21.2 跨学科：能源的开发与利用 同步练习-2026-2027学年沪科版九年级物理全一册

**基本信息** 该同步练习以“基础概念-情境应用-综合探究”分层，覆盖能源分类、能量转化及核能开发等知识点，通过科技情境题和实验题培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|单一知识点（能源类型、基本转化）|直接考查概念辨析（如单选1-5判断能源属性）| |进阶层|情境应用（科技热点、跨学科案例）|结合实际情境（如机器狗、新能源汽车能量转化）| |提高层|综合探究（实验分析、复杂计算）|注重科学思维（实验题控制变量法、数据推理）|

2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第二十一章 能源、材料与社会 第二节 跨学科：能源的开发与利用 一、单选题 1．关于能源，下列说法正确的是（　　） A．太阳能和核能都是绿色环保，取之不尽的新能源 B．水能、风能和天然气都是一次能源，也都是可再生能源 C．“可燃冰”（天然气水合物）燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源” D．氢燃料发动机可以把化学能全部转化为机械能 2．下列关于核能开发的说法中，你认为正确的是 A．开发核能会带来可怕的核泄漏，产生放射性污染，所以人类应停止开发核能 B．核能是一种稳定、高效、清洁的可再生能源，是其它新能源不可能替代的 C．福岛第一核电站开发核能是利用可控核裂变过程中释放的核能 D．核反应堆是一种能够控制的链式反应装置，地震等自然灾害不会对它造成影响 3．能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。下列说法不正确的是（　　） A．人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来 B．核电站的能量转化是将核能直接转化为电能 C．核裂变发电能量转化效率不能达到100% D．太阳能、水能、风能都是可再生能源 4．中国科技发展日新月异，对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是（　　） A．白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能 B．“天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系 C．中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源 D．中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒的技术——该反应为核裂变 5．下图是核电站发电的工作情况，下列关于核电站和核能的描述中，正确的是（    ） A．核电站发电的能量转换：核能→机械能→内能→电能 B．启动核裂变反应的粒子是中子，中子带正电 C．核能是可再生能源 D．核反应堆是通过可控核裂变释放核能的 6．2025年是我国南极长城站成立40周年，科考队一路风雪兼程、筑梦冰原。不久前，科考队用上了安装有特殊电池的六足机器狗，让他们在应对南极的恶劣环境时有了“新助手”。有关六足机器狗的说法正确的是（　　） A．机器狗六条腿的设计可以增大它与冰面间的受力面积从而增大压强 B．机器狗工作时消耗的电能是一次能源 C．科考队员可以依靠电磁波远程控制机器狗在冰面上执行任务 D．机器狗负重行走在水平冰面，它对冰面的压力和冰面对它的支持力是一对平衡力 7．近年来我国新能源汽车技术飞速发展。下列说法正确的是（　　） A．锂电池储存的电能是一次能源 B．电动汽车利用充电桩充电，电动汽车是用电器 C．新能源汽车的动能回收过程是电能转化为机械能 D．电动汽车人工智能系统所使用的芯片主要由超导材料制成 8．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，日照附近海域成功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，四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰，这项技术利用了电磁感应原理 9．下列关于智能家居中能源、材料和信息的说法正确的是（　　） A．智能电表计量的电能属于一次能源 B．智能灯具使用太阳能供电，太阳能是不可再生能源 C．智能家电的外壳很多采用新型塑料，这种塑料是超导材料 D．智能家居设备之间通过蓝牙传输信息，蓝牙利用的是电磁波 10．我国于2024年7月成功研制出世界上最轻、最小的太阳能动力微型无人机，该无人机可在纯自然光下实现持续飞行。这款无人机主要由静电驱动推进系统和超轻千伏动力系统组成。静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上。超轻高压变换器将电压为4.5V的太阳能电池升压至9000V，实现高效电能传输。由上述信息可以推断，这款无人机（　　） A．可在无光环境下飞行 B．飞行时会产生较多热量 C．太阳能电池板面积很大 D．静电电机比传统电机能耗小得多 11．2025年1月20日，我国“人造太阳”，图甲创造了“亿度千秒”的世界纪录，科学家预计5年内世界上第一盏核聚变电灯有望在中国点亮。“人造太阳”的反应过程如图乙所示。要造出能实用的“人造太阳”，需要上亿摄氏度的等离子体、超过千秒的连续运行时间和1MA的等离子体电流，挑战极大。装置中的超导电缆具有电阻为零的特点，进而使强电流形成强磁场，将极高温等离子状态的物质约束在环形容器里。下列有关说法正确的是（　　） A．强电流可以形成强磁场，这是利用了电流的磁效应 B．超导电缆中有强电流通过时会产生热量 C．由图乙可知，“人造太阳”是利用核裂变获得核能 D．利用“人造太阳”产生的电能可以自发转化为核能 12．在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻甲、乙、丙连接情况如图所示。通电后，观察U形管中液面高度本题中不以图示位置判断的变化，则下列说法中正确的是（　　） A．实验中消耗的电能属于一次能源 B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察乙、丙所在U形管中液面高度的变化 C．甲、乙、丙通电时产生的热量之比2∶4∶1 D．将此装置接在14V恒定电压电源下，通电甲消耗的电能是192J 二、填空题 13．中国空间站为人类探索太空贡献着中国力量。空间站主要靠太阳能帆板提供能源，帆板工作时将太阳能直接转化为______能。太阳能清洁无污染，是可再生能源，请再列举出一种可再生能源：______。 14．2025年5月，被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置在四川绵阳实现百万安培亿度H模，如图所示。其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，是我国自主研发的可控________（选填“核聚变”或“核裂变”）大科学装置。 15．“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术。核能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电厂的电能源源不断地输送到千家万户，用户用电给水加热，水在升温的过程中比热容___________（选填“变小”“不变”或“变大”）。 16．随着我国具有完全自主知识产权的第三代百万千瓦级核电站——华龙一号的建设，我国的核电技术已经居于世界领先地位，核电站中的核反应堆是通过可控________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放核能的。在发电过程中，核电站的蒸汽轮机将蒸汽的内能转化为__________能，再通过发电机进而转化为电能。 17．如图所示，第九届亚洲冬奥会，擅于思考的欣航同学发现用阳光点燃火炬使用的是________（凸透镜/凹透镜），太阳是__________（可再生能源/不可再生能源），凸透镜的直径是60_______（填写单位）。 18．如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电池，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的______极，根据对环境污染的大小来判断这种能源______（选填“是”或“不是”）清洁能源。 19．核潜艇的动力来源于核反应堆中发生的核______变获得的核能；如图所示，一艘核潜艇悬浮在A处，此时指挥台顶部距离海平面深度为100m、面积为2000cm2的观察窗受到海水的压力为________N；若某段时间内，潜艇沿着OP水平直线方向从低密度海水区域匀速潜入高密度海水区域，则在B点的动能________（选填“大于”、“小于”或“等于”）在C点的动能。（低密度海水密度取） 三、实验题 20．太阳能热水器因节能环保而广泛应用。热水器由真空集热管、不锈钢保温水箱、连接管道等部件组成。集热器相当于电热水器中的电热管，保温水箱储存热水，连接管道将整套冷水、热水系统形成一个闭合的环路。实际使用中发现其效率受多种因素影响，小明思考:太阳能热水器效率与什么因素有关? 他猜想:与太阳能热水器的倾角、光照时间和水的质量有关。 为此，小明开展“影响太阳能热水器效率的因素”探究实验，装置如图所示。他采用同一太阳能热水器，在不同条件下进行测试，并记录相关数据如表所示： 实验序号 太阳能热水器的倾角 光照时间/h 水的质量/kg 水升高的温度/℃ 1 30° 2 10 10 2 45° 2 10 15 3 45° 3 10 20 4 45° 2 20 8 请你解答下列问题: （1）该实验通过比较______判断太阳能热水器效率高低。 （2）分析实验1和2，初步得出结论：在光照时间和水的质量相同时，太阳能热水器的倾角越大，太阳能热水器的效率越高。 （3）分析实验2和3，可初步得出结论：______。 （4）要探究“水的质量对太阳能热水器效率的影响”，应选择实验______进行对比。 （5）实验4中，水的质量比实验2多，但水升高的温度却低。从能量转化和比热容相关知识的角度分析，这样的数据合理吗?并说明理由______。 （6）除了上述列出的因素，还有哪些因素可能会影响太阳能热水器的效率?请至少说出两个因素：______。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第二十一章 能源、材料与社会 第二节 跨学科：能源的开发与利用 一、单选题 1．关于能源，下列说法正确的是（　　） A．太阳能和核能都是绿色环保，取之不尽的新能源 B．水能、风能和天然气都是一次能源，也都是可再生能源 C．“可燃冰”（天然气水合物）燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源” D．氢燃料发动机可以把化学能全部转化为机械能 【答案】C 【详解】A．太阳能是绿色环保，取之不尽的新能源，而核能属于不可再生能源，故A错误； B．水能、风能和天然气都是一次能源，水能和风能是可再生能源，天然气属于不可再生能源，故B错误； C．“可燃冰”（天然气水合物）燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源”，故C正确； D．氢燃料发动机可以把化学能转化为机械能，但不可能全部转化，故D错误。 故选C。 【点睛】知道能源的分类，理解发动机工作的效率，理解绿色能源的含义，可解答此题。 2．下列关于核能开发的说法中，你认为正确的是 A．开发核能会带来可怕的核泄漏，产生放射性污染，所以人类应停止开发核能 B．核能是一种稳定、高效、清洁的可再生能源，是其它新能源不可能替代的 C．福岛第一核电站开发核能是利用可控核裂变过程中释放的核能 D．核反应堆是一种能够控制的链式反应装置，地震等自然灾害不会对它造成影响 【答案】C 【详解】A、核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，但合理开发核能能解决人类能源危机．不合题意． B、核能是一种相对较为清洁的能源，是不可再生能源．不合题意． C、核电站是利用原子核裂变发生链式反应时释放的大量能量来发电的，是可控制的．符合题意． D、核能开发不是绝对安全的，核辐射污染、核废料污染是极为严重的．不合题意． 故选C． 【点睛】本题考查了学生对核能的认识．核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的．虽然核能发电有很多优点，但是核废料因具有放射线，故必须慎重处理． 3．能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。下列说法不正确的是（　　） A．人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来 B．核电站的能量转化是将核能直接转化为电能 C．核裂变发电能量转化效率不能达到100% D．太阳能、水能、风能都是可再生能源 【答案】B 【详解】A．太阳能通过光合作用、水循环、大气运动等转化为其它形式的能量，人类利用的化石能源、水能、风能等大多来源于太阳能，故A正确，不符合题意； B．核电站中，核反应堆通过核裂变释放核能，将核能转化为水的内能，蒸汽推动汽轮机将内能转化为机械能，最后发电机将机械能转化为电能，并非直接转化，故B错误，符合题意； C．任何能量转化过程都存在能量损耗（如热散失），效率不可能达到100%，故C正确，不符合题意； D．太阳能、水能、风能都可以从大自然中源源不断的获取，所以都属于可再生能源，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．中国科技发展日新月异，对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是（　　） A．白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能 B．“天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系 C．中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源 D．中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒的技术——该反应为核裂变 【答案】D 【详解】A．水力发电通过水的机械能带动发电机转化为电能，故A正确，不符合题意； B．电磁波可在真空中传播，探测器通过电磁波与地面联系，故B正确，不符合题意； C．太阳能无污染且可再生，属于清洁能源，故C正确，不符合题意； D．“人造太阳”通过核聚变释放能量（类似太阳内部反应），而非核裂变，故D错误，符合题意； 故选D。 5．下图是核电站发电的工作情况，下列关于核电站和核能的描述中，正确的是（    ） A．核电站发电的能量转换：核能→机械能→内能→电能 B．启动核裂变反应的粒子是中子，中子带正电 C．核能是可再生能源 D．核反应堆是通过可控核裂变释放核能的 【答案】D 【详解】A．核电站发电的能量转换过程应为：核能→内能→机械能→电能；核反应释放的核能首先转化为内能，加热水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机将内能转化为机械能，最后汽轮机带动发电机将机械能转化为电能，故A错误； B．启动核裂变反应的粒子是中子，但中子不带电，质子才带正电；中子由于不带电，更容易与铀核发生反应引发裂变，故B错误； C．核能是利用铀等放射性矿物资源产生的能量，这些矿物在地球上的储量有限，且无法在短期内再生，因此核能属于不可再生能源，故C错误； D．核反应堆是通过控制中子数量来实现可控核裂变，从而持续稳定地释放核能；若不加控制则会形成链式反应（如原子弹爆炸），故D正确。 故选D。 6．2025年是我国南极长城站成立40周年，科考队一路风雪兼程、筑梦冰原。不久前，科考队用上了安装有特殊电池的六足机器狗，让他们在应对南极的恶劣环境时有了“新助手”。有关六足机器狗的说法正确的是（　　） A．机器狗六条腿的设计可以增大它与冰面间的受力面积从而增大压强 B．机器狗工作时消耗的电能是一次能源 C．科考队员可以依靠电磁波远程控制机器狗在冰面上执行任务 D．机器狗负重行走在水平冰面，它对冰面的压力和冰面对它的支持力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．在压力一定时，增大受力面积会减小压强，故A错误； B．电池中的电能是由化学能转换而来，是二次能源，不是一次能源，故B错误； C．现代机器人通常通过电磁波实现远程通信和控制，南极虽然环境恶劣，但电磁波可以正常传播，故C正确； D．机器狗对冰面的压力和冰面对机器狗的支持力是一对作用力与反作用力，故D错误； 故选C。 7．近年来我国新能源汽车技术飞速发展。下列说法正确的是（　　） A．锂电池储存的电能是一次能源 B．电动汽车利用充电桩充电，电动汽车是用电器 C．新能源汽车的动能回收过程是电能转化为机械能 D．电动汽车人工智能系统所使用的芯片主要由超导材料制成 【答案】B 【详解】A．电能需要消耗一次能源才能得到，是二次能源，锂电池储存的电能是二次能源，故A错误； B．电动汽车利用充电桩充电时，需要消耗电能，电动汽车是用电器，故B正确； C．新能源汽车减速时会对动能进行回收，动能回收过程是机械能转化为电能，故C错误； D．电动汽车人工智能系统所使用的芯片主要由半导材料制成，半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，故D错误。 故选B。 8．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，日照附近海域成功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，四川舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰，这项技术利用了电磁感应原理 【答案】A 【详解】A．太阳能可以从大自然源源不断的获取，且在使用时不需要消耗其他形式的能量，故太阳能既是可再生能源又是一次能源，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，选项C错误； D．电磁弹射是将电能转化为机械能，推动舰载机起飞，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用，不是利用电磁感应原理，选项D错误。 故选A。 9．下列关于智能家居中能源、材料和信息的说法正确的是（　　） A．智能电表计量的电能属于一次能源 B．智能灯具使用太阳能供电，太阳能是不可再生能源 C．智能家电的外壳很多采用新型塑料，这种塑料是超导材料 D．智能家居设备之间通过蓝牙传输信息，蓝牙利用的是电磁波 【答案】D 【详解】A．智能电表计量的电能属于二次能源，需要消耗一次能源得到，故A错误； B．太阳能可以从自然界源源不断得到，属于可再生能源，故B错误； C．智能家电的外壳很多采用新型塑料，这种塑料的导电性很差，属于绝缘体，故C错误； D．电磁波可以传递信息，智能家居设备之间通过蓝牙传输信息，蓝牙利用的是电磁波，故D正确。 故选D。 10．我国于2024年7月成功研制出世界上最轻、最小的太阳能动力微型无人机，该无人机可在纯自然光下实现持续飞行。这款无人机主要由静电驱动推进系统和超轻千伏动力系统组成。静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上。超轻高压变换器将电压为4.5V的太阳能电池升压至9000V，实现高效电能传输。由上述信息可以推断，这款无人机（　　） A．可在无光环境下飞行 B．飞行时会产生较多热量 C．太阳能电池板面积很大 D．静电电机比传统电机能耗小得多 【答案】D 【详解】ABD．由题可知，微型无人机能实现纯自然光供能下的持续飞行，说明微型静电电机在没有光的环境下不能飞行；静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上，说明微型静电电机具有发热小，效率高的特点，则静电电机比传统电机能耗小得多，故AB不符合题意，D符合题意； C．由题可知，该机器为微型无人机，则说明了太阳能电池板的面积小，故C不符合题意； 故选D。 11．2025年1月20日，我国“人造太阳”，图甲创造了“亿度千秒”的世界纪录，科学家预计5年内世界上第一盏核聚变电灯有望在中国点亮。“人造太阳”的反应过程如图乙所示。要造出能实用的“人造太阳”，需要上亿摄氏度的等离子体、超过千秒的连续运行时间和1MA的等离子体电流，挑战极大。装置中的超导电缆具有电阻为零的特点，进而使强电流形成强磁场，将极高温等离子状态的物质约束在环形容器里。下列有关说法正确的是（　　） A．强电流可以形成强磁场，这是利用了电流的磁效应 B．超导电缆中有强电流通过时会产生热量 C．由图乙可知，“人造太阳”是利用核裂变获得核能 D．利用“人造太阳”产生的电能可以自发转化为核能 【答案】A 【详解】A．强电流可以形成强磁场，这是利用了电流的磁效应，故A正确； B．超导电缆的电阻为零，有强电流通过时不会产生热量，故B错误； C．由图乙可知，“人造太阳”是利用核聚变获得核能，故C错误； D．能量的转化和转移具有方向性，利用“人造太阳”产生的电能不可以自发转化为核能，故D错误。 故选A。 12．在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻甲、乙、丙连接情况如图所示。通电后，观察U形管中液面高度本题中不以图示位置判断的变化，则下列说法中正确的是（　　） A．实验中消耗的电能属于一次能源 B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察乙、丙所在U形管中液面高度的变化 C．甲、乙、丙通电时产生的热量之比2∶4∶1 D．将此装置接在14V恒定电压电源下，通电甲消耗的电能是192J 【答案】D 【详解】A．电能无法从自然界直接获取，是经过一次能源转化得到的，属于二次能源，故A错误； B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制电流相同，而电阻大小不同，因此，需观察甲、乙所在U形管中液面高度的变化，故B错误； C．设甲图中电阻为R，则乙图中电阻为2R，丙图中容器内电阻为R；设通过甲图电阻的电流为I，根据串并联电路电流特点可知，通过乙图中电阻的电流为I，通过丙图中容器内电阻的电流为，通电时间相同，根据焦耳定律可得，甲、乙、丙通电时产生的热量之比为 故C错误； D．由图可知，丙的总电阻为 电路中的总电阻 串联电路的电流 通电甲消耗的电能是，故D正确。 故选D。 二、填空题 13．中国空间站为人类探索太空贡献着中国力量。空间站主要靠太阳能帆板提供能源，帆板工作时将太阳能直接转化为______能。太阳能清洁无污染，是可再生能源，请再列举出一种可再生能源：______。 【答案】 电 风能 【详解】[1]太阳能帆板通过光伏效应将太阳能直接转化为电能。 [2]常见的可再生能源还包括风能、水能、地热能、潮汐能等，这些能源均能自然再生且可持续利用。 14．2025年5月，被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置在四川绵阳实现百万安培亿度H模，如图所示。其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，是我国自主研发的可控________（选填“核聚变”或“核裂变”）大科学装置。 【答案】核聚变 【详解】太阳放出的能量是通过核聚变得到的，“新一代人造太阳”的能量产生原理与太阳发光发热相似，所以人造太阳是通过核聚变释放巨大能量。 15．“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术。核能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电厂的电能源源不断地输送到千家万户，用户用电给水加热，水在升温的过程中比热容___________（选填“变小”“不变”或“变大”）。 【答案】 不可再生 不变 【详解】[1]核能利用的是铀等核燃料，这些燃料在地球上的储量有限，无法在短时间内再生，因此属于不可再生能源。 [2]比热容是物质的一种特性，它只和物质的种类和状态有关，与温度无关，水在升温的过程中，水的比热容不变。 16．随着我国具有完全自主知识产权的第三代百万千瓦级核电站——华龙一号的建设，我国的核电技术已经居于世界领先地位，核电站中的核反应堆是通过可控________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放核能的。在发电过程中，核电站的蒸汽轮机将蒸汽的内能转化为__________能，再通过发电机进而转化为电能。 【答案】 核裂变 机械 【详解】[1]核电站中的核反应堆是利用可控核裂变来释放核能的。核裂变是重核分裂成较轻核的过程，能产生大量能量且便于控制。核聚变目前难以实现可控利用。 [2]在核电站发电过程中，蒸汽轮机利用蒸汽的内能推动轮机转动，将内能转化为机械能，之后机械能再由发电机转化为电能。 17．如图所示，第九届亚洲冬奥会，擅于思考的欣航同学发现用阳光点燃火炬使用的是________（凸透镜/凹透镜），太阳是__________（可再生能源/不可再生能源），凸透镜的直径是60_______（填写单位）。 