第22章 能源与可持续发展（单元测试）2025-2026学年九年级物理全一册同步培优训练（人教版2024）

第二十二章 能源与可持续发展 注意事项： 1．测试范围：人教版（2024）九年级全一册第22章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32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．如图所示为一款爆闪警示灯，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电。下列说法正确的是（　　） A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源 B．太阳能来自于太阳内部发生的核聚变 C．太阳能属于不可再生能源 D．太阳能电池板的主要材料硅属于导体 【答案】B 【详解】A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，是太阳能转化为太阳能电池板的电能，再转化为蓄电池中的化学能，此过程中，蓄电池消耗了太阳能电池板的电能，相当于用电器，故A错误； B．太阳能是来自于太阳内部发生的核聚变，故B正确； C．太阳能能够在自然界中源源不断的得到，是可再生能源，故C错误； D．太阳能电池板的主要材料硅是一种常见的半导体，故D错误。 故选B。 2．推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳达峰、碳中和”的目标。下列做法可取的是（　　） A．实行垃圾分类回收利用 B．出行时尽量选择驾驶私家车 C．就餐时选择使用一次性餐具 D．大力发展火力发电 【答案】A 【详解】A．实行垃圾分类回收利用体现了节能的理念，故A符合题意； B．出行时选择驾驶私家车增加了碳排放，故B不符合题意； C．使用一次性餐具浪费了国家资源，故C不符合题意； D．火力发电需要燃烧煤，增加了碳排放，故D不符合题意。 故选A。 3．人类一直没有停止探索宇宙的步伐。关于对宇宙的认识，下列说法正确的是（　　） A．光年是时间单位 B．宇宙是天体结构系统 C．太阳是宇宙的中心 D．地球是宇宙的中心 【答案】B 【详解】A．光年是长度单位，指光在真空中一年内行进的距离，故A错误； B．宇宙包含所有天体及其组成的系统（如星系、星团等），因此宇宙是天体结构系统，故B正确； C．太阳是太阳系的中心，并非宇宙的中心，故C错误； D．地球是太阳系中的行星，更不是宇宙的中心，故D错误。 故选B。 4．如图所示，小桂戴上烘焙专用手套可防烫伤，说明该手套具有良好的（　　） A．隔热性 B．导电性 C．弹性 D．延展性 【答案】A 【详解】小桂戴上烘焙专用手套可防烫伤，因该手套具有良好的隔热性，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．关于核能和太阳能，下列说法错误的是（　　） A．核电站中的核反应堆都是利用核裂变来获取核能的 B．核电站的核废料会对环境造成污染，应深埋在人烟稀少的地方 C．太阳能实质上是太阳内部氢原子核发生聚变释放出的核能 D．太阳能电池板是把太阳能转化为内能的装置 【答案】D 【详解】A．目前核电站中的核反应堆都是利用核裂变来获取核能的，故A正确，不符合题意； B．核电站的核废料具有放射性，会对环境造成污染，应深埋在人烟稀少的地方，故B正确，不符合题意； C．太阳能实质上是太阳内部氢原子核发生聚变释放出的核能，故C正确，不符合题意； D．太阳能电池板是把太阳能转化为电能的装置，而不是内能，故D错误，符合题意； 故选D。 6．核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（　　） A．原子核通常由质子和中子组成 B．原子核带负电 C．目前的核电站是利用核聚变原理工作的 D．使用核能不会对环境带来任何影响 【答案】A 【详解】A.原子是由原子核和核外电子组成，原子核又由质子和中子组成，故A正确； B.原子核带正电，核外电子带负电，中子不带电，故B错误； C.核电站主要应用核裂变释放出的能量来进行发电，故C错误； D.核废料具有放射性，处理不当会对环境造成污染，因此使用核能会对环境带来影响，故D错误。 故选A。 7．下列做法中符合绿色发展节能减排的是（   ） A．小区内安装小型核电站 B．可以适当延长打开冰箱的时间 C．夏天将空调制冷温度调为 D．教室里无人时及时关灯 【答案】D 【详解】A．核电站建设存在较高的安全风险，且小区内空间有限、人口密集，不适合安装小型核电站，这种做法不符合实际且不利于安全与环保，不符合绿色发展节能减排，故A不符合题意； B．延长打开冰箱的时间，冰箱需要消耗更多电能来重新制冷，增加了能源消耗，不符合节能减排，故B不符合题意； C．夏天将空调制冷温度调为，温度设置过低，空调会持续高功率运行，消耗大量电能，不符合节能减排，故C不符合题意； D．教室里无人时及时关灯，能避免电能的无谓消耗，减少能源浪费，符合绿色发展节能减排的要求，故D符合题意。 故选D。 8．2024年12月31日，世界装机容量最大抽水蓄能电站——国家电网河北丰宁抽水蓄能电站实现全面投产发电，该电站可以利用电网过剩的电力，驱动水泵，将水抽到高处储存起来，需要时再将水放出发电，从而弥补了风能、太阳能等新能源发电不稳定且电力难储存的问题，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（　　） A．抽水蓄能时是将机械能转化为电能 B．放水发电时是将机械能转化为电能 C．