第二十二章 能源与可持续发展 单元练习 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“能源与可持续发展”，以“人造太阳”“压缩空气储能电站”等科技前沿为情境，覆盖能源分类、能量转化等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学态度。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|能源分类（如太阳能为可再生能源）、能量转化方向性（如内能传递方向）|结合季风气候、热岛效应等生活现象，考查物理观念| |填空题|5题|储能电站能量转化（电能→机械能→内能）、分子间隙、能源利用史排序|融入2025年最新储能技术，体现科学态度与责任| |综合题|3题|电动汽车充电计算、太阳能供暖系统效率、歼-20隐身原理|通过参数计算（如电池容量）和实验分析（电流产热），培养科学思维与探究能力|

第二十二章能源与可持续发展 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．风是我们生活中最常见的大气现象，蕴含着很多物理知识。下列有关风的说法中，错误的是（　　） A．风是空气相对于地面的水平运动，其方向受水平气压梯度力和地球自转等因素影响 B．在城市热岛效应中，城市气温高，气压低，风从郊区吹向城市 C．在季风气候区，夏季风从陆地吹向海洋，带来干燥天气 D．风能是太阳能的一种间接形式，可以通过风力发电机将风能转化为电能 2．下列说法正确的是（    ） A．由于能量守恒，所以一旦技术成熟永动机是可以制造出来的 B．一定质量的水，从10℃升温到15℃时所吸收的热量等于从80℃降温到75℃时放出的热量 C．质量大温度高的物体含有的热量多 D．内燃机工作时，在做功冲程汽缸内高温气体的内能将全部转化为机械能 3．下列说法正确的有（　　） ①太空中需要3颗地球同步卫星才能几乎实现全球卫星通信； ②微波炉是应用电流的热效应来工作的； ③电磁波能够在真空中传播，而声音不能在真空中传播； ④能量的转移与转化具有方向性，因此要注意节约能源； ⑤随着科学技术的快速发展，我国已建立了利用核聚变发电的核电站； ⑥“5G”移动通信技术中的5G芯片是由超导体材料制成的，铜是磁性材料可以被磁化。 A．①③④ B．①③⑤ C．①④⑥ D．②③④ 4．下列事例中，可以表示能量转化或转移具有方向性的是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．电能可以转化为内能，内能的一部分也可以转化为电能 5．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 6．2025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 7．我国水资源总量较多，但人均水资源占有量少，而且分布不均，下列关于节水措施中错误的是（　　） A．用洗过衣服的水拖地 B．用工业废水浇灌农田 C．推广使用节水器具 D．植树造林，涵养水源 8．小明在学习笔记上写了一些物理的知识点，其中有错误的是（　　） A．古琴声音由琴弦振动产生，转轴可以改变琴弦松紧度，进而改变声音的音调 B．小孔成像是实像，平面镜成像是虚像 C．灯泡灯丝越细，实际功率越小 D．光导纤维的原理是光的全反射，核电站的原理是核裂变 9．社会发展离不开能源，绿色能源是应对全球气候挑战和实现可持续发展的重要选择，以下各种形式的能源中属于绿色能源的是（　　） A．煤气 B．太阳能 C．石油 D．木炭 10．能源的开发和利用在社会的建设中起着很重要的作用。下列能源中，在使用时最安全、最清洁的是（    ） A．煤气 B．电能 C．太阳能 D．天然气 二、填空题 11．2025年5月8日，我国设计建设的世界首台（套）660兆瓦人工硐室型压缩空气储能电站正式落地甘肃酒泉敦煌。 (1)储能电站在用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中，该过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为______能，再通过空气压缩机转化为______能。用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，连接发电机发电，该过程中，高压空气内能______（填“增加”或“减少”）。 (2)空气能被压缩，说明分子间存在______。该项目储能规模2640兆瓦时，相当于______，一次储能可持续支撑660兆瓦满负荷运行______h。 (3)储能电站就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.75度电，其能量转换效率为______%。该项目每年发电6亿度，则消耗______亿度用电低谷时段电网的多余电能。 12．太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。“人造太阳”模拟了太阳的核______（选填“聚变”或“裂变”）反应原理，释放巨大能量。 13．请按人类利用能源的过程，将下述现象按由古至今的顺序排列______。 A．钻木取火　  B．电力机车　  C．用煤炉烧水  　D．蒸汽机车　  E．用核电站 14．风力发电是把_________能转化为电能。在众多新能源中，太阳能、风能、海洋能等都属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 15．如图甲所示为探测准确的气象数据而释放的气象气球，为了显示气球上升的高度，小伟设计了如图乙所示的简易电路图，电源电压不变，传感器的阻值会随海拔的增大而减小，是定值电阻。 (1)风能属于______再生能源； (2)气象气球携带的探空仪会采集各种气象数据，并将数据通过______（选填“超声波”或“电磁波”）传回到地面气象站； (3)随着海拔的增大，电流表的示数______，电压表的示数______。（选填“变大”“变小”或“不变”） 三、综合题 16．电动汽车已经进入很多家庭。 (1)电动汽车是指以车载电池提供的电能作为动力，用电动机驱动车轮行驶，所用的电能是 ______能源（选填“一次”或“二次”）。图甲中能正确反映电动机工作原理的是 __________。 (2)车内安装了如图乙所示的抬头显示器。通过前挡风玻璃可呈现水平显示器上的重要行车数据，方便司机查看。图丙是其简化图，请在图中作出人眼B通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像A'的光路图。 (3)如图丁所示是车顶的外掀式天窗，若将天窗的前面关闭，后面微微向上打开，轿车行驶时就能使车内污浊的空气被自动“抽出”，从而保持车内空气清新。这种能够自动向外“抽气”的现象所依据的物理原理是__________。 (4)某智能电动汽车部分参数如下表。以最大快充功率给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间？ 整车质量/kg 1650 电动机最大功率/kW 160 最高时速(km/h) 155 电池容量（Ah） 200 最大快充功率（kW） 80 电池电压（V） 300 17．某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时多余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失 (1)同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热的原因之一是：藏区海拔高，大气压强______选填“大”或“小”，空气密度小，蓄水箱对流散热慢。 (2)太阳能集热板工作过程是将______能转化为______能。 (3)若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为，则集热板中的水获得的内能是______J，这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了。请分析计算该蓄水箱的容积至少是______。 (4)假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能还能为县城用户按标准持续供暖约______天。计算结果保留一位小数 18．2025年九三阅兵式上，我国自主研制的隐身战机歼-20飞过天安门上空。 (1)现场观众听到的飞机轰鸣声是通过______传到人耳的； (2)歼-20使用的航空煤油是从石油中提炼的，从可持续发展的角度看，石油是______能源；飞机配备的放电刷，能够有效防止机身与空气摩擦带上______干扰机载电子设备； (3)歼-20能实现隐身是指它能避开敌方雷达的探测，通过特殊的外形设计和机身表面的吸波涂层，使照射到机身上的大量______波发生散射或被吸收，从而减小反射信号来实现隐身的。 学科网（北京）股份有限公司 《第二十二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 C B A B D A B C B C 1．C 【详解】A．风是空气相对于地面的水平运动，其形成的直接原因是水平气压梯度力，同时还会受地球自转偏向力、摩擦力等因素影响，故A正确，不符合题意； B．城市热岛效应中，城市气温高，空气受热膨胀，近地面气压低；郊区气温低，气压高，因此风从郊区吹向城市，故B正确，不符合题意； C．季风气候中，陆地的比热容小，夏季陆地升温快，气压低，海水的比热容较大，海洋升温慢，气压高，夏季风从海洋吹向陆地，会带来湿润的降水天气；反之，冬季风才是从陆地吹向海洋，带来干燥天气，故C错误，符合题意； D．风能来源于太阳能辐射导致的大气运动，是太阳能的一种间接形式，风力发电可将风能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．根据能量守恒定律，摩擦不可避免，所以永动机是无法制造出来的，故A错误； B．水的质量相同，根据，升高5摄氏度吸收的热量和降低5摄氏度时放出的热量相同，故B正确； C．热量是一个过程量，不能说“含有”，故C错误； D．因为有热传递和摩擦的损耗，内能不可能全部转化为机械能，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】①由于超短波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等。因此，人们用通信卫星作中继站。目前，用3颗同步卫星就可以覆盖全球，故①正确； ②微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波，即微波炉是应用电磁波工作，故②错误； ③光和电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故③正确； ④能量的转移与转化具有方向性，有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，故④正确； ⑤目前已建成的核电站的能量来自于重核的裂变，而不是轻核聚变，故⑤错误； ⑥5G芯片是由半导体材料制成的，铜不是磁性材料，不可以被磁化，故⑥错误。 综上所述，正确的是①③④。 故选A。 4．B 【详解】A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故A不符合题意； B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，故B符合题意； C．动能可以和重力势能相互转化，说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故C不符合题意； D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故D不符合题意。 故选B。 5．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。 6．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。 7．B 【详解】ACD．用洗过衣服的水拖地、推广使用节水器具、植树造林，涵养水源，以上方法都可以有效节约水资源，故ACD不符合题意； B．工业废水有毒、有害，不适合浇灌农田，故B符合题意。 故选B。 8．C 【详解】A．音调与物体的频率有关，古琴声音由琴弦振动产生，转轴可以改变琴弦松紧度，进而改变声音的音调，故A正确，不符合题意； B．小孔成像是由于光的直线传播，形成是实像，平面镜成像是由于是光的反射，是实际光线的反向延长线会聚成的，是虚像，故B正确，不符合题意； C．由知道，实际电功率与物体的电阻及电压有关，故灯泡灯丝越细，但实际功率不一定越小，故C错误，符合题意； D．光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光传导工具，核电站是利用核能发电，利用了核裂变原理，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．B 【详解】A． 绿色能源体现了开发利用自然资源与环境友好相容的原则，可认为绿色能源不会对环境造成污染，绿色能源也称为清洁能源，是可再生能源；煤气燃烧时除了产生大量的二氧化碳之外，也会产生一氧化碳等气体，不属于绿色能源，故A不符合题意； B．太阳能是取之不尽，用之不竭的新能源，使用后不会对环境造成污染，属于绿色能源，故B符合题意； C．石油燃烧时除了产生大量的二氧化碳之外，也会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体，不属于绿色能源，故C不符合题意； D．木炭燃烧时除了产生大量的二氧化碳之外，也会产生一氧化碳等气体，不属于绿色能源，故D不符合题意。 故选B。 10．C 【详解】A．煤气主要成分是一氧化碳等，一氧化碳有毒，泄漏易引发中毒，且燃烧若不充分也会产生污染，使用存在安全隐患，且不够清洁，故A不符合题意； B．电能是二次能源，其生产过程（如火力发电）可能依赖煤炭等化石燃料，会产生污染；而且用电过程中若操作不当也有安全风险，并非最安全、最清洁的，故B不符合题意； C．太阳能是清洁能源，在使用时不会产生污染物，也不存在泄漏、爆炸等安全问题，是很安全且清洁的能源，故C符合题意； D．天然气是化石燃料，泄漏易引发爆炸，存在安全隐患，且燃烧会产生二氧化碳等温室气体，不够清洁，故D不符合题意。 故选C。 11．(1) 机械 内 减少 (2) 间隙 4 (3) 75 8 【解析】【小题1】[1]电网的电能首先通过电动机驱动空气压缩机工作，电动机将电能转化为机械能。 [2]压缩空气的过程，是将机械能用于压缩空气，使空气被压缩、压力升高，其内能增加，所以是机械能转化为内能。 [3]用电高峰时，高压空气被释放推动涡轮机发电。此时高压空气膨胀对外做功，内能减少（转化为机械能，再转化为电能）。 【小题2】[1]由于分子间存在间隙，且空气的间隙比较大，因此很容易被压缩。 [2]，所以 [3]一次储能可持续支撑660兆瓦满负荷运行时间为 【小题3】[1]输入1度电，输出0.75度电，所以 [2]项目每天发电6亿度（即输出电量为6亿度），而效率为75%，那么需要的输入电能为 12． 可再生 聚变 【详解】[1]太阳能在自然界短时间就能得到补充的能源，是可再生能源。 [2]太阳放出的能量是通过核聚变得到的，所以人造太阳是通过核聚变释放巨大能量。 13．A、C、D、B、E 【详解】钻木取火是人类社会发展中的第一次能源革命，接着人类学会了用燃料燃烧获得能量，比如用煤炉烧水，由此引发了人类社会发展中的第二次能源革命蒸汽机的发明，而电能的大规模生产应该是人类社会发展中的第二次能源革命的产物，到目前核能的发明是人类社会发展中的第三次能源革命，按人类利用能源的过程，将下述现象按由古至今的顺序排列A、C、D、B、E。 14． 风（或机械） 可再生 【详解】[1]风力发电是利用风的机械能推动发电机，将风能（或机械能）转化为电能。 [2]太阳能、风能、海洋能可以在自然界中持续再生、循环利用，属于可再生能源。 15．(1)可 (2)电磁波 (3) 变大 变大 【详解】（1）风能可以从自然界源源不断得到，属于可再生能源。 （2）电磁波可以传递信息，气象气球携带的探空仪会采集各种气象数据，并将数据通过电磁波传回到地面气象站。 （3）[1][2]分析电路可知，传感器和定值电阻串联，电压表测电压，电流表测电路电流。随着海拔的增大，传感器的阻值减小，则总电阻减小，根据，电路电流变大，则电流表的示数变大，根据，电压表的示数变大。 16．(1) 二次 D (2) (3)流速越大的位置，压强越小 (4)见解析 【详解】（1）[1]电动汽车使用的电能无法直接从自然界获取，需通过其他能源（如火力发电、光伏发电等）转化而来，因此属于二次能源。 [2]电动机的核心原理是通电导体在磁场中受到力的作用（即磁场对电流的作用力），电路中必须有电源提供电流，故D选项符合题意。 （2）挡风玻璃可视为平面镜，人眼B看到A点的像A'，是由于A点发出的光经玻璃反射后进入人眼，反射光线的反向延长线交于像点A'，如图所示： （3）流体压强与流速的关系：流体流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。轿车行驶时，天窗前面关闭、后面微开：天窗上方空气流速快，车内空气流速慢，天窗上方压强小于车内压强，形成压强差，推动车内污浊空气从天窗流出，实现“抽气”效果。 （4）电池满电情况下的电能W=UIt=300V×200A×3600s=2.16×108J 需要充的电能W1=(1-20%)W=(1-20%)×2.16×108J=1.728×108J 则给该车从最低电量到充满电所需时间 17．(1)小 (2) 太阳 内 (3) (4) 【详解】（1）大气压随高度升高而减小，藏区海拔高，大气压强小。 （2）[1][2]在工作过程中，太阳能集热板将接收到的太阳能转化为内能，使水温升高。 （3）[1]集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量；集热板的光热转化效率为，集热板中的水获得的内能 [2]蓄水吸收的热量 水的质量 水箱容积 （4）水箱中水降低温度可以放出的热量 可以供暖的天数 18．(1) 空气 (2) 不可再生 电荷 (3) 电磁 【详解】（1）声音的传播需要介质，日常环境中我们听到的声音大多通过空气这种介质传播的。 （2）[1]石油是经漫长地质过程形成的化石能源，消耗后短期内无法再生，属于不可再生能源； [2]不同物体相互摩擦会产生摩擦起电现象，使物体带上电荷，放电刷可防止该电荷干扰机载电子设备。 （3）雷达是利用电磁波来探测目标的，歼-20通过特殊外形和吸波涂层，使照射到机身上的电磁波被散射或吸收，以此减小反射信号实现隐身。 学科网（北京）股份有限公司 $