20.4 能源、环境与可持续发展（分层作业）物理新教材沪粤版九年级下册

20.4 能源、环境与可持续发展 目录 1 一、能源与环境 1 二、“碳达峰”与“碳中和” 1 三、“绿水青山就是金山银山” 2 4 8 一、能源与环境 1．下列不属于全球变暖造成的影响的是（　　） A．海平面上升 B．使北极熊无家可归 C．传染病发病率增加 D．提高粮食产量 2．下列关于全球变暖的说法正确的是（　　） A．造成全球变暖的主要原因是等多种温室气体大量排放 B．汽车排放的尾气是造成全球变暖的主要原因 C．温室气体主要是由于大量使用煤炭、石油和天然气产生的 D．太阳能不断地辐射到地球上使地球温度不断升高，导致全球变暖 3．水资源主要指的是 （选填“海水”或“淡水”）资源。造成水资源危机的主要原因之一是水污染，其污染源主要有：生活污水、 废水、工业废物、生活垃圾等。 4．核能的优点和可能带来的问题： （1）核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生 、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较 的能源； （2）利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的 环境污染。 二、“碳达峰”与“碳中和” 5．人类的发展离不开能源，实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法正确的是（   ） A．太阳能电池可以将电能转化为太阳能 B．目前，核电站利用核聚变释放的核能发电 C．煤、石油、天然气、地热能是可再生能源 D．电动汽车替代燃油汽车，会减少碳的排放 6．人类的发展离不开能源，“碳达峰”“碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是（    ） A．现代生活离不开电，电能是一次能源 B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一 C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值 D．能量既不能创造，也不会消灭，但能利用的能源是有限的，所以仍需节约能源 7．《中国制造2025》提出：坚持清洁低碳导向，加快能源绿色低碳转型，提高清洁能源和非化石能源消费比重。在煤、石油、风能三种能源中，属于清洁能源的是 ；为核电站提供能量的装置是核反应堆，在核反应堆中发生的是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。 8．如图所示，碳的耗用量称为“碳足迹”。一般情况下，排放的二氧化碳越多，以及我们所使用的消耗品。以下做法可以减少“碳足迹”的是（　　） A．减少一次性餐具的使用 B．以私家车出行代替公共交通工具 C．大量使用天然气等燃料 D．将生活垃圾进行焚烧处理 三、“绿水青山就是金山银山” 9．“绿水青山就是金山银山”，坚持节约资源和保护环境是我国的基本国策。应运而生的某节能混合动力汽车采用汽油机和电动机作为动力源，在某段平直公路上只靠汽油机驱动，以90km/h的速度匀速行驶，输出有用功率P=50kW，在临近十字路口时，驾驶员立刻松开油门，并启动发电机给蓄电池充电，由于惯性，汽车又行驶了30m，正好停在路口。（假设汽车在整个行驶过程中所受阻力不变）。 (1)该混合动力汽车所用汽油机的燃料属于 （选填“一次”或“二次”）能源，所用电动机的工作原理是 。 (2)上述过程中，汽车所受阻力为多少？在减速过程中，汽车克服阻力做功多少？ (3)若该混合动力汽车空车质量为1000kg，共有4个轮子，每个轮胎与地面的接触面积为70cm2，标准承载400kg，求标准承载时汽车对地面的压强（g=10N/kg）； (4)该混合动力汽车有哪些优点，从物理角度谈一谈。 10．“绿水青山就是金山银山”，空气质量关系人民健康，其中PM2.5值是雾霾天气的重要参数。某中学课外兴趣实验小组为了探究雾霾的形成与哪些因素有关，对此他们提出了以下猜想： 猜想一：可能与空气的湿度有关； 猜想二：可能与汽车尾气有关； 猜想三：可能与空气的流动有关； (1)“雾”是空气中的水蒸气液化形成的，该过程要 （选填“吸热”或“放热”）； (2)为了验证猜想一，某中学课外兴趣实验小组选择了一些实验器材，对一天中不同时段的空气进行了采样，采样时段与统计结果如下： 实验次数 PM2.5（微克/立方米） 清晨 中午 傍晚 1 89 19 97 2 83 22 98 3 86 20 99 各小组的实验采样的地点 （选填“相同”或“不同”），为减少实验的误差，应对表中的数据进行 处理； (3)在完成了以上探究后，得出了“湿度越低，雾霾越严重”的结论，你认为他的结论是否可靠？ （选填“可靠“或“不可靠”），理由是 。 11．习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电是将 能转化为电能；核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核 （选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用，核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 12．大伙房水库是辽宁省最大的水库，总库容约21.87亿立方米，它也是沈阳市重要的水源地。在“绿水青山，就是金山银山”的科学发展理念指导下，某兴趣小组来到水库进行调研。 (1)调研小组发现，水库的拦水坝被建成“上窄下宽”的形状，如图甲所示，原因是液体压强随 的增加而增大。 (2)水的密度是水质的重要指标之一。图乙所为小组成员为测量水的密度所设计的仪器。其探尺由空心软管加铅锤构成，使用时通过调节“提手”高度，使探尺“标记线”与水面齐平，由电表数据可得水的密度。请你分析“a”、 “b”两表的类型并在图乙中填上适当的电表（电流表或电压表）符号。 (3)根据你所填的电表，电源电压恒定不变，当水的密度变大时，a电表的示数 ，b电表的示数 。（以上三空均选填“变大”“变小”或“不变”） (4)水中固体总溶解量（TDS）是水质的另一重要指标。图丙为TDS检测仪原理图（R为检测电阻），图丁为检测电阻R的阻值与水的TDS值之间的关系图，图戊为水质标准与TDS值的对应关系。图丙中电源电压为3V，定值电阻R0为50Ω，当电压表示数为2V 时，检测电阻R的阻值为 Ω，水质标准为 。 TDS值(mg/L) 0~100 100~300 大于300 水质标准 能直接饮用 不能直接饮用 不能饮用 图戊 13．