21.2 跨学科：能源的开发与利用 同步练 2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

21.2跨学科：能源的开发与利用 一、单选题 1．下列能源中，不是来自太阳能的是（　　） A．核能 B．石油 C．水能 D．风能 2．2024年1月17号，天舟七号货运飞船发射升空；关于货运飞船下列说法正确的是（　　） A．飞船船身采用的是强度大密度大的复合材料 B．飞船在地面发射升空其采用的燃料热值小 C．飞船在太空中利用的太阳能属于不可再生能源 D．飞船在太空中是通过电磁波与地面保持通信 3．中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星导航是通过电磁波传递信息 B．华为Mate60手机摄像镜头是凹透镜制作的 C．无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量 D．核电站是利用核聚变释放核能发电的 4．如图是几种不同类型的发电站，这些电站利用不可再生能源发电的有（　　） A． B． C． D． 5．实现“低碳经济”和“低碳生活”的途径之一是开发和利用可再生能源，下列属于不可再生能源的是（　　） A．太阳能 B．石油 C．潮汐能 D．风能 6．2023年12月6日，位于我省荣成市的全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程商运投产。核电站利用核反应堆内发生核反应产生大量的热将水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．核反应堆内发生核聚变 C．汽轮机的效率可以达100％ D．发电机的工作原理是电磁感应 7．下列说法不正确的是（　　） A．太阳能来源于太阳内部氢核的裂变反应 B．北斗卫星之间利用电磁波传递信息 C．风能、水能、太阳能都是可再生能源 D．X射线与γ射线在真空中的传播速度相等 8． 北京冬奥会组委会努力践行绿色理念，使用清洁能源和可再生能源。下列能源均为可再生能源的是（　　） A．核能石油 B．地热能煤 C．风能 太阳能 D．氢能石油 9．如图所示是武汉市的氢能源公交车。这种公交车不用加油、无需充电，3分钟“喝”满氢气，就能一口气跑上600公里，且全程零碳排放，连“滴”出来的水也能直接饮用。下列说法正确的是（　　） A．氢能源公交车使用的氢能源是一次能源 B．停在站台上的公交车以旁边缓缓出站的另一辆公交车为参照物是静止的 C．公交车发动机的能量损失中，燃气带走的能量最少 D．汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了内能 10．下列关于材料、能源及信息的说法中，正确的是（　　） A．半导体元件具有许多独特的功能，半导体二极管具有单向导电性 B．煤、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源 C．光波、无线电波、声波都可以在真空中传播 D．汽车上安装的倒车雷达是利用电磁波来传递信息的 二、填空题 11．“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的“明星”。页岩气属于　 　(填“可再生”或“不可再生”)能源。页岩气的热值为3.2×107J/m3，完全燃烧0.1m3页岩气可放出　 　J的热量。 12．北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信，今年的 6月 23 日上午 9时43分许北斗三号收官之星成功发射，实现了全球覆盖。卫星利用太阳能电池板获得能量，太阳能属于　 　能源（选填“可再生”或“不可再生”）。卫星是使用 　 　与地面站通信的，而光纤传递信息利用了光的 　 　（选填“反射”或“直线传播”）原理。 13．2025年1月1日，漳州核电1号机组正式投入商业运行。目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核　 　（选填“聚变”或“裂变”），核能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 14．核能属于　 　能源。利用北斗卫星导航系统进行定位和导航时，导航仪与北斗卫星之间通过　 　传递信息。 15．如图甲为我国自主研发的氢动力无人机，采用旋翼+固定翼复合翼设计。如图乙，其搭载的轻量化燃料电池系统实现了储氢发电一体化，结合锂电池稳压系统，可实现动力精准控制，克服了一般锂电池无人机续航短的缺点，通过氢燃料电池的高能量密度+锂电池的快速响应，实现长航时与灵活性的平衡，适合测绘、巡检等长航时作业。水平匀速巡航时，电池系统输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指无人机上载荷作业系统工作的功率，辅助功的功率恒定，当无人机低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度的关系如图丙所示。 已知氢气热值为；g取。储氢质量密度表示氢气在氢燃料电池中的质量百分比，单位为wt%；能量密度是指电池系统输出能量与系统质量之比，单位为，部分参数如下表： 项目 参数 项目 参数 氢燃料电池质量 8kg 空载质量（含储氢） 28kg 储氢质量密度 15wt% 最大载荷 4kg 氢燃料电池效率 70% 辅助功功率 1000W 氢燃料电池能量密度 **kW·h/kg 最大航程 **km （1）氢能是　 　（选填“一次”或“二次”）能源；使用氢作为电池燃料是因为氢的　 　比较大； （2）满载状态下，该无人机从地面上升至高度，需克服重力做功　 　，使飞机上升的力的施力物体是　 　； （3）该氢燃料电池的能量密度为　 　，消耗氢可使该无人机水平匀速巡航作业的最大航程为　 　。 16．为实现碳中和、碳达峰目标，我国大力发展无污染能源。如图所示，这是利用潮汐单向发电的示意图，左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，涨潮时，水进入海湾（如图-1）待内外水面高度相同，堵住通道（如图-2）潮落至最低点时开始放水带动发电机发电（如图-3）利用漂浮在水面的椭圆形水位监测仪（体积为2m3）可以实时监测水位高度，涨退潮时海湾内最高液面与最低液面间高度差为h=4m（图-1、-2）。（g取10N/kg，q无烟煤=3.6×107J/kg，海水密度取1.0×103kg/m3）根据相关信息，完成以下问题。 （1）潮汐能属于　 　（“可再生”或“不可再生”）能源； （2）若图-2中水位监测仪露出水面的体积占总体积的，则水位监测仪的质量是多少　 　； （3）水坝中间有一细长的进出水孔（忽略水孔高度），水孔紧贴通道下表面，此处受到海水的最大压强是多少　 　。水孔面积为S=4m，进出水流的最大速度为15m/s，则水孔进出水时，水流做功的最大功率是多少　 　； （4）若发电机组发电的平均输出功率为2×106W，则利用潮汐发电1h产生的电能相当完全燃烧多少无烟煤放出的热量　 　。 三、科普阅读题 17．阅读材料，回答问题。 潮汐发电 潮汐能是从海水面昼夜间的涨落中获得的能量。单库双向潮汐电站是较常见的潮汐能发电站。单库双向潮汐发电的原理主要是利用潮汐水位差产生的势能来推动水轮机旋转，进而驱动发电机发电（如甲所示）。具体来说，当潮水上涨时，海水通过进水口进入水库，水流会推动水轮机旋转，水轮机与发电机相连，驱动发电机发电。同样的，当潮水下降时，水库内的水通过水轮机流出，再次驱动发电机发电。 某潮汐电站根据预测的潮水水位，调整水库的进出水策略，优化发电效率。图乙所示是我国该潮汐电站2023年12月17日的潮位预测曲线。 该电站有5台规格相同的发电机，该发电机组的能量转化率为30%。发电机组的能量转化率是指发电机组将输入的某种形式的能量转化为电能的效率。图丙是一台发电机组输入能量功率与某天不同时刻的关系图，其中0至12时的发电量与全天发电量的比是3∶5。 （1）潮汐能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源；潮汐发电过程中把海水的　 　能转化为电能； （2）水轮机叶片具有质量轻、耐磨损等性能，通常由硬度大、密度　 　（选填“大”或“小”）的复合材料制成； （3）参照图乙信息，图甲所示水位状态最可能对应的时间段是　 　； A.6∶00前后 B.10∶00前后 C.13∶00前后 D.20∶00前后 （4）如图丙所示，该电站这天工作输出的电能相当于　 　kg的煤完全燃烧放出的热量；（） （5）潮汐发电与传统火力发电对比，存在哪些优势？（写出一条即可）答：　 　。 四、简答题 18．如图所示，我国嫦娥四号月球探测器不负众望，成功的在月球背面软着陆，这是人类有史以来第一次成功登陆月球背面，登陆后，月球车在经历短暂“休息”后，开展多种科学探测任务。问： （1）月球车上的太阳能电池板工作时发生了什么能量转换？ （2）为什么月球车的车轮不仅很宽，而且外表面有凸起的棱？ 五、实验探究题 19．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 （1）风能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少　 　？ （3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少　 　？ （4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少　 　？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信　 　？（已知系统提升重物的效率为90%） 六、综合题 20．国际热核聚变实验堆（ITER）计划俗称“人造太阳”。“人造太阳”的核聚变原料是地球上储量丰富的氘和氚，同时生成物没有危害，被称为"终极能源" （1）“人造太阳”与我国正在运行的核电站获得核能的方式是否相同？　 　。 （2）在核反应过程中产生的内能不能再自动转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　性。 （3）“人造太阳”工作时主要用水进行冷却，这是利用水的　 　的特点。 （4）从能源与可持续利用的角度看，核能是　 　＿能源。 参考答案 1．A 2．D 3．A 4．A 5．B 6．D 7．A 8．C 9．D 10．A 11．不可再生；3.2×106J 12．可再生；电磁波；反射 13．裂变；不可再生 14．不可再生；电磁波 15．（1）二次；热值 （2）；空气 （3）3.5；420 16．可再生；1.6×103kg；4×104Pa；2.4×106W；200kg 17．可再生；机械；小；C；4860；污染小 18．（1）太阳能转化为电能；（2）车轮宽大，在压力一定时，增大受力面积，减小月球车对月球表面的压强；车轮表面有棱，在压力一定时，可增大接触面的粗糙程度，增大摩擦力 19．（1）可再生 （2）7500km （3） （4）；可信 20．（1）不相同 （2）方向 （3）比热容大 （4）不可再生 学科网（北京）股份有限公司 $