第十八章能源与可持续发展同步练习 ---2025-2026学年苏科版物理九年级下册

第十八章能源与可持续发展 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．吉林省发展新能源优势得天独厚，新能源风力发电和光伏发电装机超越煤电成为省内第一大装机规模电源。下列不属于新能源发电优点的是（　　） A．安全清洁 B．可以再生 C．随处可得 D．电量不稳 2．水是生命之源！面对严峻的水资源问题，我们应该珍惜每一滴水。关于水资源，下列说法正确的是（　　） A．贵阳的红枫湖不存在水污染的问题 B．可供人类使用的淡水资源其实是比较少的 C．贵州河流、湖泊较多，所以贵州不会出现水资源危机 D．因为地球上的水循环，所以水资源“取之不尽用之不竭” 3．如图所示，是荡秋千的模型。球从A点静止释放，到达右侧最高点D点后返回，其中B、C两点等高。下列说法正确的是（　　） A．球在B、C两点机械能相等 B．从A点到O点时，球的重力势能全部转化为动能 C．球在A、D两点的动能相等 D．在荡秋千的过程中，可通过有规律的站立、下蹲使秋千越荡越高，但机械能不变 4．下列实例中没有发生能量转化的是（　　） A． 太阳能电池发电 B． 泥石流冲垮房屋 C． 电风扇通电吹风 D． 雷击引发森林火灾 5．关于能源、材料和通讯，下列说法不正确的是（　　） A．中国7纳米芯片的主要材料是半导体 B．未来无人驾驶汽车是利用5G网络传递信息 C．光缆通信是通过光在光导纤维内壁上多次反射传递信息的 D．汽车散失的热不能收集起来再利用，表明能量转化过程没有方向性 6．在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。以下现象或事实与其主要能量转化对应关系正确的是（　　） A．电池充电——化学能转化为电能 B．燃料燃烧时发热——光能转化为内能 C．电动机带动水泵把水送到高处——电能转化为机械能 D．太阳能电池——太阳能转化为化学能 7．能源是人类生存和发展的基础，人类社会的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（　　） A．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 B．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 C．太阳能是一次能源，可直接利用且污染小，开发前景广阔 D．能量在利用的过程中，其转化和转移是有方向性的 8．如图所示是一种新型照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列说法中不正确的是（　　） A．蓄电池白天是将化学能转化为电能 B．照明灯晚上工作时将电能主要转化为光能 C．小风扇利用风力发电时，是将机械能转化为电能 D．太阳能电池板工作时是将太阳能转化为电能 9．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 10．小李家使用的热水器，30min内均匀消耗了900g的天然气，将30kg的水从25℃加热到50℃。已知水的比热容为，天然气的热值为，天然气的密度为3kg/m3，则关于该过程的说法正确的是（　　） A．水吸收的热量是 B．热水器的能量转化效率为25% C．天然气的化学能全部转化为水的内能 D．如果将此热水器效率再提高5%，则加热时间将节约1.5min 二、多选题 11．在学校选课走班活动中，兴趣小组开展小型研讨会，讨论能量、信息等问题，以下说法正确的是（    ） A．北斗卫星系统具有定位、导航等功能，能量来源是太阳能转化为电能 B．小明在荡秋千，当秋千荡到最低点时小明动能最大，速度最慢 C．太阳能、风能、水能都是可再生能源，它们都可以转化为电能 D．由于能量在转化过程中是守恒的，所以自然界的能源是取之不尽用之不竭的 12．九天揽月星河阔，十六春秋绕落回。2020年11月24日，我国成功发射探月工程嫦娥五号，如图所示，探测器整体重约8.2吨，目的地是38万公里之外的月球，此次共采集月壤样品约2kg。下列说法错误的是（　　） A．在月球降落时月球对探测器的引力等于探测器对月球的引力 B．探测器返回地球后，月壤样品的质量将变大 C．探测器两边展开的太阳能板将太阳能转化为电能 D．没有光照时可利用超导材料发热，为探测器提供能量 13．2025年4月10日山东海阳核电3号机组供电系统完成试运行，正式运行后每年可减排800万吨二氧化碳。关于核能的利用，下列说法正确的是（　　） A．核燃料向外辐射的γ射线属于电磁波 B．该核电站是利用核聚变产生能量发电 C．燃料的原子核由大量中子和电子组成 D．核废料还具有放射性，不能随意处置 14．在2020年，中国有多项让世界惊叹的科技成果，以下说法中正确的是（　　） A．我国北斗全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射：当卫星由近地点向远地点运动时，重力势能转化为动能 B．嫦娥五号上升器成功与轨道器、返回器组合体交汇对接：在太空中，嫦娥五号传输信号主要靠电磁波 C．2020年12月4日，我国新一代人造太阳装置建成并首次放电：人造太阳与太阳的发光发热原理类似，都以核裂变释放能源 D．中国新能源材料迅猛发展，我国的风机装置、光伏电池的生产规模世界第一：可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向 15．.据澎湃新闻，近日，广西南宁隆生达发电力科技有限公司（简称“隆生达发”）声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（　　） A．根据能量守恒定律，装置不可能一直转动下去 B．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 C．如果没有能量补充，装置最终会停下 D．不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置可以实现 三、填空题 16．请阅读《核电站的工作原理》并回答题 核电站的工作原理 你知道吗，核电站的工作原理并不复杂，核心组件主要就是核燃料、控制棒、减速剂和冷却剂。 核电站里的铀-235会被制成直径1cm左右的二氧化铀，像纽扣电池一样一颗一颗地放入“燃料棒”中。十几根“燃料棒”和几十根“控制棒”组成一捆，称为“核燃料组件”。这些棒之间有孔隙，“冷却剂”在孔隙间流动，把核反应产生出来的热量带走，这些热量用来发电。 核反应堆反应时，每个铀-235原子裂捕获一个中子发生裂变时要释放2~3个中子，所释放的中子又能够引起其他的铀-235原子核发生裂变。如果不控制核反应的剧烈程度，核反应产生的热量就要失控。想要控制核反应的剧烈程度，可以通过吸收一部分核反应产生的中子来实现，这个吸收中子的装置叫“控制棒”。“控制棒”在“核燃料组件”中的体积越大，吸收的中子数就会越多。 除了“控制棒”，还要有“减速剂”。因为在裂变反应中，射出的中子有快有慢，只有能量比较低、速度比较慢的那些中子才能有效地被其他的铀-235原子核捕获，从而发生裂变反应。某时刻捕获到中子的铀-235原子核越多，裂变反应就越剧烈。“减速剂”就是用一些质量轻的原子，反复和高速的中子碰撞，几次碰撞之后，中子的速度就会慢慢降下来，以便于铀-235原子核捕获。 铀-235原子核裂变后产生的热量会被“冷却剂”——水带走。水吸收热量后汽化成水蒸气，这样水蒸气就能推动汽轮机从而带动发电机发电啦。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)核电站中的核反应属于 ；（选填“核裂变”或“核聚变”） (2)如果反应堆中的核反应过于剧烈，应该采取的措施是 A．将“控制棒”插入“核燃料组件”     B．从“核燃料组件”中拔出“控制棒” (3)关于“减速剂”的作用，下列说法正确的是 A．可以加剧裂变反应   B．可以减缓裂变反应   C．可以增加核反应放出的中子 (4)核电站发电的全过程中，涉及到的主要能量转化有 。 17．化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭，我们在使用能源时应树立“一要节约能源，二要进一步开发、利用新能源”的观点。 （1）有待继续开发、利用的能源有 （至少写出两种）。 （2）请举出一个生产、生活中电能转化成化学能的例子： 。 18．2020年6月，“张北柔性直流电网”成功组网。这项工程是北京冬奥会重点配套工程，投运后，场馆将使用绿色清洁电能。假如你是这项工程的设计师，会从煤炭、太阳能、核能、天然气中选择将 这种可再生能源转化为电能。将来若能在输送电能方面采用 （选填“纳米材料”、“半导体材料”或“超导材料”），就可以避免电流的热效应引起的电能损耗。 19．目前泰兴多家快递公司通过无人快递车打造智能配送新模式。某智能配送车以40km/h平均车速行驶0.5h，通过的路程是 km；该车以电动机驱动，在行驶过程中主要将电能转化 ，还有部分能量散失到空气中，很难再被利用，这说明能量的转化和转移具有 。 20．下列现象中属于能量转移的是 ，属于能量转化的是 。 四、实验题 21．请完成下列填空。 (1)如图甲，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。 (2)如图乙，将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开，该现象说明分子间存在 。 (3)如图丙，用注射器抽取液体后堵住针筒口，用力推动活塞，发现内部的液体很难被压缩，该现象说明分子间存在 。 五、综合题 22．不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图所示。请你判断以下事例中发生的能量转化（只需考虑最主要的能量转化），并将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 (1)电热水器工作时： 。 (2)钻木取火： 。 (3)给手机充电时： 。 (4)植物吸收太阳光进行光合作用： 。 (5)烧水时水蒸气顶起壶盖： 。 23．如图为我国某地的光伏发电基地。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种技术，其碳排放量是化石能源发电的十分之一到二十分之一，是真正的低碳能源。据报道，到2025年光伏发电将占到中国总发电量的40%左右。太阳能电池板是光伏发电装置的主要组成部分之一，其光电转换效率在16%至23%之间。请解答下列问题： (1)利用太阳能电池板进行光伏发电时，是将 能转化为电能。 (2)光伏发电的优点有哪些？（写出一条即可） (3)若太阳的辐射功率为（1s内辐射在太阳能电池板上的太阳能为800J）。某种太阳能电池板的光电转换效率为18.75%，则其在的面积上的平均输出功率是多少？ (4)的该太阳能电池板工作10h转换的电能，能让一个“220V 10W”的LED灯正常工作多长时间？ 学科网（北京）股份有限公司 《第十八章能源与可持续发展》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C B D C A A A B 题号 11 12 13 14 15 答案 AC BD AD BD AC 1．D 【详解】风力发电和光伏发电是利用风能和太阳能，都属于新能源，而且都是可再生能源，使用无污染属于清洁能源，但风能和太阳能受自然条件的限制，发电具有间歇性、不稳定性，导致“电量不稳”，这是其主要缺点。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．B 【详解】A．贵阳的红枫湖存在水污染的问题，故A错误； B．地球上的水，97%是海洋水，而人类所需的淡水资源仅占全球水量的2.5%，所以可供人类使用的淡水资源其实是比较少的，故B正确； C．贵州河流、湖泊较多，也会出现水资源危机，故C错误； D．饮用水的循环是需要一定的时间的，而且这时间要以它被污染的程度而定，尽管水在自然界中不停地循环，但淡水资源却极为贫乏，所以水资源不是“取之不尽用之不竭”的，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】由于存在空气的摩擦，小球在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小。 A．球从B点摆动到C点，由于存在空气的摩擦，机械能会减小，B的机械能大于C的机械能，故A错误； B．从A点到O点时，高度变小，速度变大，球的重力势能变小，动能变大，一部分重力势能转化为动能；由于克服摩擦做功，一部分重力势能转化为内能，故B错误； C．球在A、D两点速度为零，动能为零，球在A、D两点的动能相等，故C正确； D．在荡秋千的过程中，可通过有规律的站立、下蹲，人对秋千做功，此时把人的化学能转化为机械能，秋千的机械能增加，越荡越高，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．太阳能电池发电是太阳能转化为电能，故A不符合题意； B．泥石流冲垮房屋主要是力对物体做功，属于机械能的转移，没有典型的能量转化，故B符合题意； C．电风扇通电吹风是电能转化为机械能，故C不符合题意； D．雷击引发森林火灾是电能转化为内能，故D不符合题意。 故选B。 5．D 【详解】A．半导体材料广泛应用于精密电子元件，中国7纳米芯片的主要材料是半导体，故A正确，A不符合题意； B．5G网络是目前传递信息最快的网络，未来无人驾驶汽车是利用5G网络传递信息，故B正确，B不符合题意； C．光缆通信是通过光在光导纤维内壁上多次反射传递信息的，故C正确，C不符合题意； D．汽车散失的热不能收集起来再利用，表明能量转化过程有方向性，故D错误，D符合题意。 故选D。 6．C 【详解】A．电池充电过程中，消耗了电能，是电能转化为化学能，故A错误； B．燃料燃烧时发热，是化学能转化为内能，故B错误； C．电动机带动水泵把水送到高处，消耗了电能，将电能转化为机械能，故C正确； D．太阳能电池将太阳能转化为电能，故D错误。 故选C。 7．A 【详解】A．核能是不可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径，故A错误，符合题意。 B．煤不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染，故B正确，不符合题意； C．太阳能是一次能源，是一种新型的无污染的能源，太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且对环境的污染小，前景广阔，故C正确，不符合题意； D． 能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需要节约能源，故D正确，不符合题意。 故选A。 8．A 【详解】AD．蓄电池白天充电，光电池板是将太阳能转化为电能，电能转化为化学能，故A错误，符合题意，D正确，不符合题意； B．照明灯工作时，将电能主要转化为光能，故B正确，不符合题意； C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能，故C正确，不符合题意。 故选A。 9．A 【详解】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。 10．B 【详解】A．将30kg的水从25℃加热到50℃，水吸收的热量 故A错误； B．消耗天然气的体积是 天然气完全燃烧放出热量 热水器的能量转化效率 故B正确； C．天然气燃烧不能完全燃烧、天然气燃烧放出的热量不能全被水吸收，所以天然气的化学不能全部转化为水的内能，故C错误； D．如果将此热水器效率再提高5% 需要完全燃烧天然气放出的热量 由得需要天然气的体积 需要天然气的质量 节约天然气的质量 因为30min内均匀消耗了900g的天然气，所以节约时间 故D错误。 故选B。 11．AC 【详解】A．我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，利用太阳能电池把太阳能转化为电能，从而获得能量，故A正确； B．小明荡秋千荡到最低点时，小明的质量不变，速度最大，动能最大，故B错误； C．风能、水能、太阳能可以源源不断地从自然界获得，属于可再生能源，在一定条件下，它们都可以转化为电能，故C正确； D．能量在转化过程中是守恒的，但是能量的转化和转移是有方向性的，能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源，故D错误。 故选AC。 12．BD 【详解】A．在月球降落时月球对探测器的引力与探测器对月球的引力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，故A正确，不符合题意； B．质量不随物体的位置改变而改变，故探测器返回地球后，月壤样品的质量将不变，故B错误，符合题意； C．探测器两边展开的太阳能板，太阳能板消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故C正确，不符合题意； D．超导体没有电阻，通电后不会发热，因此无法利用超导材料发热为探测器提供热量，故D错误，符合题意。 故选BD。 13．AD 【详解】A．γ射线是电磁波的一种，具有很高的能量，核燃料向外辐射的 γ 射线属于电磁波，故A正确； B．目前人类建成并投入使用的核电站，都是利用核裂变（重核分裂成轻核）释放的能量来发电，核聚变目前还难以控制，不能用于核电站发电，故B错误； C．原子核是由质子和中子组成的，电子在原子核外绕核运动，并不在原子核内部，故C错误； D．核废料中含有未反应完的放射性物质，仍然具有放射性，若随意处置会对环境和人体造成危害，必须进行专门的安全处理，故D正确。 故选AD。 14．BD 【详解】A．我国北斗全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射：当卫星由近地点向远地点运动时，高度增大，重力势能增加，则动能转化为重力势能，故A错误； B．嫦娥五号上升器成功与轨道器、返回器组合体交汇对接：在太空中，由于声波无法传播，则嫦娥五号传输信号主要靠电磁波，故B正确； C．2020年12月4日，我国新一代人造太阳装置建成并首次放电：人造太阳与太阳的发光发热原理类似，太阳内部发生的是核聚变，都以核聚变释放能源，故C错误； D．中国新能源材料迅猛发展，我国的风机装置、光伏电池的生产规模世界第一：可再生能源足够清洁、无污染环境，可以保证不会严重影响环境，是未来理想能源的一个重要发展方向，故D正确。 故选BD。 15．AC 【详解】AC．根据能量守恒定律，该装置工作过程总会因为机械摩擦等原因，有一部分能量会转化为内能损失掉，如果没有能量补充，装置最终会停下，不可能一直转动下去，故AC正确； B．能量守恒定律是自然界最基本的规律，任何机械在任何时候都要遵守能量守恒，故C错误； D．根据能量守恒定律，能量不会凭空消失，也不会凭空产生，不靠任何能量补充，1度电不可变为10度电，故D错误。 故选AC。 16． 核裂变 A A 核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能 【详解】(1)[1]核反应堆反应时，每个铀-235原子裂捕获一个中子,发生裂变时要释放2~3个中子，所释放的中子又能够引起其他的铀-235原子核发生裂变。核电站中的核反应属于核裂变。 (2)[2]想要控制核反应的剧烈程度，可以通过吸收一部分核反应产生的中子来实现，这个吸收中子的装置叫“控制棒”。“控制棒”在“核燃料组件”中的体积越大，吸收的中子数就会越多。故选A。 (3)[3]“减速剂”就是用一些质量轻的原子，反复和高速的中子碰撞，几次碰撞之后，中子的速度就会慢慢降下来，以便于铀-235原子核捕获,从而加剧核反应速度。故选A。 (4)[4]铀-235原子核裂变后产生的热量会被“冷却剂”——水带走，是核能转化为内能；水吸收热量后汽化成水蒸气，水蒸气就能推动汽轮机转动，是内能转化为机械能；汽轮机带动发电机发电，是机械能转化为电能。 17． 太阳能、风能 给手机充电时，电能转化为化学能 【详解】（1）[1]新能源主要包括太阳能、风能、水能等。 （2）[2]给手机充电时，将电能转化为化学能储存在电池里面。 18． 太阳能 超导材料 【详解】[1]太阳能是清洁无污染的可再生能源，我们可以将太阳能转化为电能，供我们使用。 [2]超导材料由于电阻为零，所以不产生电热，用作输电导线没有电能损耗。 19． 20 机械能 方向性 【详解】[1]由公式可得，快递车通过的路程为 [2]智能配送车在行驶过程中，消耗电能，车行驶时具有机械能，所以将电能转化为机械能。 [3]由于车在行驶过程中，部分能量散失到空气中，很难再被利用，这说明能量的转化和转移具有方向性。 20． ② ①③④ 【详解】[1][2]①煤炭燃烧，消耗了化学能，得到内能，化学能转化为内能，属于能量转化； ② 热水自然冷却，是通过热传递的方式改变水的内能，属于能量的转移； ③ 搓手取暖，是通过做功的方式改变内能，是机械能转化为内能，属于能量转化； ④ 灯泡发光，消耗电能，获得光能和内能，电能转化为光能和内能，属于能量转化； 故属于能量转移的是②，属于能量转化的是①③④。 21．(1) 不能 不会 (2)引力 (3)斥力 【详解】（1）[1][2]根据能量守恒定律，能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 在图甲所示的设想中的永动机，它在工作过程中没有外界能量的输入，却期望能持续不断地对外输出能量（如持续带动其他机械做功等），这违背了能量守恒定律，因为能量不会凭空产生。所以从能量守恒的角度可知它不能一直工作下去，因为能量不会凭空产生。 （2）将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。 这是因为铅块的分子间距离在紧压时达到了一定程度，使得分子间产生了引力，这种引力将两个铅块紧紧地结合在一起，该现象说明分子间存在引力。 （3）用注射器抽取液体后堵住针筒口，用力推动活塞，发现内部的液体很难被压缩。 这是因为液体分子间存在一定的距离，当试图压缩液体时，分子间的距离会进一步减小，此时分子间就会表现出斥力，阻碍液体被进一步压缩，该现象说明分子间存在斥力。 22．(1)K (2)C (3)J (4)G (5)D 【详解】（1）（1）电热水器工作时，消耗电能，使水的内能增加，是电能转化为内能。从图中看到，从电能到内能的能量转化对应的字母序号为K 。 （2）（2）钻木取火时，克服摩擦力做功，消耗机械能，产生内能，是机械能转化为内能。从图中看到，从机械能到内能的能量转化对应的字母序号是C 。 （3）（3）给手机充电时，消耗电能，使手机电池内的化学能增加，是电能转化为化学能。从图中看到，从电能到化学能的能量转化对应的字母序号为J 。 （4）（4）植物吸收太阳光进行光合作用，吸收光能，合成有机物，使化学能增加，是光能转化为化学能。从图中看到，从光能到化学能的能量转化对应的字母序号是G 。 （5）（5）烧水时水蒸气顶起壶盖，水蒸气膨胀对外做功，消耗内能，使壶盖获得机械能，是内能转化为机械能。从图中看到，从内能到机械能的能量转化对应的字母序号为D 。 23．(1)太阳 (2)节约能源 (3)150W (4)150h 【详解】（1）光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种技术，发电时是将太阳能转化为电能。 （2）光伏发电的优点是节约能源、清洁、无污染、可再生、保护环境，且易安装等，答案合理即可。 （3）的面积上的平均输出功率是 （4）的该太阳能电池板工作10h获得的电能为 这些电能能让一个“220V 10W”的LED灯正常工作的时间 学科网（北京）股份有限公司 $