16.4 设计节能环保小屋 巩固练习-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

16.4设计节能环保小屋 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某品牌微波炉有“微波加热”和“光波烧烤”两个挡位，其铭牌信息如表所示，下列说法正确的是（　　） 额定电压 220V 微波加热功率 900W 微波工作频率 2450MHz 光波烧烤功率 1000W A．微波炉消耗的电能是一次能源 B．微波和光波都属于超声波 C．“光波烧烤”挡比“微波加热”挡更费电 D．“光波烧烤”挡比“微波加热”挡消耗电能快 2．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 3．如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，下列说法正确的是（    ） A．光电池板是将太阳能转化为化学能 B．照明灯工作时，LED灯是将内能转化为电能 C．利用风力发电时，机械能转化为电能 D．蓄电池放电时，蓄电池将化学能转化为光能 4．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。下列做法可取的是（　　） A．实行垃圾分类回收利用 B．出行时尽量选择驾驶私家车 C．就餐时选择使用一次性餐具 D．大力发展火力发电 5．近年来，自动新能源汽车和自动驾驶技术成为许多汽车厂商重点研究对象。如图，为顾客正在体验某品牌汽车的自动泊车技术，该汽车利用5G技术、高精度地图、激光雷达传感器等多种技术手段实现车辆的精准定位，从而保证车辆准确行驶。下列说法中正确的是（　　） A．5G芯片是利用半导体材料制成的 B．汽车搭载的北斗导航系统通过超声波向汽车发送信息 C．该汽车利用纯电模式行驶过程中，所消耗的电能全部转化为汽车的动能 D．当续航不足时，该汽车通过发动机燃烧汽油来获取动力，汽油属于可再生能源 6．下列关于材料、信息和能源的说法中不正确的是（ ） A．超导材料可应用于远距离输电线 B．化石能源的大量使用造成酸雨、雾霾等环境问题 C．LED灯是由半导体材料制成的，具有单向导电性 D．光纤通讯利用电信号传递信息，具有抗干扰的特点 7．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续航里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（）。下列说法正确的是（　　） A．氢能转化的过程具有方向性 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．燃烧100kg的液氢一定能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100％ 8．下列各组能源中，都属于可再生能源的是（　　） A．石油、天然气 B．水能、天然气 C．风能、太阳能 D．煤炭、木柴 9．我国在能源利用方面一直努力践行绿色理念，尽可能开发利用清洁能源和可再生能源。你推荐使用下列哪一组能源（    ） A．风能、石油 B．太阳能、水能 C．煤、电能 D．煤气、汽油 10．下列选项中的能源属于清洁能源的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．天然气 D．风能 二、填空题 11．2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船发射圆满成功。当飞船的太阳能帆板打开时会把太阳能转化为 能；太阳能属于 能源（填“一次”或“二次”）。 12．2025年11月22日，全球最大“华龙一号”核电基地—福建漳州核电2号机组首次并网成功向电网送电，核电站利用核反应释放能量来发电，这种反应称为核 （选填“聚变”或“裂变”）；核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 13．某新型太阳能发电装置首次使用柔性电池板作为能量来源，电池板把太阳能直接转化为 能；当电池板接收太阳能的功率为1.5×105 W时，发电效率达35%，则展开8s后能够接收太阳能 J，可提供电能 J。 14．新能源是相对于常规能源（电能、煤、石油等）来说的，新能源有地热能、 、 、氢能等；新能源的共同特点是 和 ． 15．如图为汕头南澳勒门海上风电场，是亚洲最大的海岛风电场。风力发电的过程是将 能转化为 能，其中属于一次能源的是 能。 三、实验题 16．(1)图甲是一台单缸四冲程汽油机 冲程的示意图，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同，此过程中通过 方式改变汽缸内燃料混合物的内能； (2)汽车冷却系统用水冷却发动机，这是利用水 的特点来工作的； (3)在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 方式增加物体内能，转化得到的内能 再转化为机械能（选填“可以”或“不可以”）。 (4)科学家设计了一款六冲程汽油机，它的构造和工作循环的前四个冲程与四冲程汽油机相似，在第四冲程结束后，再完成两个冲程。①第五冲程中，向汽缸内喷水，水在汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，则第五冲程为 （选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）冲程；②第六冲程中活塞向 运动。（选填“上”或“下”） 四、综合题 17．海洋能开发：向“深蓝”要“绿电” 海洋能是重要的绿色可再生能源，包括潮差能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能等。近年来，我国高度重视海洋能发展。 海洋能资源是可再生能源的重要组成部分，它开发潜力大，具有绿色清洁、预测性强、可就近消纳等优势。以潮流能为例，潮流能是月球和太阳的引潮力使海水产生周期性往复水平运动而形成的动能，其发电设备直接置于水中。受海岸形态和海底地形等因素的影响，潮流能资源主要集中在群岛地区的海峡、水道及海湾的狭窄入口处。潮流能的发电原理和风力发电类似，形象地说，潮流能发电机组就像是“水里的风力发电机”。潮汐周而复始，相比于风电、太阳能等新能源，潮流能的稳定性、可预测性更强。这一特性也有利于潮流能设施的投放、建设。同时，因为水的密度高于风的密度，在单位面积下，潮流能的能量捕获效率高于风能。这意味着可以利用较小尺寸的水轮机，获得较大功率输出。 我国海洋能资源丰富，在优良的资源条件下，相关研究机构和企业早早开展了技术探索，一些领域已走在国际前列。2022年2月24日，我国首台兆瓦级潮流能发电机组“奋进号”在舟山海域成功下海。截至2025年3月17日，“奋进号”并网送电超489万千瓦时，连续运行时间居国际前列。 请回答： (1)人类利用的能源中，哪些能源属于不可再生能源，请举出两例： 、    (2)潮流能的发电涉及到的能量转化是：潮流能→ →    (3)比较潮流能与太阳能的发电特点，完成下表： 比较项目 潮流能 太阳能 能量来源 的引潮力 太阳辐射 能量形式 动能（海水运动） 光能 稳定性 强（可精确预测） 弱（受 影响显著） 适用地域 沿海/海峡地区 日照充足地区 18．太阳能发电具有清洁、可再生的优点，但也存在着依赖日照条件，储能技术不足等缺点。在跨学科实践课上，某物理小组的同学尝试设计一个以储能系统为核心的太阳能供电系统。 (1)能流图设计；如图（a），白天利用太阳能发电给用户端和储能系统供电，夜间储能系统自动给用户端供电。储能的方式很多，比较常见是利用化学电池即蓄电池储存电能，如果采用这种方式储存电能，根据图（a）信息可知，白天蓄电池中发生的能量转化是 。 (2)蓄水储能系统设计； ①设计原理：如图（b）是同学们设计的一种蓄水储能系统示意图。白天抽水机通电工作，利用大气压将水从低位水槽抽到高位水槽，此时自动阀门关闭，当达到设定水位时抽水机自动停止工作。夜间，自动阀门开启，水流向低位水槽，在水流的冲击下对发电系统做功，发电机将机械能转化为电能供给用户； ②设计参数： 发电机输出电能 高位水槽蓄水量 发电系统效率 环境气压 环境温度 不少于8kW·h 100t 80% 约1标准大气压 不低于0℃ 请根据表格中的参数要求，推算出图（b）中高位水槽距离发电机的高度h应不低于 m；（g取10N/kg） ③交流反思：同学们经过讨论，发现图（b）的方案中存在一处设计错误，请指出： ； (3)自动阀门设计；如图（c）是自动阀门的结构设计及控制电路，其中R为光敏电阻。当光照强度减少到设定值时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁向上移动，使阀孔打开，水流出高位水槽。 ①若实现上述功能，光敏电阻的阻值应随光照强度的增加而 ；“当阀门中弹簧的弹性形变变大时，弹簧的弹性势能 ； ②若要实现在光照强度更低时开启自动阀门。可以将电路中滑动变阻器Rp的滑片P向 适当调节。 19．小明家在陕北，冬季气温较低，能量消耗较高，小明统计了家中一个冬天采暖和做饭的能耗，如下表所示。（天然气的热值为） 能源用途 采暖 做饭 能源名称 天然气 天然气 电 消耗量     2000m3 300m3 500kW·h (1)天然气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 (2)已知小明家中做饭用的电器加热效率为90%，天然气灶的热效率为60%，若完全用天然气灶替代电器，则一个冬天需要多消耗天然气的体积是多少？ (3)如图是供暖系统的能量流向图，为了保持冬季室内的温度恒定，壁挂炉需长时间处于工作状态；小明查阅资料了解到，采暖系统产生的热量主要通过窗户和墙壁散失到外界空气中，为了降低采暖能量损耗，小明建议改造家中的墙壁，改造后使家中的平均传热率（N）由2W/（m2·℃）降至1.65W/（m2·℃）（传热率指每平方米的窗户和墙壁向外传热的功率与室内外温差的比值）。已知家中墙壁和窗户与外界冷空气接触的总面积为200m2，冬季室内外平均温差保持30℃不变。 ①相比于改造前，冬季室内每小时向外传递的热量减少了多少？ ②已知壁挂炉每小时流出水的质量为450kg，在回水温度不变的情况下，出水温度相较于改造前降低了多少℃？[假设管道中水放出的热量全部被房间吸收，水的比热容] 学科网（北京）股份有限公司 《16.4设计节能环保小屋》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D C A A D A C B D 1．D 【详解】A．微波炉消耗的电能是二次能源，故A错误； B．微波、光波都属于电磁波，故B错误； C．“光波烧烤”挡比“微波加热”挡功率大，根据W=Pt可知消耗电能的多少还与时间有关，故C错误； D．“光波烧烤”挡比“微波加热”挡功率大，“光波烧烤”挡比“微波加热”挡消耗电能快，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】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。 3．C 【详解】A．光电池板的作用是将太阳能转化为电能，而不是化学能，故A错误； B．照明灯工作时，LED灯是将电能转化为光能，同时可能有少量内能，但主要是电能转化为光能，不是将内能转化为电能，故B错误； C．利用风力发电时，“小风扇”转动，将机械能转化为电能，故C正确； D．蓄电池放电时，是将化学能转化为电能，而不是直接转化为光能，电能再通过照明灯转化为光能，故D错误。 故选C。 4．A 【详解】A．垃圾分类回收利用，可以减少污染、节约资源，推动“节能减排”工作，故A符合题意； B．出行驾驶私家车，虽然提高了出行效率，但是增加了燃油、燃气的使用，从而增加了空气污染物、二氧化碳的排放，不利于推动“节能减排”工作，故B不符合题意； C．就餐时使用一次性餐具，一定程度上浪费了木材资源，不利于推动“节能减排”工作，故C不符合题意； D．火力发电需要更多的燃料燃烧，向空气排放更多的污染物以及二氧化碳，不利于推动“节能减排”工作，故D不符合题意。 故选A。 5．A 【详解】A．5G芯片是利用半导体材料制成的，具有单向导电性，故A正确； B．电磁波的传播不需要介质，汽车搭载的北斗导航系统通过电磁波向汽车发送信息，故B错误； C．该汽车利用纯电模式行驶过程中，由于存在摩擦，所消耗的电能部分转化为汽车的动能，部分转化为内能，故C错误； D．汽油在短时间内不能再生，属于不可再生能源，故D错误。 故选A。 6．D 【详解】A．超导材料电阻为零，应用于远距离输电线时，可避免因电阻产生的电能损耗，能极大提高输电效率，故A正确，不符合题意； B．化石能源燃烧会产生二氧化硫等污染物，是造成酸雨的“罪魁祸首”之一，燃烧不充分时还会产生一氧化碳、炭黑颗粒等可吸入颗粒物，形成雾霾，故B正确，不符合题意； C．LED 灯以半导体材料为基础，其半导体芯片中的PN结具有单向导电性，故C正确，不符合题意； D．光纤通讯是利用光信号在光导纤维中传输信息，而非电信号。光在光纤内通过全反射进行传播，具有抗干扰能力强、传输容量大等特点，故D错误，符合题意。 故选D。 7．A 【详解】A．能量的转化和转移是有方向性的，氢能转化也不例外，故A 正确； B．用液氢作燃料是因为液氢热值大，在完全燃烧等质量的燃料时，放出的热量更多，且热量是过程量，不能“含有”，故B错误； C．完全燃烧100kg的液氢放出的热量 液氢在燃烧时很难达到完全燃烧，故不一定能释放的热量，故C错误； D．任何热机的效率都不可能达到100%，因为在能量转化过程中总会有能量的损耗，故D错误。 故选A。 8．C 【详解】可再生能源能在短时间内形成的能源，像太阳能、水能、风能、木柴等。而煤、石油和天然气很难在短时间内形成，属于不可再生能源。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9．B 【详解】风能、太阳能、水能短期内可以再生，属于可再生能源，且清洁无污染，属于清洁能源；石油、煤、煤气短期内不能再生，属于不可再生能源，且会产生污染物；电能不属于一次能源，其来源多样，可能是由化石能源转化而来。所以推荐使用风能、太阳能、水能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．D 【详解】煤炭、石油、天然气燃烧会产生污染物，不是清洁能源；风能在利用过程中无污染，属于清洁能源。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 11． 电 一次 【详解】[1]太阳能帆板工作时，消耗了太阳能，产生了电能，因此是能将太阳能转化为电能。 [2]一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源；二次能源是一次能源经过加工，转化成另一种形态的能源，太阳能可直接从自然界获得，属于一次能源。 12． 裂变 不可再生 【详解】[1]人类获取核能的方式有两种：核裂变、核聚变。核电站利用可控核裂变的链式反应释放的核能来发电的。 [2]核能来源于铀矿，铀矿在地球上的储量是有限的，消耗后无法在短时间内再生，故核能属于不可再生能源。 13． 电 1.2×106 4.2×105 【详解】[1]太阳能电池板可以通过阳光照射，将太阳能直接转化为电能。 [2][3]展开8s后能够接收太阳能 可提供电能 14． 见能 太阳能 可再生 清洁 【详解】新能源是正在研究开发和利用的能源，有太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等，新能源的共同特点是可再生和清洁． 故答案为风能，太阳能，可再生，清洁． 15． 风 电 风 【详解】[1][2]风力发电机工作时，风的机械能（空气流动具有的动能，属于机械能）推动叶片转动，进而带动发电机发电，将机械能转化为电能。 [3]一次能源是指从自然界中直接获得的能源，所以风能属于一次能源。 16．(1) 压缩 丙 做功 (2)比热容大 (3) 做功 不可以 (4) 做功 上 【详解】（1）[1][2][3]图甲中，两个气门都关闭，活塞向上运动且火花塞未点火，是压缩冲程，此冲程中机械能转化为内能。图丙中，下压活塞，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，也是机械能转化为内能，与压缩冲程能量转化情况相同；此过程是通过做功的方式改变汽缸内燃料混合物的内能。 （2）水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车冷却系统用水冷却发动机。 （3）[1]紧急刹车时，刹车片与车轮摩擦，通过做功的方式增加物体内能。 [2]能量的转化和转移具有方向性，转化得到的内能不可以再自发地转化为机械能。 （4）[1]第五冲程中，水在汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，所以第五冲程为做功冲程。 [2]第六冲程应当是排气冲程，故活塞会向上运动，排出废气。 17．(1) 石油 天然气 (2) 机械能 电能 (3) 月球和太阳 天气 【详解】（1）[1][2]煤、石油和天然气越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。 （2）[1][2]潮流能是月球和太阳的引潮力使海水产生周期性往复水平运动而形成的动能，潮流能发电机组发电时，是利用海水的动能带动水轮机转动，水轮机再带动发电机转动，将机械能转化为电能。所以潮流能的发电涉及到的能量转化是：潮流能→机械能→电能。 （3）[1]根据材料“潮流能是月球和太阳的引潮力使海水产生周期性往复水平运动而形成的动能”可知，潮流能的能量来源是月球和太阳的引潮力。 [2]太阳能发电的能量来源是太阳辐射，而太阳辐射会受到天气、昼夜交替等因素的影响，比如阴天、夜晚时太阳辐射减弱或消失，导致太阳能发电的稳定性弱，所以太阳能发电稳定性弱是受天气、昼夜交替等因素影响显著。 18．(1)电能转化为化学能 (2) 36 不考虑其他能的转化的情况下，白天抽水机抽水消耗电能与夜间水流冲击发电机的发电量相同,达不到储能的目的 (3) 增大 变大 右 【详解】（1）根据能流图可知，白天太阳能转化为电能给储能系统储能，蓄电池在储能过程中是将电能转化为蓄电池内部的化学能存储起来。 （2）[1]根据蓄水储能示意图与设计原理信息，夜间水流冲击发电机发电时，是将水的重力势能转化为发电机转动的机械能再转化为电能，根据表格信息发电效率，所以水流下降重力做的功有转化为电能，所以高位水槽到发电机的高度 [2]根据蓄水储能示意图与设计原理信息，若不考虑其他能的转化，白天抽水机通电工作将水抽到高位水槽，能量转化是将电能转化为抽水机的机械能再转化为水升高的重力势能，夜间水流冲击发电机发电时，是将水的重力势能转化为发电机转动的机械能再转化为电能，白天消耗电能与夜间产生电能的数量相同，没有达到存储电能的目的。 （3）[1]根据题目信息当光照强度减少到设定值时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁向上移动，使阀孔打开，水流出高位水槽，电路是串联电路且电磁铁磁性与电流大小有关，故光照强度减少时，电磁铁磁性增强说明电路的电流增大，根据可得因为电源电压不变，电路总电阻要减小，根据串联电阻规律RP不变，光敏电阻R要减小，所以光敏电阻的阻值应随光照强度的较少而减小，随光照强度的增加而增大。 [2]弹簧的弹性势能与弹性形变的程度有关，弹性形变变大，弹性势能变大。 [3]根据题目信息，电磁铁磁性增强到某一值，吸引衔铁向上，打开阀门开始工作，电磁铁磁性强弱与电流大小有关，说明开始工作时电磁铁磁性强弱一定，此时电路中的电流大小也是固定的，又因为电路中RP与R串联根据欧姆定律 电源电压不变当光照强度更低时R会减小，要保证I不变，总电阻不变，即RP要增大，故滑片P向右移动。 19．(1)不可再生 (2)67.5m3 (3)，4℃ 【详解】（1）天然气是经过漫长地质年代形成的，在短期内不能再生，属于不可再生能源。 （2）用电器做饭消耗的电能为 由，可得用电器产生的热量为 由，可得天然气灶提供这些有用热量需要的天然气完全燃烧放出的热量为 由，可得需要消耗天然气的体积为 （3）①改造前，根据传热率，可得传热功率 改造后，同理可得传热功率 每小时向外传递的热量减少量为 ②因为管道中水放出的热量全部被房间吸收，所以水放出的热量减少量等于房间吸收热量的减少量，即。由，可得出水温度相较于改造前降低的温度为 学科网（北京）股份有限公司 $