳能电池板的光照时间有关； 猜想2：可能与太阳能电池板的面积有关； 根据以上猜想设计实验：他们在将蓄电池内电量用完后，用面积不同的太阳能电池板正对太阳光，照射一段时间对蓄电池充电，然后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如表： 序号 电池板的面积/m2 光照时间/min LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 30 2 0.1 20 60 3 0.1 30 90 4 0.2 10 60 5 0.3 10 90 (1)通过 反映太阳能电池板吸收太阳能的多少； (2)分析 三组实验可对猜想2进行验证； (3)近期，我国实现技术突破，研发出炫彩太阳能电池板，打造出日间遮阳、夜间照明等多功能的彩虹长廊。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题 。 【答案】(1)LED灯的发光时间 (2)1、4、5 (3)太阳能电池板吸收太阳能的多少与电池板颜色是否有关？ 【详解】（1）由题意可知，太阳能电池板吸收太阳能的多少是通过LED灯的发光时间来体现的，发光时间越长，说明吸收的太阳能越多。 （2）根据控制变量法的要求，要验证猜想2，应改变电池板的面积相同，保证光照时间相同，故表中1、4、5三组实验的数据符合要求。 （3）由题意可知，利用不同颜色的太阳能电池板构成顶棚，可打造彩虹长廊，因此可提出的科学探究问题是：太阳能电池板吸收太阳能的多少与电池板颜色是否有关？ 18．据统计，我省光伏发电输出创历史新高，光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸收太阳能的多少是技术关键，它与什么因素有关？小明猜想光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积、光照时间、光电板的颜色有关。根据以上猜想，小明设计实验方案，进行了实验探究，实验数据记录如表所示： 序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间（min） 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.3 10 白色 5 (1)该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过 反映。 (2)由表中1、3两组数据，可初步得到的结论是 。由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用 色较好。 (3)在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。 【答案】(1)LED灯发光时间 (2) 光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关 黑 (3)光电板吸收太阳能的多少是否与光电板的角度有关 【详解】（1）通过比较表格中的数据可知，该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯发光时间反映。 （2）[1]由表中1、3两组数据，即它们的面积不同，光照时间和颜色相同，LED灯发光时间不同，可初步得到的结论是光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关。 [2]由表中3、4数据分析可知，制作太阳能光电板用黑色较好。 （3）在安装光伏板时，需综合考虑地理位置、季节及光伏板类型等多重因素。季节变化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳光。根据以上信息，可提出一个可探究的科学问题：光电板吸收太阳能的多少是否与光电板的角度有关。 19．“吹泡泡”是一项简单又有趣的游戏。把一根塑料笔杆的一端在肥皂液中蘸一下，从笔管的另一端吹，即可吹出美丽的泡泡。爱动脑筋的小晋产生了一个疑问：泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢？他和他的实验小组成员对此进行了研究。小晋猜想：泡泡的产生可能与吹泡泡用的管子粗细有关。在肥皂液及其他条件都不变的情况下，他设计并进行了实验，记录结果如表： 液体 肥皂液 管子直径/cm 3 5 10 20 50 泡泡产生的情况 容易 较易 较难 难 不产生 (1)通过对上表的分析，可以得出的结论是： ； (2)对于上述问题，你还有什么猜想： 。为验证自己的猜想，实验时应选取 （选填“相同”或“不同”）粗细的管子。 【答案】(1)在肥皂液及其他条件都不变的情况下，管子直径越大，越难产生泡泡 (2) 泡泡的产生可能与液体浓度有关 相同 【详解】（1）分析表格中实验情况可知，在肥皂液及其他条件都不变的情况下，管子直径越大，越难产生泡泡。 （2）[1][2]泡泡产生的难易程度还可能与液体的浓度、液体种类、管子长度有关，根据控制变量法，为验证以上猜想，实验时应选取相同粗细的管子。 20．太阳能交通信号灯是利用太阳能电池板工作的设备，太阳能电池板产生的电压能为信号灯稳定供电。在安装太阳能交通信号灯时，需要调整太阳能电池板的朝向和倾斜角度。如图是实验用的太阳能电池板，请你结合以上信息提出一个可探究的科学问题，并写出可操作的实验方案。 