【答案】 凸透镜 可再生能源 cm 【详解】[1]凸透镜对光线有会聚作用，能将平行于主光轴的太阳光会聚到一点（焦点），使该点温度升高，达到可燃物的着火点，从而点燃火炬。而凹透镜对光线有发散作用，无法实现会聚阳光点火的效果。因此，此处应填 凸透镜。 [2]可再生能源是指自然界中可以不断再生、永续利用的能源，太阳的能量来源于其内部的核聚变反应，只要太阳存在，就会持续释放能量，属于可再生能源。因此，此处应填 可再生能源。 [3]结合实际情况，用于点燃火炬的凸透镜需要足够大才能有效会聚足够的阳光，60 毫米（mm）过小，60 米（m）过大，60 厘米（cm）是合理的尺寸。因此，此处应填 cm。 18．如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电池，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的______极，根据对环境污染的大小来判断这种能源______（选填“是”或“不是”）清洁能源。 【答案】 正 是 【详解】[1][2]甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，钠离子（正电）通过甲渗透膜向左移动，使左侧区域带正电，氯离子（负电）通过乙渗透膜向右移动，使右侧区域带负电，电流从左向右通过小灯泡，说明左端是正极，右端为负极。由于盐差能的产生过程不涉及有害物质的排放，对环境影响较小，是一种清洁能源。 19．核潜艇的动力来源于核反应堆中发生的核______变获得的核能；如图所示，一艘核潜艇悬浮在A处，此时指挥台顶部距离海平面深度为100m、面积为2000cm2的观察窗受到海水的压力为________N；若某段时间内，潜艇沿着OP水平直线方向从低密度海水区域匀速潜入高密度海水区域，则在B点的动能________（选填“大于”、“小于”或“等于”）在C点的动能。（低密度海水密度取） 【答案】 裂 小于 【详解】[1]核潜艇的动力来源与核电站的能源来源相同，都来自于核裂变。 [2]观察窗所受的压强 观察窗受到的压力 [3]潜艇浸没在海水中，排开海水的体积在B和C点的相同，而B的海水密度比C点的小，据阿基米德原理知，B点潜艇所受的浮力比C点的小，则潜艇在B点的重力比C点的小，质量比C点的小，两点的速度相同时，B点的动能小于C点的动能。 三、实验题 20．太阳能热水器因节能环保而广泛应用。热水器由真空集热管、不锈钢保温水箱、连接管道等部件组成。集热器相当于电热水器中的电热管，保温水箱储存热水，连接管道将整套冷水、热水系统形成一个闭合的环路。实际使用中发现其效率受多种因素影响，小明思考:太阳能热水器效率与什么因素有关? 他猜想:与太阳能热水器的倾角、光照时间和水的质量有关。 为此，小明开展“影响太阳能热水器效率的因素”探究实验，装置如图所示。他采用同一太阳能热水器，在不同条件下进行测试，并记录相关数据如表所示： 实验序号 太阳能热水器的倾角 光照时间/h 水的质量/kg 水升高的温度/℃ 1 30° 2 10 10 2 45° 2 10 15 3 45° 3 10 20 4 45° 2 20 8 请你解答下列问题: （1）该实验通过比较______判断太阳能热水器效率高低。 （2）分析实验1和2，初步得出结论：在光照时间和水的质量相同时，太阳能热水器的倾角越大，太阳能热水器的效率越高。 （3）分析实验2和3，可初步得出结论：______。 （4）要探究“水的质量对太阳能热水器效率的影响”，应选择实验______进行对比。 （5）实验4中，水的质量比实验2多，但水升高的温度却低。从能量转化和比热容相关知识的角度分析，这样的数据合理吗?并说明理由______。 （6）除了上述列出的因素，还有哪些因素可能会影响太阳能热水器的效率?请至少说出两个因素：______。 【答案】 水升高的温度 在太阳能热水器的倾角和水的质量相同时，光照时间越长，太阳能热水器效率越高。 2和4 实验2和4中太阳能热水器工作时，将太阳能转化为内能，光照时间相同，热水器中水吸收的热量相同，实验4中，水的质量比实验2多，根据Q=cmΔt可知，热量和比热容相同，升高的温度和质量成反比，所以水升高的温度会降低。 光照强度、环境温度 【详解】（1）[1]由转换法可知，实验通过比较水升高的温度判断太阳能热水器效率高低，水升高的温度越高，则太阳能热水器效率越高。 （3）[2]分析实验2和3，太阳能热水器的倾角和水的质量相同，第3次光照时间较长，水升高的温度较高，太阳能热水器效率较高，可以得到在太阳能热水器的倾角和水的质量相同时，光照时间越长，太阳能热水器效率越高。 （4）[3]要探究“水的质量对太阳能热水器效率的影响”，保持太阳能热水器的倾角和光照时间相同，水的质量不同，选择实验2和4。 （5）[4]略。 （6）[5]光照强度（太阳辐射强度）：强光下集热管吸收能量更快。环境温度：低温环境会导致保温水箱散热加快。所以影响太阳能热水器的效率可能有光照强度、环境温度等。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $