22.1 能源利用的现状和面临的挑战 同步练 2025-2026学年人教版九年级全一册物理

第22章 第1节 能源利用的现状和面临的挑战 分层练习 一、基础题 1. 下列能源中属于化石能源的是（ ） A. 风能 B. 石油 C. 太阳能 D. 地热能 2. 电能属于二次能源的根本原因是（ ） A. 电能使用方便 B. 电能易于输送 C. 电能无法从自然界直接获取 D. 电能转化效率高 3. 下列能源中，能在短期内从自然界得到补充的是（ ） A. 煤 B. 天然气 C. 水能 D. 石油 4. 化石能源在燃烧过程中，能量转化的主要路径是（ ） A. 化学能→内能 B. 内能→化学能 C. 机械能→电能 D. 电能→机械能 二、提升题 5. 我国“碳捕集技术”可将燃煤电厂烟气中的二氧化碳收集转化为工业级液态二氧化碳，该技术主要解决的能源利用问题是（ ） A. 化石能源储量不足 B. 能源转化效率低 C. 化石能源燃烧污染环境 D. 可再生能源开发困难 6. 关于能源的分类，下列说法正确的是（ ） A. 电能是一次能源 B. 核能是可再生能源 C. 柴薪属于不可再生能源 D. 太阳能是一次能源 7. 下列现象中，能说明能量转化具有方向性的是（ ） A. 电能可以转化为光能，光能也可以转化为电能 B. 冬天搓手取暖，机械能转化为内能 C. 热量只能自发从高温物体转移到低温物体 D. 风力发电机将风能转化为电能 8. 全球能源消耗量持续增长，若按目前趋势发展，最可能面临的问题是（ ） A. 可再生能源过剩 B. 化石能源枯竭 C. 电能供应不足 D. 能源转化效率过高 9. 某家庭月消耗电能120kW·h，这些电能属于（ ） A. 一次能源，不可再生 B. 二次能源，不可再生 C. 一次能源，可再生 D. 二次能源，无法直接判断是否可再生 三、拓展题 10. 我国正在建设新型电力系统，推动“风光储一体化”发展，其中风能和太阳能属于可再生能源，其突出优势是（ ） 1 储量丰富 ② 清洁无污染 ③ 可短期内补充 ④ 可再生能源受地理位置和天气影响小 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 11. 关于能源利用与可持续发展，下列说法错误的是（ ） A. 化石能源的大量使用会加剧温室效应 B. 开发新能源是解决能源危机的重要途径 C. 能量守恒定律表明，能源不需要节约 D. 提高能源利用效率能减少能源消耗 12. 2023年我国建成全球首座第四代核电站，核电与火电相比，其主要优势是（ ） A. 核燃料属于可再生能源 B. 发电过程中几乎不排放二氧化碳 C. 核反应不需要控制 D. 建设成本低于火电站 四、实验探究题 13. 某实验小组为探究不同燃料的环保性，收集了相同质量的煤、天然气和氢气，分别在密闭容器中完全燃烧，测量生成的二氧化碳和二氧化硫质量，数据如下表： 燃料种类 二氧化碳质量/g 二氧化硫质量/g 煤 22 1.6 天然气 11 0.1 氢气 0 0 （1）分析数据可知，哪种燃料燃烧最环保？请说明理由。 （2）结合实验结果，谈谈化石能源燃烧对环境的主要影响。 14. 为研究能量转化的方向性，某同学设计如下实验： 实验一：将刚烧开的热水倒入冷水中，冷水温度升高，热水温度降低； 实验二：用冰箱将一杯冷水冷却后，放入室温环境中，冷水温度逐渐升高至室温。 （1）实验一中，热量自发从______转移到______，体现了能量转移的方向性； （2）实验二中，冷水温度升高需要消耗冰箱的电能，这说明要使热量从低温物体转移到高温物体，需要______； （3）结合生活实例，再举一个说明能量转化或转移具有方向性的例子。 15. 某同学调查了家庭能源使用情况，发现家中主要消耗的能源有电能、天然气和汽油，其中电能用于照明、家电运行，天然气用于做饭，汽油用于汽车出行。 （1）上述能源中，属于化石能源的是______，属于二次能源的是______； （2）请针对家庭能源使用，提出一条节能建议，并说明对应的物理原理； （3）若家中汽车每月消耗汽油150L（汽油密度约0.75×10³kg/m³，热值约4.6×10⁷J/kg），这些汽油完全燃烧放出的热量相当于多少千瓦时的电能？（计算结果保留整数） 答案解析 1. 答案：B 解题思路：化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经漫长地质年代形成的能源，包括煤、石油、天然气。A风能、C太阳能、D地热能均为可再生的一次能源，不属于化石能源；B石油符合化石能源特征，故选B。 易错点提醒：易混淆化石能源与可再生能源，需牢记化石能源的形成条件和具体类别。 2. 答案：C 解题思路：二次能源的核心定义是“无法从自然界直接获取，需通过消耗一次能源转化得到”。A、B是电能的优点，D是电能的转化特点，均非分类的根本原因，故选C。 易错点提醒：易将电能的使用优势当作分类依据，忽略能源分类的本质是“是否直接从自然界获取”。 3. 答案：C 解题思路：可再生能源能在短期内从自然界补充。A煤、B天然气、D石油均为化石能源，属于不可再生能源；C水能可通过水循环不断补充，属于可再生能源，故选C。 易错点提醒：易混淆“可再生”与“不可再生”的判断标准，化石能源均为不可再生，水能、风能、太阳能等为可再生。 4. 答案：A 解题思路：化石能源燃烧时，内部储存的化学能首先转化为内能（表现为温度升高、发光发热），后续可进一步转化为机械能、电能等，但主要转化路径是化学能→内能，故选A。 易错点提醒：易颠倒能量转化顺序，误认为化石能源直接转化为电能或机械能，忽略燃烧过程的核心是化学能先转化为内能。 5. 答案：C 解题思路：碳捕集技术的核心是收集化石能源燃烧产生的二氧化碳，减少其排放到大气中。A该技术不解决储量问题；B与能源转化效率无关；C可减少化石能源燃烧带来的温室效应等污染问题；D不涉及可再生能源开发，故选C。 易错点提醒：易误解技术用途，需明确碳捕集的核心是“治污”而非“增能”或“提效”。 6. 答案：D 解题思路：A电能需通过一次能源转化得到，是二次能源，错误；B核能的核燃料不可短期内补充，是不可再生能源，错误；C柴薪可通过植物生长补充，是可再生能源，错误；D太阳能可直接从自然界获取，是一次能源，正确，故选D。 易错点提醒：易误将核能归为可再生能源，或把柴薪归为不可再生能源，需牢记常见能源的分类属性。 7. 答案：C 解题思路：能量转化/转移的方向性是指“能量的转化或转移具有不可逆性，需消耗其他能量才能反向进行”。A、B、D仅体现能量转化，未体现方向性；C热量只能自发从高温到低温，无法自发反向转移，体现了方向性，故选C。 易错点提醒：易将“能量转化”与“能量转化的方向性”混淆，需注意方向性的核心是“自发过程的不可逆性”。 8. 答案：B 解题思路：化石能源是当前全球主要能源，且不可再生，若消耗量持续增长，最可能面临枯竭问题。A可再生能源目前处于开发推广阶段，不存在过剩；C电能可通过多种能源转化补充，供应不足并非主要问题；D能源转化效率普遍偏低，不会过高，故选B。 易错点提醒：易过度担忧可再生能源相关问题，忽略化石能源不可再生的核心矛盾。 9. 答案：D 解题思路：电能一定是二次能源（需通过一次能源转化）；但电能的可再生性取决于其来源——若来自水能、风能等可再生能源，则间接属于“可再生相关能源”，若来自化石能源，则间接属于“不可再生相关能源”，因此无法直接判断电能本身是否可再生，故选D。 易错点提醒：易直接将电能归为不可再生或可再生，忽略其“二次能源”的属性是“依赖一次能源来源”。 10. 答案：A 解题思路：风能和太阳能的突出优势：①储量丰富（风能来自大气运动，太阳能来自太阳辐射，几乎取之不尽）；②清洁无污染（燃烧或转化过程无温室气体、污染物排放）；③可短期内补充（风能持续存在，太阳能每天照射）；④可再生能源目前受自然条件限制较大，故④错误，①②③正确，选A。 11. 答案：C 解题思路：A化石能源燃烧产生大量二氧化碳，加剧温室效应，正确；B开发新能源（如核能、太阳能）可缓解化石能源枯竭危机，正确；C能量守恒定律表明能量不会凭空产生或消失，但可利用的能源是有限的（如化石能源不可再生，能量转化有损耗），仍需节约，错误；D提高能源利用效率可减少能源消耗（如节能家电降低电能损耗），正确，故选C。 易错点提醒：易误解能量守恒定律与节能的关系，认为“能量守恒就无需节能”，忽略“可利用能源有限”和“能量转化有方向性、损耗性”。 12. 答案：B 解题思路：A核燃料（如铀）是不可再生能源，错误；B核电通过核裂变发电，几乎不排放二氧化碳，温室效应影响小，正确；C核电站的核反应是可控链式反应，错误；D核电站建设技术要求高，成本高于火电站，错误，故选B。 易错点提醒：易误将核燃料归为可再生能源，或认为核电建设成本低，需了解核电的核心优势是“清洁低碳”。 13. 答案： （1）氢气最环保。理由：相同质量的三种燃料燃烧时，氢气燃烧不生成二氧化碳和二氧化硫，不会加剧温室效应或造成酸雨污染，对环境影响最小。 （2）化石能源（煤、天然气）燃烧的主要环境影响：①生成大量二氧化碳，加剧全球温室效应；②生成二氧化硫等有害气体，易形成酸雨，腐蚀建筑物、污染土壤和水体；③煤燃烧产生的污染物最多，对环境破坏最严重。 解题思路：（1）根据实验数据，污染物（二氧化碳、二氧化硫）生成量越少越环保，氢气无污染物生成，故最环保；（2）结合化石能源（煤、天然气）的实验数据，分析其燃烧产物对应的环境问题。 易错点提醒：易忽略“相同质量”这一实验前提，或误将天然气归为无污染燃料，需注意天然气燃烧仍生成二氧化碳，属于温室气体。 14. 答案： （1）热水；冷水 （2）消耗其他形式的能量（如电能） （3）示例：汽车制动时，动能转化为轮胎和地面的内能，这些内能无法自动转化为动能驱动汽车；或蜡烛燃烧时，化学能转化为内能和光能，光能和内能无法自动转化为化学能使蜡烛复燃。 解题思路：（1）实验一中热量自发从高温的热水转移到低温的冷水，体现方向性；（2）实验二中冷水要降温（热量从低温到高温转移），需冰箱消耗电能，说明反向转移需消耗其他能量；（3）结合生活中“不可逆的能量转化/转移过程”举例即可。 易错点提醒：易举“可双向转化”的例子（如电能与光能的转化），忽略方向性的核心是“自发过程不可逆”。 15. 答案： （1）天然气、汽油；电能 （2）节能建议：①使用节能家电（如LED灯、一级能效空调），物理原理：提高电能利用效率，减少能量损耗；②做饭时尽量用小火炖煮，缩短大火爆炒时间，物理原理：减少天然气燃烧的无效消耗，提高内能利用率；③汽车出行尽量选择公共交通或新能源汽车，物理原理：减少汽油消耗，降低化石能源依赖。（任选一条即可） （3）计算过程： ① 汽油体积：V=150L=0.15m³ ② 汽油质量：m=ρV=0.75×10³kg/m³×0.15m³=112.5kg ③ 完全燃烧放热：Q=mq=112.5kg×4.6×10⁷J/kg=5.175×10⁹J ④ 换算为电能：W=Q=5.175×10⁹J≈1438kW·h（提示：1kW·h=3.6×10⁶J） 解题思路：（1）化石能源包括煤、石油、天然气，汽油属于石油制品，故天然气、汽油是化石能源；电能是二次能源；（2）结合家庭能源使用场景，从“提高效率”“减少消耗”角度提建议，对应物理原理需紧扣能量利用规律；（3）先根据密度公式计算汽油质量，再用热值公式计算放热，最后换算为电能（注意单位换算：1kW·h=3.6×10⁶J）。 易错点提醒：（1）易遗漏汽油属于化石能源（石油制品）；（2）提建议时易忽略物理原理的关联性；（3）计算时易出错单位换算（如未将升换算为立方米，或忘记1kW·h=3.6×10⁶J）。 学科网（北京）股份有限公司 $