通过技术创新，该电站的能量转化效率可能达到100% D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的 【答案】B 【详解】A．抽水蓄能时，消耗电能，是将电能转化为机械能，故A错误； B．放水发电时，高处的水流下，水的重力势能转化为动能，带动发电机转动，发电机将机械能转化为电能，故B正确； C．由于能量在转化和转移过程中，会有能量的损失，所以该电站的能量转化效率不可能达到100%，故C错误； D．能量的转化、能量的转移都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量，故D错误。 故选B。 9．如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法不正确的是（    ） A．手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据 B．锂电池在供电过程中将电能转化为化学能 C．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的 D．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源 【答案】B 【详解】A．手机和“智能脚蹬车”之间通过电磁波（比如蓝牙、WiFi属于电磁波范畴）传输数据，故A正确，不符合题意； B．锂电池供电时，是将化学能转化为电能，而不是电能转化为化学能（充电时才是电能转化为化学能），故B错误，符合题意； C．太阳能电池板的核心材料是硅，属于半导体材料，故C正确，不符合题意； D．太阳能可以从自然界源源不断获取，属于可再生能源，故D正确，不符合题意。 故选B。 10．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们的下列说法中，正确的是（   ） A．条形码扫描器中的光敏元件是由超导体材料制成的 B．大亚湾核电站利用的是核裂变释放的能量 C．北斗导航系统是利用超声波进行定位和导航的 D．太阳能、风能、天然气是可再生能源 【答案】B 【详解】A．光敏元件的主要材料是半导体材料，当光照发生变化时，由半导体材料做成的光敏电阻的阻值可以发生变化，从而感知条形码,故A错误； B．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，故B正确； C．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故C错误； D．在“太阳能、天然气、风能”这些能源中，太阳能和风能是可再生能源，天然气是不可再生能源，故D错误。 故选B。 11．以下列出了几种能源：①薪柴、②煤炭、③核能、④石油。这些能源按照能源发展史排序正确的是（　　） A．①③②④ B．①②④③ C．①②③④ D．②①④③ 【答案】B 【详解】这几种能源按照能源发展史排序： ①薪柴：古代至18世纪工业革命前，人类最早利用的主要能源，支撑了从原始文明到农业文明的漫长发展，被称为“薪柴时期”； ②煤炭：约18世纪至19世纪中期，蒸汽机的发明和广泛应用使煤炭取代薪柴成为主要能源，推动了第一次工业革命，人类进入“煤炭时期”； ④石油：约19世纪中期至今，内燃机的发明使石油的重要性凸显，逐步取代煤炭成为主导能源，推动了交通运输和工业的飞速发展，进入“石油时期”； ③核能：约20世纪中期至今，原子能技术的突破拉开了第三次能源革命的序幕，核能成为一种新的强大能源。 故B正确，ACD错误。 故选B。 12．关于信息的传递和能源，下列说法中正确的是（　　） A．电磁波和声波都能够传递信息并且具有能量 B．石岛核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能 C．空气中，频率为的电磁波比的电磁波传播速度慢 D．新能源汽车中用到的氢能、太阳能、压缩天然气等能源，都属于不可再生能源 【答案】A 【详解】A．无线通讯利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波传递能量；声波能够传递信息和能量，所以电磁波和声波都能够传递信息并且具有能量，故A正确； B．目前可控的核能获得方式为核裂变，核电站核反应堆利用可控的核裂变来发电的，故B错误； C．电磁波的传播速度与光速相同，与介质有关，在空气中频率为的电磁波与的电磁波传播速度相同，故C错误； D．天然气短时间不可再生，属于不可再生能源，氢能、太阳能都可以在短时间得到补充，是可再生能源，故D错误。 故选A。 13．下列事例与水的比热容大的特性无关的是（    ） A．水是发动机冷却液的主要成分 B．在河流上建水电站，用水发电 C．江苏沿海城市夏季常见海陆风 D．江苏地区昼夜温差比内陆地区小 【答案】B 【详解】A．发动机工作时产生大量热量，水作为冷却液，能吸收大量热量而自身温度上升不多（因为比热容大）；有效带走热量，防止发动机过热，故A不符合题意； B．水电站利用水的重力势能转化为电能，通过水流推动水轮机发电，这个过程与水的机械能有关，而不是其比热容，故B符合题意； C．海陆风形成是因为海水比热容比较大，白天陆地升温快，空气上升，海洋升温慢，冷空气流向陆地，形成海风；夜晚相反，形成陆风，故C不符合题意； D．沿海地区靠近海洋，水多，水比热容大，白天吸热多但升温慢，夜晚放热多但降温慢，所以昼夜温差小，内陆地区多沙石、土壤，比热容小，温差大，故D不符合题意。 故选B。 14．下列关于原子核裂变和聚变的说法，正确的是（　　） A．目前人类还不能有效控制原子核裂变 B．自然界中只有在人为的条件下才会发生核聚变 C．到目前为止，人类获得核能有两条途径，即核裂变和核聚变 D．原子核在任何条件下都能发生聚变 【答案】C 【详解】A．核反应堆中的链式反应是可以控制的，即目前人类还能有效控制原子核裂变，故A错误； B．自然界中存在天然的核聚变，比如太阳内部一直在发生核聚变，故B错误； C．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C正确； D．核聚变需要极高的温度和压强等特殊条件，不是任何条件下都能发生的，故D错误。 故选C。 15．小明学习了能源的知识后，作出了如下总结，其中错误的是（　　） A．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气 B．电能是重要的二次能源 C．钻木取火开启了以柴薪为主要能源的时代 D．化石能源在地球上储量丰富，因此人类可以不必开发新能源 【答案】D 【详解】A．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气等化石能源，故A是正确的，不符合题意； B．电能是通过其他能源（比如化石能源、水能等）转化而来的，属于重要的二次能源，故B是正确的，不符合题意； C．钻木取火开启了以柴薪为主要能源的时代，这是能源发展的一个阶段，故C是正确的，不符合题意； D．化石能源在地球上的储量是有限的，而且是不可再生能源，人类必须开发新能源来替代，故D是错误的，符合题意。 故选D。 16．近年，我国在能源、信息和材料等领域取得了辉煌成就。下面关于能源、信息和材料的说法，正确的是（　　） A．2025年是太阳黑子活动的又一个峰年，太阳内部发生的主要是氢核的裂变 B．四川是我国水力发电量最多的省份，水电站中的发电机是利用电磁感应的原理发电的 C．“祖冲之号”是我国量子计算机的原型，量子计算机中的二极管是由超导体制成的 D．我国在南海开采的可燃冰属于可再生能源 【答案】B 【详解】A．太阳内部每时每刻都在发生着氢核的聚变，释放出巨大的能量，故A错误； B．发电机是利用电磁感应的原理制成的，电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的，故B正确； C．二极管具有单向导电性，量子计算机中的二极管是由半导体制成的，故C错误； D．可燃冰属于化石能源，在开发利用后不能在短时间内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故D错误。 故选B。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共8小题，每空1分，共26分） 17．2025年，中国研究的“人造太阳”创造新的世界纪录，太阳内部发生核 （选填“裂变”或“聚变”）可以释放出巨大的核能。核能是 （选填“再生”或“不可再生”）能源。利用核反应所产生的热量可以发电，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。 【答案】 聚变 不可再生 二次 【详解】[1]太阳内部氢原子核聚变成氦原子核，发生核聚变可以释放出巨大的核能。 [2]核能所利用的核燃料在短期内无法得到补充，所以属于不可再生能源。 [3]利用核反应所产生的热量可以发电，故电能是从一次能源转化而来的，属于二次能源。 18．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 释放出巨大的核能。太阳能属于 能源。太阳能热水器中的水接收太阳的辐射，使水温升高，这是通过 方式改变了水的内能，水升温却很慢，这是因为水的 较大。 【答案】 聚变 可再生 热传递 比热容 【解析】【小题1】[1]太阳能是通过核的聚变获取的，是氢原子核在超高温下发生聚变释放出巨大的核能。 [2]太阳能可以源源不断的在环境中获取，属于可再生能源。 [3][4]太阳能热水器中的水接收太阳的辐射，使水温升高，这是通过热传递方式改变了水的内能，水升温却很慢，这是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比，吸收相同的热量时，温度变化较小。 19．随着我国北斗三号系统最后一颗组网卫星顺利发射升空，标志着我国的北斗全球系统已经全部组网成功。我们利用北斗导航系统接收到的导航信息是通过 传播的。飞船的太阳能帆板打开时将太阳能转化为 ；在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 （选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能，核能属于 。（选填“可再生能源”或“不可再生能源”） 【答案】 电磁波 电能 聚变 不可再生能源 【详解】[1]真空不能传声，电磁波可在真空中传播，适用于卫星通信，所以北斗导航系统利用电磁波传播导航信息。 [2]飞船的太阳能帆板通过光伏效应将太阳能转化为电能。 [3]太阳内部的能量来自氢原子核的聚变反应，在超高温高压下氢核融合成氦核，释放巨大能量。 [4]核能所用的核燃料在地球上储量有限，且不能在短期内再生，因此属于不可再生能源。 20．如图为核电站发电过程，核反应堆里发生的是核 （裂变/聚变）；M装置的原理是 ；环节②主要通过 使内能转化成机械能。 【答案】 裂变 电磁感应 做功 【详解】[1]核反应堆里发生的是核裂变，因为核聚变目前还不可控，而核电站需要可控的核反应来产生能量。 [2]由图可知，M 装置能量转化是机械能转化为电能，属于发电机，其原理是电磁感应现象。 [3]环节②中蒸汽轮机里的蒸汽膨胀推动轮机转动，主要通过气体膨胀对外做功使内能转化成机械能。 21．通信技术试验卫星十一号发射的场景，火箭在加速上升时，卫星相对火箭是 （选填“运动”或“静止”）的，卫星进入轨道后太阳能电池帆板打开，将太阳能转化为 能，给卫星提供工作需要的能量，太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 静止 电 可再生 【详解】[1][2]卫星和火箭是捆绑一起的，火箭加速上升时，以运载火箭为参照物，卫星与火箭的位置不变，卫星是静止的，卫星进入轨道后太阳能电池帆板打开，将太阳能转化为电能，供卫星使用。 [3]在轨卫星的能量来源是太阳能，太阳能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，太阳能属于可再生能源。 22．一首歌中唱到“天上有个太阳，水中有个月亮”。太阳每时每刻都在向地球辐射光和热，太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。水中的月亮是月光在水面发生 （选填“镜面”或“漫”）反射形成的虚像，水中的月亮到水面的距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）天上的月亮到水面的距离。 【答案】 可再生 镜面 等于 【详解】[1]太阳能可以从自然界中源源不断的得到，因此它属于可再生能源； [2][3]平静的水面相当于平面镜，水中的月亮是月光在水面发生镜面反射形成的虚像，并且水中的月亮和天上的月亮大小相等，水中的月亮到水面的距离和天上月亮到水面的距离相等。 23．为向世界传递绿色亚运精神，杭州亚运会赛事场馆均采用光伏发电、风力发电等供电方式。其中，光伏发电是将 能转化成电能，风能属于 （选填“一次”或“二次”）能源；亚运主火炬的燃料使用“零碳甲醇”，如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全，甲醇的热值 （选填“变大”“变小”“不变”）。 【答案】 太阳 一次 不变 【详解】[1]光伏发电过程中，消耗太阳能，产生电能，此过程将太阳能转化为电能。 [2]风能可以直接从自然界获取，属于一次能源。 [3]热值是燃料的一种属性，与燃烧情况无关，所以如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全，甲醇的热值不变。 24．如图所示，是一款风光互补LED路灯，它是利用风能和太阳能进行供电的智能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯。 (1)风光互补系统利用的太阳能和风能都属于 能源。（选填“可再生”或“不可再生”） (2)风光互补发电应用系统，是利用太阳能电池方阵和风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，请你写出风力发电并储存到蓄电池组的两个过程中涉及到的主要能量转化是 。 (3)用一套照明效果相当的风光互补LED路灯替换额定功率为400W的常规路灯，一年所节约1500度的电能可以使额定功率为1500W的空调正常工作大约 小时。 【答案】(1)可再生 (2)风能转化为电能；电能转化为化学能 (3)1000 【详解】（1）像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。所以，太阳能、风能属于可再生能源。 （2）风力发电机工作时将风能转化为电能，同时对蓄电池充电，进而将电能转化为化学能存储到蓄电池组中。 （3）根据题意知道，用一套照明效果相当的风光互补LED路灯替换额定功率为400W的常规路灯，一年所节约的电能1500度，可以使额定功率为1500W的空调正常工作的时间为 三．综合题（本题共5小题，共42分） 25．小周同学家原来用无烟煤炉烧水，每天约用的热水。她参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器。 (1)若这台热水器平均每天可将的水从加热到，这些水吸收的热量为多少?[水的比热容为] (2)若无烟煤燃烧放出的热量有水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约无烟煤多少千克?（无烟煤的热值为，结果保留整数） (3)请你说出使用太阳能热水器的优点。（至少说出一点） 【详解】（1）水吸收的热量 （2）无烟煤燃烧放出的热量 节约无烟煤的质量 （3）太阳能热水器是将太阳能转化为内能，水吸收热量，温度升高，供人使用，对环境无污染，也可节约能源使用太阳能热水器的优点：清洁环保无污染，节约能源。 26．如图所示是太阳能LED路灯，白天有日照时，电池板将太阳能转化为电能并储存在锂电池中，晚上锂电池给LED路灯系统供电提供照明，已知：太阳能电池板输出参数为“20V   5A”，有效面积为0.5m2；正常日照时，太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J（即为0.8×103W/m2）。 (1)若每天正常日照8h，锂电池一天可以储存多少电能？ (2)该太阳能电池板的光电转换效率为多少？ (3)若路灯每晚从20：00持续工作到凌晨5：00，为了节能，LED路灯系统安装雷达感应装置，20:00到24:00人群活动密集时功率为20W，24：00至凌晨5：00夜深人静时功率为4W，已知锂电池最多能储存3.24×106J的电能，则充满电可以提供LED路灯系统在阴雨天（无日照）持续工作多少个晚上？ 