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

第11章能源与可持续发展 单元练 一、单选题 1．能源、信息与能量转化是现代社会发展的重要支撑，下列说法正确的是（　　） A．5G信号依靠电磁波传播，光纤通信依靠超声波传递信息，二者在真空中传播速度相同 B．核电站通过控制核聚变的链式反应来发电，能量直接由核能转化为电能 C．能量在转化和转移过程中总量保持不变，所以能量可以被随意利用而不会产生损耗 D．煤、石油、天然气等化石能源，本质上都来源于太阳能，属于一次不可再生能源 2．2026年1月，国家能源局明确对生物质发电等绿色电力的上网电量核发可交易绿证，以市场化方式体现其环境价值。生物质能属于可再生能源，下列能源中与其类型一致的是（　　） A．石油 B．核能 C．太阳能 D．天然气 3．下列关于能源与信息技术的说法正确的是（    ） A．手机不能发射电磁波 B．电磁波只能在空气中传播 C．太阳能是二次能源 D．核电站是利用原子核裂变反应发电的 4．如图为我国自主研发的全球首台兆瓦级S2000浮空风力发电系统。该设备通过充入氦气的浮空气囊将发电装置携带至2000米高空，利用高空的强稳风力发电。下列说法正确的是（    ） A．向浮空气囊内充入氦气，是利用氦气的密度比空气大 B．升空过程中，空气对浮空气囊没有做功 C．升空过程中，浮空气囊的重力势能减小 D．发电装置工作时将风能转化为电能 5．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，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，我国的新能源汽车充电桩内部的空气开关可以在人触电时迅速切断电路 6．关于核能的特点及其利用，下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源，取之不尽用之不竭 B．核电站将核能直接转化为电能 C．核废料处理简单，不会对环境造成长期影响 D．核电站利用核裂变释放能量，氢弹利用核聚变释放能量，二者都属于核反应 7．以下发电方式所利用的能源属于不可再生能源的是（    ） A．光伏发电 B．核能发电 C．水力发电 D．风力发电 8．如图所示是核电站发电和供电流程图：以核反应堆来代替火力发电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量来加热水，推动汽轮机带动发电机旋转，从而产生电。下列有关说法正确的是（     ） A．核能属于可再生能源 B．核电站与太阳发生的核反应相同 C．核反应堆中的链式反应不可控 D．能量转化：核能→内能→机械能→电能 9．“北脑一号”是我国自主研发的脑机接口系统，实现了无线全植入、高通量信号采集等多项技术突破，其设备完全植入体内，通过无线方式完成信号传输与通信。下列说法正确的是（　　） A．系统通过无线传输信号，利用的是电磁波传递信息 B．无线信号传输时，必须依靠空气等介质才能传播 C．该系统工作时消耗电能，电能属于一次能源 D．微创植入的电极是绝缘体，方便采集人体的电信号 10．图甲是太阳能照明风扇，图乙是太阳能照明风扇工作时的能量转化流程图，白天安装在室外的太阳能电池板工作时，给蓄电池充电，将能量以化学能的形式储存，室内的照明风扇工作时蓄电池给电动机和照明灯供电。对图乙方框中能量形式判断正确的是（　　） A．①是“内能” B．②是“电能” C．③是“光能” D．④是“机械能” 二、填空题 11．如图所示，核电站巨大能量来自图________（选填“A”或“B”）所示的核反应：核能属于________（填“可”或“不可”）再生能源；核电站中的汽轮机利用核反应放出来的能量带动发电机工作，与发电机工作的原理相同的是 ________（选填“C”或“D”）。 A．B． C．     D． 12．如图为中国古代二级火箭—“火龙”。发射时，点燃龙身下部的4个火箭（药）筒，推进火龙向前飞行，火药烧完后，龙身内的火箭被点燃飞出。这种火箭已经应用了火箭并联（4个火药筒）、串联（两级火箭接力）原理。火药燃烧时产生的高温高压燃气推动火箭前进的过程，是内能转化为_____能的过程。现代火箭所用燃料燃烧时产生的推力更大，现代火箭燃料与火药相比更具有较大_____。 13．如图所示，壶嘴上方较远处出现了大量“白气”，这是水蒸气遇冷_________形成的，该过程需要________热量；燃料燃烧时将________转化为内能；水壶的把手做得宽大是为了_____________。 14．2026年是“十五五规划”开局之年，国家提出“建设能源强国”的战略目标，并将钍基熔盐堆核能发电技术列为重点方向。钍基熔盐堆以液态氟化盐为冷却剂兼热交换介质，无需耗水，可在沙漠、戈壁等地建设。从能源的角度看，核能属于______（填“可再生”或“不可再生”）能源，电能属于______（填“一次”或“二次”）能源。 15．LED 照明灯被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点。某品牌LED 照明灯工作时的能量流向图如图所示。该照明灯工作时的发光效率是_______；该照明灯工作过程中损失的内能不能再自动地转化为电能，是因为能量转化具有__________。 三、实验题 16．【电磁波与能源综合实践】 学校科技小组开展“未来能源与通信”主题探究。下面是同学们收集的资料和数据，请完成相关问题。 能源类型 热值/发电成本 二氧化碳排放 可开发年限 煤炭 约2.5×10⁷ J/kg 高 约150年 天然气 约4.2×10⁷ J/m³ 中 约50年 核能（铀） 极高 极低 约100年（现有储量） 太阳能 无燃料成本 零 无限 我国“北斗”卫星导航系统采用三频信号，定位精度达到厘米级，信号以电磁波形式传播。 (1)从能源可持续角度分析，表格中属于可再生能源的是________；属于不可再生能源且对环境影响较大的是________。 (2)电磁波在真空中的传播速度为________km/s；北斗卫星信号从距地面约21500km的卫星传到地面大约需要________s。（计算结果保留两位有效数字） (3)为实现“碳达峰、碳中和”，请你结合表格提出一条合理建议：________。 17．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种动能杀伤武器。作为科技爱好者的小明制作了一个如图甲所示的线圈式电磁炮，它电路部分的简化图如图乙所示，其中L是线圈，C是一个电容器（一种能够储存电能的元件），炮管部分的切面图如图丙所示。将小铁珠放置在炮管中，让它位于线圈的左侧，将开关S接1后，电源就向电容器充电，此时电容器储存电能；一段时间之后，再将开关接到2处，此时电容器在放电，它在极短时间内将储存的电能全部释放，给线圈提供一个极大的瞬时电流。小铁珠就从炮管的另一侧发射出去了。请回答下列问题： (1)当开关改接2后，线圈中就有电流通过，此时电容器的作用相当于电路中的______；通电后的线圈周围产生了______，对小铁珠施加了一个向右的力，这个力使小铁珠获得速度从而发射出去； (2)小明猜想炮弹发射的速度与炮弹的质量大小有关，于是将小铁珠更换为同体积但质量更小的铝珠进行实验，但却发现铝珠无法发射出去，你认为产生这种现象的原因是：______； (3)小明在操作电磁炮的过程中发现，当小铁珠发射出去的同时，发射装置向后运动。若将发射装置固定在桌面上，小铁珠发射出去的速度将如何变化以及理由：______。 四、计算题 18．太阳能清洁无污染，取之不尽，用之不竭，是未来理想的能源之一。如图所示是小安家安装的壁挂式太阳能热水器，假设该太阳能面板受到阳光照射时，平均每小时吸收的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使100L的水温度升高。求：[，] (1)水吸收的热量； (2)该太阳能热水器的效率； (3)若用效率为的燃气灶对这些水加热，达到同样的效果需要的燃气质量。（燃气的热值为) 19．随着我国城市化的发展，城市垃圾量不断增加。现在，人们处理城市生活垃圾的方法通常有两种：一种是集中填埋；另一种是利用垃圾中的可燃物质进行发电。研究表明，生活垃圾的平均热值为。利用垃圾作为燃料建立发电厂，每燃烧生活垃圾可以发电。 (1)1t生活垃圾完全燃烧放出的热量是多少焦? (2)燃烧垃圾发电的效率是多少？（百分号前面数据保留一位小数） (3)请你从环保、节能等角度简述兴建垃圾发电厂的意义。 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11章能源与可持续发展 单元练----2025-2026学年教科版物理九年级下冊》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D D A D B D A B 1．D 【详解】A．5G 信号依靠电磁波传播是正确的，但光纤通信依靠的是激光（光信号，属于电磁波），不是超声波；且超声波无法在真空中传播，二者传播速度也不相同。故A错误； B．核电站是通过控制核裂变的链式反应来发电的，故B错误； C．能量在转化和转移过程中总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，且会有能量损耗，不能被随意利用，故C错误； D．煤、石油、天然气等化石能源，是古代生物经过漫长的地质作用形成的，本质上都来源于太阳能，属于一次不可再生能源，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】ABD．石油、天然气属于化石能源，核能的原料是核矿物，它们消耗后都无法在短时间内从自然界得到补充，都属于不可再生能源，故ABD不符合题意； C．太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源，故C符合题意。 故选C。 3．D 【详解】A．手机是移动通信设备，其工作原理依赖于电磁波的发射与接收，用于传递语音和数据信号，故A错误； B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，也可以在空气、水、固体等介质中传播，故B错误； C．一次能源是指从自然界直接获取的能源，如太阳能、风能、煤、石油等；二次能源是由一次能源转化而来的能源，如电能、汽油等。故C错误； D．核电站通过控制铀等核燃料的核裂变链式反应释放巨大能量，加热水产生蒸汽驱动汽轮机发电。故D正确。 故选 D。 4．D 【详解】A．浮空气囊能上浮升空，是利用了氦气密度小于空气，才能使浮力大于总重力，故A错误； B．升空过程中，空气对气囊有向上的浮力，气囊向上移动了距离，因此空气对浮空气囊做了功，故B错误； C．气囊升空过程中质量不变，高度增加，因此重力势能增大，故C错误； D．风力发电装置工作时，将风能（空气的机械能）转化为电能，故D正确。 故选D。 5．A 【详解】A．太阳能可以直接从自然界获取（属于一次能源），且可以源源不断地得到（属于可再生能源），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，故C错误； D．空气开关是在电路出现短路或过载时切断电路，而人触电时需要漏电保护器来切断电路，故D错误。 故选A。 6．D 【详解】A．核能属于不可再生能源，在短期内无法获得补充，故A错误； B．目前的核电站都是利用核反应堆中核裂变，将核能转化为内能，再将内能转化为电能，故B错误； C．核废料具有放射性会对环境造成严重的破坏，不能随意丢弃，故C错误； D．核电站和原子弹都是利用核裂变释放能量，氢弹利用核聚变释放能量，核裂变和核聚变都属于核反应，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】不可再生能源是越用越少，短期内不能从自然界再获取的能源，光伏发电、水力发电、风力发电都是能从自然界源源不断获取的，属于可再生能源；而核燃料是矿产资源，会越用越少，属于不可再生能源。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 8．D 【详解】A．核能的原料核燃料是短时间内无法从自然界再生的矿产，属于不可再生能源，故A错误； B．核电站利用的是核裂变反应，而太阳内部发生的是核聚变，二者反应类型不同，故B错误； C．核电站核反应堆中的链式反应是人工控制的可控反应，故C错误； D．核反应释放核能→加热水产生蒸汽（内能）→蒸汽推动汽轮机（机械能）→发电机发电（电能），故D正确。 故选D。 9．A 【详解】AB．系统通过无线方式传输信号，利用电磁波传递信息，电磁波可以在真空中传播，不需要依靠介质，故A正确，B错误； C．电能需要通过消耗其他形式的能源转化得到，属于二次能源，故C错误； D．采集人体电信号的电极需要导电才能传递信号，因此电极应是导体，而非绝缘体，故D错误。 故选A。 10．B 【详解】我们按照能量转化的流程逐个分析方框的能量形式： 太阳能电池板先将太阳能转化为电能，给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存在蓄电池中，因此①是电能；蓄电池对外供电时，将储存的化学能转化为电能，因此②是电能；电动机工作时，将电能转化为机械能带动风扇转动，因此③是机械能；照明灯工作时，将电能转化为光能实现照明，因此④是光能。 A．①是电能，不是内能，故A错误； B．②是电能，故B正确； C．③是机械能，不是光能，故C错误； D．④是光能，不是机械能，故D错误。 故选B。 11． A 不可 D 【详解】[1]核电站发电利用的是原子核发生裂变时释放的能量，利用了裂变的链式反应释放出巨大能量，故选A。 [2]核能利用的矿物质在短时间不可再生，因此属于不可再生能源。 [3]发电机的工作原理是电磁感应现象。图C有电源，是电动机工作原理；图D无电源，是电磁感应现象，即发电机工作原理，故选D。 12． 机械 热值 【详解】[1]火药燃烧时产生的高温高压燃气推动火箭前进，这个过程是内能转化为机械能的过程。 [2]现代火箭所用燃料与火药相比，需要在相同质量下释放更多能量，所以具有较大的热值。 13． 液化 放出 化学能 减小压强 【详解】[1][2]肉眼看不见的高温水蒸气遇冷，由气态变为液态小水滴形成“白气”，这个过程是液化，液化过程需要放出热量。 [3]燃料储存化学能，燃烧时将自身的化学能转化为内能释放。 [4]水壶把手宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对手的压强。 14． 不可再生 二次 【详解】[1]核能所依赖的核燃料消耗后不能在短时间内再生，因此属于不可再生能源。 [2]一次能源可直接从自然界获取，二次能源需通过一次能源转化获得，电能无法直接从自然界获取，是由其他能源转化而来的，所以属于二次能源。 15． 方向性 【详解】[1]发光效率 [2]能量转化过程中，散失掉的内能不能自动再转化为电能被重新利用，这是因为能量转化具有方向性。 16．(1) 太阳能 煤炭/天然气 (2) 3×105 0.072 (3)大力发展太阳能等可再生能源；提高核能等清洁能源比例，减少煤炭使用等 【详解】（1）[1]可再生能源是指可以从自然界源源不断地获得的能源，表格中“太阳能”的“可开发年限”为“无限”符合可再生能源的定义。 [2] 不可再生能源是指短期内无法从自然界得到补充的能源，表格中“煤炭”“天然气”“核能”均属于此类;其中“煤炭”的“二氧化碳排放”较高，对环境影响较大，故②为煤炭。 （2）[1]电磁波在真空中的传播速度与光速相同，其大小为，换算为km/s时，。 [2]北斗卫星信号传播的路程，传播速度，根据速度公式，可得传播时间 （3）实现“碳达峰、碳中和”需减少二氧化碳排放，结合表格中能源的环境影响，可从减少化石能源使用、发展清洁能源等角度提出建议，如大力发展太阳能等可再生能源、提高核能等清洁能源比例等。 17．(1) 电源 磁场 (2)铁珠是铁磁性物质，在磁场中会被磁化，进而受到磁场的力的作用；铝属于非铁磁性材料，磁化效应极弱，几乎不受磁场力，因此无法被推动。 (3)发射装置未固定时，电磁炮消耗的电能转化为小铁珠向前的动能与发射装置向后的动能之和；当发射装置被固定在桌面上时，原本分配给发射装置的动能会转化为小铁珠的动能，因此小铁珠获得的动能更大，发射速度更大。 【详解】（1）[1]开关接 2 后，电容器放电，为线圈提供瞬时电流，其作用相当于电路中的电源，为电路提供电能。 [2]根据电流的磁效应，通电线圈周围会产生磁场，铁珠在磁场中受到磁力作用，从而获得向右的力被发射出去。 （2）见答案 （3）见答案 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）由得，水的质量 水吸收的热量 （2）热水器吸收的总太阳能 热水器效率 （3）由得，燃气完全燃烧放出的热量 由热值公式得，需要燃气的质量 19．(1) (2)13.8% (3)减少垃圾对土地、空气、河流的污染，利用废弃资源，产生更大的经济效益。 【详解】（1）1t垃圾完全燃烧产生的热量 （2）燃烧垃圾发电的效率 （3）兴建垃圾发电厂的意义：减少垃圾对土地、空气、河流的污染，对于环境保护有重要的辅助作用；有利于合理利用废弃资源，产生更大的经济效益；对于发展可再生资源有推动作用；促进环保经济发展。 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 $