为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，我国在美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。 （1）太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过 （选填“光电转化”、“光热转化”或“光化转化”）方式直接利用太阳能的； （2）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为5×106J，其中50%被真空热水管吸收，该热水器仅能把吸收的能量的42%转化为水的内能，则光照6h可以使热水器内初温为15℃、质量为100kg的水温度升高到多少 ℃？[] 一、单选题 1．能源是人类生存和发展的基础。关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（　　） A．涉及热现象的能量转化和转移是有方向性的 B．太阳能是一次能源，可直接利用且污染小，开发前景广阔 C．煤是不可再生能源，以煤为主要燃料的火电站容易造成环境污染 D．核能是可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径 2．人类社会的发展离不开能源的开发和利用，下列能源属于不可再生能源的是（ ） A．化石能源 B．太阳能 C．水能 D．风能 二、多选题 3．随着科学技术的发展，下列情景已经实现的是（　　） A．四冲程汽油机工作时，可以使废气带走的能量减为零 B．通过光缆通信实现空间站内航天员与地面指挥中心联系 C．建造核电站通过可控核裂变反应释放核能 D．通过降低物体的温度使分子的热运动减慢 4．由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长，开发新能源已成为全世界的重要课题。下列关于能源及其利用的说法正确的是（　　） A．随着科学技术的快速发展，我国已建成了利用核聚变能量发电的核电站 B．与煤炭、石油、天然气等能源相比，风能、水能、太阳能具有清洁环保的优点 C．核能是不可再生能源，而风能、水能是可再生能源 D．我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不重要 5．下列对应关系正确的是（　　） A．物态变化及对应实例 凝固：冬天窗户玻璃上的“冰花” 升华：冰棒冒“白气” 凝华：树枝上出现“雾凇” B．物理知识及其应用 内能：可用来加热物体和做功 紫外线：医院手术室消毒 电磁波：看电视换台是改变电磁波的传播速度 C．能量及相应说法 太阳能：可再生能源 石油：不可再生能源 核能：一次能源 D．物理现象及解释 投影银幕用白色粗糙布做成：产生漫反射并反射所有色光 彩电多彩的画面：由红、绿、蓝三原色光混合而成 雨后彩虹：光的色散 A．A B．B C．C D．D 三、填空题 6．我国最新建成的“华龙一号”核电站正式投入商业运行。它采用了先进的第三代核电技术，兼顾了安全性与经济性。目前核电站是通过核 （选填“裂变”或“聚变”）的方式释放能量，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站的大规模应用可显著减少温室气体排放，助力实现“ 中和”目标。 7．电视广播、移动通信是用 传递信号；太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某太阳能热水器能使100 kg的水温度升高50 ℃，那么这些水吸收的热量为 J。［水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）］ 8．火箭工作时，依次开启助推发动机、一级发动机和二级发动机。这些发动机均依靠电子点火器点火，则这些电子点火器一定是 （选填“串联”或“并联”）的。“祝融号”火星车采用了蝴蝶状太阳能电池阵列，太阳能电池可以把光能转化 能。 四、简答题 9．武威地处河西走廊东端，风能资源丰富，近年来大力发展风力发电，为当地经济发展和环境保护做出了重要贡献。 (1)风力发电是一种利用清洁能源的发电方式，与传统的火力发电相比，它有哪些优点？请列举两点； (2)武威地区大力发展风力发电，对当地经济和环境有哪些积极影响？请简要说明。 五、综合题 10．(1)如图所示，风力发电机靠叶片在风力的推动下转动，带动发电机发电，把风的机械能转化为 ，这种能量是 （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 性。 (2)我国是一个能源相对缺乏的国家，现主要利用的化石能源依靠进口，化石能源大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核 （选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站； (3)国家“光伏扶贫”项目中的太阳能发电系统中，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能。中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，10h可以为电网提供电能 kW·h；这些电能可供额定功率为2000W的热水器正常工作 h。 六、科普阅读题 【航天主题】“追星揽月，牧星苍穹”。2024年2月24日，我国新一代载人登月任务中使用的载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，计划2030年前实现中国人首次登陆月球，请运用有关的物理知识，完成下面小题。 11．月球上的氦-3储量丰富，图是氦-3的原子模型示意图，A带 电，B是质子，带 电，C是 ; 12．氦-3与氘进行核聚变反应时，能够释放出巨大能量，其原理与 相似（选填“氢弹”或“原子弹”），核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核能发电是将核能最终转化为 能; 13．飞船与着陆器在环月轨道交会对接后，相对 （选填“静止”或“运动”），着陆前，着陆器自由下落的过程中，着陆器势能 ，动能 （选填“增大”或“减小”）; 14．航天员与地面指挥部之间的通信是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）进行.如图所示，“揽月”启动发动机，产生高温高压气体向下喷，从而使“揽月”向上升，说明力的作用是 的，推进剂燃料具有热值 的特点。 15．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。 一、单选题 1．（2025·山东淄博·中考真题）下列关于能源、信息、宇宙和粒子的说法正确的是（　　） A．风能、水能都属于可再生能源 B．石油、太阳能都属于清洁能源 C．手机、声呐都利用电磁波传递信息 D．银河系、太阳、地球、中子、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的 2．（2025·青海西宁·中考真题）物理学在能源、信息、材料等领域的发展中有重要作用，下列说法错误的是（　　） A．中国实现了珠穆朗玛峰峰顶5G网络覆盖，5G信号传递利用了次声波 B．青海绿电资源丰富，目前主要利用的有水能、太阳能、风能 C．在光导纤维制成的光缆中，用激光短时间内可以传递大量信息 D．“华龙一号”是中国核电技术走向世界的国家名片，它利用核裂变发电 3．（2025·山东日照·中考真题）近年来，中国科技工作者在各个领域一次次刷新“中国高度”。下列说法正确的是（    ） A．如图甲，中国空间站利用的太阳能既是可再生能源又是一次能源 B．如图乙，日照附近海域成功发射谷神星一号运载火箭，火箭上升过程中机械能转化为内能 C．如图丙，小米自主研发的“玄戒01”3nm旗舰处理器芯片是由超导体材料制成 D．如图丁，四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰，这项技术利用了电磁感应原理 4．（2025·江苏淮安·中考真题）下列能源中属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．天然气 C．石油 D．风能 5．（2025·江苏常州·中考真题）下列能源中，属于不可再生能源的是（　　） A．水能 B．风能 C．化石能源 D．太阳能 二、填空题 6．（2025·海南·中考真题）火箭使用的燃料甲烷是天然气的主要成分，天然气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；利用甲烷作为燃料主要是因为它的热值 （选填“大”或“小”）。 7．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示为全球首个全潜式深远海智能渔业平台，平台为三立柱结构。若立柱浸入海水的总体积为7.5×103m3，则立柱受到的浮力为 N；平台上的风机利用风能工作，风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，风机每小时可发电4000kW·h，相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量。（q焦炭=3×107J/kg，ρ海水取1×103kg/m3，g取10N/kg） 三、综合题 8．（2025·山东滨州·中考真题）2025年5月8日，我国首个“风光火储一体化”特高压工程——陇东至山东±800千伏特高压直流工程竣工投产。工程西起甘肃庆阳换流站，东至山东东平换流站，采用双八百（±800千伏额定电压、800万千瓦额定容量）特高压直流输电技术，输电距离915公里，每年可向山东省输送电量超过360亿千瓦时，每年减少燃煤消耗约1085万吨，减少二氧化碳排放约1490万吨，减少二氧化硫排放约1800吨，减少氮氧化物排放约2700吨，环境效益显著，对于加速我国电力绿色低碳转型、助力实现“双碳”目标具有重要意义。 (1)图甲中，风力发电机组工作时将机械能转化为 能； (2)如图乙，若太阳能电池板的面积为2m2，光电能量转化效率为20%，则在1000W/m2的光照强度下，每小时可以输出多少电能？ (3)若高压输电线每千米的电阻为0.2Ω，在双八百（额定功率等于额定容量）输电技术下，该工程每根输电线每秒放出多少热量？这些热量相当于完全燃烧多少kg的煤放出的热量？（煤的热值q煤=3×107J/kg） (4)东平换流站将800kV的特高压经降压变压器逐级降低成380V或220V的用户所需电压。该电压仍远超人体安全电压，所以，为确保用电安全，日常生活中要做到：不 低压带电体，不靠近高压带电体； (5)陇东地区丰富的风、光资源发电，提供超50%的绿色电能，与传统火力发电相比，请列举一条风、光发电的优点 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 20.4 能源、环境与可持续发展 目录 1 一、能源与环境 1 二、“碳达峰”与“碳中和” 2 三、“绿水青山就是金山银山” 3 8 15 一、能源与环境 1．下列不属于全球变暖造成的影响的是（　　） A．海平面上升 B．使北极熊无家可归 C．传染病发病率增加 D．提高粮食产量 【答案】D 【解析】A．全球变暖会导致冰川消融，海平面上升，故A不符合题意； B．北极熊生活在冰雪的世界中，而冰川的消融导致冰川大量减少，使得北极熊的生存条件越来越恶劣，故B不符合题意； C．全球变暖会导致气温过高，会扩大蚊虫等疾病传播媒介的活动范围，可能导致相关传染病发病率增加，故C不符合题意； D．全球变暖会导致极端天气出现频率增多，导致大面积干旱或洪涝发生，对植物的生长有很大影响，可能降低粮食产量，故D符合题意。 故选D。 2．下列关于全球变暖的说法正确的是（　　） A．造成全球变暖的主要原因是等多种温室气体大量排放 B．汽车排放的尾气是造成全球变暖的主要原因 C．温室气体主要是由于大量使用煤炭、石油和天然气产生的 D．太阳能不断地辐射到地球上使地球温度不断升高，导致全球变暖 【答案】C 【解析】全球变暖的主要原因是现代工业大量使用煤炭、石油、天然气等作为能源，排放出CO2等多种温室气体，使太阳的热量聚集在地球周围，导致温室效应加剧，使全球变暖。故ABD错误，C正确。 故选C。 3．水资源主要指的是 （选填“海水”或“淡水”）资源。造成水资源危机的主要原因之一是水污染，其污染源主要有：生活污水、 废水、工业废物、生活垃圾等。 【答案】 淡水 工业 【解析】[1][2]人能够利用的主要是淡水，所以水资源主要指的是淡水资源。造成水资源危机的主要原因之一是水污染，除此之外还有浪费。水污染来源有生活污水、工业废水、工业废物、生活垃圾等，需要减少这些污水排放。 4．核能的优点和可能带来的问题： （1）核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生 、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较 的能源； （2）利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的 环境污染。 【答案】 二氧化碳 清洁 放射性 【解析】（1）[1][2]核能的主要优点是，核电站的运行不会有二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质产生，核电也是一种清洁的能源。 （2）[3]核泄漏会对环境造成严重的放射性污染。 二、“碳达峰”与“碳中和” 5．人类的发展离不开能源，实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法正确的是（   ） A．太阳能电池可以将电能转化为太阳能 B．目前，核电站利用核聚变释放的核能发电 C．煤、石油、天然气、地热能是可再生能源 D．电动汽车替代燃油汽车，会减少碳的排放 【答案】D 【解析】A．太阳能电池通过光电效应将太阳能直接转化为电能，故A错误； B．核电站目前利用的是核裂变（如铀核裂变）释放能量，而核聚变（如氢核聚变）尚未实现可控商用，故B错误； C．煤、石油、天然气是化石燃料，属于不可再生能源；地热能是可再生能源，故C错误； D．电动汽车消耗电能（若电能来自清洁能源），替代燃油车可减少汽油燃烧产生的二氧化碳排放，有助于“碳达峰、碳中和”，故D正确。 故选D。 6．人类的发展离不开能源，“碳达峰”“碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是（    ） A．现代生活离不开电，电能是一次能源 B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一 C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值 D．能量既不能创造，也不会消灭，但能利用的能源是有限的，所以仍需节约能源 【答案】BD 【解析】A．现代生活离不开电，电能是必须经过一次能源的消耗才能得到的能源，属于二次能源，故A错误； B．提高能量转化效率达到“节能减排”的效果，“节能减排”的重要措施之一，故B正确； C．能源的开发和利用技术难、成本高，但有利用价值，故C错误； D．有些能源使用以后不可能再被利用，能利用的能源是有限的，所以要节约资源，故D正确。 故选BD。 7．《中国制造2025》提出：坚持清洁低碳导向，加快能源绿色低碳转型，提高清洁能源和非化石能源消费比重。在煤、石油、风能三种能源中，属于清洁能源的是 ；为核电站提供能量的装置是核反应堆，在核反应堆中发生的是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。 【答案】 风能 核裂变 【解析】[1]煤、石油是化石能源，在使用过程对大气造成污染不属于清洁能源，风能在使用过程对自然界没有污染，属于清洁能源。 [2]核反应堆是通过重核裂变时放出热量来工作的，所以核燃料在核反应堆中发生的是核裂变反应。 8．如图所示，碳的耗用量称为“碳足迹”。一般情况下，排放的二氧化碳越多，以及我们所使用的消耗品。以下做法可以减少“碳足迹”的是（　　） A．减少一次性餐具的使用 B．以私家车出行代替公共交通工具 C．大量使用天然气等燃料 D．将生活垃圾进行焚烧处理 【答案】A 【解析】A．使用一次性筷子，用木材制筷子，植物的光合作用就减弱，所以减少一次性筷子的使用，减少了树木的砍伐，故A符合题意； B．以私家车出行代替公共交通，汽车燃烧的是汽油，这样做也会增大“碳足迹”；故B不符合题意； C．天然气中含有大量碳元素，所以会也会增大“碳足迹”，故C不符合题意； D．生活垃圾进行焚烧处理后会产生大量的二氧化碳等物质，所以这样做也会增大“碳足迹”，故D不符合题意。 故选A。 三、“绿水青山就是金山银山” 9．“绿水青山就是金山银山”，坚持节约资源和保护环境是我国的基本国策。应运而生的某节能混合动力汽车采用汽油机和电动机作为动力源，在某段平直公路上只靠汽油机驱动，以90km/h的速度匀速行驶，输出有用功率P=50kW，在临近十字路口时，驾驶员立刻松开油门，并启动发电机给蓄电池充电，由于惯性，汽车又行驶了30m，正好停在路口。（假设汽车在整个行驶过程中所受阻力不变）。 (1)该混合动力汽车所用汽油机的燃料属于 （选填“一次”或“二次”）能源，所用电动机的工作原理是 。 (2)上述过程中，汽车所受阻力为多少？在减速过程中，汽车克服阻力做功多少？ (3)若该混合动力汽车空车质量为1000kg，共有4个轮子，每个轮胎与地面的接触面积为70cm2，标准承载400kg，求标准承载时汽车对地面的压强（g=10N/kg）； (4)该混合动力汽车有哪些优点，从物理角度谈一谈。 【答案】(1) 二次 通电线圈在磁场中受力转动 (2)2000N，60000J (3) (4)该混合动力汽车的优点是：减少空气污染、节约化石能源等（答案合理即可） 【解析】（1）[1]一次能源指的是自然界存在的可以直接使用的能源，如化石能源（包括煤、石油和天然气）、水能、风能、太阳能、地热能、生物质能以及核能；二次能源指的是无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，由一次能源经过加工转换而来的能源是二次能源，如电能、酒精、汽油、煤油、焦炭等，故该混合动力汽车所用的汽油机的燃料是汽油，属于二次能源。 [2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中会受到力的作用。 （2）汽车发动机的功率 汽车的速度 发动机提供的牵引力 由于汽车匀速行驶，故汽车受到的阻力，故汽车克服阻力做的功 （3）每个轮胎与地面的接触面积 则汽车与地面的总接触面积 标准承载时汽车的总质量 汽车受到的重力 汽车对地面的压力大小 故汽车对地面的压强 （4）混合动力车不仅可以使用汽油作为能源还可以使用电能，可以减少空气污染，节约化石能源。而且还可以启动发电机给蓄电池充电。 10．“绿水青山就是金山银山”，空气质量关系人民健康，其中PM2.5值是雾霾天气的重要参数。某中学课外兴趣实验小组为了探究雾霾的形成与哪些因素有关，对此他们提出了以下猜想： 猜想一：可能与空气的湿度有关； 猜想二：可能与汽车尾气有关； 猜想三：可能与空气的流动有关； (1)“雾”是空气中的水蒸气液化形成的，该过程要 （选填“吸热”或“放热”）； (2)为了验证猜想一，某中学课外兴趣实验小组选择了一些实验器材，对一天中不同时段的空气进行了采样，采样时段与统计结果如下： 实验次数 PM2.5（微克/立方米） 清晨 中午 傍晚 1 89 19 97 2 83 22 98 3 86 20 99 各小组的实验采样的地点 （选填“相同”或“不同”），为减少实验的误差，应对表中的数据进行 处理； (3)在完成了以上探究后，得出了“湿度越低，雾霾越严重”的结论，你认为他的结论是否可靠？ （选填“可靠“或“不可靠”），理由是 。 【答案】(1)放热 (2) 相同 取三次测量的平均值 (3) 不可靠 结论与数据不符，且测量环境受周围偶然因素的影响较大 【解析】（1）“雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，液化过程需要放出热量，因此，该过程要放热。 （2）[1]为了验证猜想一，即雾霾的形成是否与空气的湿度有关，需要控制其他可能影响雾霾形成的因素不变。因此，各小组的实验采样地点应该相同，以确保除了湿度以外的其他条件都相同。 [2]为了减少实验的误差，应对表中的数据进行取平均值处理，这样可以更准确地反映不同时段雾霾与湿度的关系。 （3）[1][2]通常在一天中，当天气和周围环境不变时，中午的湿度要小于早晨和傍晚的湿度，仅从数据看，可得出：湿度越高，雾霾越严重。所以由数据得出的结论“湿度越低，雾霾越严重”是错误的，且由实验数据得出的“湿度越高，雾霾越严重”这一结论同样不可靠，因为测量环境受周围偶然因素的影响较大。 11．习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电是将 能转化为电能；核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核 （选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用，核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 太阳 裂变 不可再生 【解析】[1]根据能量的转化与守恒可知，光伏发电是将太阳能转化为电能。 [2]已知人类获得核能的方式有核裂变与核聚变，因为核聚变的反应目前还不可控，所以核电站是通过核裂变的方式把核能转化为电能。 [3]根据能源的分类可知，因核能越用越少，不可能短期内从自然界得到补充，故核能是不可再生能源。 12．大伙房水库是辽宁省最大的水库，总库容约21.87亿立方米，它也是沈阳市重要的水源地。在“绿水青山，就是金山银山”的科学发展理念指导下，某兴趣小组来到水库进行调研。 (1)调研小组发现，水库的拦水坝被建成“上窄下宽”的形状，如图甲所示，原因是液体压强随 的增加而增大。 (2)水的密度是水质的重要指标之一。图乙所为小组成员为测量水的密度所设计的仪器。其探尺由空心软管加铅锤构成，使用时通过调节“提手”高度，使探尺“标记线”与水面齐平，由电表数据可得水的密度。请你分析“a”、 “b”两表的类型并在图乙中填上适当的电表（电流表或电压表）符号。 (3)根据你所填的电表，电源电压恒定不变，当水的密度变大时，a电表的示数 ，b电表的示数 。（以上三空均选填“变大”“变小”或“不变”） (4)水中固体总溶解量（TDS）是水质的另一重要指标。图丙为TDS检测仪原理图（R为检测电阻），图丁为检测电阻R的阻值与水的TDS值之间的关系图，图戊为水质标准与TDS值的对应关系。图丙中电源电压为3V，定值电阻R0为50Ω，当电压表示数为2V 时，检测电阻R的阻值为 Ω，水质标准为 。 TDS值(mg/L) 0~100 100~300 大于300 水质标准 能直接饮用 不能直接饮用 不能饮用 图戊 【答案】(1)深度 (2) (3) 不变 变小 (4) 25Ω 不能直接饮用 【解析】（1）由液体压强的特点可知，液体的压强随着液体的深度而逐渐增加，所以水库的拦水坝被建成“上窄下宽”的形状。 （2）据图分析可知，电表a串联进入电路，电表b并联在滑动变阻器两端，所以a电表为电流表，电表b为电压表。作图如下： （3）[1][2]据图可知，当水的密度变大，结合浮力公式F浮=ρ液gV排可知，浮力变大，探尺上移，所以电压表测量电阻的阻值减小，由U=IR可知，b电表示数减小，接入电路的变阻器阻值不变，电源电压不变，根据分析可知，a电表示数不变。 （4）[1]根据欧姆定律分析可知，电路的电流 同理计算 [2]据图分析可知，此时TDS介于100-150之间，属于不能直接饮用水。 13．为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，我国在美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。 （1）太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过 （选填“光电转化”、“光热转化”或“光化转化”）方式直接利用太阳能的； （2）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为5×106J，其中50%被真空热水管吸收，该热水器仅能把吸收的能量的42%转化为水的内能，则光照6h可以使热水器内初温为15℃、质量为100kg的水温度升高到多少 ℃？[] 【答案】 可再生 光热转化 60 【解析】（1）[1][2]根据能源的定义可知，太阳能属于可再生能源。某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过光热转化方式直接利用太阳能的。 （2）[3]太阳能热水器6h接收到的太阳能为 被真空管吸收的热量为 根据 可得 一、单选题 1．能源是人类生存和发展的基础。关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（　　） A．涉及热现象的能量转化和转移是有方向性的 B．太阳能是一次能源，可直接利用且污染小，开发前景广阔 C．煤是不可再生能源，以煤为主要燃料的火电站容易造成环境污染 D．核能是可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径 【答案】D 【解析】A．热现象的能量转化和转移过程具有方向性，例如热量只能自发地从高温物体传递到低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体，能量在转化过程中也会有一部分以热的形式散失到周围环境中，无法再完全转化为其他形式的能量，所以是不可逆的，故A正确，不符合题意； B．太阳能可以从自然界中获取利用，属于一次能源，而且太阳能储量丰富，污染小，开发前景广阔，故B正确，不符合题意； C．煤一旦消耗短时间内就很难再生，故属于不可再生能源，以煤为主要燃料的火电站，会产生大量二氧化碳、氮氧化合物等有害气体，造成环境污染，故C正确，不符合题意； D．人类现在不断地开发利用新能源，核能就是其中一种新能源，开发和利用核能要消耗铀矿，铀矿一旦消耗短期内很难再生，故核能属于不可再生能源，故D错误，符合题意。 故选D。 2．人类社会的发展离不开能源的开发和利用，下列能源属于不可再生能源的是（ ） A．化石能源 B．太阳能 C．水能 D．风能 【答案】A 【解析】A．化石能源（如煤、石油、天然气）是古代生物遗骸经过漫长地质年代形成的，其储量有限，短期内无法再生，属于不可再生能源，故A符合题意； B．太阳能来自太阳辐射，只要太阳存在，能量就会持续供应，取之不尽、用之不竭，属于可再生能源，故B不符合题意； C．水能依赖自然界的水循环，水通过蒸发、降水等过程不断再生，属于可再生能源，故C不符合题意； D．风能由大气运动产生，大气运动是永恒的自然现象，风能可永续利用，属于可再生能源，故D不符合题意。 故选A。 二、多选题 3．随着科学技术的发展，下列情景已经实现的是（　　） A．四冲程汽油机工作时，可以使废气带走的能量减为零 B．通过光缆通信实现空间站内航天员与地面指挥中心联系 C．建造核电站通过可控核裂变反应释放核能 D．通过降低物体的温度使分子的热运动减慢 【答案】CD 【解析】A．在四冲程汽油机工作时，废气带走的能量是最多的，这是热机效率无法达到100%的原因之一，无法使废气带走的能量为零，故A不符合题意； B．空间站与地面指挥中心的联系依靠电磁波，光属于电磁波的一种，但“光缆”是有线传输介质，无法在太空真空环境中铺设，因此不能通过光缆实现该通信，故B不符合题意； C．核电站是通过可控核裂变释放核能，故C符合题意； D．分子的热运动与温度相关，温度越低，分子的热运动就越缓慢，故D符合题意。 故选CD。 4．由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长，开发新能源已成为全世界的重要课题。下列关于能源及其利用的说法正确的是（　　） A．随着科学技术的快速发展，我国已建成了利用核聚变能量发电的核电站 B．与煤炭、石油、天然气等能源相比，风能、水能、太阳能具有清洁环保的优点 C．核能是不可再生能源，而风能、水能是可再生能源 D．我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不重要 【答案】BC 【解析】A．由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的。故A错误； B．与煤炭、石油、天然气等能源相比，风能、水能、太阳能是新型的无污染的能源，是取之不尽的能源，可直接利用且对环境的污染小，前景广阔，故B正确； C．核能是一种使用之后在短时间内无法在自然界中再次产生的能源，是不可再生能源，风能、水能等能源，在自然界中是可以短时间再生的能源，为可再生能源，故C正确； D．煤、石油这些化石能源，都属于不可再生能源，储量是有限的，所以要节约资源，故D错误。 故选BC。 5．下列对应关系正确的是（　　） A．物态变化及对应实例 凝固：冬天窗户玻璃上的“冰花” 升华：冰棒冒“白气” 凝华：树枝上出现“雾凇” B．物理知识及其应用 内能：可用来加热物体和做功 紫外线：医院手术室消毒 电磁波：看电视换台是改变电磁波的传播速度 C．能量及相应说法 太阳能：可再生能源 石油：不可再生能源 核能：一次能源 D．物理现象及解释 投影银幕用白色粗糙布做成：产生漫反射并反射所有色光 彩电多彩的画面：由红、绿、蓝三原色光混合而成 雨后彩虹：光的色散 A．A B．B C．C D．D 【答案】CD 【解析】A．冬天窗户玻璃上的“冰花”，是室内温度较高的水蒸气遇到温度很低的玻璃，直接由气态变为固态，附着在玻璃上，属于凝华现象；冰棒冒“白气”，是空气中的水蒸气遇到温度较低的冰棒，由气态变为液态，属于液化现象；树枝上出现“雾凇”，是水蒸气直接由气态变为固态，属于凝华现象。故A错误； B．内能可以通过热传递用来加热物体，也可以通过做功的方式转化为其他形式的能，可用来做功；紫外线具有杀菌消毒的作用，医院手术室用紫外线消毒；由于电磁波在同种介质中的传播速度是不变的，因此看电视换台是改变电视机接收电磁波的频率，而不是改变电磁波的传播速度。故B错误； C．太阳能可以从自然界源源不断地获取，属于可再生能源；石油是经过漫长的地质年代形成的，短期内无法再生，属于不可再生能源；核能是从自然界直接获取的能源，属于一次能源。故C正确； D．投影银幕用白色粗糙布做成，白色能反射所有色光，粗糙的表面能产生漫反射，使各个方向的人都能看到画面；彩电多彩的画面，是由红、绿、蓝三原色光混合而成的；雨后彩虹，是太阳光经过雨滴折射后发生色散形成的。故D正确。 故选CD。 三、填空题 6．我国最新建成的“华龙一号”核电站正式投入商业运行。它采用了先进的第三代核电技术，兼顾了安全性与经济性。目前核电站是通过核 （选填“裂变”或“聚变”）的方式释放能量，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站的大规模应用可显著减少温室气体排放，助力实现“ 中和”目标。 【答案】 裂变 不可再生 碳 【解析】[1]核裂变是指重原子核分裂成两个或多个较轻原子核的过程，在这个过程中会释放出大量的能量；而核聚变目前还主要处于研究阶段，尚未大规模应用于核电站。目前，核电站是通过核裂变的方式释放能量的。 [2]可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，如太阳能、风能、水能等；核原料是矿产资源，一旦被使用，在短时间内无法从自然界得到补充，所以核原料属于不可再生能源。 [3]核电站的大规模应用可显著减少温室气体排放，助力实现“碳”中和目标。“碳”中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。 7．电视广播、移动通信是用 传递信号；太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某太阳能热水器能使100 kg的水温度升高50 ℃，那么这些水吸收的热量为 J。［水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）］ 【答案】 电磁波 可再生 【解析】【小题1】[1]根据物理知识可知，电视广播、移动通信都是利用电磁波来传递信号的。 [2]太阳能是可以短时间内从自然界源源不断的获取的，属于可再生能源。 [3]根据可得，水吸收的热量 8．火箭工作时，依次开启助推发动机、一级发动机和二级发动机。这些发动机均依靠电子点火器点火，则这些电子点火器一定是 （选填“串联”或“并联”）的。“祝融号”火星车采用了蝴蝶状太阳能电池阵列，太阳能电池可以把光能转化 能。 【答案】 并联 电 【解析】[1]由于这些发动机均依靠电子点火器点火，互不影响，所以，这些电子点火器一定是并联。 [2]太阳能电池板吸收太阳能，产生电能，故可以将光能转化为电能。 四、简答题 9．武威地处河西走廊东端，风能资源丰富，近年来大力发展风力发电，为当地经济发展和环境保护做出了重要贡献。 (1)风力发电是一种利用清洁能源的发电方式，与传统的火力发电相比，它有哪些优点？请列举两点； (2)武威地区大力发展风力发电，对当地经济和环境有哪些积极影响？请简要说明。 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【解析】（1）与传统的火力发电相比，风力发电是一种利用清洁能源的发电方式，具有清洁、无污染、保护环境、可再生、节约能源的优点。 （2）大力发展风力发电，对当地经济的影响是：可以直接创造就业，增加财政税收，促进乡村振兴和旅游业的发展；对当地环境的影响是：缓解温室效应，改善大气质量，促进生态环境的恢复。 五、综合题 10．(1)如图所示，风力发电机靠叶片在风力的推动下转动，带动发电机发电，把风的机械能转化为 ，这种能量是 （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 性。 (2)我国是一个能源相对缺乏的国家，现主要利用的化石能源依靠进口，化石能源大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核 （选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站； (3)国家“光伏扶贫”项目中的太阳能发电系统中，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能。中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，10h可以为电网提供电能 kW·h；这些电能可供额定功率为2000W的热水器正常工作 h。 【答案】(1) 电能 二次能源 方向 (2)裂变 (3) 100 50 【解析】（1）[1]风力发电是将风的机械能通过电磁感应现象转化为电能。 [2]电能需要消耗其它形式的能才能转化为电能，所以电能属于二次能源。 [3]能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，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，该现象说明能量的转化具有方向性。 （2）我国核电站利用的重核裂变时放出大量能量，从而带动发电机发电。 （3）[1]太阳能电池板的输出功率为 由得，太阳能电池板10h提供的电能为 [2]热水器正常工作时间为 六、科普阅读题 【航天主题】“追星揽月，牧星苍穹”。2024年2月24日，我国新一代载人登月任务中使用的载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，计划2030年前实现中国人首次登陆月球，请运用有关的物理知识，完成下面小题。 11．月球上的氦-3储量丰富，图是氦-3的原子模型示意图，A带 电，B是质子，带 电，C是 ; 12．氦-3与氘进行核聚变反应时，能够释放出巨大能量，其原理与 相似（选填“氢弹”或“原子弹”），核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核能发电是将核能最终转化为 能; 13．飞船与着陆器在环月轨道交会对接后，相对 （选填“静止”或“运动”），着陆前，着陆器自由下落的过程中，着陆器势能 ，动能 （选填“增大”或“减小”）; 14．航天员与地面指挥部之间的通信是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）进行.如图所示，“揽月”启动发动机，产生高温高压气体向下喷，从而使“揽月”向上升，说明力的作用是 的，推进剂燃料具有热值 的特点。 【答案】11． 负 正 中子 12． 氢弹 不可再生 电 13． 静止 减小 增大 14． 电磁波 相互 高 【解析】11．[1][2][3]原子也有内部结构，它的中心是原子核，有一定数目的电子在原子核外运动，而原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。因此A是核外电子带负电，B是质子带正电，C是中子。 12．[1]氦-3与氘进行的是核聚变反应，释放出巨大能量，氢弹的原理也是核聚变，原子弹的原理是核裂变，故其原理与氢弹相似。 [2]核燃料是矿产资源，不能从自然界源源不断地获得，因此核能是不可再生能源。 [3]核能发电消耗核能，为电路提供电能，所以是将核反应过程中的核能最终转化为电能。 13．[1]飞船与着陆器在环月轨道交会对接后，相对彼此位置不变，相对静止。 [2][3]着陆前，着陆器自由下落的过程中，着陆器的质量不变，高度减小，速度增大，它的重力势能减小，动能增大。 14．[1]电磁波可以传递信息，而且传播不需要介质，航天员与地面指挥部之间的通信是通过电磁波进行的。 [2]“揽月”启动发动机，产生高温高压气体向下喷，发动机对气体施加向下的作用力，同时，喷出的气体对发动机施加向上的作用力，从而使“揽月”向上升，说明力的作用是相互的。 [3]推进剂燃料具有热值大的特点，相同质量的推进剂和其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多热量，提供更多能量。 15．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 【解析】（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。 一、单选题 1．（2025·山东淄博·中考真题）下列关于能源、信息、宇宙和粒子的说法正确的是（　　） A．风能、水能都属于可再生能源 B．石油、太阳能都属于清洁能源 C．手机、声呐都利用电磁波传递信息 D．银河系、太阳、地球、中子、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的 【答案】A 【解析】A．风能、水能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源，故A 正确； B．石油燃烧会产生污染物，不属于清洁能源；太阳能属于清洁能源，故B 错误； C．手机利用电磁波传递信息，声呐利用超声波传递信息，故C 错误； D．尺度由大到小的正确顺序应为银河系、太阳、地球、分子、中子，故D 错误。 故选 A。 2．（2025·青海西宁·中考真题）物理学在能源、信息、材料等领域的发展中有重要作用，下列说法错误的是（　　） A．中国实现了珠穆朗玛峰峰顶5G网络覆盖，5G信号传递利用了次声波 B．青海绿电资源丰富，目前主要利用的有水能、太阳能、风能 C．在光导纤维制成的光缆中，用激光短时间内可以传递大量信息 D．“华龙一号”是中国核电技术走向世界的国家名片，它利用核裂变发电 【答案】A 【解析】A．5G信号传递利用的是电磁波，而次声波是声波，5G信号传递利用的是电磁波，故A错误，符合题意； B．青海地区水能、太阳能、风能资源丰富，目前这些都是主要利用的绿电资源，故B正确，不符合题意； C．光导纤维利用激光的全反射原理，激光频率高，在光导纤维制成的光缆中，用激光短时间内可以传递大量信息，故C正确，不符合题意； D．目前全球商用核电站均采用核裂变技术，通过可控的铀核裂变释放能量，再转化为电能。 “华龙一号” 作为中国自主研发的第三代核电技术，其发电原理同样是核裂变，而非核聚变（核聚变目前尚未实现商用发电），故D正确，不符合题意。 故选A。 3．（2025·山东日照·中考真题）近年来，中国科技工作者在各个领域一次次刷新“中国高度”。下列说法正确的是（    ） A．如图甲，中国空间站利用的太阳能既是可再生能源又是一次能源 B．如图乙，日照附近海域成功发射谷神星一号运载火箭，火箭上升过程中机械能转化为内能 C．如图丙，小米自主研发的“玄戒01”3nm旗舰处理器芯片是由超导体材料制成 D．如图丁，四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰，这项技术利用了电磁感应原理 【答案】A 【解析】A．太阳能可以从大自然源源不断的获取，且在使用时不需要消耗其他形式的能量，故太阳能既是可再生能源又是一次能源，故A正确； B．火箭上升过程中燃料燃烧将化学能转化为内能，内能再转化为机械能，使火箭获得上升的动力，故B错误； C．超导体是指在某一温度下，电阻为零的导体，芯片在工作时需要有一定的电阻来控制电流和实现各种功能，如果用超导体材料制成，无法正常工作，芯片通常是由半导体材料制成的，选项C错误； D．电磁弹射是将电能转化为机械能，推动舰载机起飞，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用，不是利用电磁感应原理，选项D错误。 故选A。 4．（2025·江苏淮安·中考真题）下列能源中属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．天然气 C．石油 D．风能 【答案】D 【解析】煤、石油、天然气不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；风能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．（2025·江苏常州·中考真题）下列能源中，属于不可再生能源的是（　　） A．水能 B．风能 C．化石能源 D．太阳能 【答案】C 【解析】水能、风能、太阳能都可以源源不断从自然界获得，是可再生能源；化石能源不能从自然界中源源不断获得，属于不可再生能源，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 二、填空题 6．（2025·海南·中考真题）火箭使用的燃料甲烷是天然气的主要成分，天然气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；利用甲烷作为燃料主要是因为它的热值 （选填“大”或“小”）。 【答案】 不可再生 大 【解析】[1]天然气是化石燃料，形成需要漫长地质年代，短期内无法再生，因此属于不可再生能源。 [2]热值是指单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。火箭选择甲烷作为燃料，主要是因为它的热值大，即完全燃烧相同质量的甲烷能放出更多的热量，为火箭提供充足的动力。 7．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示为全球首个全潜式深远海智能渔业平台，平台为三立柱结构。若立柱浸入海水的总体积为7.5×103m3，则立柱受到的浮力为 N；平台上的风机利用风能工作，风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，风机每小时可发电4000kW·h，相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量。（q焦炭=3×107J/kg，ρ海水取1×103kg/m3，g取10N/kg） 【答案】 7.5×107 可再生 480 【解析】[1]物体排开水的体积等于浸入水中的体积，则立柱受到的浮力为 [2]风能可以从自然界源源不断的获得，所以风能属于可再生能源。 [3]风机每小时可发电4000kW·h，这么多能量需要完全燃烧焦炭的质量为 三、综合题 8．（2025·山东滨州·中考真题）2025年5月8日，我国首个“风光火储一体化”特高压工程——陇东至山东±800千伏特高压直流工程竣工投产。工程西起甘肃庆阳换流站，东至山东东平换流站，采用双八百（±800千伏额定电压、800万千瓦额定容量）特高压直流输电技术，输电距离915公里，每年可向山东省输送电量超过360亿千瓦时，每年减少燃煤消耗约1085万吨，减少二氧化碳排放约1490万吨，减少二氧化硫排放约1800吨，减少氮氧化物排放约2700吨，环境效益显著，对于加速我国电力绿色低碳转型、助力实现“双碳”目标具有重要意义。 (1)图甲中，风力发电机组工作时将机械能转化为 能； (2)如图乙，若太阳能电池板的面积为2m2，光电能量转化效率为20%，则在1000W/m2的光照强度下，每小时可以输出多少电能？ (3)若高压输电线每千米的电阻为0.2Ω，在双八百（额定功率等于额定容量）输电技术下，该工程每根输电线每秒放出多少热量？这些热量相当于完全燃烧多少kg的煤放出的热量？（煤的热值q煤=3×107J/kg） (4)东平换流站将800kV的特高压经降压变压器逐级降低成380V或220V的用户所需电压。该电压仍远超人体安全电压，所以，为确保用电安全，日常生活中要做到：不 低压带电体，不靠近高压带电体； (5)陇东地区丰富的风、光资源发电，提供超50%的绿色电能，与传统火力发电相比，请列举一条风、光发电的优点 。 【答案】(1)电 (2) (3)； (4)接触 (5)见解析 【解析】（1）风力发电机组工作时消耗机械能，得到电能，即将机械能转化为电能。 （2）电池板总功率为 则一小时获得的光能为 每小时输出的电能为 （3）由可得，电路中的电流为 每根输电线每秒放出的热量为 由可知，相当于每秒燃烧煤的质量为 （4）安全用电的原则是：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 （5）与传统火力发电相比，风、光发电的优点是清洁、无污染、可再生、运行成本低。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $