第二十二章 能源与可持续发展（举一反三·单元测试）物理新教材人教版九年级全一册

**基本信息** 聚焦人教版九年级下册《能源与可持续发展》单元，以神舟飞船、核能论坛等科技前沿为情境，全面考查能源分类、转化及可持续发展理念，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| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题24分|可再生能源判断、核能应用|结合地域期末真题，区分单选多选| |填空题|10题25分|能源分类、能量转化|融入航天日等热点，强化能量观念| |实验探究题|4题23分|太阳能效率、光电效应|设计对比实验，培养科学探究能力| |计算题|2题18分|光伏功率、核聚变能量|联系“双碳”目标，提升综合应用能力|

第二十二章《能源与可持续发展》单元测试卷（解析版） 注意事项： 1．测试范围：人教版：九年级下册第22章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。1—8题是单选题；9—12题是多选题，漏选得1分，不选、多选或错选得0分） 1．（25-26·九年级下·山东聊城·期末）能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向，下列属于可再生能源的是（     ） A．太阳能 B．天然气 C．石油 D．可燃冰 【答案】A 【详解】A．太阳能可以持续从自然界获取，属于可再生能源，故A符合题意； BCD．天然气、石油、可燃冰都属于化石类能源，形成需要亿万年，用完后短时间无法再生，都属于不可再生能源，故BCD不符合题意。 故选 A。 2．（25-26·九年级下·江苏连云港·期末）关于能源和可持续发展，下列认识正确的是（     ） A．我国已建成的核电站是利用核裂变来发电的 B．太阳能和核能都属于不可再生能源 C．能量在转化和转移过程中，总量会减少 D．使用化石能源不会对环境造成破坏 【答案】A 【详解】A．我国已建成的核电站是利用可控核裂变释放的能量来发电的，故A正确； B．太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源；核能的核燃料消耗后短时间内无法再生，属于不可再生能源，故B错误； C．根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中，总量保持不变，故C错误； D．化石能源燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫等物质，会造成温室效应、酸雨等环境破坏，故D错误。 故选A。 3．（25-26·九年级下·广东广州·期末）研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪各国共同的任务。能源可按不同方式进行分类。下列四组能源中，能归入图中所示阴影部分的一组是（   ） A．煤炭、地热能、沼气 B．太阳能、风能、水能 C．水能、木柴、天然气 D．风能、水能、核能 【答案】B 【详解】A．煤炭属于不可再生能源，故A不符合题意； B．太阳能、风能、水能都是可再生能源且都来自太阳辐射，故B符合题意； C．天然气属于不可再生能源，故C不符合题意； D．核能属于不可再生能源且不是来自太阳辐射，故D不符合题意。 故选B。 4．（25-26·九年级下·河南安阳·期末）近年来，我国通过调整能源结构、研发新型材料、建设高效率通信等措施，逐步推进绿色环保、可持续发展战略。关于能源、材料和信息（　　） A．光伏电池主要是用超导体材料制成的 B．汽车上的卫星导航仪是利用超声波和卫星之间传递信息的 C．光纤通信是利用光在光纤内部不断反射进行传播的 D．核能无污染，是未来的主要能源 【答案】C 【详解】A．光伏电池主要是用半导体材料制成，故A错误； B．汽车上的卫星导航仪是利用电磁波和卫星之间传递信息的，故B错误； C．光纤通信是利用激光在光导纤维中进行多次反射来传递信息的，故C正确； D．核泄漏会造成放射性的环境污染，故D错误。 故选C。 5．（25-26·九年级下·陕西榆林·期末）下列能源的使用，符合可持续发展理念的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．太阳能 D．木柴 【答案】C 【详解】AB．煤炭、石油：属于化石能源，不可再生，燃烧会产生大量污染物和温室气体，不符合可持续发展理念，故AB不符合题意； C．太阳能属于可再生的清洁能源，取之不尽、用之不竭，使用过程中几乎不产生污染，完全符合可持续发展理念，故C符合题意； D．