第22章能源与可持续发展章末过关卷-2025-2026学年物理九年级全册人教版

第22章能源与可持续发展章末过关卷-2025-2026学年物理九年级全册人教版（2024） 一、单选题 1．下列关于能源和信息说法正确的是（　　） A．我国的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的 B．煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大，属于可再生能源 C．超导材料可以用于制作电饭煲的发热电阻 D．现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的 2．下列能源中，属于不可再生能源的是（　　） A．太阳能 B．核能 C．风能 D．水能 3．2024年中国总发电量达10万亿度，创下人类历史上单个国家新高。图中所示的发电形式中，利用不可再生能源发电的是（   ） A．潮汐发电 B．太阳能发电 C．风力发电 D．火力发电 4．信息、能源、材料并列为现代文明的三大支柱。下列说法正确的是（　　） A．电磁波可以在真空中传播 B．电能属于一次能源 C．风能、水能属于不可再生能源 D．超导材料可用于制作电热丝 5．如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了晶体硅太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法正确的是（　　） A．手机与“智能脚蹬车”通过超声波传输数据 B．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源 C．对锂电池充电时，锂电池相当于电源 D．太阳能电池板主要是由超导体材料制成的 6．如图所示是一种太阳能背包，其内部的太阳能电池板可以给书包里的蓄电池充电，供电给手机、小风扇等电子产品。下列关于该背包的说法正确的是（　　） A．太阳能电池板将电能转化为太阳能 B．蓄电池供电时将化学能转化为电能 C．给蓄电池充电是将内能转化为化学能 D．小风扇工作时将全部电能转化为机械能 7．如图是锂原子结构示意图，锂原子（   ） A．由质子和中子组成 B．失去电子后带负电 C．质子数和电子数相等，所以锂原子不带电 D．由带正电的原子核和核外不带电的电子组成 8．下列关于热机的说法，正确的是（　　） A．家用轿车的汽油机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能 B．汽油在汽油机中燃烧越充分，汽油的热值就会越高 C．随着最新量子热机不断研究，热机效率能够达到百分之百 D．柴油机所烧柴油属于不可再生二次能源 9．我国科技迅猛发展，在能源和材料等领域取得了辉煌的成绩，下列说法正确的是（　　） A．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源 B．我国空间站使用的柔性三结砷化镓太阳能电池板主要将太阳能转化为化学能 C．超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝 D．手机、电脑等电子产品的芯片多是用半导体材料制作的 10．如图是大连秀山长廊使用的“风光互补”景观照明灯，它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列说法正确的是（　　） A．蓄电池夜晚工作时，将电能转化为光能 B．蓄电池白天相当于电路中的用电器，晚上相当于电源 C．LED灯发光部分是用超导体材料制作 D．太阳照射时，太阳能电池板能把太阳能全部转化成电能 二、多选题 11．物理学在能源、信息、材料等领域的发展中有重要作用，下列说法正确的是（　　） A．核电站利用核裂变发电 B．核能属于可再生能源 C．根据能量守恒定律永动机是存在的 D．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 12．如图所示，一只太阳能草坪节能灯，由太阳能电池板、蓄电池、“6V 1W”的节能灯等组成，太阳能电池板发电并将电能储存在蓄电池中，供节能灯晚间照明；该太阳能电池板接收太阳辐射的面积为，其光电转化效率（即发电效率）为20%。若在太阳能电池板接收太阳辐射的有效时间内，太阳能电池板接收太阳辐射的功率为640W。下列说法正确的是（    ） A．太阳能电池板发电过程中把光能转化成电能 B．太阳能电池板给蓄电池充电过程中将化学能转化成电能 C．该灯的太阳能电池板发电功率为 D．节能灯正常发光10h消耗的电能为 13．如图所示，是便携式太阳能充电应急手电筒，由太阳能电池板、蓄电池、LED灯等组成，太阳能电池板发电并将电能储存在蓄电池中（忽略此过程中的能量损失），供LED灯晚间应急照明。此手电筒的相关信息如下表所示。已知在正午阳光直射的情况下，太阳能电池板1cm2接收太阳辐射的功率为0.1W。下列说法正确的是（    ） 灯泡类型 LED 应急照明电压U/V 3 应急照明功率P/W 3 太阳能电池板的面积S/cm2 40 光电转化效率（即发电效率） 20% A．太阳能电池板发电时，将太阳能转化为电能 B．该手电筒在应急照明工作时，将电能主要转化成内能 C．正午时该手电筒的太阳能电池板发电功率为0.8W D．正午阳光直射电池板5min所存储的电能，可使该手电筒正常照明400s 14．如图所示为我国科学家研制的一种柔性太阳能电池，它可以组合成所需要的各种形状、面积，甚至可以贴在玻璃上制成太阳能发电窗户，应用场景非常广泛。假定该太阳能电池正常工作时把光能转化为电能的效率为20%，太阳光照射到电池表面单位面积上的平均功率按0.6kW/m2计算。下列说法正确的是（　　） A．该太阳能电池工作时把太阳能全部转化为电能 B．面积为1m2的该电池正常工作时，发电平均功率为120W C．面积为1m2的该电池正常工作时，平均每小时可以产生0.6度电 D．若该电池能使额定功率为60W的用电器正常工作，则该电池的面积为0.5m2 三、填空题 15．我国自主研发的“玲龙一号”全球首个商用模块化核反应堆将很快投入使用，它的反应原理和核电站类似，它利用的是原子核 （选填“裂变”或“聚变”）获得核能。关于原子，其结构大致示意图是图中 （选填“甲”或“乙”），其中原子核带 电（选填“正”或“负”）。 16．如图是“玉兔二号”在月球行走的画面，它是首台在月球背面成功着陆的月球车，“玉兔二号”月球车是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面联系的；核电站是利用核 （选填“裂变”或“聚变”）反应所释放的能量来发电的；该反应是 （选填“可控”或“不可控”） 17．新能源类： (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，把风能转化为电能，这种发电机的工作原理是 ；电能是 （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)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。 (3)“氢气的低温制备和存储”入选中国十大科技。氢气可以通过电解水制取。用氢气做燃料，完全燃烧过程中，其燃烧产物是水和少量的氮氧化物，氢气放出的热量是汽油放出的热量的3倍。氢气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。目前我国研发出一款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种新型发动机对汽车提供动力时能量转化是 。 18．2025年第十五届全运会秉承低碳理念，主火炬塔采用了创新的“电光水雾”系统来模拟火焰，如图所示。 (1)主火炬塔能源供应核心是“源网荷储”，塔顶的太阳能电池板将 能转化成电能；晚上蓄电池释放能量驱动火炬塔LED灯阵发光，此时蓄电池将 能转化成 能： (2)参考图甲的能量流向图，将图乙的能量流向图补充完整 ；根据图的能量流向图，请你推断当白炽灯和LED灯在相同时间内释放相同的光能时，白炽灯实际的电功率 （选填“大于”、“小于”或“等于”）LED灯实际的电功率。 四、实验题 19．压电材料是一种在发生弹性形变时将机械能转化为电能的新型材料。对压电材料施加不同的压力，它两端的电压大小会如何变化呢？实践小组的同学进行了实验。 实验思路：对同一个压电材料施加不同的压力，同时用电压表测出其两端的电压。 实验过程：如图所示，将质量不同的砝码分别放在某水平放置的压电材料的中心，用数字电压表测量其两端的电压，记录数据如下表所示。 砝码质量m/g 50 100 150 200 … 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 … 实验结论： (1)分析表中数据，可得出结论：在一定限度内， 。 实验拓展： (2)小组同学发现，当砝码质量超过200g后，该压电材料两端的电压不再明显变化，其原因可能是 。 (3)压电材料的应用广泛。在医疗成像时常选用石英晶体作为压电材料，因为它具有高电压、高稳定性的特点。在生物医学检测时常选用聚偏氟乙烯作为压电材料，因为它具有良好的生物相容性。结合上述信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。 20．太阳能作为一种新能源，已被人类广泛使用，如太阳能路灯，其核心部件是光电板。光电板吸收太阳能转化为电能并储存起来。某兴趣小组要研究光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，他们有如下猜想： 猜想1：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关； 猜想2：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关； 猜想3：光电板吸收太阳能的多少与光电板的颜色有关。 为了验证以上猜想，他们让光电板对相同的LED灯供电，进行了实验，记录的实验数据如下表： 序号 光电板的面积S/m² 光照时间t/min 光电板颜色 LED灯的发光时间t/min 1 0.1 10 深蓝色 30 2 0.1 20 深蓝色 60 3 0.2 10 深蓝色 60 4 0.3 10 深蓝色 90 5 0.1 10 绿色 20 6 0.1 10 白色 5 (1)该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过 反映的。 (2)分析表中 （填表中的序号）两组数据得出的结论是：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关。 (3)分析表中数据可知，制作太阳能光电板用 色最好。 (4)除了控制变量法外，该实验主要用到的实验方法是 ，我们学过的实验中用到此方法的是 （举一例即可）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第22章能源与可持续发展章末过关卷-2025-2026学年物理九年级全册人教版（2024）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D A B B C D D B 题号 11 12 13 14 答案 AD AD AC BD 1．A 【详解】A．卫星导航系统通过电磁波传递信息，电磁波能在真空中传播，适合卫星通信。我国的北斗卫星导航系统正是利用电磁波传递信息，故 A正确。 B．煤、石油、天然气等化石能源形成周期漫长，消耗后短期内无法再生，属于不可再生能源，故 B错误。 C．超导材料的电阻为零，电流通过时不产生热量。电饭煲的发热电阻需要利用电流的热效应，因此超导材料无法用于制作发热电阻，故 C错误。 D．现有核电站利用铀核裂变释放能量发电，核聚变技术仍处于实验阶段，尚未实现商业化应用，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】太阳能、风能、水能都能从自然界里源源不断地得到补充，属于可再生能源；核能一旦消耗，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．D 【详解】风力、太阳能、潮汐能够源源不断地从自然界获得，是可再生能源，太阳能发电、风力发电、潮汐发电都是利用可再生能源发电的；火力发电利用煤进行发电，煤不能从自然界源源不断获得，也不能重复利用，是不可再生能源，则火力发电是利用不可再生能源发电的。 故选D。 4．A 【详解】A．电磁波是由电场和磁场相互激发而传播的波，不需要介质，因此可以在真空中传播，故A正确； B．一次能源是指直接从自然界获取的能源，如煤炭，石油，风能，太阳能等；而电能是二次能源，故B错误； C．风能和水能属于可再生能源，因为它们来源于自然界的持续运动，不会因使用而枯竭，故C错误； D．超导材料的电阻为零，在通电时不会产生热量，因此不适合用于制作电热丝。电热丝需要的是电阻较大，能发热的材料，如镍铬合金，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】A．电磁波可以传递信息，所以手机与“智能脚蹬车”之间是通过电磁波传输数据的，故A错误； B．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。太阳能能够源源不断地从自然界获取，所以“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源，故B正确； C．对锂电池充电时，锂电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，此时锂电池相当于用电器，而不是电源，故C错误； D．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的，而不是超导材料。超导材料是指在一定条件下电阻为零的材料，与太阳能电池板的材料特性不符，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】A．太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能，故A错误； B．蓄电池在供电（放电）时，内部的化学反应将化学能转化为电能，供外部设备使用，B正确； C．给蓄电池充电时，是将电能转化为化学能储存起来，而不是将内能转化为化学能，故C错误； D．小风扇工作时，电能主要转化为机械能，但由于电机存在电阻，部分电能会转化为内能，不可能将全部电能转化为机械能，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．原子由原子核（质子 + 中子）和核外电子共同组成，故A不符合题意； B．原子核带正电荷，原子失去电子后，原子核内的质子数 大于电子数，会带正电，故B不符合题意； C．锂原子质子数等于3，电子数等于3，原子整体呈电中性，故C符合题意； D．核外电子带负电，不是不带电，故D不符合题意。 故选C。 8．D 【详解】A．汽油机压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物，机械能转化为内能，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与燃烧充分程度无关，故B错误； C．热机由于摩擦、散热等不可逆因素，热机效率不可能达到100%，故C错误； D．二次能源是一次能源经过加工，转化成另一种形态的能源，石油短时间内无法重复获取，是不可再生能源，故柴油是从石油中提炼的二次能源，故D正确。 故选D。 9．D 【详解】A. 能量在转移和转化的过程中总量保持不变，符合能量守恒定律，但能量的转化和转移具有方向性，可利用的能源会减少，因此我们需要节约能源，故A错误； B. 太阳能电池板主要将太阳能转化为电能，而不是化学能，故B错误； C. 超导材料电阻为零，用于远距离输电导线可减少电能损耗，但用于电炉的电阻丝时，由于电阻为零无法产生热量，因此不能用于制作电炉的电阻丝，故C错误； D. 手机、电脑等电子产品的芯片主要使用半导体材料（如硅）制作，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．蓄电池夜晚工作时，将储存的化学能转化为电能，故A错误； B．蓄电池白天消耗电能，相当于电路中的用电器，晚上为电路提供电能，相当于电源，故B正确； C．LED灯发光部分是用半导体材料制作成的，故C错误； D．太阳能电池板，消耗太阳能，产生电能，故是把太阳能转化为电能，但由于能量在转移和转化中会有损耗，所以不可能把太阳能全部转化成电能，故D错误。 故选B。 11．AD 【详解】A．目前商业运行的核电站，都是通过可控的铀核裂变反应来释放能量并发电的，故A正确； B．核能来源于铀等核燃料，这些矿产资源在地球上的储量有限，消耗后无法在短期内再生，因此属于不可再生能源，故B错误； C．能量守恒定律表明能量不会凭空产生或消失，但永动机试图不消耗能量而持续对外做功，违反了能量守恒定律，因此永动机不可能存在，故C错误； D．光导纤维利用激光的高频率和高亮度特性，通过光的全反射来传输信号，能够在短时间内传递海量信息，是现代通信的核心技术之一，故D正确。 故选AD。 12．AD 【详解】A．太阳能电池板的工作原理是将光能（太阳能）转化为电能，此描述符合能量转化规律。故A正确； B．太阳能电池板给蓄电池充电，是将太阳能转化的电能转化为蓄电池的化学能，故B错误； C．太阳能电池板接收的总辐射功率为 则发电功率（光电转化后）为 故C错误； D．节能灯正常发光功率为 正常发光10h消耗的电能 故D正确。 故选AD。 13．AC 【详解】A．太阳能电池板发电时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故A正确； B．该手电筒在应急照明工作时主要是用来发光，将电能主要转化成光能，故B错误； C．在正午阳光直射的情况下，太阳能电池板接收太阳辐射的功率为 正午时该手电筒的太阳能电池板发电功率为 故C正确； D．正午阳光直射电池板5min所存储的电能为 可使该手电筒正常照明时间为 故D错误。 故选AC。 14．BD 【详解】A．该太阳能电池工作时并非将太阳能全部转化为电能，其转化效率为20%，而不是100%，故A错误； B. 太阳光照射到电池表面单位面积上的平均功率按0.6kW/m2计算，对于面积为1m2的电池，接收到的光功率为0.6kW（即600W），发电平均功率为光功率乘以效率，，故B正确； C． 面积为1m2时，发电平均功率为120W（0.12kW），平均每小时发电量为，即0.12度，而不是0.6度，故C错误； D．要使额定功率为60W的用电器正常工作，电池输出功率至少为60W。 解得，故D正确。 故选BD。 15． 裂变 乙 正 【详解】[1]“玲龙一号” 的反应原理和核电站类似，“玲龙一号”核反应过程是通过核裂变释放巨大的核能。 [2][3]原子是由原子核和核外电子组成的，原子核带正电，核外电子带负电，核外电子围绕着原子核高速运动，其结构大致示意图是图乙。 16． 电磁波 裂变 可控 【详解】[1]电磁波可以在真空中传播，月球上面是真空，“玉兔二号”月球车是通过电磁波传递信息。 [2][3]目前人类的核电站是利用铀原子核裂变时释放出的核能来发电的，核反应堆中的链式反应是可控的。 17．(1) 电磁感应 二次能源 方向 (2) 100 50 (3) 可再生 内能转化为机械能 【详解】（1）[1]风力发电是将风能即机械能通过电磁感应现象转化为电能，所以这种发电机的工作原理是电磁感应。 [2]电能需要消耗其它形式的能才能转化为电能，故电能属于二次能源。 [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）[1]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为 [2]这些电能可供额定功率为2000W的热水器正常工作的时间为 （3）[1]自然界含有丰富的氢，氢大都以化合物的形式存在，人们可以通过电解把水分解成氢气和氧气，可见氢气可从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源。 [2]新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时空气膨胀做功将空气的内能转化为车的机械能。 18．(1) 太阳 化学 电 (2) 内能55J 大于 【详解】（1）[1][2][3]太阳能电池板的原理是将太阳能转化为电能，然后通过蓄电池将电能转化为化学能储存起来，给用电器供电时，蓄电池再将化学能转化成电能。 （2）[1]根据图甲可知，白炽灯工作时将电能转化为内能和光能，所以图乙中LED灯工作时也是将电能转化为内能和光能，即， [2]由图甲乙知，白炽灯工作时，大部分电能转化为内能，只有少部分转化为光能。而LED灯的电能转化为光能的效率可达45%，所以当白炽灯和LED灯在相同时间内释放相同的光能时，白炽灯需要消耗更多的电能，即白炽灯实际的电功率大于LED灯实际的电功率。 19．(1)同一个压电材料两端的电压大小与压力大小成正比 (2)超过了该压电材料的弹性限度 (3)压电材料两端的电压大小与压电材料的种类有什么关系 【详解】（1）分析表中数据，当压力增大为几倍，电压也增大为几倍，得出的结论：在一定限度内，同一种压电材料两端电压大小与压力大小成正比。 （2）压电材料是一种在发生弹性形变时将机械能转化为电能的新型材料，弹性形变必须在弹性限度内，当砝码质量超过200g后，发现材料两端的电压不再明显增加，原因可能是超过了材料的弹性限度。 （3）在医疗成像时常选用石英晶体作为压电材料，因为它具有高电压、高稳定性的特点；在生物医学检测时常选用聚偏氟乙烯作为压电材料，因为它具有良好的生物相容性，说明在相同压力时，不同种类的压电材料，压电材料两端电压大小可能不同；所以可提出一个科学问题：压电材料两端的电压大小与压电材料的种类有什么关系。 20．(1)LED灯的发光时间 (2)1、2 (3)深蓝 (4) 转换法 见解析 【详解】（1）实验中没有直接测量太阳能的多少，而是通过LED灯的发光时间来间接反映。 因为LED灯越亮、持续发光时间越长，说明光电板转化并储存的电能越多，即吸收的太阳能越多。 （2）要研究“光照时间”对吸收太阳能的影响，需要控制其他变量相同（面积、颜色），只改变光照时间，由表可知，实验1和2符合条件。 （3）要比较哪种颜色吸收太阳能最多，需控制面积和光照时间相同，只改变颜色，由表可知，实验1、5、6中，颜色不同，其他相同，其中实验1中的深蓝色光电板为使灯发光的时间最长，说明，制作太阳能光电板用深蓝色最好。 （4）[1][2]实验中通过LED灯发光时间来反映光电板吸收太阳能的多少，这是一种无法直接测量的物理量（太阳能吸收量），通过另一个可观察的量（发光时间）来体现。这种方法叫转换法（或叫“转化法”）。 我们学过的实验中用到转换法的，例如探究声音是由物体振动产生的实验，将音叉的振动转换为乒乓球的弹开，从而证明音叉在振动。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $