第二十二章 能源与可持续发展 练习卷 （A） ----2025-2026学年人教版物理九年级全一册

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(2)面对新能源汽车替代传统燃油汽车的趋势，请你写出其中的一条原因。 24.太阳能电池帆板(简称“电池板”)是为各类太空飞行器提供能源的装置,被称为太空能量“供应商”。电池 板通常装有“向日器”,有了“向日器”,电池板就像向日葵一样迎着太阳转动。某兴趣小组为了研究影响太阳能电池产生电流大小的因素，他们用材料相同、面积分别为S和S'(S<S’)的“电池板”进行实验,并改变电池板与光线的夹角0,用电流表观察电流大小，,实验过程如图所示。 (1)太阳能电池工作时,是把太阳能转化为__________能。 (2)分析比较图甲与图乙可得:材料与光线夹角相同的电池板，__________越大,产生的电流越大。 (3)分析比较__________ 两图可得:太阳能电池板安装“向日器”时,要尽量使太阳光垂直照射电池板。 (4)如图丁所示为我国“天宫”与“天和”的组合体。帆板发电时，一部分电能直接供给组合体,另一部分电能则储存在柔性砷化镓薄膜电池里，供黑夜时使用。黑夜里的电池在供电时是把________能转化为_________能。 (5)请提出一个还可能影响太阳能电池产生电流大小的因素:________________________________________。 25．阅读下列材料，回答问题： 煤作为燃料，是天经地义的事情．近几十年来，随着社会的发展和科技的进步，人们发现煤浑身是宝．不仅是一种重要能源，而且是一种十分重要的有机化工原料． “煤三兄弟”中变质程度最深的是无烟煤，它的发热量最高，火力强，烟尘很少，燃烧后灰渣不多，是一种很好的燃料；烟煤虽说变质程度比无烟煤差，发热中等，却是三兄弟中最有出息的，它不仅可以用来炼焦冶炼钢铁，而且还可以被汽化、液化用于生产和生活的许多方面；褐煤变质程度最差，发热量最低，却是很好的化工原料． 把煤放到炼焦炉里，隔绝空气，加热到1 000 ℃左右时，可得到焦炭、煤焦油和焦炉气等产品．焦炭可用于生产煤气、电极、合成氨、电石等，电石除了用于照明，切割和焊接外，还是生产塑料、纤维橡胶的重要化工原料．焦炉气是气体燃料和化工原料．煤焦油是制造染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等的“原料仓库”． 就连燃烧煤过程中产生的硫氧化物也可用来生产出优质硫酸；煤灰和煤渣，可用来制造水泥等建筑材料． 噢！从煤里面竟能得到这么多宝贝，怪不得它被人们誉为“万能的原料、黑色的金子”呢！ (1)根据煤在形成过程中的变质程度，可将煤分为__________、___________和__________．其中__________是最好的燃料． (2)煤焦化后的产物为__________、________和_________，它们都是重要的化工原料．煤气是用________生产出来的，属于___________次能源． (3)根据你对煤的用途的了解，试想象一下，假若地球上的煤没有了，我们的生活会有什么变化？请列举三例． ___________________________________________________________________________________________。 4、 计算题。（10+12=22分） 26.每到夏收季节，农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图所示，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾．为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤．发展秆浆煤一方面可以解决部分农村地区的燃料问题，另一方面也使农村的环境得到保护． (1)请你列举使用秆浆煤的好处． (2)如果秆浆煤的热值为2.4×107 J/kg，秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，使50 kg、20 ℃的水温度升高到80 ℃，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？ 27.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至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？ 第3页 共8页 ◎ 第4页 共8页 第5页 共8页 ◎ 第6页 共8页 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7．能源家族中，煤、石油、风能、水能、核能、太阳能是____一次能源___；电能是___二次能源____。(前两空均选填“一次能源”或“二次能源”)它可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有___方向____性。 8．我国“一带一路”战略推进了能源的国际合作，其中太阳能、风能是_____一次能源　____(选填“一次能源”或“二次能源”)。人造地球卫星在大气层外环绕地球运行，它的速度很快，其中有一种卫星相对于地球是静止的，称为地球“同步”卫星，此“同步”卫星是相对于地球____自转_____(选填“自转”或“公转”)而言的。 9．我国家庭中日常烧水做饭的能源大体经历了“柴薪→煤炭→煤气或天然气”的历程．与柴薪或煤炭相比，使用天然气在热学方面的突出优点是__热值高　____，在环保方面的突出优点是____污染较小____．无论使用天然气还是柴薪，效率都很低，主要原因是它们在燃烧的过程中，将产生的内能中的相当一部分传递给了_____空气___． 10．按照我国登月计划，2017年“嫦娥五号”的返回舱载着月球土壤回归地球，地面科技人员对“嫦娥五号”的控制是靠___电磁波_____(填“电磁波”或“声呐”)来传递数据信息的．“嫦娥五号”月球探测器的太阳能电池板将太阳能转化为电能，电能属于___二次能源 _____(填“一次能源”或“二次能源”)． 2、 选择题（每题3分，共30分） 11．关于能源，下列说法中错误的是(　D　) A．人类生活的一切活动都需要能源 B．能源的广泛使用给人类文明带来了巨大的进步 C．能源是为人类提供能量的物质资源 D．任何能源都是取之不尽、用之不竭的 12．下列物质中属于能源的是(　B　) A．花岗岩石　　　　　　　B．太阳能 C．天上的云 D．沙漠中的沙 13．以下各种形式的能源，属于二次能源的是(　D　) A．水能 B．风能 C．太阳能 D．电能 14．在下列能源中，属于化石能源的是(　D　) A．核能、生物质能、水能 B．电能、汽油、柴油 C．太阳能、地热能、风能 D．煤、石油、天然气 15．下列说法正确的是(　B　) A．能量就是能源 B．电能是一种二次能源 C．风能是一种二次能源 D．天然气不是化石能源 16．随着城市化进程的加快，如图所示的环保、轻便、舒适的电动车越来越受到人们的青睐，试分析电动自行车所消耗的能源属于( D ) A．风能 B．化石能源 C．一次能源 D．二次能源 17、下列关于合理利用资源与节约能源的行为中，正确是( B ) A.手机充电完毕，不及时拔下充电器 B.将废书报、饮料瓶等送到废品回收站 C.尽量使用一次性杯子 D.夏天使用空调把温度设置过低 18．近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（　A　） 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 19．城市交通指示灯大量使用了太阳能。白天，太阳能电池板除了将一部分太阳能给交通指示灯供电外，还将多余的太阳能给蓄电池充电；夜晚蓄电池给交通指示灯供电。此过程中关于能源及能量转化的说法正确的是（　A　） A．太阳能是可再生能源 B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 C．夜晚蓄电池将电能转化为化学能 D．交通指示灯将光能转化为电能 20．如图所示的发电方式中，利用太阳能发电的是（　B　） A．风力发电 B．光伏发电 C．火力发电 D．潮汐发电 3、 简答和综合题（4+4+6+6+10=共30分） 21．现在你身边正在使用的能源中哪些是一次能源，哪些是二次能源。（请各举出三个例子。） 答：一次能源：太阳能，风能，地热能。二次能源：电能，燃烧天然气的热能，使用石油获得的能源。 22．人类社会现在所用的能源很多来自于千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的化石能源（例如，石油、天然气）。而这些化石能源的形成需要一个长期的过程，假设有朝一日这些能源被人类消耗殆 尽，你能否想像出一些能够替代这些能源的清洁能源呢？（至少写出三种） 答：天然气，风能，水能。 23.热机的发明是人类进入现代社会的决定性推动力,我们现在的主要活动都是基于热机提供的能量,但近 些年随着国家的发展和全球环保需求增加,新能源汽车销量已超传统燃油车。 (1)热机工作时的做功冲程能量是如何转化的? (2)面对新能源汽车替代传统燃油汽车的趋势，请你写出其中的一条原因。 解:(1)热机的做功冲程中,燃料燃烧产生高温高压的燃气,燃气推动活塞做功。在这个过程中,燃气的内能转化为活 塞的机械能; (2)新能源汽车替代传统燃油汽车有很多原因，其中一个重要原因是新能源汽车更加环保。传统燃油汽车燃烧化石燃料会产生一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等污染物，对大气环境造成污染;而新能源汽车(如电动汽车)在运行过程中基本不产生这些污染物，有助于减少空气污染，改善环境质量。 答:(1)内能转化为机械能;(2)新能源汽车更加环保。 24.太阳能电池帆板(简称“电池板”)是为各类太空飞行器提供能源的装置,被称为太空能量“供应商”。电池 板通常装有“向日器”,有了“向日器”,电池板就像向日葵一样迎着太阳转动。某兴趣小组为了研究影响太阳能电池产生电流大小的因素，他们用材料相同、面积分别为S和S'(S<S’)的“电池板”进行实验,并改变电池板与光线的夹角0,用电流表观察电流大小，,实验过程如图所示。 (1)太阳能电池工作时,是把太阳能转化为____电_____能。 (2)分析比较图甲与图乙可得:材料与光线夹角相同的电池板，___面积_____越大,产生的电流越大。 (3)分析比较_____甲、丙_____ 两图可得:太阳能电池板安装“向日器”时,要尽量使太阳光垂直照射电池板。 (4)如图丁所示为我国“天宫”与“天和”的组合体。帆板发电时，一部分电能直接供给组合体,另一部分电能则储存在柔性砷化镓薄膜电池里，供黑夜时使用。黑夜里的电池在供电时是把___化学___能转化为___电___能。 (5)请提出一个还可能影响太阳能电池产生电流大小的因素:电池板的厚度(或电池板的温度)。 25．阅读下列材料，回答问题： 煤作为燃料，是天经地义的事情．近几十年来，随着社会的发展和科技的进步，人们发现煤浑身是宝．不仅是一种重要能源，而且是一种十分重要的有机化工原料． “煤三兄弟”中变质程度最深的是无烟煤，它的发热量最高，火力强，烟尘很少，燃烧后灰渣不多，是一种很好的燃料；烟煤虽说变质程度比无烟煤差，发热中等，却是三兄弟中最有出息的，它不仅可以用来炼焦冶炼钢铁，而且还可以被汽化、液化用于生产和生活的许多方面；褐煤变质程度最差，发热量最低，却是很好的化工原料． 把煤放到炼焦炉里，隔绝空气，加热到1 000 ℃左右时，可得到焦炭、煤焦油和焦炉气等产品．焦炭可用于生产煤气、电极、合成氨、电石等，电石除了用于照明，切割和焊接外，还是生产塑料、纤维橡胶的重要化工原料．焦炉气是气体燃料和化工原料．煤焦油是制造染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等的“原料仓库”． 就连燃烧煤过程中产生的硫氧化物也可用来生产出优质硫酸；煤灰和煤渣，可用来制造水泥等建筑材料． 噢！从煤里面竟能得到这么多宝贝，怪不得它被人们誉为“万能的原料、黑色的金子”呢！ (1)根据煤在形成过程中的变质程度，可将煤分为____无烟煤____、____烟煤____和____褐煤____．其中_____无烟煤___是最好的燃料． (2)煤焦化后的产物为____焦炭____、____煤焦油____和____焦炉气____，它们都是重要的化工原料．煤气是用______焦炭　__生产出来的，属于____二____次能源． (3)根据你对煤的用途的了解，试想象一下，假若地球上的煤没有了，我们的生活会有什么变化？请列举三例． ___如果地球上的煤没有，就无法用焦炭冶炼钢铁，无法生产煤气、电极、合成氨等，无法为制造染料、香料、塑料等提供原料等等_______。 4、 计算题。（10+12=22分） 26.每到夏收季节，农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图所示，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾．为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤．发展秆浆煤一方面可以解决部分农村地区的燃料问题，另一方面也使农村的环境得到保护． (1)请你列举使用秆浆煤的好处． (2)如果秆浆煤的热值为2.4×107 J/kg，秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，使50 kg、20 ℃的水温度升高到80 ℃，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？ 解：(1)使用秆浆煤可减少农作物秸秆在田间被随意焚烧，起到了避免资源浪费、保护环境的作用． (2)Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(80 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J. 秆浆煤放出的热量：Q总＝＝＝4.2×107 J， m＝＝＝1.75 kg. 27.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至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？ 解：（1）若每天正常日照8h，锂电池一天可以储存的电能：W＝UIt＝20V×5A×8×3600s＝2.88×106J；（2）由太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J知：， 由太阳能电池板输出参数为“20V 5A”知：W有用＝UIt＝20V×5A×1s＝100J， 根据效率公式η＝%，（3）LED路灯系统每个晚上所消耗能量为：W＝20W×4×3600s+4W×5×3600s＝3.6×105J满电锂电池可以提供LED路灯系统在阴雨天（无日照）持续工作天数为：天。 答：（1）锂电池一天储存电能为2.88×106J；（2）太阳能电池板的光电转换效率为：25%；（3）满电锂电池可以提供LED路灯系统在阴雨天（无日照）持续工作天数为9天。 第3页 共8页 ◎ 第4页 共8页 第5页 共8页 ◎ 第6页 共8页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $