第二十二章能源与可持续发展 分层单元检测卷（AB卷两份）2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

第二十二章 能源与可持续发展 单元测试B卷 时间：60分钟 满分：70分 试卷得分： 一、选择题（每题3分，共计24分）下列各小题均有四个选项，其中只有一个是正确的 1．近几年来，我国大力推广新能源汽车，利用到了5G、氢能出行、智能车联网、100%清洁电力等高新技术，为经济社会高质量发展发挥积极作用，下列说法正确的是（　　） A．氢能源汽车用氢作为燃料是因为氢的比热容大 B．给电动汽车充电的过程中，是将化学能转化为电能 C．5G网络速度比4G更快，但它们的电磁波传播速度是一样 D．汽车周围有一定空气，所以倒车雷达以及北斗导航定位都是利用超声波传递信息 【答案】C 【知识点】电磁波的应用、热值的概念、单位和物理意义、电能、超声波的利用 【详解】A．热值是燃料的特性，反映了燃料燃烧放热的能力，因此采用氢作为燃料是因为氢的热值大，故A错误； B．给电动汽车充电的过程中，是将电能转化为化学能，故B错误； C．5G网络速度比4G更快，原因是5G电磁波的波长比4G更短，但它们电磁波传播速度是一样的，故C正确； D．倒车雷达是利用超声波传递信息，而北斗导航定位系统是利用电磁波传递信息的，故D错误。 故选C。 2．油电混合动力汽车是以汽油引擎为主，电动马达作为辅助动力驱动汽车。行驶时可利用发动机产生的动力让发电机给蓄电池充电，下列说法正确的是（　　） A．给蓄电池充电时蓄电池相当于电源 B．发动机消耗的汽油是二次能源 C．汽车里程表中的LED显示灯是由超导材料制成的 D．油电混合动力汽车燃烧的汽油越多，效率就越低 【答案】B 【知识点】热机效率的计算、一次能源与二次能源、电能 【详解】A．给蓄电池充电时，将电能转化为化学能储存起来，蓄电池相当于用电器，故A错误； B．汽油是由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，属于二次能源，故B正确； C．汽车里程表中的LED显示灯是由半导体材料制成的，故C错误； D．热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃烧燃料的多少无关，故D错误。 故选B。 3．为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天，应特别重视新能源和可再生能源的开发和利用。如图所示阴影部分对应的能源是（　　）    A．煤炭 B．核能 C．水能 D．风能 【答案】D 【知识点】可再生能源与不可再生能源、常规能源与新能源 【详解】如图所示阴影部分对应的能源是：既是新能源，同时也是可再生能源。 AB．煤炭和核能属于不可再生能源，故AD不符合题意； C．水能是常规能源和可再生能源，不是新能源，故C不符合题意； D．风能来自太阳能，是可再生的新能源，又是新能源，故D符合题意。 故选D。 4．目前人类大规模利用核能发电的方式属于（　　） A．可控核裂变 B．可控核聚变 C．不可控核裂变 D．不可控核聚变 【答案】A 【知识点】裂变及其应用、聚变及其应用 【详解】目前核聚变还不可控，原子弹利用了不可控核裂变，氢弹利用了不可控核聚变，核电站利用的是可控核裂变将核能转化为电能发电，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．如图甲所示的装置被称为“人造太阳”，有望成为世界上第一个投入运营的聚变示范堆，图乙是核聚变时的情境。下列关于“人造太阳”的理解不正确的是（    ） A．“人造太阳”核变时的污染较小 B．“人造太阳”将是一种新型能源 C．“人造太阳”通过裂变获得核能 D．“人造太阳”通过聚变获得核能 【答案】C 【知识点】裂变及其应用、核能及其原理、聚变及其应用、能源消耗对环境的影响 【详解】AB．“人造太阳”核变时，生成物是水，对环境污染小，同时放出大量能量，原材料也极易找到，可以缓解传统能源危机问题，是一种新型能源，故AB正确，不符合题意； CD．核裂变时会产生大量辐射，极易造成核污染。但“人造太阳”获得核能的方式是核聚变，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 6．陕南某地马路边放置了如图所示的“智能太阳能座椅”，它使用太阳能面板，支持座椅下的蓝 牙音箱播放歌曲。座椅上的 LED 灯在夜晚亮起，还可实现无线充电——将手机放在充电板上；手 机内的线圈就会产生感应电流对电池充电。关于此智能座椅，下列说法不正础的是（　　） A．手机无线充电是通过电磁感应输送电能 B．LED 灯的主要材料是超导体 C．太阳能面板工作时将太阳能转化为电能 D．蓝牙音响和手机通过电磁波传递信息 【答案】B 【知识点】半导体的特点、产生感应电流的条件、电磁波的应用、太阳能的利用 【详解】A．无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器，在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电，故A正确，不符合题意； B．LED 灯的主要材料是半导体，故B错误，符合题意； C．太阳能面板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故C正确，不符合题意； D．电磁波可以传递信息，蓝牙音箱通过手机发送的电磁波接收播放音乐的指令，故D正确，不符合题意。 故选B 。 7．太阳是人类能源的宝库。下列说法不正确的是（　　） A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的 B．太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量 C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源 D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能 【答案】C 【知识点】可再生能源与不可再生能源、太阳能、太阳能的利用、能量转移或转化有方向 【详解】A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的，例如热量只能自发的从高温物体转移到高温物体，故A正确，不符合题意； B．太阳内部氢原子核发生轻聚变释放的能量就是太阳能，故B正确，不符合题意； C．太阳能是未来的理想能源之一，可以源源不断获得，是可再生能源，故C错误，符合题意； D．太阳能电池板能够直接将太阳能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．节能减排、保护环境是每个人的共同责任。下列做法符合节能环保理念的是（    ） A．把废旧电池随意丢弃 B．将电视机处于待机状态 C．关停高能耗高污染的工厂 D．将有害废水排放到江河中 【答案】C 【知识点】能源消耗对环境的影响、能源与可持续发展 【详解】A．把废旧电池随意丢弃，会污染水体和土壤，不利于环境保护，故A不符合题意； B．电视机处于待机状态时，仍有部分元件在工作，如指示灯，仍会消耗电能，故B不符合题意； C．关停高能耗高污染的工厂，既可以节能减排，也可以保护环境，故C符合题意； D．将有害废水排放到江河中，会污染水资源，所以不利于环境保护，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题（每空1分，共计11分） 9．如图所示是一款新型的“空气能热水器”，空气能属于 （选填“新”或“常规”）能源；该热水器可用手机通过 波远程遥控，其制热量和压缩机所耗电能之比为4︰1。某同学洗一次澡用水30kg，这些水温度由12℃升高到42℃吸收的热量为 J。若此过程中热水器压缩机所消耗的电能使电能表闪烁了315次，则该款电能表常数为 imp/(kW·h)。（c水=4.2×103J/(kg·℃)） 【答案】 新 电磁 3.78×106 1200 【知识点】利用电能表的主要参数计算电能、电磁波的应用、计算物体温度变化时的吸放热、常规能源与新能源 【详解】[1]空气能是新型能源，在近几年开始使用，因此属于新能源。 [2]电磁波可以传递信息，因此手机是通过电磁波远程遥控的。 [3]水吸收的热量为 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×30kg×(42℃-12℃)=3.78×106J [4]由于空气能热水器制热量和压缩机所耗电能之比为4︰1，因此此过程消耗的电能为 则该款电能表常数为 10．能够提供能量的物质都叫 。 【答案】能源 【知识点】常见的能源 【详解】能够提供能量的物质就叫能源。 11．2018年11月19日，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星，标志着我国北斗三号基本系统星座部署圆满完成。火箭常利用液态氢作为燃料，是因为液态氢的 大；卫星绕地飞行时太阳能电池板所利用的太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 热值 可再生 【知识点】热值的概念、单位和物理意义、常见的能源 【分析】热值，能源的分类。 【详解】[1]卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量； [2]太阳能可以源源不断的从自然界中得到，是可再生能源。 【点睛】容易题.失分原因是： 第1空：对热值的理解不够透彻； 第2空：不会区分可再生能源与不可再生能源。 12．同学们在参观昆明石龙坝水电站时了解到，水力发电将机械能转化为 ，该电站最大发电量达到了1.26×106kW·h，若不计热量损失，这些能量需要 t煤才能够提供。（煤的热值为7×107J/kg） 【答案】 电能 【知识点】热值的公式及相关计算、能量的转化 【详解】[1]水力发电时消耗机械能，获得电能，将机械能转化为电能。 [2]产生这些能量需要煤的质量为 13．新能源汽车电池中锂原子是由带正电的原子核和带负电的 组成。行驶中，锂电池先由化学能转化为电能，再由电能转化为 能。 【答案】 电子 机械 【知识点】能量的转化、认识原子 【详解】[1] 原子由原子核、核外带负电电子组成。新能源汽车电池中锂原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成。 [2] 新能源汽车行驶中，锂电池先由化学能转化为电能，再由电能转化为汽车的机械能。 三、简答题（共2分） 14．太阳能电池作为一种新能源产品，具有宽广的前景，它有哪些优点？它目前适用于哪些地方？ 【答案】见解析 【知识点】太阳能的利用 【详解】太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它能量丰富，取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用。太阳能电池工作安全可靠，无噪声，无污染排放，不会造成环境污染；太阳能电池用途相当的广泛，天上的人造卫星所需能量由太阳能电池供给，有太阳时可产生电能，用不完的贮藏在蓄电池里，当见不着太阳时再释放出来，太阳能电池可作航标灯、铁路信号灯，在很少有人去的地方，用起来方便。 四、实验题（共20分，第15题-17题，第15题6分，第16题7分，第17题7分） 15．如图所示实验和设想。 （1）图甲中，两个底面平整、干净的铅柱压紧后，下面可吊起一个重物，说明铅柱的分子间存在 力；除这种力外，分子间还存在 力； （2）图乙所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速下压活塞后，玻璃筒内的空气温度 ，硝化棉的内能 （选填“增加”或“减少”）； （3）图丙是一种设想中的永动机。从能量守恒的角度可知它 （选填“能”或“不能”）一直工作下去，因为能量 （选填“会”或“不会”）凭空产生。 【答案】 引 斥 升高 增加 不能 不会 【知识点】分子间作用力的现象、通过做功改变物体内能时，能量的转化、能量守恒定律 【详解】（1）[1][2]分子间存在相互作用的引力和斥力，两个底面削平的铅柱紧压在一起，下面吊一个重物也不能把它们拉开，说明分子之间存在相互作用的引力。 （2）[3][4]活塞迅速压下去时，活塞对气体做功，使气体的内能增大，温度升高，硝化棉吸收热量，内能变大，温度升高，达到硝化棉的着火点，因此硝化棉燃烧起来。 （3）[5][6]根据能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作。 16．同学们参观省科技馆后，仿做了“牛顿车”进行探究实验，如图甲所示，将橡皮筋的两端拴在小车右端的两个小钉上，用一根细线拴住橡皮筋中部，线的另一端拴在小车左端的小钉上，使橡皮筋被拉长了，这时将电池放在橡皮筋中间如图所示的位置，用火烧断细线后，电池向右运动，而小车向左运动。 （1）该实验现象应用到的物理原理是： （写出一条即可）； （2）小芳想探究小车运动的距离与哪些因素有关．根据所学物理知识和生活感受，作出以下猜想： 猜想一：小车运动的距离与小车的质量有关； 猜想二：小车运动的距离与橡皮筋的伸长量有关． ①要验证猜想一，实验中应保持橡皮筋的伸长量不变，只改变 ，测量并记录小车运动的距离； ②验证猜想二时，小芳将小车放在水平木板上，保持小车质量不变，只改变橡皮筋的伸长量，测量并记录小车运动的距离，并作出了小车运动的距离s随橡皮筋伸长量x变化的关系图像，如图乙所示，根据图像可以判断猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的； ③小车运动的距离还与哪些因素有关，请你提出一种合理猜想： ； （3）如果小车放在光滑的水平面上（忽略一切阻力），用火烧断细线后，小车最终将 ； （4）用火烧断细线后，能量转化的情况是 ，在整个能量转化的过程中，能量的总量 （选填“不变”或“变小”）。 【答案】 力可以改变物体的运动状态 小车的质量 正确 橡皮筋的粗细 一直做匀速直线运动 弹性势能转化为动能和内能 不变 【知识点】力与运动的关系、能量守恒定律 【详解】（1）[1]用火烧断细线后，电池向右运动，而小车向左运动，电池和小车受到了力的作用，说明力的作用是相互的，力可以改变物体的运动状态。 （2）①[2]在验证猜想一：小车运动的距离与小车的质量有关时，根据控制变量的思想，可知需要改变的是小车的质量。 ②[3]根据图像可以知道，小车运动的距离随着橡皮筋的伸长量的增大而增加，说明猜想二是正确的。 ③[4]小车运动的距离可能还与水平面的粗糙程度、橡皮筋的根数、橡皮筋的粗细、电池的质量等因素有关。 （3）[5]若将小车放在光滑的水平面上，用火烧断细线后，根据牛顿第一定律可知，小车将一直做匀速直线运动。 （4）[6][7]用火烧断细线后，橡皮筋的弹性势能一部分转化成了小车和电池的动能，一部分转化成了内能，根据能量守恒定律可知，总的能量是不变的。 17．如图甲所示是一种太阳能路灯，其中太阳能电池的核心部件是光电板，小明想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关？并提出以下猜想： 猜想1：可能与光电板的光照时间有关。 猜想2：可能与光电板的面积有关。 猜想3：可能与光电板的颜色有关。 图乙是小明设计的实验电路，让不同的光电板正对太阳光照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录的数据如下表：（实验过程中可以认为光照强度不变） 序号 光电板面积 光照时间 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.1 30 黑色 90 4 0.2 10 黑色 60 5 0.3 10 黑色 90 6 0.1 10 绿色 20 7 0.1 10 白色 10 （1）太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。图乙电路中开关S接触点 （选填“a”或“b”）时，太阳能电池板为蓄电池充电，此时的蓄电池相当于电路中的 ； （2）实验中通过 来反映光电板吸收太阳能的多少； （3）由表中 三组数据可以验证猜想1是正确的； （4）由表中1，4，5三组数据，可得出的结论是： ； （5）根据实验数据，请你对太阳能路灯光电板的制作提出一条合理的建议： 。（写出一条即可） 【答案】 可再生 a 用电器 LED灯发光时间 1、2、3 猜想2是正确的 见解析 【知识点】太阳能的利用 【详解】（1）[1]太阳能可从自然界源源不断地得到，是可再生能源。 [2][3]图乙中，开关S接触点a时，电池板与铅酸蓄电池串联，蓄电池将太阳能转化为电能储存起来，相当于用电器。 （2）[4]光电板吸收太阳能不同，LED灯发光的时间也不同，所以可通过LED灯发光时间来反映光电板太阳能的多少。 （3）[5]猜想1，探究的是光电板吸收太阳能的多少与光照时间的关系，据控制变量法，应保持其它因素不变，改变光照时间，所以表格中1、2、3组数据可达到探究目的。由这三组数据知，光照时间不同，LED灯发光时间也不同，所以光电板吸收太阳能的多少与光照时间有关。 （4）[6]表中1、4、5组数据中，光照时间、光电板表面所涂颜色相同，光电板面积不同，LED灯发光时间不同，说明光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关，即猜想2是正确的。 （5）[7]其它因素相同，光电板表面所涂颜色不同，黑色表面比其它产色表面时，LED灯发光时更长；其它因素相同，光电板面积越大，LED灯的发光时间越长，尽量将光电板表面积做大，并涂成黑色。 五、计算题（共13分，第18题6分，第19题7分，解答应写成文字说明、演算步骤或证明过程） 18．某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2m2，太阳能的吸热参数为2.5×106J/（m2h）（参数的物理意义：每m2面积上lh得到太阳辐射的能量为E0=2.5×106J），热水器仅能把接收的太阳能的42%转化为水的内能，若光照5h可以使热水器内的水温度升高到适宜温度，求： （1）太阳能热水器在此过程中接收到的太阳辐射能量E为多少J？ （2）此过程中热水器中的水吸收的热量是多少？ （3）如果改用燃气热水器烧水，水要吸收同样的热量需燃烧多少m3的天然气？（假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，天然气热值为8.4×107J/m3） 【答案】（1）2.5×107J；（2）1.05×107J；（3）0.125m3 【知识点】热值的公式及相关计算、热机效率的计算、太阳能的利用 【详解】解：（1）某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2m2，太阳能的吸热参数为E0=2.5×106J/（m2h），则光照5h可以吸收的热量为 （2）由可知，水吸收的热量为 （3）由题知，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即 Q放=Q吸=1.05×107J 由Q放=Vq可得，需要完全燃烧天然气的体积 答：（1）太阳能热水器在此过程中接收到的太阳辐射能量为2.5×107J； （2）此过程中热水器中的水吸收的热量是1.05×107J； （3）如果改用燃气热水器烧水，水要吸收同样的热量需燃烧0.125m3的天然气。 19．近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场。为了缓解能源紧张的问题，淮安市开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体积的汽油混合而成的，已知某汽车的油箱体积为9L，乙醇的密度为0.9g/cm3，汽油的密度为0.7g/cm3，不考虑混合后体积的变化，请计算： （1）这箱乙醇汽油中乙醇和汽油的质量之比； （2）这箱乙醇汽油的总质量为多少； （3）这箱乙醇汽油的密度； （4）乙醇汽油除了可以缓解能源紧张的问题，还有什么优点？（请写出一点） 【答案】（1）1∶7；（2）6480g；（3）0.72g/cm3；（4）见解析 【知识点】计算混合物质的密度、能源消耗对环境的影响 【详解】解：（1）这箱油中，乙醇和汽油的体积分别为 乙醇和汽油的质量分别为 这箱乙醇汽油中乙醇和汽油的质量之比 （2）这箱乙醇汽油的总质量为 （3）这箱乙醇汽油的密度 （4）乙醇是含氧燃料，车用乙醇汽油含氧量达35％，使燃料燃烧更加充分，有效的降低和减少了有害尾气的排放。 答：（1）这箱乙醇汽油中乙醇和汽油的质量之比为1:7； （2）这箱乙醇汽油的总质量为6480g； （3）这箱乙醇汽油的密度为0.72g/cm3； （4）略。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二十二章 能源与可持续发展 单元测试B卷 时间：60分钟 满分：70分 试卷得分： 一、选择题（每题3分，共计24分）下列各小题均有四个选项，其中只有一个是正确的 1．近几年来，我国大力推广新能源汽车，利用到了5G、氢能出行、智能车联网、100%清洁电力等高新技术，为经济社会高质量发展发挥积极作用，下列说法正确的是（　　） A．氢能源汽车用氢作为燃料是因为氢的比热容大 B．给电动汽车充电的过程中，是将化学能转化为电能 C．5G网络速度比4G更快，但它们的电磁波传播速度是一样 D．汽车周围有一定空气，所以倒车雷达以及北斗导航定位都是利用超声波传递信息 2．油电混合动力汽车是以汽油引擎为主，电动马达作为辅助动力驱动汽车。行驶时可利用发动机产生的动力让发电机给蓄电池充电，下列说法正确的是（　　） A．给蓄电池充电时蓄电池相当于电源 B．发动机消耗的汽油是二次能源 C．汽车里程表中的LED显示灯是由超导材料制成的 D．油电混合动力汽车燃烧的汽油越多，效率就越低 3．为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天，应特别重视新能源和可再生能源的开发和利用。如图所示阴影部分对应的能源是（　　）    A．煤炭 B．核能 C．水能 D．风能 4．目前人类大规模利用核能发电的方式属于（　　） A．可控核裂变 B．可控核聚变 C．不可控核裂变 D．不可控核聚变 5．如图甲所示的装置被称为“人造太阳”，有望成为世界上第一个投入运营的聚变示范堆，图乙是核聚变时的情境。下列关于“人造太阳”的理解不正确的是（    ） A．“人造太阳”核变时的污染较小 B．“人造太阳”将是一种新型能源 C．“人造太阳”通过裂变获得核能 D．“人造太阳”通过聚变获得核能 6．陕南某地马路边放置了如图所示的“智能太阳能座椅”，它使用太阳能面板，支持座椅下的蓝 牙音箱播放歌曲。座椅上的 LED 灯在夜晚亮起，还可实现无线充电——将手机放在充电板上；手 机内的线圈就会产生感应电流对电池充电。关于此智能座椅，下列说法不正础的是（　　） A．手机无线充电是通过电磁感应输送电能 B．LED 灯的主要材料是超导体 C．太阳能面板工作时将太阳能转化为电能 D．蓝牙音响和手机通过电磁波传递信息 7．太阳是人类能源的宝库。下列说法不正确的是（　　） A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的 B．太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量 C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源 D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能 8．节能减排、保护环境是每个人的共同责任。下列做法符合节能环保理念的是（    ） A．把废旧电池随意丢弃 B．将电视机处于待机状态 C．关停高能耗高污染的工厂 D．将有害废水排放到江河中 二、填空题（每空1分，共计11分） 9．如图所示是一款新型的“空气能热水器”，空气能属于 （选填“新”或“常规”）能源；该热水器可用手机通过 波远程遥控，其制热量和压缩机所耗电能之比为4︰1。某同学洗一次澡用水30kg，这些水温度由12℃升高到42℃吸收的热量为 J。若此过程中热水器压缩机所消耗的电能使电能表闪烁了315次，则该款电能表常数为 imp/(kW·h)。（c水=4.2×103J/(kg·℃)） 10．能够提供能量的物质都叫 。 11．2018年11月19日，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星，标志着我国北斗三号基本系统星座部署圆满完成。火箭常利用液态氢作为燃料，是因为液态氢的 大；卫星绕地飞行时太阳能电池板所利用的太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 12．同学们在参观昆明石龙坝水电站时了解到，水力发电将机械能转化为 ，该电站最大发电量达到了1.26×106kW·h，若不计热量损失，这些能量需要 t煤才能够提供。（煤的热值为7×107J/kg） 13．新能源汽车电池中锂原子是由带正电的原子核和带负电的 组成。行驶中，锂电池先由化学能转化为电能，再由电能转化为 能。 三、简答题（共2分） 14．太阳能电池作为一种新能源产品，具有宽广的前景，它有哪些优点？它目前适用于哪些地方？ 四、实验题（共20分，第15题-17题，第15题6分，第16题7分，第17题7分） 15．如图所示实验和设想。 （1）图甲中，两个底面平整、干净的铅柱压紧后，下面可吊起一个重物，说明铅柱的分子间存在 力；除这种力外，分子间还存在 力； （2）图乙所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速下压活塞后，玻璃筒内的空气温度 ，硝化棉的内能 （选填“增加”或“减少”）； （3）图丙是一种设想中的永动机。从能量守恒的角度可知它 （选填“能”或“不能”）一直工作下去，因为能量 （选填“会”或“不会”）凭空产生。 16．同学们参观省科技馆后，仿做了“牛顿车”进行探究实验，如图甲所示，将橡皮筋的两端拴在小车右端的两个小钉上，用一根细线拴住橡皮筋中部，线的另一端拴在小车左端的小钉上，使橡皮筋被拉长了，这时将电池放在橡皮筋中间如图所示的位置，用火烧断细线后，电池向右运动，而小车向左运动。 （1）该实验现象应用到的物理原理是： （写出一条即可）； （2）小芳想探究小车运动的距离与哪些因素有关．根据所学物理知识和生活感受，作出以下猜想： 猜想一：小车运动的距离与小车的质量有关； 猜想二：小车运动的距离与橡皮筋的伸长量有关． ①要验证猜想一，实验中应保持橡皮筋的伸长量不变，只改变 ，测量并记录小车运动的距离； ②验证猜想二时，小芳将小车放在水平木板上，保持小车质量不变，只改变橡皮筋的伸长量，测量并记录小车运动的距离，并作出了小车运动的距离s随橡皮筋伸长量x变化的关系图像，如图乙所示，根据图像可以判断猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的； ③小车运动的距离还与哪些因素有关，请你提出一种合理猜想： ； （3）如果小车放在光滑的水平面上（忽略一切阻力），用火烧断细线后，小车最终将 ； （4）用火烧断细线后，能量转化的情况是 ，在整个能量转化的过程中，能量的总量 （选填“不变”或“变小”）。 17．如图甲所示是一种太阳能路灯，其中太阳能电池的核心部件是光电板，小明想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关？并提出以下猜想： 猜想1：可能与光电板的光照时间有关。 猜想2：可能与光电板的面积有关。 猜想3：可能与光电板的颜色有关。 图乙是小明设计的实验电路，让不同的光电板正对太阳光照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录的数据如下表：（实验过程中可以认为光照强度不变） 序号 光电板面积 光照时间 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.1 30 黑色 90 4 0.2 10 黑色 60 5 0.3 10 黑色 90 6 0.1 10 绿色 20 7 0.1 10 白色 10 （1）太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。图乙电路中开关S接触点 （选填“a”或“b”）时，太阳能电池板为蓄电池充电，此时的蓄电池相当于电路中的 ； （2）实验中通过 来反映光电板吸收太阳能的多少； （3）由表中 三组数据可以验证猜想1是正确的； （4）由表中1，4，5三组数据，可得出的结论是： ； （5）根据实验数据，请你对太阳能路灯光电板的制作提出一条合理的建议： 。（写出一条即可） 五、计算题（共13分，第18题6分，第19题7分，解答应写成文字说明、演算步骤或证明过程） 18．某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2m2，太阳能的吸热参数为2.5×106J/（m2h）（参数的物理意义：每m2面积上lh得到太阳辐射的能量为E0=2.5×106J），热水器仅能把接收的太阳能的42%转化为水的内能，若光照5h可以使热水器内的水温度升高到适宜温度，求： （1）太阳能热水器在此过程中接收到的太阳辐射能量E为多少J？ （2）此过程中热水器中的水吸收的热量是多少？ （3）如果改用燃气热水器烧水，水要吸收同样的热量需燃烧多少m3的天然气？（假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，天然气热值为8.4×107J/m3） 19．近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场。为了缓解能源紧张的问题，淮安市开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体积的汽油混合而成的，已知某汽车的油箱体积为9L，乙醇的密度为0.9g/cm3，汽油的密度为0.7g/cm3，不考虑混合后体积的变化，请计算： （1）这箱乙醇汽油中乙醇和汽油的质量之比； （2）这箱乙醇汽油的总质量为多少； （3）这箱乙醇汽油的密度； （4）乙醇汽油除了可以缓解能源紧张的问题，还有什么优点？（请写出一点） www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二十二章 能源与可持续发展 单元测试A卷 时间：60分钟满分：70分试卷得分： 一、选择题（每题3分，共计24分）下列各小题均有四个选项，其中只有一个是正确的 1．下列做法符合“绿色环保”、“节能减排”理念的是（　　） A．废电池与其他垃圾一起填埋 B．电视机长期处于待机状态 C．工业废水未经处理直接排入江河 D．教室中无人时要及时关灯 【答案】D 【知识点】能源危机及解决、节约用电 【详解】A．废电池与其他垃圾一起填埋，会对土壤及地下水造成污染，故不能与其他垃圾一起填埋，不符合“绿色环保”的理念，需要进行特别处理，故A不符合题意； B．电视机不使用时处于待机状态，电视机也会消耗电能，这样会浪费电能，故B不符合题意； C．工业废水未经处理直接排入江河，会造成江河水的污染，故C不符合题意； D．教室中无人时要及时关灯，减少灯的工作时间，可以达到节能的目的，故D符合题意。 故选D。 2．了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（　　） A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能 C．风能、水能 D．柴薪、天然气 【答案】C 【知识点】可再生能源与不可再生能源、太阳能、水能和风能 【详解】煤炭、石油、天然气是化石能源，是远古时期动植物的遗体在漫长的地质年代中形成的，它们是来自太阳辐射的能源，但它们是不可再生能源。柴薪、沼气、风能、水能、潮汐能是可再生能源，它们也是来自太阳辐射的能源。 故选C。 3．近年来，我国在科技和工程领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（   ） A．“神舟十六号”发射升空时，火箭发动机将机械能转化为内能 B．国产芯片研制稳步推进，标志着我国超导产业逐步成熟 C．中国“人造太阳”创造运行新纪录，它是利用核聚变释放核能的 D．“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位和导航的 【答案】C 【知识点】可再生能源与不可再生能源、热机工作过程中的能量转化、电磁波的应用、半导体的特点 【详解】A．“神舟十六号”发射升空时，火箭发动机属于热机，它在工作时将内能转化为机械能，故A错误； B．国产芯片研制要用到半导体材料，芯片的研制属于半导体产业，与超导产业无关，故B错误； C．中国“人造太阳”是利用核聚变释放核能的，太阳也是利用核聚变释放核能的，故C正确； D．“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故D错误。 故选C。 4．下列有关信息和能源等知识的描述正确的是（　　） A．电磁波只能传递信息不能传递能量 B．光导纤维是利用光的折射传递信息的 C．核能是可再生的二次能源 D．未来的理想能源应该是来源丰富、可再生、洁净安全、获取方便且经济的 【答案】D 【知识点】常见的能源、光纤通信、常规能源与新能源、电磁波的应用 【详解】A．电磁波传递信息的实例：手机的应用；电磁波传递能量的实例：激光武器、激光手术。可见，电磁波不但可以传递信息，还可以传递能量，故A错误； B．光纤通信是利用光的反射传递信息的，故B错误； C．核能源于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于不可再生资源，并且是一次能源，故C错误； D．未来的理想能源，应该是来源丰富、可再生、洁净安全、获取方便且经济，故D正确。 故选D。 5．2024中关村论坛年会发布未来能源之源——EAST核聚变实验装置实现世界上最长时间可重复的高约束模等离子体运行。下列能源形成与之相同的是（　　） A．风能 B．太阳能 C．地热能 D．潮汐能 【答案】B 【知识点】核能及其原理 【详解】我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，其反应原理与太阳类似，通过核聚变，释放巨大的核能。故B符合题意， ACD不符合题意。 故选B。 6．目前人类大规模利用核能发电的方式属于（　　） A．可控核裂变 B．可控核聚变 C．不可控核裂变 D．不可控核聚变 【答案】A 【知识点】裂变及其应用、聚变及其应用 【详解】目前核聚变还不可控，原子弹利用了不可控核裂变，氢弹利用了不可控核聚变，核电站利用的是可控核裂变将核能转化为电能发电，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．如图所示是一种新能源的路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。以下说法正确的是（    ） A．小风扇是把电能转化为动能的装置 B．风能是不可再生能源 C．太阳能是可再生能源 D．太阳能电池板储存电能供小风扇运动 【答案】C 【知识点】太阳能的利用、了解各种用电器使用时的能量转化、可再生能源与不可再生能源 【详解】A．小风扇是把电能转化为动能与内能的装置，故A错误； BC．风能、太阳能都可以源源不断地从自然界获得，都是可再生能源，故B错误，C正确； D．太阳能电池板储存化学能转化为电能供小风扇运动，故D错误。 故选C。 8．推动绿色发展，建设美丽家乡是我们共同的追求。下列做法不利于实现这一目标的是（  ） A．积极植树造林，防沙降尘 B．大力推广使用一次性餐具 C．回收废旧电器，节约资源 D．农业上合理施用化学肥料 【答案】B 【知识点】能源利用的现状和面临的挑战、能源消耗对环境的影响、能源与可持续发展 【详解】A. 植物造林，防沙降尘，利于环境保护，故A正确，A不符合题意； B. 经常使用一次性餐具会造成资源浪费，故B错误，B符合题意； C. 回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染，故C正确，C不符合题意； D. 合理使用化肥、农药可以减少水污染，故D正确，D不符合题意； 故选B。 二、填空题（每空1分，共计11分） 9．2022年5月，全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号（如图所示）在广州下水。“珠海云”号放飞的无人机升空后，始终静止在行驶的母船上方，说明无人机和母船具有相同的 ；起飞后的无人机通过 波与母船联络。无人机靠电力驱动，电能属于 次能源。 【答案】 方向和速度 电磁 二 【知识点】一次能源与二次能源、电磁波的应用、机械运动的相对性 【详解】[1]无人机始终静止在行驶的母船上方，说明无人机相对母船是静止的，无人机与母船具有相同的速度和运动方向。 [2]电磁波的传播不需要介质，且能传递信息，所以无人机是利用电磁波与母船联络的。 [3]电能是由其它形式的能转化而来的，属于二次能源。 10．2023年9月，中海油研究总院牵头研发设计的50kW（千瓦）海洋温差能发电系统于广东湛江一次投料成功发电，取得峰值功率超出预期10%以上的显著成效，验证了整体系统的技术可行性及运行稳定性。海洋温差能发电是将 能转化为电能，海洋温差能 （选填“是”或“不是”）清洁能源。 【答案】 内能 是 【知识点】能量的转化、常规能源与新能源 【详解】[1]海洋温差能发电是将海洋中的热能转化为电能。 [2]海洋温差能发电过程中不产生污染，属于清洁能源。 11．我们使用的手机利用 传递信息；核电站利用核 （选填“裂变”或“聚变”）释放的核能发电。 【答案】 电磁波 裂变 【知识点】裂变及其应用、电磁波的应用 【详解】[1]手机能发出电磁波也能接收电磁波，故手机通信是利用电磁波来传递信息。 [2]核电站是利用可人为加以控制的核裂变释放的核能来进行发电的。 12．太阳内部的原子核发生 （选填“裂变”、“聚变”）从而释放能量、小陈家里的太阳能热水器水箱内盛有100kg水。在太阳照射下水温从20℃上升到70℃。则水吸收的热量为 J。[c=4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】 聚变 2.1×107 【知识点】聚变及其应用、计算物体温度变化时的吸放热 【详解】[1]太阳内部氢原子核在高温下发生核聚变而释放出巨大能量。 [2]水吸收的热量 Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107J 13．某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过 的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有 性。 【答案】 热传递 方向 【知识点】能量转移或转化有方向、热传递改变物体的内能 【详解】[1]用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，是热汤中的内能转移到金属勺，这是通过热传递的方式改变物体的内能。 [2]内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，不能自动从低温物体转移到高温物体，这说明能量在转移过程中具有方向性。 三、简答题（共2分） 14．推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳中和、碳达标”的目标。你认为在生产生活中哪些做法有利于推动“节能减排”工作，请列举两个做法。 【答案】见解析 【知识点】能源消耗对环境的影响、能源与可持续发展 【详解】“节能减排”指的是减少能源浪费和降低废气排放，据此结合生产、生活中的实际情况进行分析有利于推动“节能减排”工作的做法有：①绿色出行，多乘坐公交车出行；②绿色购物，用菜篮子、布袋子买菜；③绿色生活，注意生活用水的循环使用，节约用电、用纸等。 四、实验题（共20分，第15题-17题，第15题7分，第16题6分，第17题7分） 15．如图甲是一种太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、蓄心池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示，其中太阳能电池板的核心部件是光电板。某兴趣小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，他们提出了以下猜想： 猜想1：可能与光电板的光照时间有关； 猜想2：可能与光电板的面积有关； 猜想3：可能与光电板的颜色有关。 根据以上猜想，他们设计好实验方案，让太阳光对光电板照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给相同的LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如下表。 序号 光电板的面积/ 光照时间/min 光电板表面所涂颜色 LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.1 30 黑色 90 4 0.2 10 黑色 60 5 0.3 10 黑色 90 6 0.1 10 绿色 20 7 0.1 10 白色 5 （1）如图乙所示，白天控制开关S应与触点 接通（选填“b”或“c”）；该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的 （选填“亮暗程度”或“发光时间”）反映的； （2）①由表中 （填表中的序号）三组数据对猜想1进行验证，可得出猜想1是正确的； ②由表中数据分析可知：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成 ； ③由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用 色最好； （3）若将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则至少需要的光照时间为 min（设LED灯丝电阻不变）； （4）光电板吸收太阳能的多少还可能与 因素有关。（写出一种即可） 【答案】 b 发光时间 1、2、3 正比 黑 7.5 光照强度 【知识点】控制变量法、太阳能的利用 【详解】（1）[1]所示，白天控制开关S应与触点b接通，将太阳能转化为电能储存起来，灯泡断开，不亮。 [2]光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的发光时间反映的，LED灯的发光时间越长，消耗的电能越大，说明光电板吸收太阳能越大，产生的电能越多。 （2）[3]①由表中1、2、3三组数据可得，光照时间越长，LED灯的发光时间越长，说明光电板吸收太阳能与光电板的光照时间有关，可得出猜想1是正确的。 [4]②由表中1、4、5的实验数据分析可知：当其他因素相同时，光电板的面积增大的倍数与LED灯的发光时间增长倍数相同，说明其他因素相同时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成正比。 [5]由表中数据分析可知：其他因素相同时，光电板表面所涂颜色是黑色时，LED灯的发光时间越长，说明制作太阳能光电板用黑最好。 （3）[6]设电池提供的电压为U，灯泡的电阻为R，光电板产生的电能的功率为P，则 即 将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则 解得至少需要的光照时间为 （4）[7]由生活经验得，其他因素相同时，不同的关照强度，光电板吸收太阳能不同，则光电板吸收太阳能的多少还可能与关照强度因素有关。 16．为了实现2030年碳达峰和2060年碳中和的目标，我国大力提倡风力发电。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机的风叶转动，带动内部机组发电。那么风力发电机的发电功率与哪些因素有关？针对这一个问题，小明提出了如下猜想： 猜想一：风力发电机的发电功率可能与风速有关； 猜想二：风力发电机的发电功率可能与风叶长度有关； 猜想三：风力发电机的发电功率可能与风叶个数有关。 根据猜想一和猜想二，小明准备的主要实验器材有小型风力发电机（含形状相同，长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组），电吹风、电压表、导线若干。实验过程中，先将电压表连接在小型风力发电机输出电路两端，用电吹风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下。 实验序号 风叶长度/cm 电吹风挡位 风叶个数 电压表示数/V 1 10 弱 3 0.5 2 10 中 3 0.8 3 10 强 3 1.2 4 15 中 3 1.3 5 20 中 3 1.8 （1）风力发电机的原理是 ； （2）本实验是通过电压表示数来反映 大小的； （3）为了验证猜想一，可以比较实验序号 （填上表中实验序号）三次实验所得的数据，结论是其他条件都相同时，风速 ，风力发电机的发电功率越大； （4）比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），风能可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它称为 能源。 【答案】 电磁感应 发电机发电功率 1、2、3 越大 二 可再生 【知识点】水能和风能、发电机的构造和工作原理 【详解】（1）[1] 由题意可知，风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机的风叶转动，带动内部机组发电，即将风能转化为电能，发电机是通过运动产生电能，利用电磁感应现象的原理制成的。 （2）[2] 由题意可知，将电压表连接在小型发电机输出电路两端，模拟自然风，电压表示数可反映发电机的发电情况，所以本实验是通过电压表示数的变化来反映发电机发电功率大小的，示数越大，发电功率越大。 （3）[3][4] 为了验证猜想一，风力发电机的发电功率可能与风速有关，根据控制变量法可知，需要保持风叶长度和风叶个数相同，改变风速，即改变电吹风挡位，故选择实验序号为1、2、3进行实验，由表中数据可得结论：其他条件相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大。 （4）[5][6] 在2、4、5三次实验中，电吹风档位相同，即风速相同，风叶个数相同，但风叶长度不同，并且由实验数据可知，风叶长度越大，电压表示数越大，说明发电功率与风叶长度有关，即可验证猜想二。 风能可以在自然界里源源不断地得到，取之不尽、用之不竭，是一种很清洁的可再生能源。 17．创新小组同学在调研“太阳能使用情况”的综合实践活动中发现不同型号的太阳能热水器水温上升快慢情况不一样，由此对水温上升快慢的影响因素进行了三种猜想： 猜想1：水量的多少； 猜想2：太阳光照时间； 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）。 （1）在研究猜想1时，小明利用如图1所示的装置，发现照射时间相同时，水质量越大，水温上升越慢，这样的操作 （选填“合理”或“不合理”），理由是 ； （2）在研究猜想2时，小明同学认为借助 （选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想2是错误的； （3）为了研究猜想3，小明准备了三个受光面积相同而厚度不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A中装满水使光垂直照射在透明水槽的正表面。同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况。 t/min 0 2 4 6 8 ΔT/℃ 0 3.0 4.8 5.6 5.9 ①分析表格数据可知，水温升高的快慢特点 （选填“均匀升高”、“由快到慢”或“由慢到快”）； ②为了进行对比，小明应该在水槽 （选填“B”或“C”）中装入水，再进行实验； ③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定，小明了解到，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水单位面积（研究中忽略薄水槽较小的四侧面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 。 （4）你对水吸收太阳能的升温快慢的影响因素还有什么猜想： 。 【答案】 不合理 没有控制受光面积相等 功率 由快到慢 C 光照的角度 【知识点】控制变量法、太阳能的利用、热机效率的计算 【详解】（1）[1][2]做实验时，要控制无关的变量一致，小明在实验中没有控制受光面积相等，所以他的操作是不合理的。 （2）[3]功率是指单位时间内完成的工作量，太阳光照射时间越长，水温升高的不一定快，与光照强度等因素有关。 （3）[4]①分析表格数据可知，水温升高的速率由快变慢。 [5]②为了对比明显，应选择侧面厚度相差较大的水槽进行实验。 [6]③在时间t内，水槽接收到的太阳能为P1St，水槽两面向周边的散失的热量为2P2St，则水对太阳能的吸收效率为 （4）[7]水吸收太阳能的升温快慢还可能与光照的角度、光照的强度等于因素有关。 五、计算题（共13分，第18题6分，第19题7分，解答应写成文字说明、演算步骤或证明过程） 18．如图是一艘完全依靠太阳能驱动的船。船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在某次航行中，太阳能船受到水平方向的牵引力是，在水平海面上匀速直线运动的速度为0.5m/s。求： （1）太阳能船航行50s所运动的距离； （2）牵引力在这段时间内做的功； （3）太阳能船在这段时间内的效率。 【答案】（1）25m；（2）2×106J；（3）8% 【知识点】功的计算和估算、运用推导公式求解路程和时间、太阳能的利用、P=W/t 【详解】解：（1）太阳能船航行的距离 s=vt=0.5m/s×50s=25m （2）牵引力在这段时间内做的功 W=Fs=8×104N×25m=2×106J （3）这段时间内吸收的太阳能 W光=Pt=5×105W×50s=2.5×107J 太阳能船的效率 答：（1）太阳能船航行50s所运动的距离为25m； （2）牵引力在这段时间内做的功为2×106J； （3）太阳能船在这段时间内的效率为8%。 19．如图所示为小明家的电热油汀取暖器，它的额定电压为，有高、中、低三个挡位，额定功率分别为、和。试问： （1）电能属于___________（选填“一次”或“二次”）能源，为了用电安全，电热油汀取暖器应该使用___________（选填“二孔”或“三孔”）插座。 （2）电油汀在中挡位工作时的电流是多少？ （3）某次取暖器使用高挡位和低挡位共消耗电能，已知高挡正常工作时间为，则低挡位正常工作时间为多长？ 【答案】（1）二次，三孔；（2）5.5A；（3）5h 【知识点】一次能源与二次能源、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率P=W/t的简单计算 【详解】（1）由于电能不能直接从自然界获取，其属于二次能源，为了用电安全，电热油汀取暖器应该接地，所以电热油汀取暖器应该使用三孔插座。 （2）根据题意可知，取暖器处于中挡时电路中的电流为 （3）根据题意可知，高温挡正常工作消耗的电能为 低温挡正常工作消耗的电能为 低温挡正常工作的时间为 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二十二章 能源与可持续发展 单元测试A卷 时间：60分钟满分：70分试卷得分： 一、选择题（每题3分，共计24分）下列各小题均有四个选项，其中只有一个是正确的 1．下列做法符合“绿色环保”、“节能减排”理念的是（　　） A．废电池与其他垃圾一起填埋 B．电视机长期处于待机状态 C．工业废水未经处理直接排入江河 D．教室中无人时要及时关灯 2．了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（　　） A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能 C．风能、水能 D．柴薪、天然气 3．近年来，我国在科技和工程领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（   ） A．“神舟十六号”发射升空时，火箭发动机将机械能转化为内能 B．国产芯片研制稳步推进，标志着我国超导产业逐步成熟 C．中国“人造太阳”创造运行新纪录，它是利用核聚变释放核能的 D．“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位和导航的 4．下列有关信息和能源等知识的描述正确的是（　　） A．电磁波只能传递信息不能传递能量 B．光导纤维是利用光的折射传递信息的 C．核能是可再生的二次能源 D．未来的理想能源应该是来源丰富、可再生、洁净安全、获取方便且经济的 5．2024中关村论坛年会发布未来能源之源——EAST核聚变实验装置实现世界上最长时间可重复的高约束模等离子体运行。下列能源形成与之相同的是（　　） A．风能 B．太阳能 C．地热能 D．潮汐能 6．目前人类大规模利用核能发电的方式属于（　　） A．可控核裂变 B．可控核聚变 C．不可控核裂变 D．不可控核聚变 7．如图所示是一种新能源的路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。以下说法正确的是（    ） A．小风扇是把电能转化为动能的装置 B．风能是不可再生能源 C．太阳能是可再生能源 D．太阳能电池板储存电能供小风扇运动 8．推动绿色发展，建设美丽家乡是我们共同的追求。下列做法不利于实现这一目标的是（  ） A．积极植树造林，防沙降尘 B．大力推广使用一次性餐具 C．回收废旧电器，节约资源 D．农业上合理施用化学肥料 二、填空题（每空1分，共计11分） 9．2022年5月，全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号（如图所示）在广州下水。“珠海云”号放飞的无人机升空后，始终静止在行驶的母船上方，说明无人机和母船具有相同的 ；起飞后的无人机通过 波与母船联络。无人机靠电力驱动，电能属于 次能源。 10．2023年9月，中海油研究总院牵头研发设计的50kW（千瓦）海洋温差能发电系统于广东湛江一次投料成功发电，取得峰值功率超出预期10%以上的显著成效，验证了整体系统的技术可行性及运行稳定性。海洋温差能发电是将 能转化为电能，海洋温差能 （选填“是”或“不是”）清洁能源。 11．我们使用的手机利用 传递信息；核电站利用核 （选填“裂变”或“聚变”）释放的核能发电。 12．太阳内部的原子核发生 （选填“裂变”、“聚变”）从而释放能量、小陈家里的太阳能热水器水箱内盛有100kg水。在太阳照射下水温从20℃上升到70℃。则水吸收的热量为 J。[c=4.2×103J/(kg·℃)] 13．某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过 的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有 性。 三、简答题（共2分） 14．推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳中和、碳达标”的目标。你认为在生产生活中哪些做法有利于推动“节能减排”工作，请列举两个做法。 四、实验题（共20分，第15题-17题，第15题7分，第16题6分，第17题7分） 15．如图甲是一种太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、蓄心池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示，其中太阳能电池板的核心部件是光电板。某兴趣小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，他们提出了以下猜想： 猜想1：可能与光电板的光照时间有关； 猜想2：可能与光电板的面积有关； 猜想3：可能与光电板的颜色有关。 根据以上猜想，他们设计好实验方案，让太阳光对光电板照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给相同的LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如下表。 序号 光电板的面积/ 光照时间/min 光电板表面所涂颜色 LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.1 30 黑色 90 4 0.2 10 黑色 60 5 0.3 10 黑色 90 6 0.1 10 绿色 20 7 0.1 10 白色 5 （1）如图乙所示，白天控制开关S应与触点 接通（选填“b”或“c”）；该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的 （选填“亮暗程度”或“发光时间”）反映的； （2）①由表中 （填表中的序号）三组数据对猜想1进行验证，可得出猜想1是正确的； ②由表中数据分析可知：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成 ； ③由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用 色最好； （3）若将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则至少需要的光照时间为 min（设LED灯丝电阻不变）； （4）光电板吸收太阳能的多少还可能与 因素有关。（写出一种即可） 16．为了实现2030年碳达峰和2060年碳中和的目标，我国大力提倡风力发电。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机的风叶转动，带动内部机组发电。那么风力发电机的发电功率与哪些因素有关？针对这一个问题，小明提出了如下猜想： 猜想一：风力发电机的发电功率可能与风速有关； 猜想二：风力发电机的发电功率可能与风叶长度有关； 猜想三：风力发电机的发电功率可能与风叶个数有关。 根据猜想一和猜想二，小明准备的主要实验器材有小型风力发电机（含形状相同，长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组），电吹风、电压表、导线若干。实验过程中，先将电压表连接在小型风力发电机输出电路两端，用电吹风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下。 实验序号 风叶长度/cm 电吹风挡位 风叶个数 电压表示数/V 1 10 弱 3 0.5 2 10 中 3 0.8 3 10 强 3 1.2 4 15 中 3 1.3 5 20 中 3 1.8 （1）风力发电机的原理是 ； （2）本实验是通过电压表示数来反映 大小的； （3）为了验证猜想一，可以比较实验序号 （填上表中实验序号）三次实验所得的数据，结论是其他条件都相同时，风速 ，风力发电机的发电功率越大； （4）比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），风能可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它称为 能源。 17．创新小组同学在调研“太阳能使用情况”的综合实践活动中发现不同型号的太阳能热水器水温上升快慢情况不一样，由此对水温上升快慢的影响因素进行了三种猜想： 猜想1：水量的多少； 猜想2：太阳光照时间； 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）。 （1）在研究猜想1时，小明利用如图1所示的装置，发现照射时间相同时，水质量越大，水温上升越慢，这样的操作 （选填“合理”或“不合理”），理由是 ； （2）在研究猜想2时，小明同学认为借助 （选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想2是错误的； （3）为了研究猜想3，小明准备了三个受光面积相同而厚度不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A中装满水使光垂直照射在透明水槽的正表面。同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况。 t/min 0 2 4 6 8 ΔT/℃ 0 3.0 4.8 5.6 5.9 ①分析表格数据可知，水温升高的快慢特点 （选填“均匀升高”、“由快到慢”或“由慢到快”）； ②为了进行对比，小明应该在水槽 （选填“B”或“C”）中装入水，再进行实验； ③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定，小明了解到，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水单位面积（研究中忽略薄水槽较小的四侧面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 。 （4）你对水吸收太阳能的升温快慢的影响因素还有什么猜想： 。 五、计算题（共13分，第18题6分，第19题7分，解答应写成文字说明、演算步骤或证明过程） 18．如图是一艘完全依靠太阳能驱动的船。船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在某次航行中，太阳能船受到水平方向的牵引力是，在水平海面上匀速直线运动的速度为0.5m/s。求： （1）太阳能船航行50s所运动的距离； （2）牵引力在这段时间内做的功； （3）太阳能船在这段时间内的效率。 19．如图所示为小明家的电热油汀取暖器，它的额定电压为，有高、中、低三个挡位，额定功率分别为、和。试问： （1）电能属于___________（选填“一次”或“二次”）能源，为了用电安全，电热油汀取暖器应该使用___________（选填“二孔”或“三孔”）插座。 （2）电油汀在中挡位工作时的电流是多少？ （3）某次取暖器使用高挡位和低挡位共消耗电能，已知高挡正常工作时间为，则低挡位正常工作时间为多长？ www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $