第十一章 能源与可持续发展 巩固练习-2025-2026学年教科版物理九年级下册

第十一章能源与可持续发展 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是（　　） A．为降低电能的损耗，可利用超导材料制造电饭煲的电热丝 B．垃圾分类有利于保护环境和节约能源 C．风能、水能都是可再生能源 D．北斗卫星之间利用电磁波相互传递信息，实现“星间链路” 2．下列说法正确的是 （    ） A．风能、地热能、电能均属于一次能源 B．“华龙一号”核电站利用的是核裂变释放的能量 C．汽油机工作过程中，汽缸里的汽油燃烧时将内能转化为机械能 D．电磁波在真空中的传播速度是340m/s 3．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（　　） A．超导材料可用来制作电饭锅的发热体，且发热效率更高 B．石油、天然气、太阳能等能源都属于不可再生能源 C．手机的芯片使用的材料主要是半导体 D．卫星导航是利用超声波来定位导航 4．关于能源、环境保护及能量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．可燃冰、石油都属于可再生能源 B．废旧电池可以随意丢弃 C．用电动汽车替代燃油汽车，可以减少二氧化碳的排放 D．随着时代的进步，永动机是可以造出的 5．下列4幅图的说法中正确的是（　　） A．甲图，用燃气灶烧水时，燃气的化学能转化为水的内能 B．乙图，小球弹跳的高度逐渐降低，说明能量会凭空消失 C．丙图，火箭升空时，以火箭为参照物，发射架是静止的 D．丁图，只要坚持不懈，科学家们终有一天会发明出永动机 6．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。下列说法正确的是（　　） A．华为手机的芯片中含有半导体材料 B．煤、石油和天然气都是化石能源，电能是一次能源 C．太阳能、风能和核能都是可再生能源 D．秦山核电站是利用原子核聚变释放的核能来发电的 7．2020年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符的是（　　） A．垃圾分类投放 B．野炊明火烧烤 C．节约用电 D．坚持绿色出行 8．以下现象中属于能量转移的是（　　） A．启动汽车发动机，汽车向前开 B．利用电饭煲烧饭 C．利用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电 D．试管中的冷水放入热水中变热 9．2025年6月5日，“长征三号”F运载火箭在酒泉卫星发射中心直上云霄，将“神舟十四号”载人飞船成功送入预定轨道。下列说法中正确的是（   ） A．火箭加速升空过程中，将机械能转化为内能 B．燃料燃烧的过程主要是能量发生了转移 C．火箭加速升空过程中机械能增大，能量不守恒 D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值较大 10．如图所示是某科技馆的一台“永动机”，由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后形状记忆合金迅速复原。关于该“永动机”的说法正确的是（　　） A．科技发展制造出了永动机 B．转动会使水温升得更高 C．“永动机”依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 D．水的内能转化为转轮的机械能 二、填空题 11．某物理实验小组在跨学科实践课上根据自己的设计，制作了一个简易热机模型（如图所示）。向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。扇叶转动起来的过程的能量转化是 （填“化学能转化为机械能”“化学能转化为内能”或“内能转化为机械能”），作用在扇叶上的蒸汽内能会 （填“增加”“减少”或“不变”）。在展示交流活动中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“简易的太阳能热机模型”，请你说说“简易的太阳能热机模型”的优点是： 。（写出一条即可） 12．能源是现代社会发展的三大基本要素之一。现有以下能源：①薪柴、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、⑧地热能。在大量耗用各种能源时，会造成空气污染的有 ；会造成水土流失和沙漠化的有 。（均填序号） 13．近年来，手机“微信”成为人们交流的一种方式，它是靠手机发射和接收的 来传播信息的；在给手机充电的过程中，电能转化为 能，人类是在能量的转化或转移的过程中利用能量，而能量的转化和转移是有 的，因此可利用的能源是有限的。 14．上海地区家庭电路电压是 V；今年3月8日世界第二大水电站白鹤滩水电站建成完工，它的发电机工作时将水能转化为 能；并通过 输电线路（选填“高压”或“低压”）将其输送到远方。 15．核电站是利用原子 释放的能量工作的，该能源属于 （填“可”或“不可”）再生能源。 三、实验题 16．图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。跨学科项目小组想利用图乙中电源、小灯泡、开关、电位器（相当于滑动变阻器）制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 (1)在连接电路时，小灯泡与电位器应该 （选填“串联”或“并联”）； (2)请你用笔画线代替导线将图乙电路补充完整。要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮。图中A、B、C为电位器的三个接线柱； (3)小洋按要求正确连接电路制成台灯后发现，变阻器电阻最大时，灯泡仍发光，说明此时电路中 （填“有”或“没有”）电流，于是他设想在电阻片某一端加上一层绝缘层、保证灯泡可以调到熄灭、此时绝缘层应靠近图中 （填“A”或“C”）端； (4)与白炽灯相比，如果用LED灯做光源将电能转化为 能的效率更高； (5)在展示交流环节，同学们发现台灯调光时存在亮度调节范围小的问题。请你帮他们提出一条改进措施： 。 四、综合题 17．2022年3月23日，位于我市境内的山东最大抽水蓄能电站沂蒙电站正式投产，总装机容量120万千瓦。抽水蓄能电站是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而产生的，是间接储存电能的一种方式。在下半夜用电低谷时，它利用过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，次日白天和前半夜用电高峰时，再将水放出发电，并流入下水库。其工作原理如下图。 （1）从构造上看，抽水蓄能电站 （选填“是”或“不是”）连通器； （2）储能时，水泵利用多余的电能将下水库的水抽到上水库，多余的电能转化为水的 能；抽水机抽水是利用 的作用把水“吸”上来的； （3）发电时，发电机将水的动能转化为 能，发电机的工作原理是 ；发电时所利用的水能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； （4）蓄能电站某天发电量，这些能量至少需要燃烧热值为3.0×107J/kg的煤炭 kg； （5）沂蒙抽水蓄能电站正式投产之日，正是满山的桃花次第开放之时，花香四溢说明分子 ；桃花呈现红色是因为桃花能 （选填“反射”或“吸收”）红光。 18．2025年5月25日，深圳龙华后浪新天地投用由深圳市绿霸科技研发的智能无线充电路墩，首批投放15个。如图甲所示，这类路墩为圆形实心结构，兼具休憩、无线充电、智能交互与亮化功能。其中无线充电采用Qi协议，功率约5-10W，可给手机提供应急补电服务，如图乙。已知某款手机电池容量为5000mAh，电池电压约为3.7V。 (1)若该手机电池剩余电量为0，用此路墩10W的无线充电功能将其充满。不计能量损耗，理论上充满这款手机需要多少时间？ (2)若充电过程中能量损耗为18%，仍用10W无线充电功能将手机持续充电18.5分钟，求充入的电能占手机电池满电量电能的百分比。 (3)结合初中物理知识与生活实际，分析该智能无线充电路墩在充电功能上的核心优势与不足。（任答两点即可） 19．如图所示，是某物理老师为养鱼池制作的利用太阳能过滤池水的装置电路原理图，采用的太阳能电池板上覆有一层“碳纳米”材料，光电转换效率可达到15%，接收太阳能的有效面积是1m2。若某天光照时间为10小时，阳光照射每平方米平均功率为200W，通过控制器能够为装置提供12V电压。有光照时S自动闭合，电动机M工作，带动水泵，将水抽到过滤盒内过滤。电动机的额定电压为12V，额定功率为12W，电动机内线圈电阻为2Ω。太阳能电池板提供的电能，除被电动机消耗后剩余部分会为蓄电池充电，蓄电池电压12V，其充电效率为80%，对外放电效率为75%，蓄电池受控制器作用充电过程中不对外放电，夜晚太阳能电池板停止工作，蓄电池供电使电动机持续工作。 (1)关于该太阳能过滤装置，下列说法中正确的是 。 A．太阳能是不可再生能源 B．太阳能电池板发电时将内能转化为电能 C．电动机工作时将电能完全转化为机械能 D．蓄电池在充电过程中是用电器 (2)电动机正常工作一分钟消耗的电能是 J，白天有太阳时，太阳能电池板为蓄电池充入的电能，晚上可以使电动机持续工作 小时。 (3)电动机正常工作时的效率是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 《第十一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 A B C C A A B D D D 1．A 【详解】A．电饭煲的电热丝利用电流的热效应，超导材料通电不产热，故不能用，故A错误，符合题意； B．垃圾分类后，有一部分垃圾可回收再利用，有一部分有害物质可得到妥善处理，有助于减少环境污染和节约能源，故B正确，不符合题意； C．能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源，风能、水能都是可再生能源，故C正确，不符合题意； D．卫星都是通过电磁波来传递信息的，故D正确，不符合题意。 故选A。 2．B 【详解】A．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，如煤炭、石油、天然气、水能、风能、地热能等，而电能是由一次能源加工转换而成的能源产品，属于二次能源，故A错误； B．目前核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的，“华龙一号” 核电站也不例外。故B正确； C．汽油机工作过程中，汽缸里的汽油燃烧是将化学能转化为内能，然后通过做功冲程将内能转化为机械能。故C错误； D．电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．电饭锅是利用电流的热效应工作的，而超导材料的电阻为零，通电后不会产生电热，故超导材料不可用来制作电饭锅的发热体，故A错误； B．太阳能可以源源不断地从自然界中获得补充，故太阳能是可再生能源，故B错误； C．手机的芯片主要是用硅等半导体材料制成的，故C正确； D．卫星导航是通过发射电磁波来定位导航的，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．可燃冰、石油等能源在地球的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源，故A错误； B．废旧电池含有有毒的重金属，随意丢弃会污染环境，故B错误； C．用电动汽车替代燃油汽车，可以减少二氧化碳的排放，故C正确； D．永动机违背了能量守恒定律，“永动机”是不可能制造出来的，故D错误。 故选C。 5．A 【详解】A．用燃气灶烧水时，燃气燃烧发生化学变化，产生大量的热，将化学能转化为内能，再通过热传递将热量传递给水，水的内能增加，该过程燃气的化学能转化为水的内能，故A正确； B．小球弹跳的高度逐渐降低，说明机械能越来越小，机械能转化为其他形式能，能量不会凭空消失，故B错误； C．火箭升空时，以火箭为参照物，发射架的位置发生变化，所以发射架是运动的，故C错误； D．根据能量守恒定律，能量只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到其他物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，能量不能凭空产生也不能凭空消失，能量的转化是有方向的，所以不会有永动机，故D错误。 故选A。 6．A 【详解】A．手机芯片就是用半导体材料来制成的，故A正确； B．煤、石油和天然气都是化石能源，电能是二次能源，故B错误； C．太阳能、风能都是可再生能源，核元素不可再生，则核能是不可再生能源，故C错误； D．核电站是利用原子核裂变时释放的核能来发电的，故D错误。 故选A。 7．B 【详解】A．垃圾分类投放，有利于环境保护，还可以废物再利用，符合主题，故A不符合题意； B．野炊明火烧烤，烧烤生成有害气体和烟尘，做法与这一主题不相符，不符合主题，故B符合题意； C．节约用电既能减少化石能源的消耗，又能减少污染物的排放，有利于环境保护，符合主题，故C不符合题意； D．坚持绿色出行，减少汽车排放尾气产生污染，有利于环境保护，符合主题，故D不符合题意。 故选B。 8．D 【详解】A．启动汽车发动机，汽车向前开，是将内能转化为机械能，属于能量的转化，故A不符合题意； B．利用电饭煲烧饭是将电能转化为内能，属于能量的转化，故B不符合题意； C．利用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电是将太阳能转化为内能，故C不符合题意； D．试管中的冷水放入热水中，由于热水的温度高于冷水的温度，会发生热传递，内能会从热水传递给冷水，属于能量的转移，故D符合题意。 故选D。 9．D 【详解】AB．火箭加速升空过程中，燃料燃烧时产生高温高压的气体，将化学能转化为内能，该过程发生能量的转化；高温高压的气体向下喷出，因为物体间力的作用是相互的，所以燃气对火箭产生一个向上的作用力，对火箭做功，将内能转化为机械能，故AB错误； C．忽略燃料质量的减少，火箭加速升空过程中质量不变，高度增加，重力势能增大，速度增大，动能增大，则机械能增大；自然界所有的现象都遵循能量守恒定律，所以火箭加速升空过程中能量守恒，故C错误； D．发射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，故D正确。 故选D。 10．D 【详解】A．从能量守恒定律可知，科技再发展也不可能制造出永动机，故A错误； B．永动机转动时，不断从热水中吸收热量，热水的温度会降低，故B错误； C．转轮转动的过程中克服摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转动需要外力做功，故C错误； D．轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，具有热涨冷缩的性质，当其进入热水后受热膨胀而伸展，在水的反作用力作用下而转动，水的内能转化为机械能，故D正确。 故选D。 11． 内能转化为机械能 减少 环保无污染 【详解】[1][2]酒精燃烧时将化学能转化为内能。当有蒸汽喷出时，扇叶转动起来，此过程由蒸汽的内能转化为扇叶的机械能，内能减少。 [3]太阳能热机模型的优点是太阳能作为清洁能源，具有环保、可再生等优点。与酒精灯相比，太阳能热机模型减少了污染排放和燃料消耗。 12． ①②③④ ① 【详解】[1][2]①薪柴：直接燃烧会产生烟尘等污染物，过度砍伐会破坏植被，导致水土流失和土地沙化； ②煤炭：燃烧时主要排放烟尘、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOx)等，是煤烟型大气污染的主要来源； ③石油：使用其产品（如汽油、柴油）会产生氮氧化物、碳氢化合物等，导致光化学烟雾等石油型污染； ④天然气：相比煤炭和石油，燃烧更清洁，污染较小，但仍是化石燃料，燃烧过程仍会产生氮氧化物等空气污染物。 综上所述①②③④能源的燃烧会造成空气污染，而①会造成水土流失和沙漠化。 13． 电磁波 化学 方向 【详解】[1]手机既是无线电发射台又是无线电接收台，在人讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，同时它又能在空中捕获电磁波；靠手机发射和接收的电磁波来传递信息的。 [2]在给手机充电的过程中，消耗电能，产生化学能，所以是将电能转化为化学能的过程。 [3]自然界中的能量只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，能量的转化和转移是有方向的；因此可利用的能源是有限的。 14． 220 电 高压 【详解】[1]我国家庭电路的电压是220V，上海地区家庭电路的电压也为220V。 [2]白鹤滩水电站是世界第二大水电站，高处的水流下时，冲击水轮机转动，水轮机带动发将水能转化为电能。 [3]根据可知，在输电功率一定时，电压越高，输电线路的电流越小，由可知，输电线的电阻一定，在通电时间一定时，电流越小，产生的电热越少，输送过程中能量损失越小，所以从发电站到用电区采用高压输电。 15． 核裂变 不可 【详解】[1][2]核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；由于核裂变的元素是不可再生的，所以该能源属于不可再生能源。 16．(1)串联 (2) (3) 有 C (4)光 (5)换用阻值更大的电位器 【详解】（1）小灯泡与电位器应该串联，通过改变电位器接入电路中的阻值来改变电流，从而达到调节灯光亮度的目的。 （2）要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮，即通过灯泡的电流变大，电位器的电阻变小，因此应连接电位器的B、C接线柱，故如下图所示： （3）[1]灯泡发光的前提是有电流通过灯丝，此时变阻器电阻最大时灯泡仍发光，说明电路中有电流。 [2]要让灯泡调到熄灭，需使滑片滑到绝缘层处时电路断路。电位器的电阻丝为AC段，滑片接B，绝缘层应靠近C端，滑片顺时针滑到C端时，接触绝缘层，电路断开，灯泡熄灭。 （4）与白炽灯相比，LED灯在达到相同光照强度时消耗的电能更少，所以将电能转化为光能的效率更高。 （5）亮度调节范围小，说明电位器的阻值变化范围不足，可以换用阻值更大的电位器。 17． 不是 重力势 大气压 电 电磁感应现象 可再生 7.2×105 不停地做无规则运动 反射 【详解】（1）[1]连通器的构造是上端开口，底部相连，抽水蓄能电站底部没有连通，不符合连通器的构造，所以不是连通器。 （2）[2]蓄能时，水被抽到上水库中，水的高度增加，所以电能转化为水的重力势能。 [3]抽水机抽水是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来。 （3）[4][5]发电时，发电机将水的动能转化为电能，发电机是利用电磁感应现象的原理工作的。 [6]水能可以从自然界源源不断获得，属于可再生能源。 （4）[7]煤炭放出的热量为 则煤炭的质量为 （5）[8]芳香四溢，我们闻到花香，是发生了扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动。 [9]桃花呈现红色，是因为桃花反射红光。 18．(1)6660s (2)13.67% (3) 见解析 【详解】（1）根据公式，已知电池电压，电池容量5000mAh = 5A×3600s，则手机电池充满电储存的电能 已知无线充电功率，不计能量损耗时，由可得，充满这款手机需要的时间 （2）根据公式，，，则用10W无线充电功能将手机持续充电18.5分钟消耗的电能 因为充电过程中能量损耗为18%，所以充入手机电池的电能 手机电池满电量电能，则充入的电能占手机电池满电量电能的百分比为 （3）优势： 1．无线充电无需接线，操作便捷； 2．功率适配应急补电需求，短时间可补充基础通话电量； 3．路墩集成休憩、亮化功能，充电场景更实用。 不足： 1．5-10W 功率较低，充满电池耗时较长； 2．无线传能存在能量损耗，充电效率低于有线充电； 3．手机需与充电区域精准贴合，使用时位置受限。 19．(1)D (2) 720 9 (3)83.3% 【详解】（1）A．太阳能是可以源源不断从自然界获取的能源，属于可再生能源，故A错误； B．太阳能电池板发电是将太阳能转化为电能，故B错误； C．电动机工作时电能主要转化为机械能，有少部分转化为内能，存在热损耗（线圈发热），故C错误； D．蓄电池充电时消耗电能，是用电器。故D正确。 故选D。 （2）[1]根据电能公式可得电动机正常工作一分钟消耗的电能是 [2]光电转换后的电能 白天电动机消耗的电能 充入蓄电池的电能 蓄电池放电可供电动机工作的时间 （3）电动机正常工作时的电流为 电动机正常工作时的效率是 学科网（北京）股份有限公司 $