第二十二章　能源与可持续发展 达标测试卷 课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第二十二章达标测试卷 1 一、选择题（本大题共7小题，每小题2分，共14分，在每小题给出的四个选 项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列对能量和能源的认识，正确的是（　B　） A. 能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要 B. 太阳的能量给地球带来云、雨、风浪 C. 自然界可以长期为人类提供煤炭、石油等可再生能源 D. 剧烈的核反应会发生强烈的爆炸，人类无法利用核能 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2. 绿色办奥是冬奥会的办赛理念之一。组委会在几年的筹办过程中，努力践 行绿色理念，使用清洁能源和可再生能源。为实现绿电入网，你推荐使用下 列哪一组能源（　B　） A. 核能　石油 B. 风能　 太阳能 C. 地热能　煤 D. 氢能　石油 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3. 利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿 轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示，叶片横截面的设计原理如图 乙所示。下列有关说法错误的是（　B　） A. 风能是一种清洁的可再生能源 B. 发电机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用而运动 C. 风力发电主要将风能转化为叶片的机械能，再转化为电能 D. 当风正面垂直吹向静止的叶片时，从正面看，叶片A会顺时针转动 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4. “绿水青山就是金山银山”，为保护环境，我国大力发展新能源公交车， 湖北省更是设定了明确的推广目标，到2025年末，新能源公交车占比将增至 85％以上，如图是新能源公交车充电时的情景。下列关于新能源公交车及相 关配套设施的说法中正确的是（　D　） A. 制造车辆锂电池的主要材料是超导材料 B. 发电厂生产电能消耗的所有能源都是可再生能源 C. 公交车在充电过程中，车上的电池相当于电路中的电源 D. 电动公交车使用双充电枪充电可以增大充电功率以节省充电时间 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5. 全太阳能动力汽车部件工作大致流程如图所示，下列说法正确的是 （　A　） A. 储能环节，将电能转化为化学能 B. 图中某个环节的工作效率可达100％ C. 控制送电环节，将电能转化为机械能 D. 光电转换环节，将电能转化为太阳能 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6. 下列说法正确的是（　C　） A. 煤、石油、天然气、太阳能、核能均为不可再生能源 B. 能量的转化和转移是有方向的，能量在转化或转移的过程中，总量会减少 C. 核能、地热能不是来自太阳 D. 目前核电站是通过聚变反应获得核能，核反应堆中发生的链式反应是可控 的 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7. 生物质发电是利用秸秆等生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生 能源发电的一种，也是处理农林废弃物的有效途径之一。2012年，国家能源 局印发了《生物质能发展“十二五”规划》，确定的目标是到2015年，生物 质能年利用量超过5 000万吨标准煤，其中，生物质发电装机容量1 300万千 瓦、年发电量约780亿千瓦时。业内人士认为这是国家明确支持生物质发电 产业发展的信号。以上文字理解不正确的是（　A　） A A. 秸秆等生物质是一种新型洁净能源 B. 生物质发电是可再生能源发电的一种 C. 生物质发电可有效处理农林废弃物 D. 国家将明确支持生物质发电产业发展 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 二、（滚动练习）作图题（本大题共1小题，共4分） 8. （1）在图中，请根据小磁针的南、北极指向，在图中标出电源“＋”或 “－”极，并用箭头标出磁感线方向。 如图所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2）图甲是家庭中常用的一种插线板，小明同学在使用中发现：开关断开 时指示灯不亮，插孔不能供电；开关闭合时指示灯亮，插孔能供电；如果指 示灯损坏，开关闭合时插孔也能供电。根据以上描述，请在图乙中用笔画线 代替导线完成电路连接。 如图所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 三、填空题（本大题共4小题，每空1分，共14分） 9. 科技助力，节能减排，推广使用电动汽车，可在一定程度上减少碳排放。 电动汽车使用的电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源，汽 车行驶产生的内能不能自动转化回电能供汽车使用，说明能量的转化具 有 性。 10. 在煤炭、核能、太阳能中属于可再生能源的是 ，到目前为 止，核反应堆通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）方式将核 能转化为内能，再通过蒸汽轮机带动发电机而产生 能。 二次　 方向　 太阳能　 核裂变　 电　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11. 如图是城市的十字路口可移动的太阳能红绿灯。白天太阳能电池板除了 给红绿灯供电外，又能给蓄电池充电，此过程将 ⁠能转化为电能 和 ，蓄电池相当于 （选填“用电器”或“电 源”），在阴雨天和晚上，蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作。 太阳　 化学能　 用电器　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12. 2022年6月4日，长征二号F遥十四运载火箭开始加注燃料推进剂，于6月5 日圆满完成神舟十四号发射任务。运载火箭燃料推进剂选择密度小、热 值 的气体燃料，采用 ⁠和压缩体积的方法使气体燃料 液化。航天员太空授课期间，“太空教师”与地面课堂师生的实时互动交流 是通过 进行传播的。空间站太阳翼上的太阳能电池板将 ⁠ 转化成 为空间站供电，前者属于 （选填“可 再生”或“不可再生”）能源。 大　 降低温度　 电磁波　 太 阳能　 电能　 可再生　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 四、计算题（本大题共2小题，13小题6分，14小题9分，共15分） 13. 2022年是广州BRT开通第十二年，从缓解拥堵到绿色低碳，广州BRT不 断努力。广州BRT具有专用的车道和站点，有利于中心城区各项功能的向外 辐射和向心聚焦。 （1）B5线路是客流量较大的主要线路之一。其中从车陂站至体育中心站总 车程约8 km。若BRT专用车在这路段的平均速度为16 km/h，求BRT通过该 段路需要的时间。 解：（1）BRT行驶的时间为t1＝＝＝0.5 h＝30 min； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2）目前，由于堵车现象严重，再加上该路段红绿灯较多，该路段轿车的 平均速度约为12 km/h，乘坐BRT专用车比开轿车上班通过该路段可以节约时 间多少分钟？ 解：（2）轿车行驶的时间为t2＝＝＝ h＝40 min； BRT比轿车节省的时间为Δt＝t2－t1＝40 min－30 min＝10 min； （3）从以上计算以及你对BRT的了解，你认为该系统的主要优点有哪些？ （只需写出两点即可） 解：（3）快速公交系统最大的优点：减轻城市交通压力；节约能源，减轻 大气污染。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14. 如图甲是一艘完全依靠太阳能驱动的船，排水量60 t，船的表面安装有太 阳能电池板，太阳能电池板的输出功率为1.6×105 W，若接收的太阳能只用 来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的 牵引力F随时间t的变化关系如图乙所示，船的运动速度v随时间t的变化关系 如图丙所示。求： （1）第50 s到第100 s内牵引力所做的功； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解：（1）由题图丙可知，第50 s到第100 s内，船做匀速直线运动，其速度v ＝0.5 m/s，由v＝可得，第50 s到第100 s内行驶的路程：s＝vt＝0.5 m/s× （100 s－50 s）＝25 m， 第50 s到第100 s内，由题图乙可知，牵引力F＝8×104 N， 则第50 s到第100 s内牵引力所做的功：W＝Fs＝8×104 N×25 m＝2×106 J； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2）第50 s到第100 s的运动过程中，太阳能船的效率； 解：（2）由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6×105 W， 第50 s到第100 s的运动过程中，太阳能船接收到的太阳能： W太＝Pt＝1.6×105 W×50 s＝8×106 J。 则太阳能船的效率：η＝×100％＝×100％＝25％。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （3）已知太阳辐射的总功率P＝4×1026 W，太阳到地球的距离r＝1.5×1011 m，太阳光传播到达地面的过程中由于云层的反射和大气的吸收作用，大约 有60％的能量损耗，太阳能电池的能量转化效率为15％，满足太阳能电池板 的输出功率为1.6×105 W，需要太阳能电池板的最小面积。（球表面积公式 为S＝4πr2，π取3.14） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解：（3）当太阳垂直电池板照射时所需面积最小设为S， 若无能量损失，太阳能电池接收太阳能功率P'。 则有：＝，S0＝4πr2， 太阳能电池实际接收功率P＝（1－60％）P'，由于P电＝P×15％， 联立以上各式可解得：S＝1 884 m2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 五、综合能力题（本大题共4小题，每空1分，共23分） 15. 阅读文章，然后回答问题： 　　我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚湾核电 站每年发电量约70％的电力供应香港，远距离送电采取高压送电的方式来实 施，核电站的发电输出电功率为2×107 W，用10千伏的高压进行输电。下面 是核电站的工作原理图和远距离输 电流程示意图。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （1）核电站中绕制发电机线圈的材料可能是 （选填“铜”“镍铬 合金”或“超导材料”）。 铜　 （2）核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，在 核电站发电过程中获取核能的方式是 （选填“核聚变”或“核 裂变”）。 不可再生　 核裂变　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （3）发电机的发电原理是 ⁠。 （4）核电站高压输电时的输电电流为 A，在输送功率不变时，若 改用1 000千伏的电压输电，则此时导线上的热损耗功率与原来导线上的热损 耗功率之比为 ⁠。 电磁感应　 2 000　 1∶10 000　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16. 在跨学科实践课上，某小组开展了“设计太阳能路灯照明系统”的 项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成 下列内容： 【项目分解】 ①设计制作太阳能照明电路。 ②设计太阳能路灯照明系统。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 【项目实施】 （1）小明先设计了如图甲所示的电路，连接好电路后，放到阳光下，闭合 开关，灯泡发光。此电路中 提供电能。 太阳能板　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2）考虑到太阳能板只能在白天将太阳能转化为电能，路灯晚上实现照 明。因此需要此照明系统白天储能，晚上进行照明，于是增加了蓄电池和光 控开关（光控开关S在明亮环境自动接b，在较暗的环境自动接a）来实现这 一功能，设计电路如图乙所示。请简要说明该路灯照明系统白天和晚上的工 作过程： ⁠ ⁠。 白天光能转化为电能然后转化为化学能存储起来，等到了晚上 再将化学能转化为电能通过路灯释放　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 【项目拓展】 小明家附近的一条路想要安装100盏路灯，要求路灯高6 m，每晚照明时间8 小时。小组同学建议安装太阳能路灯，下表是小组成员为这条路选用的路灯 的元件及参数，蓄电池的电池容量是由功率和时间相乘得到。[如果功率单 位用瓦特（W），时间单位用小时（h），电池的容量就为瓦特小时 （W·h）] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 太阳能路灯部分技术参数表 灯杆 灯杆高6 m，灯臂长1 m LED灯 12 V/30 W 太阳能板 单晶片电池板12 V/70 Wp 蓄电池 直流电压12 V，电池容量900 W·h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （3）根据以上信息可知蓄电池的容量900 W·h＝ J，由于阴 天阳光不足，太阳能电池板几乎无法给蓄电池充电，这个太阳能照明系统能 够在连续阴天的情况下至少保证 天晚上的正常照明。（假设蓄电池 能够释放储存的全部电能） （4）请写出相比于普通路灯，太阳能路灯的优点： 。（一 条即可） 3.24×106　 3　 节能环保　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17. 阅读短文，回答问题。 人造太阳 　　目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破， 一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加 热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力 约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯 性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变 发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之 称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装 置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 　　目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太 阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也 没有危害，被认为是理想的“终极能源”。“人造太阳”非常复杂，要让上 亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1 m内共存，上万个零部件，有一点点瑕 疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与 “超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊 的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常 规材料无法承受这么高的温度。上亿摄氏度的一团火球，碰到什么烧什么， 一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 “人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，但仍然会 有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。我国自主研 发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到 有、刻苦攻关、后来居上、自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超 级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高 度。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出“原子的大部分质量集中到了一个 很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是 ⁠。 （2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因 是 ⁠。 A. 无法消除核聚变产生的核污染 B. 无法实现核聚变反应 C. 无法控制核聚变反应的速度 （3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例 子： （请写出其中一种）。 原子核　 C　 石油　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具 有 的特点。 （5）实现“超强磁场”和“超大电流”最理想的导体材料是 ⁠ ⁠。 （6）目前人类利用最多的核聚变能量来自 聚变方式。 耐高温　 超导体 引力约束　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18. 跨学科实践课上，某小组开展了“设计太阳能小车”的项目化学习活 动。下面是该小组同学交流会的实践过程，请帮助完成下列内容。 【项目分解】 （1）设计太阳能小车。 （2）优化太阳能小车电力系统。 【项目实施】 （3）设计太阳能小车。 太阳能小车的核心是太阳能电池板；太阳能电池板工作时，是将太阳能转化 成 能，再带动电动机工作，其中电动机的工作原理是 ⁠ ⁠。 电　 通电线圈 在磁场中受力而转动　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （4）优化太阳能小车电力系统。 小组同学发现，太阳能发电受光照强度影响，在光照不足时小车的动力不 足，用来补充光照不足时能量缺口。在光照充足时，可为蓄电池充电，在电 路中相当于 ；光照不足时，蓄电池为小车提供电能，此时蓄电池 内发生的能量转化是 ⁠。 电源　 化学能转化为电能　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 【项目拓展】 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车，相比传统热机驱动的汽车，太阳 能汽车是真正的零排放，太阳能汽车被诸多国家所提倡。 若一辆太阳能汽车在水平路面上以最大机械功率800 W运动，一段时间后再 将功率减小到P，并保持此功率运动，运动过程中汽车受到的阻力恒定不 变，则阻力为 N，P的大小为 W。 80　 480　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 参考答案 1. B　2.B　3.B　4.D　5.A　6.C　7.A 8. （1）如图所示 （2）如图所示 9. 二次　方向　10.太阳能　核裂变　电　11.太阳　化学能　用电器　 12. 大　降低温度　电磁波　太阳能　电能　可再生 13. 解：（1）BRT行驶的时间为t1＝＝＝0.5 h＝30 min； （2）轿车行驶的时间为t2＝＝＝ h＝40 min； BRT比轿车节省的时间为Δt＝t2－t1＝40 min－30 min＝10 min； （3）快速公交系统最大的优点：减轻城市交通压力；节约能源，减轻大气 污染。 14. 解：（1）由题图丙可知，第50 s到第100 s内，船做匀速直线运动，其速 度v＝0.5 m/s，由v＝可得，第50 s到第100 s内行驶的路程： s＝vt＝0.5 m/s×（100 s－50 s）＝25 m， 第50 s到第100 s内，由题图乙可知，牵引力F＝8×104 N， 则第50 s到第100 s内牵引力所做的功： W＝Fs＝8×104 N×25 m＝2×106 J； （2）由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6×105 W， 第50 s到第100 s的运动过程中，太阳能船接收到的太阳能： W太＝Pt＝1.6×105 W×50 s＝8×106 J。 则太阳能船的效率：η＝×100％＝×100％＝25％。 （3）当太阳垂直电池板照射时所需面积最小设为S， 若无能量损失，太阳能电池接收太阳能功率P'。 则有：＝，S0＝4πr2， 太阳能电池实际接收功率P＝（1－60％）P'，由于P电＝P×15％， 联立以上各式可解得：S＝1 884 m2。 16. （1）太阳能板　（2）白天光能转化为电能然后转化为化学能存储起 来，等到了晚上再将化学能转化为电能通过路灯释放　（3）3.24×13　 （4）节能环保 17. （1）原子核　（2）C　（3）石油　（4）耐高温　（5）超导体　（6） 引力约束 18. （3）电　通电线圈在磁场中受力而转动　（4）电源　化学能转化 为电能　 【项目拓展】80　480 15. （1）铜　（2）不可再生　核裂变　（3）电磁感应　（4）2 000　1∶10 000 $$