【答案】见解析 【详解】可探究的科学问题：太阳能电池板在不同朝向时产生的电压有何不同？ 实验方案如下： 实验材料和设备：实验用太阳能电池板、可调节方向的支架、电压表、模拟信号灯、指南针。 实验步骤 1、准备：将太阳能电池板安装在方向可调的支架上，用电压表连接太阳能电池板，用于测量输出电压，将模拟信号灯与太阳能电池板连接，观察信号灯的亮度来评估供电效果。特别注意：太阳能电池板的安装角度固定。 2、探究不同朝向的影响：保持太阳能电池板的倾斜角度不变，通过指南针调整太阳能电池板的朝向，分别设置为正东、正南、正西、正北，东南、西南、东北、西北等不同方向，在同一时间、同一位置、相同天气条件下，记录每个朝向时太阳能电池板产生的电压以及模拟信号灯的亮度。 3、多次测量：为了减少误差，在每个朝向，进行多次测量并记录数据。 4、分析太阳能电池板在哪个朝向产生电压最大。 21．【项目提出】牛顿学习小组开展了“设计隔热节能房屋”跨学科实践活动。 【项目分析】要进行房屋的隔热节能设计，需要完成以下任务：（1）选择合适的隔热材料；（2）选择合适的热水器；（3）安装面积适当的太阳能电池板。 【项目实施】 （一）选择合适的隔热材料 选取厚度相同的三种不同材料制成大小、形状和结构一致的三个房屋模型、用白炽灯模拟太阳光，摆放情况如图甲所示。实验时发现摆放位置不合理，调整后继续实验。将温度传感器置于模型内相同位置，实时记录温度并绘制出图乙所示的温度-时间关系图像。 （1）图甲中，三个房屋模型应摆放到与白炽灯 （选填“相同”或“不同”）距离处。 （2）分析图乙的图像可知：应选择 做房屋的隔热材料， （二）选择合适的热水器 小组成员查阅了一款空气能热水器的资料，其工作原理如图：液态制冷剂经蒸发器吸收室外热量发生汽化，形成的气体通过压缩机变成高温高压气体、进入水箱冷凝管后放热液化，最后经过储液罐、过滤器、膨胀阀回到蒸发器，开始下一个循环。测试状态下，消耗1份电能驱动压缩机运行，可从空气中转移4份热量到水中。 水从冷凝管吸收的热量与热水器消耗电能的比值叫做该空气能热水器的COP值（制热系数）、COP值越高制热效率越高、越节能。若室外温度低或需快速制热，水箱辅热器的电热丝工作、导致COP值将低于预期效果。 （3）测试状态下、该空气能热水器的COP值为 。 （4）研究表明：在我国南方地区和北方地区，用同一型号的空气能热水器获得相同质量的热水、南方地区的COP值明显高于北方地区，因此空气能热水器更适合在南方地区使用。综合以上信息，提出一个可探究的科学问题： ， （三）安装太阳能电池板 （5）小组成员网购了一块标有“3V”字样的太阳能电池板，如图所示。他们猜想：太阳能电池板的电压可能与光照面积、光照强度等因素有关。请添加器材设计一个可操作的实验方案，探究太阳能电池板的电压与光照面积是否有关。( ) （6）本地区某天1m²太阳能电池板的发电量为0.8kW·h。当天家庭用电量为16kW·h，若只用太阳能电池板供电，则满足用电需求的太阳能电池板的面积至少为 m²。 【答案】 相同 泡沫板 4 空气能热水器的COP值与室外温度有什么关系 见详解 20 【详解】[1]实验需要控制变量，确保三个模型受到的光照强度相同，因此应摆放在与白炽灯相同距离处。 [2]图乙中，温度-时间曲线越平缓（温度上升越慢），说明隔热性能越好。泡沫板房屋内温度随时间升温慢，说明泡沫板的隔热性能好，应选择隔热性能最好的材料泡沫板作为房屋隔热材料。 [3]空气能热水器在测试状态下消耗1份电能，可以从空气中转移4份热量到水中。因此，水从冷凝管吸收的热量为4份，消耗的电能为1份。COP值的计算公式为 所以，该空气能热水器的COP值为。 [4]根据题目信息，南方地区的COP值明显高于北方地区，且室外温度低时COP值会降低。因此，可以提出以下可探究的科学问题：空气能热水器的COP值与室外温度有什么关系？为什么空气能热水器在南方地区的COP值高于北方地区？ [5]要探究太阳能电池板的电压与光照面积是否有关，需要控制光照强度等其他因素不变，只改变光照面积，并测量太阳能电池板的电压。 实验方案： 器材：太阳能电池板、不同面积的遮光板（或可调节面积的光照装置）、电压表、导线等。 步骤： 将太阳能电池板与电压表连接，测量其在无光照时的初始电压（应为0V）。 用遮光板（或可调节面积的光照装置）遮挡太阳能电池板的一部分，使其光照面积为某一特定值，记录此时电压表的示数。 逐渐改变遮光板的面积（或调节光照装置的面积），使太阳能电池板的光照面积发生变化，每次改变后都记录电压表的示数。 重复实验多次，取平均值以减小误差。 数据分析：比较不同光照面积下太阳能电池板的电压值，分析电压与光照面积的关系。如果电压随光照面积的减小而降低，则说明太阳能电池板的电压与光照面积有关；否则无关。 [6]所需太阳能电池板的面积为 四、科普阅读题（共12分） 22．阅读短文，回答问题。 月球太阳能电站 “嫦娥一号”的成功发射引起了人们对月球的科学兴趣。随着对月球了解的深入，一些科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想，利用月球正面太阳光充足、地域广阔的特点，在月球上建设的大型太阳能电站，可克服在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，地面接收站通过天线把微波能还原成电能，如图甲所示，这样就解决了电能的输送问题。 我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。如图乙所示是太阳能电池板工作原理的示意图：当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时，会产生光电效应，从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，光电转化效率为18%。 请回答下列问题： (1)太阳发出的巨大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）反应； (2)月球太阳能电站相对于月球表面是 （选填“运动”或“静止”）的。若从月球发出的微波信号经1.28s到达地球。则月球与地球间的距离约等于 m；（设微波在真空和空气中的传播速度均为3.0×105km/s） (3)太阳能电池工作时的能量转化情况： 。 (4)在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板，它的发电功率是 W； (5)若月球电站的总发电能力为6×109kW，利用微波传输电能的输电效率为80%。则地面接收站1h接收到的电能相当于完全燃烧 kg煤放出的热量（煤的热值为3.0×107J/kg）。 【答案】(1)核聚变 (2) 静止 3.84×108 (3)太阳能转化为电能 (4)5.4×103 (5)5.76×108 【详解】（1）核聚变是指在极高的温度和压力下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式；而核裂变是重原子核分裂成两个或多个质量较小的原子核的过程。太阳内部的氢原子核在高温高压的环境下发生聚变，在此过程中释放出巨大的能量。 （2）[1]月球太阳能电站相对于月球的位置没有发生变化，月球太阳能电站相对于月球表面是静止的。 [2]微波在真空和空气中的传播速度均为 则月球与地球间的距离 （3）太阳光照射下，太阳能电池使用时消耗太阳能，产生电能，故太阳能电池工作时是将太阳能转化为电能。 （4）已知太阳光照射到电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，此太阳能电池板的面积为2m2，则此太阳能电池板的辐射功率为 光电转化率为18%，故它的发电功率 （5）月球电站的发电能力为6×109kW，输电效率可达80%，则地面接收站1h接收到的电能 相当于完全燃烧煤的质量 23．请根据下述材料，回答下列问题： 潮汐发电 在海湾或有潮汐的河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的称为潮，晚上的称为汐。潮汐现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成。涨潮时，大量海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降。每天海水涨潮、退潮各两次，涨潮与退潮一般间隔6小时。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的新型能源。 潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾或有潮汐的河口建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差，从而可驱动水轮发电机组发电。如图所示是潮汐发电的原理图。与普通的水利发电的不同在于海水与河水相比，海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性。 潮汐电站一般有三种类型，“单库双向型”就是其中之一，即用一个水库，涨潮与落潮时均可发电，只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电。位于我国浙江省的江厦潮汐电站就是一个单库双向型电站，建成于1980年5月，总装机容量为3200kW，年发电量约为107kWh，为世界第三大潮汐发电站。 (1)潮汐发电过程中把海水的 能转化为电能，一个单库双向型潮汐电站一天可以发电 次。 (2)潮汐能属于 能源。（选填“可再生”或“不可再生”） (3)假设海湾水库面积为5×108m2，平均潮差为5m，海水密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，则单次落潮的过程中水所受到的重力做的功为 J。 【答案】(1) 机械 4 (2)可再生 (3) 【详解】（1）[1]潮汐能的特点是海水的运动，运动的物体具有机械能，所以潮汐发电是将海水的机械能转化为电能。 [2]每天海水涨潮、退潮各两次，涨潮与落潮时均可发电，只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电，则一个单库双向型潮汐电站一天可以发电4次。 （2）潮汐能可以源源不断地获得，属于可再生能源。 （3）单次落潮的过程中从水库流出的海水的体积为 根据公式可知，海水的质量为 根据公式可知，海水的重力为 由于潮差是水位变化的总高度，海水下落时重心下降的高度可以近似为潮差的一半，则海水下落高度为 根据公式可知，单次落潮的过程中水所受到的重力做的功为 试卷第16页，共20页 试卷第15页，共20页 学科网（北京）股份有限公司 $$