【详解】（1）由题可知，每天正常日照8h，锂电池一天可以储存的电能为 （2）由题可知，太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J，可知 锂电池1s钟输出的电能 光电转换效率为 （3）由题可知，路灯每晚消耗的电能为 则3.24×106J的电能，可以提供LED路灯系统在阴雨天（无日照）持续工作 故锂电池储充满电可以提供LED路灯系统在阴雨天（无日照）持续工作9个晚上。 27．电动汽车已经进入很多家庭。 (1)电动汽车是指以车载电池提供的电能作为动力，用电动机驱动车轮行驶，所用的电能是 能源（选填“一次”或“二次”）。图甲中能正确反映电动机工作原理的是 。 (2)车内安装了如图乙所示的抬头显示器。通过前挡风玻璃可呈现水平显示器上的重要行车数据，方便司机查看。图丙是其简化图，请在图中作出人眼B通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像A'的光路图。 (3)如图丁所示是车顶的外掀式天窗，若将天窗的前面关闭，后面微微向上打开，轿车行驶时就能使车内污浊的空气被自动“抽出”，从而保持车内空气清新。这种能够自动向外“抽气”的现象所依据的物理原理是 。 (4)某智能电动汽车部分参数如下表。以最大快充功率给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间？ 整车质量/kg 1650 电动机最大功率/kW 160 最高时速(km/h) 155 电池容量（Ah） 200 最大快充功率（kW） 80 电池电压（V） 300 【答案】(1) 二次 D (2) (3)流速越大的位置，压强越小 (4)见解析 【详解】（1）[1]电动汽车使用的电能无法直接从自然界获取，需通过其他能源（如火力发电、光伏发电等）转化而来，因此属于二次能源。 [2]电动机的核心原理是通电导体在磁场中受到力的作用（即磁场对电流的作用力），电路中必须有电源提供电流，故D选项符合题意。 （2）挡风玻璃可视为平面镜，人眼B看到A点的像A'，是由于A点发出的光经玻璃反射后进入人眼，反射光线的反向延长线交于像点A'，如图所示： （3）流体压强与流速的关系：流体流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。轿车行驶时，天窗前面关闭、后面微开：天窗上方空气流速快，车内空气流速慢，天窗上方压强小于车内压强，形成压强差，推动车内污浊空气从天窗流出，实现“抽气”效果。 （4）电池满电情况下的电能W=UIt=300V×200A×3600s=2.16×108J 需要充的电能W1=(1-20%)W=(1-20%)×2.16×108J=1.728×108J 则给该车从最低电量到充满电所需时间 28．某核电站利用核能发电的工作原理如图所示。 (1)核反应堆是通过可控 （选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。 (2)蒸汽发生器中的水被加热后 （填物态变化名称）成水蒸气，这个过程需要 （选填“吸收”或“放出”）热量，这些水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电。 (3)若一台发电机组的装机容量为，则一台发电机组10天发电 度（一天工作）；若这些电能由热电转化效率为的火力发电厂提供，需要完全燃烧 t煤。 【答案】(1) 裂变 一次 (2) 汽化 吸收 (3) 96000 【详解】（1）[1][2]核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电，核能可以从自然界中直接获取，属于一次能源； （2）[1][2]蒸汽发生器中的水是液体，被加热后变成了水蒸气，水蒸气是气体，水由液态变为气态的过程是汽化，汽化吸热； （3）[1][2]一台发电机组10天发电量为；由可得，燃烧煤放出的热量，则燃烧煤的质量为。 29．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，必须将核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核聚变；氢弹则是一种惯性约束核聚变，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。中国环流器二号M装置（俗称“人造太阳”）是中国规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。 目前化石能源有枯竭的危险，还存在一定的环境染，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摄氏度低温在1米内共存，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，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿摄氏度的一团火球，碰到什么烧什么。“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，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。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，把人类对核聚变能源的研究推向一个新高度。 (1)根据你所学过的知识可知，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)该短文中提到的“化石能源”，种类有很多，请你写出其中利用广泛的例子之一： 。 (4)“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压，还应具有 的特点。 (5)实现“超强磁场”与“超大电流”并行，最理想的导体材料是 。 (6)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 约束。目前人类利用最多的核聚变能量来自 核聚变方式。 (7)核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】(1)原子核 (2)C (3)煤 (4)耐高温 (5)超导体 (6) 磁 引力约束 (7)不可再生 【详解】（1）原子是由原子核和核外电子组成，原子核体积很小，质量大，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”指的是原子核； （2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。 （3）化石能源是在短时间内不能形成的能源，煤、石油和天然气均属于化石能源。 （4）“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米内共存，所以腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有耐高温的特点。 （5）要实现超强磁场与超大电流，同时减少能量损耗，最理想的材料是电阻为零的超导体。题干中提到的超低温（零下269摄氏度）也为超导现象的实现提供了条件。 （6）[1][2]由材料可知，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；根据题中信息，产生太阳能的引力约束聚变方式是目前人类利用最多的核聚变能量。 （7）因为核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，所以核能属于不可再生能源。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二十二章 能源与可持续发展 注意事项： 1．测试范围：人教版（2024）九年级全一册第22章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32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．如图所示为一款爆闪警示灯，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电。下列说法正确的是（　　） A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源 B．太阳能来自于太阳内部发生的核聚变 C．太阳能属于不可再生能源 D．太阳能电池板的主要材料硅属于导体 2．推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳达峰、碳中和”的目标。下列做法可取的是（　　） A．实行垃圾分类回收利用 B．出行时尽量选择驾驶私家车 C．就餐时选择使用一次性餐具 D．大力发展火力发电 3．人类一直没有停止探索宇宙的步伐。关于对宇宙的认识，下列说法正确的是（　　） A．光年是时间单位 B．宇宙是天体结构系统 C．太阳是宇宙的中心 D．地球是宇宙的中心 4．如图所示，小桂戴上烘焙专用手套可防烫伤，说明该手套具有良好的（　　） A．隔热性 B．导电性 C．弹性 D．延展性 5．关于核能和太阳能，下列说法错误的是（　　） A．核电站中的核反应堆都是利用核裂变来获取核能的 B．核电站的核废料会对环境造成污染，应深埋在人烟稀少的地方 C．太阳能实质上是太阳内部氢原子核发生聚变释放出的核能 D．太阳能电池板是把太阳能转化为内能的装置 6．核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（　　） A．原子核通常由质子和中子组成 B．原子核带负电 C．目前的核电站是利用核聚变原理工作的 D．使用核能不会对环境带来任何影响 7．下列做法中符合绿色发展节能减排的是（   ） A．小区内安装小型核电站 B．可以适当延长打开冰箱的时间 C．夏天将空调制冷温度调为 D．教室里无人时及时关灯 8．2024年12月31日，世界装机容量最大抽水蓄能电站——国家电网河北丰宁抽水蓄能电站实现全面投产发电，该电站可以利用电网过剩的电力，驱动水泵，将水抽到高处储存起来，需要时再将水放出发电，从而弥补了风能、太阳能等新能源发电不稳定且电力难储存的问题，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（　　） A．抽水蓄能时是将机械能转化为电能 B．放水发电时是将机械能转化为电能 C．通过技术创新，该电站的能量转化效率可能达到100% D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的 9．如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法不正确的是（    ） A．手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据 B．锂电池在供电过程中将电能转化为化学能 C．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的 D．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源 10．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们的下列说法中，正确的是（   ） A．条形码扫描器中的光敏元件是由超导体材料制成的 B．大亚湾核电站利用的是核裂变释放的能量 C．北斗导航系统是利用超声波进行定位和导航的 D．太阳能、风能、天然气是可再生能源 11．以下列出了几种能源：①薪柴、②煤炭、③核能、④石油。这些能源按照能源发展史排序正确的是（ ） A．①③②④ B．①②④③ C．①②③④ D．②①④③ 12．关于信息的传递和能源，下列说法中正确的是（　　） A．电磁波和声波都能够传递信息并且具有能量 B．石岛核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能 C．空气中，频率为的电磁波比的电磁波传播速度慢 D．新能源汽车中用到的氢能、太阳能、压缩天然气等能源，都属于不可再生能源 13．下列事例与水的比热容大的特性无关的是（    ） A．水是发动机冷却液的主要成分 B．在河流上建水电站，用水发电 C．江苏沿海城市夏季常见海陆风 D．江苏地区昼夜温差比内陆地区小 14．下列关于原子核裂变和聚变的说法，正确的是（　　） A．目前人类还不能有效控制原子核裂变 B．自然界中只有在人为的条件下才会发生核聚变 C．到目前为止，人类获得核能有两条途径，即核裂变和核聚变 D．原子核在任何条件下都能发生聚变 15．小明学习了能源的知识后，作出了如下总结，其中错误的是（　　） A．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气 B．电能是重要的二次能源 C．钻木取火开启了以柴薪为主要能源的时代 D．化石能源在地球上储量丰富，因此人类可以不必开发新能源 16．近年，我国在能源、信息和材料等领域取得了辉煌成就。下面关于能源、信息和材料的说法，正确的是（　　） A．2025年是太阳黑子活动的又一个峰年，太阳内部发生的主要是氢核的裂变 B．四川是我国水力发电量最多的省份，水电站中的发电机是利用电磁感应的原理发电的 C．“祖冲之号”是我国量子计算机的原型，量子计算机中的二极管是由超导体制成的 D．我国在南海开采的可燃冰属于可再生能源 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共8小题，每空1分，共26分） 17．2025年，中国研究的“人造太阳”创造新的世界纪录，太阳内部发生核 （选填“裂变”或“聚变”）可以释放出巨大的核能。核能是 （选填“再生”或“不可再生”）能源。利用核反应所产生的热量可以发电，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。 18．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 释放出巨大的核能。太阳能属于 能源。太阳能热水器中的水接收太阳的辐射，使水温升高，这是通过 方式改变了水的内能，水升温却很慢，这是因为水的 较大。 19．随着我国北斗三号系统最后一颗组网卫星顺利发射升空，标志着我国的北斗全球系统已经全部组网成功。我们利用北斗导航系统接收到的导航信息是通过 传播的。飞船的太阳能帆板打开时将太阳能转化为 ；在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 （选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能，核能属于 。（选填“可再生能源”或“不可再生能源”） 20．如图为核电站发电过程，核反应堆里发生的是核 （裂变/聚变）；M装置的原理是 ；环节②主要通过 使内能转化成机械能。 21．通信技术试验卫星十一号发射的场景，火箭在加速上升时，卫星相对火箭是 （选填“运动”或“静止”）的，卫星进入轨道后太阳能电池帆板打开，将太阳能转化为 能，给卫星提供工作需要的能量，太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 22．一首歌中唱到“天上有个太阳，水中有个月亮”。太阳每时每刻都在向地球辐射光和热，太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。水中的月亮是月光在水面发生 （选填“镜面”或“漫”）反射形成的虚像，水中的月亮到水面的距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）天上的月亮到水面的距离。 23．为向世界传递绿色亚运精神，杭州亚运会赛事场馆均采用光伏发电、风力发电等供电方式。其中，光伏发电是将 能转化成电能，风能属于 （选填“一次”或“二次”）能源；亚运主火炬的燃料使用“零碳甲醇”，如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全，甲醇的热值 （选填“变大”“变小”“不变”）。 24．如图所示，是一款风光互补LED路灯，它是利用风能和太阳能进行供电的智能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯。 (1)风光互补系统利用的太阳能和风能都属于 能源。（选填“可再生”或“不可再生”） (2)风光互补发电应用系统，是利用太阳能电池方阵和风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，请你写出风力发电并储存到蓄电池组的两个过程中涉及到的主要能量转化是 。 (3)用一套照明效果相当的风光互补LED路灯替换额定功率为400W的常规路灯，一年所节约1500度的电能可以使额定功率为1500W的空调正常工作大约 小时。 三．综合题（本题共5小题，共42分） 25．小周同学家原来用无烟煤炉烧水，每天约用的热水。她参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器。 (1)若这台热水器平均每天可将的水从加热到，这些水吸收的热量为多少?[水的比热容为] (2)若无烟煤燃烧放出的热量有水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约无烟煤多少千克?（无烟煤的热值为，结果保留整数） (3)请你说出使用太阳能热水器的优点。（至少说出一点） 26．如图所示是太阳能LED路灯，白天有日照时，电池板将太阳能转化为电能并储存在锂电池中，晚上锂电池给LED路灯系统供电提供照明，已知：太阳能电池板输出参数为“20V   5A”，有效面积为0.5m2；正常日照时，太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J（即为0.8×103W/m2）。 (1)若每天正常日照8h，锂电池一天可以储存多少电能？ (2)该太阳能电池板的光电转换效率为多少？ (3)若路灯每晚从20：00持续工作到凌晨5：00，为了节能，LED路灯系统安装雷达感应装置，20:00到24:00人群活动密集时功率为20W，24：00至凌晨5：00夜深人静时功率为4W，已知锂电池最多能储存3.24×106J的电能，则充满电可以提供LED路灯系统在阴雨天（无日照）持续工作多少个晚上？ 27．电动汽车已经进入很多家庭。 (1)电动汽车是指以车载电池提供的电能作为动力，用电动机驱动车轮行驶，所用的电能是 能源（选填“一次”或“二次”）。图甲中能正确反映电动机工作原理的是 。 (2)车内安装了如图乙所示的抬头显示器。通过前挡风玻璃可呈现水平显示器上的重要行车数据，方便司机查看。图丙是其简化图，请在图中作出人眼B通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像A'的光路图。 (3)如图丁所示是车顶的外掀式天窗，若将天窗的前面关闭，后面微微向上打开，轿车行驶时就能使车内污浊的空气被自动“抽出”，从而保持车内空气清新。这种能够自动向外“抽气”的现象所依据的物理原理是 。 (4)某智能电动汽车部分参数如下表。以最大快充功率给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间？ 整车质量/kg 1650 电动机最大功率/kW 160 最高时速(km/h) 155 电池容量（Ah） 200 最大快充功率（kW） 80 电池电压（V） 300 28．某核电站利用核能发电的工作原理如图所示。 (1)核反应堆是通过可控 （选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。 (2)蒸汽发生器中的水被加热后 （填物态变化名称）成水蒸气，这个过程需要 （选填“吸收”或“放出”）热量，这些水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电。 (3)若一台发电机组的装机容量为，则一台发电机组10天发电 度（一天工作）；若这些电能由热电转化效率为的火力发电厂提供，需要完全燃烧 t煤。 29．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，必须将核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核聚变；氢弹则是一种惯性约束核聚变，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。中国环流器二号M装置（俗称“人造太阳”）是中国规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。 目前化石能源有枯竭的危险，还存在一定的环境染，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摄氏度低温在1米内共存，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，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿摄氏度的一团火球，碰到什么烧什么。“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，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。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，把人类对核聚变能源的研究推向一个新高度。 (1)根据你所学过的知识可知，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)该短文中提到的“化石能源”，种类有很多，请你写出其中利用广泛的例子之一： 。 (4)“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压，还应具有 的特点。 (5)实现“超强磁场”与“超大电流”并行，最理想的导体材料是 。 (6)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 约束。目前人类利用最多的核聚变能量来自 核聚变方式。 (7)核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 / 学科网（北京）股份有限公司 $