木柴虽然是生物质能源，但大量砍伐会破坏植被、加剧水土流失，且燃烧效率低、污染大，不符合可持续发展的长期要求，故D不符合题意。 故选C。 6．（25-26·九年级下·重庆九龙坡·期末）2025年11月25日，神舟二十二号应急发射，3.5小时“太空快递”彰显中国航天硬实力（如图）。发射升空后，太阳能电池翼和储能电池是神舟二十二号的主要能源系统，下列有关说法正确的是（　　） A．火箭外壳与大气摩擦生热，通过热传递方式改变内能 B．从能源可持续发展的角度，太阳能属于不可再生能源 C．储能电池供电时，电流方向是从电池正极经用电器流向负极 D．航天员与地面科研人员沟通，是通过超声波传递信息的 【答案】C 【详解】A．火箭外壳与大气摩擦生热，是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能，而不是热传递，故A错误； B．太阳能可以从自然界源源不断地获得，从能源可持续发展的角度看，属于可再生能源，故B错误； C．在电源外部，物理学中规定电流的方向是从电源的正极流出，经过用电器，流回到电源的负极。储能电池作为电源对外供电时，电流方向是从电池正极经用电器流向负极，故C正确； D．太空是真空，而声（包括超声波）的传播需要介质，不能在真空中传播。航天员与地面科研人员的沟通是通过电磁波来传递信息的，故D错误。 故选C。 7．（25-26·九年级下·广西钦州·期末）物理学是一门认识世界、改变世界的科学，它的发展对改变世界的贡献有下列说法，其中不正确的是（　　） A．蒸汽机推动了第一次工业革命 B．电磁感应现象使人类社会进入了电气化时代 C．信息技术改变着我们的科学、经济和生活 D．新能源是不可再生的能源，它促进了世界的可持续发展 【答案】D 【详解】A．由物理学史知识知道：蒸汽机推动了第一次工业革命．故A正确，不符合题意； B．电磁感应现象的最重要的应用是发电机，故电磁感应现象使人类社会进入了电气化时代．故B正确，不符合题意； C．信息技术改变着我们的科技、经济和生活，给我们生活带来很多的便利．故C正确，不符合题意； D．新能源促进了世界的可持续发展，但是新能源中的太阳能、风能都是可再生能源．故D错误，符合题意． 故选D。 8．（25-26·九年级下·四川成都·期末）4月28日，2025春季核能可持续发展国际论坛上，《中国核能科技创新发展报告（2025）》发布，《报告》表示，当前，核能科技创新迎来了新的发展契机，也面临新挑战，需凝聚行业智慧，共谋发展蓝图。关于核能，下列说法中正确的是（　　） A．核燃料与天然气、太阳能、地热能都属于正在努力研究、开发的新能源 B．中国第三代核电技术已达世界领先水平，主要原理是利用核裂变来发电 C．当前核聚变技术研究不断突破，攻克诸多难题，已经可以应用于核能发电 D．发展核能有助于为可持续发展提供能源保障，可以不用再节约传统能源 【答案】B 【详解】A．核燃料、太阳能为新能源，天然气、地热能为常规能源，故A错误； BC．核反应有可控的核裂变与不可控的核聚变，中国第三代核电技术已达世界领先水平，主要原理是利用可控的核裂变来发电，故B正确，C错误； D．能量的转化与转移具有方向性，在能量使用过程中，要节约传统能源，故D错误。 故选B。 9．（25-26·九年级下·广东茂名·期末）科技改变生活，创新驱动发展。下列科技与生活的实例说法正确的是（　　） A．新能源汽车中用到的“氢能、太阳能、压缩天然气”等能源，均属于不可再生能源 B．新能源汽车中的纯电动汽车工作过程中将电能全部转化为机械能 C．华龙一号核电站利用核裂变产生的能量发电 D．临夏州清洁能源发展步伐不断加快，垃圾焚烧电站将化学能转化为内能，再转化为电能 【答案】CD 【详解】A．氢能、太阳能短时间内可以重复获得，属于可再生能源；压缩天然气短时间内不可以重复获得，属于不可再生能源，故A错误； B．使用任何机械，效率不可能达到100%，电动汽车工作时存在电能转化为热能等其他形式的能量，无法全部转化为机械能，故B错误； C．核裂变可以人为控制，核聚变不可控，目前核电站利用的是可控的核裂变，而可控核聚变技术仍在研发中，故C正确； D．垃圾焚烧电站的能量转化过程是：垃圾燃烧时，将化学能转化为内能，内能再通过蒸汽轮机等设备转化为机械能，最后由发电机将机械能转化为电能，故D正确。 故选CD。 10．（25-26·九年级下·黑龙江哈尔滨·期末）信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（　　） A．氢弹利用的是核聚变释放的能量 B．光纤通信是借助激光来传递信息的，不需能量 C．“北斗”系统是利用电磁波进行导航的 D．电能、氢能以及核能等均属于二次能源 【答案】AC 【详解】A．核反应有可控的核裂变与不可控的核聚变，氢弹利用的是不可控的核聚变释放的能量，故A正确； B．光纤通信是借助激光来传递信息的，但需要能量来产生和维持激光信号，故B错误； C．“北斗” 系统是利用电磁波进行导航的，电磁波可以在真空中传播，能实现卫星与地面之间的信息传递，故C正确； D．核能可以直接从自然界中获得，是一次能源；电能和氢能都需要通过一次能源加工转换而成，是二次能源，故D错误。 故选AC。 11．（25-26·九年级下·河南新乡·期末）下列关于“绿色”能源的说法正确的是（　　） A．所谓“绿色”能源是指颜色是绿色的能源 B．氢燃料电池能量大而且环保 C．硅光电池能将电能转化为太阳能 D．锂离子电池具有体积小、重量轻等特点，被广泛应用于移动通信设备中 【答案】BD 【详解】A．“绿色”能源是指对环境污染小的能源，与颜色无关，故A错误； B．氢燃料电池是使用氢制造成储存能量的电池，储存能量大，并且工作时只会产生水和热，对环境无污染，故B正确； C． 硅光电池可以通过由太阳能向电能的转化，供用电器进行工作，故C错误； D．锂离子电池是一种主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作的二次电池，体积小、重量轻，被广泛应用于移动通信设备中，如智能手机笔记本电脑等，故D正确。 故选BD。 12．（25-26·九年级下·吉林长春·期末）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1000km续驶里程，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．氢能属于清洁能源 B．用液氢做燃料是因为液氢含有的热量多 C．完全燃烧100kg的液氢能释放的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100% 【答案】AC 【详解】A．液氢燃烧的产物只有水，属于清洁能源，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，故B错误； C．完全燃烧100kg的液氢放出的热量 故C正确； D．额外功不可避免，所以氢能重卡的热机效率不可能达到100%，故D错误。 故选AC。 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共25分） 13．（25-26·九年级下·黑龙江哈尔滨·期末）研究能源问题，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务．在“天然气、石油、煤炭、风能、核能”这些能源中，属于可再生能源的有 ；国家发改委近日正式向国务院申报了启动核电新项目审批，现在人们用的“核电”源自于原子核 （选填“裂变”或“聚变”）释放的核能． 【答案】 风能 裂变 【详解】[1]风能是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源，天然气、石油、煤炭和核能是短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。 [2]核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。 14．（25-26·九年级下·云南玉溪·期末）4月24日是第九个“中国航天日”，迄今为止，我国航天事业创造了“两弹一星”、“载人航天”、“北斗工程”、“月球探测”等诸多辉煌成就。从能源可持续发展的角度来看，“两弹”所释放巨大的能量属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；“一星”是指我国发射的第一颗人造卫星“东方红一号”，其沿椭圆轨道绕地球运动由近地点向远地点运动时，________（选填“动”或“势”）能减小。 【答案】 不可再生 动 【详解】[1]两弹核弹与导弹，利用到核能，核能在短期内不能从自然界获得，是不可再生能源。 [2]东方红一号卫星沿椭圆轨道绕地球运动由近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大，增大的重力势能由动能转化而来，所以动能减小。 15．（25-26·九年级下·吉林四平·期末）每年的4月24日是中国航天日，以此纪念我国航天事业创造了以“两弹一星”、“载人航天”、“北斗工程”、“月球探测”为代表的辉煌成就。 （1）“两弹”中的原子弹是利用不加以控制的核______反应，释放巨大的能量；从能源可持续发展的角度来看，这种核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）“一星”是指我国发射的第一颗人造卫星——东方红一号。其绕地球运动时，由近地点向远地点运动时，______能减小。 【答案】 裂变 不可再生 动 【详解】（1）[1][2]组成物质的原子核发生裂变时，可以释放巨大的能量，原子弹是利用不加以控制的核裂变反应；核裂变所需的核原料在地球上的储量是一定的，因此核能属于不可再生能源。 （2）[3]东方红一号绕地球由近地点向远地点运动时，高度增加，重力势能增加；速度减小，动能减小；此过程中，动能转化为重力势能。 16．（25-26·九年级下·辽宁抚顺·期末）如图是一款无人驾驶的太阳能汽车，它可以实现自动驾驶和远程操控。从能源与可持续发展的角度看，太阳能属于________能源（选填“可再生”或“不可再生”），远程操控汽车时利用“北斗”来定位，是利用________来传递信息的。 【答案】 可再生 电磁波 【详解】[1]太阳能取之不尽、用之不竭，可以在自然界里源源不断地得到，是可再生能源。 [2]电磁波可以传递信息，远程操控太阳能汽车的指令是通过电磁波传递给汽车的。 17．（25-26·九年级下·吉林延边·期末）航天航空事业对人类太空研究的发展具有重大意义。 (1)先进战机机身采用一种微胶囊自修复材料，其原理是在金属内部埋植固态合金，当机身出现裂纹，系统会控制加热装置工作，使微胶囊内的合金________（填物态变化名称）成液态流出并填充裂纹，然后________（选填“吸热”或“放热”）形成固态合金从而实现损伤修复； (2)2025年4月24日是第十个“中国航天日”，迄今为止，我国航天事业取得了“两弹一星”“载人航天”“北斗工程”“月球探测”等诸多辉煌成就。从能源可持续发展的角度来看，为原子弹提供能量的原料属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；目前我国空间站上能量来源于太阳能电池板，太阳能电池板工作时将太阳能转化为________能。 【答案】(1) 熔化 放热 (2) 不可再生 电 【详解】（1）[1]根据题意可知，当机身出现裂纹，系统会控制加热装置工作，使微胶囊内的合金吸收热量，由固态熔化变成液态流出并填充裂纹。 [2]因为裂缝的温度较低，填充在裂纹里的液态合金逐渐放热凝固形成固态合金从而实现损伤修复。 （2）[1]为原子弹提供能量的核燃料不可能在短期内从自然界得到补充，所以属于不可再生能源。 [2]太阳能电池板能直接利用太阳能，工作时将太阳能转化为电能供空间站使用。 18．（25-26·九年级下·河北保定·期末）如图是水电站剖面图，人们修筑拦河坝，储蓄水发电，水能是__________（填“可再生”或“不可再生”）能源。为实现新能源安全可靠替代传统能源，推动绿色低碳和可持续发展的目标，截至2022年底，我国已建成的抽水蓄能电站总装机容量为4579万千瓦，居世界首位。抽水蓄能电站建有上、下两座水库，两座水库互通，水流双向运行。当把下水库中的水抽到上水库时，水的重力势能__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 可再生 变大 【详解】[1]水能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源。 [2]当把下水库中的水抽到上水库时，水的高度变大，质量不变，水的重力势能变大。 19．（25-26·九年级下·山东菏泽·期末）如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过遍布全身的太阳能电池板为无人机提供动力。太阳能是太阳内部发生________释放出的核能。从能源与可持续发展的角度看，太阳能属于________能源。地面控制台是通过________控制“启明星50”飞行。 【答案】 核聚变 可再生 电磁波 【详解】[1]太阳能是太阳内部轻原子核如氢的同位素氘和氚在极高温度和压力下聚合形成较重原子核的过程，这个过程会释放出巨大的能量，这个过程为核聚变。 [2]从能源与可持续发展的角度看，太阳能属于可再生能源。可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，太阳能只要太阳存在就可以源源不断地获得。 [3]地面控制台是通过电磁波控制“启明星50”飞行。电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能够携带信息，所以常用于无线通信和遥控等领域，地面控制台就是利用电磁波来向无人机发送指令等信息，实现对其飞行的控制。 20．（25-26·九年级下·江西上饶·期末）经公开征集评选，近日，中国载人月球探测任务登月服和载人月球车的名称已经确定，太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；月球车拍摄的实时画面是通过________传回地面指挥中心的。 【答案】 可再生 电磁波 【详解】[1]太阳能能够从自然界中源源不断地获取，属于可再生能源。 [2]电磁波可以传递信息，且能够在真空中传播。月球车拍摄的实时画面是通过电磁波传回地面指挥中心的。 21．（25-26·九年级下·新疆乌鲁木齐·期末）新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风翻歪树，大风飞石头。”要实现中国2030年前“碳达峰”的目标，需大力发展风力发电，如图所示，风力发电站将_________转化为电能。在发电过程中存在能量损耗，但这些能量却不能自发地转化为可利用的能源，说明能量的转化具有_________性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持_________。 【答案】 风能 方向 不变 【详解】[1]风力发电站消耗风能，产生电能，此过程将风能转化为电能。 [2][3]在发电过程中存在能量损耗，但这些能量却不能自发地转化为可利用的能源，说明能量的转化具有方向性；能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 22．（25-26·九年级下·山东济南·期末）全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组、引领世界水电的超级工程——白鹤滩水电站（如图）全部机组投产发电，成为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站和清洁能源生产基地。所谓水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成_________的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于_________（选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。 【答案】 电能 可再生能源 【详解】[1]发电机工作时将机械能转化成电能，水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成电能的工厂。 [2]水能可以源源不断地获得，水电站发电所用的能源——水的机械能属于可再生能源。 三、作图与简答题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 23．（25-26·九年级下·湖北襄阳·期末）如图甲，新农村房顶上安装了太阳能板。为了提高效率，在阳光照射不到太阳能板时，将阳光反射到太阳能板上。请你在图乙中画出平面镜的位置，并画出一束太阳光经平面镜反射至太阳能板O点的光路图。 【答案】 【详解】从右上角太阳引出一条斜向左下的入射光线，在房屋下方合适位置得到入射点P；连接入射点P与太阳能板上的O点，得到反射光线（入射光线箭头指向P，反射光线箭头指向O）。用虚线画出入射光线、反射光线夹角的角平分线，即法线。过入射点P作法线的垂线，该直线就是平面镜位置，在平面镜的背光侧画出短斜线标注镜面背面。据此作图。 24．（25-26·九年级下·内蒙古鄂尔多斯·期末）流动的空气形成了风，风具有一定的能量，称为风能。风力发电利用自然界的风，通过风力发电系统来为人类提供电能。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，并带动发电机发电。 （1）风力发电机工作时可以实现什么能量转化？ （2）请你结合本地实际及图甲和图乙的有关信息，说说目前风力发电开发的困难和前景。 【答案】（1）风力发电机把机械能转化为电能；（2）开发的困难：不稳定，成本高。前景：随着科技的发展，技术的成熟，成本会逐渐降低，前景广阔。 【详解】（1）风力发电机的原理是电磁感应，是把风的机械能转化为电能。 （2）因为风力的大小受天气影响明显，不稳定，其次是建设成本高。但是随着科技的发展，技术的成熟，成本会逐渐降低，前景广阔。 四、计算题（本题共2小题，每小题9分，共18分） 25．（25-26·九年级下·陕西咸阳·期末）“双碳”时代的来临与水务企业对降本增效的迫切需求，使“光伏+水务”成为水务企业提质增效的重要路径。目前，全国各地已有众多水厂通过安装分布式光伏电站实现能源转型与可持续发展。如图所示，是某再生水厂“光伏+水务”项目示范工程示意图。该项目通过在污水处理池上方铺设光伏板实现了“水上发电、水下治污”的能源循环。夏季高温时，水厂利用处理后的水（中水）为光伏板降温，保证发电效率稳定，水厂日均污水处理用电量约为．其核心参数如表所示。 光伏板总发电功率 10MW 储能电池储能效率 80% 光伏板单日有效光照时长 4h 储能电池放电效率 90% 某天用的中水为光伏板降温，水的温度上升了5℃，请结合信息完成下列问题。 [标准煤的热值为，中水的比热容为 (1)求为光伏板降温的过程中，中水吸收的热量。 (2)若该光伏项目年发电量（按365天计）全部由燃烧标准煤的火电站提供，火电站的发电效率为40%，则需要消耗多少吨标准煤？ (3)光伏板输出的电能优先满足水厂用电，剩余电能全部储存到储能电池中，可供厂区及家属区电动汽车充电，若每辆电动汽车单次充电消耗20kW·h的电能，理论上每日可供多少辆电动汽车充电？ 【答案】(1) (2) (3) 辆 【详解】（1）水吸收的热量 （2）年发电量为 火电站发电效率，标准煤完全燃烧放出的总热量 则消耗标准煤质量 （3）单日光伏总发电量 水厂日均用电量 剩余电能 最终可输出充电的电能 每辆车单次充电耗电 可充电车辆数辆 26．（25-26·九年级下·辽宁沈阳·期末）有“人造太阳”之称的中国全超导托卡马克核聚变实验装置，创造世界新纪录：实现了1亿摄氏度高温下，等离子体稳定运行1056秒！“人造太阳”装置中进行的反应是轻核（主要是氢的同位素氘和氚）聚变成较重的原子核，同时释放出巨大的能量，这与太阳发光发热的原理相同。核聚变反应的燃料氘在海水中储藏量丰富，据测算，每升海水中含有0.03克氘。已知1克氘中含有个氘核，每个氘核发生聚变反应可释放出的能量。（，） (1)每升海水中的氘全部发生聚变反应可以释放出的能量是多少？ (2)每升海水中的氘全部发生聚变反应释放出的能量相当于多少千克煤完全燃烧放出的热量？ (3)全球现役最大的火力发电厂——国能浙江北仑电厂一年发电量约为400亿千瓦时，若所有发电量均由核聚变形式产生，假设核聚变发电的能量转化效率为60%，则需要提取多少吨海水才能获得需要的氘？（结果保留整数） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）每升海水中的氘核数量： 聚变后释放的能量： （2）相当于完全燃烧煤的质量： （3）火力发电厂一年发出的电量： 则需要核聚变产生的能量： 已知每升海水释放能量，则所需海水体积为 所需海水质量为 五、实验探究题（27小题7分；28小题7分；29小题5分；30小题4分；共23分） 27．（25-26·九年级下·广东梅州·期末）为保护地球家园，我国将努力争取2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比，我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源，风光互补发电项目正大规模推进，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电。风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成。 下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中风力发电的最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率；光照功率是指太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率，光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。 风力发电参数 太阳能发电参数 最大输出电功率 400W 光照功率 最大限制风速 光电转化效率 （1）太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，地球上绿色植物可以通过光合作用将______转化为______能。核能是核电站利用核反应堆中铀核______（选填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过______（选填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电； （2）若太阳能板的面积为，则利用太阳能板发电5h产生的电能可供额定功率为40W的电灯正常工作______h； （3）若风力发电时功率与风速的立方成正比，则当输出功率为50W时，风速为______。 【答案】 可再生 太阳/光 化学 裂变 汽轮机 12.5 6 【详解】（1）[1]太阳能可以不断地从自然界中获取，所以属于可再生能源。 [2][3]地球上绿色植物可以通过光合作用在光照条件下将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，即将太阳能转化为有机物中的化学能。 [4][5]核能是核电站利用核反应堆中铀核裂变时产生的内能，通过汽轮机做功，将内能转化为机械能，带动发电机发电，转化为电能。 （2）[6]利用太阳能板发电5h产生的电能 电灯正常工作的时间 （3）[7]风力发电时功率与风速的立方成正比，即 当风速为时，输出功率为400W，代入可得 解得 输出功率为50W时，风速为 解得 28．（25-26·九年级下·上海浦东·期末）创新小组同学在调研“太阳能使用情况”的综合实践活动中，发现不同型号的太阳能热水器水温上升快慢情况不一样，由此对水温上升快慢的影响因素进行了三种猜想： 猜想1：太阳光照时间。 猜想2：水量的多少。 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）。 (1)在研究猜想1时，小明同学根据所学知识可知猜想1是______（选填“正确”或“错误”）的。 (2)在研究猜想2时，小红利用如图甲的装置，分别在长方体薄壁透明玻璃水槽中装入不同质量的水，发现照射时间相同时，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程______（选填“合理”或“不合理”），理由是______。 (3)为了研究猜想3，如图乙，小军准备了三个透明玻璃水槽（均有盖，A、B受光面积相同，B容积较大，A、C容积相同，C受光面积较大），小军应选择A水槽和______水槽进行对比实验，在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的正表面。同学们记录了水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。 A水槽 t/min 0 2 4 6 8 A水槽 ∆T/℃ 0 3.0 4.8 5.6 5.9 ※水槽 t/min 0 2 4 6 8 ※水槽 ∆T/℃ 0 6.0 9.6 11.2 11.8 (4)请在图丙中描点作出A水槽的图像。 (5)分析表格数据可知，太阳能热水器水温上升快慢与受光面积______（选填“有关”或“无关”）。 (6)小组同学发现经过一段时间后，水温趋于稳定，小明了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为，水单位面积（研究中忽略薄水槽较小的四侧面积）对周边的散热功率为，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为______。 【答案】(1)错误 (2) 不合理 没有控制受光面积相同 (3)C (4) (5)有关 (6) 【详解】（1）水温上升快慢是指单位时间内水温升高的度数（即 ）。太阳光照时间长短会影响水温升高的总量，但不会影响水温上升的“快慢”（即升温速率）。因此，猜想1“太阳光照时间”是影响水温上升快慢的因素是不正确的。 （2）在研究猜想2“水量的多少”对水温上升快慢的影响时，必须采用控制变量法，即保持其他条件（如受光面积、光照强度等）相同，只改变水的质量。图甲中是一个长方体水槽，如果在其中装入不同质量的水，水面的高度会不同，导致水槽底面（受光面）被水覆盖的面积发生变化，即受光面积发生了改变。这就引入了第二个变量，无法确定水温变化慢是因为水量大还是因为受光面积不同，所以这样的操作过程不合理。 （3）为了研究猜想3“水受到的光照面积（受光面积）”对水温上升快慢的影响，同样需要控制变量。必须保持水的质量（或体积）相同，而改变受光面积。由题可知，应该选择A水槽和C水槽。 （4）根据表格中A水槽的数据，在图丙的坐标系中根据数据描点，并用平滑的曲线连接起来。 （5）由于选择了A和C进行实验，且A、C容积相同，所以表格中的另一个水槽即为C水槽。C水槽的受光面积较大。观察前2分钟的数据可知，A水槽温度升高了3.0℃ ，而C水槽温度升高了6.0℃。在相同时间内，受光面积大的水槽水温上升更快，说明太阳能热水器水温上升快慢与受光面积有关。 （6）水温稳定时，水吸收太阳能的功率等于水散热的功率加上水升温所需的功率，此时升温速率为0，即净吸热功率等于散热功率。 水吸收太阳能的总功率 “忽略薄水槽较小的四侧面积”，水主要通过受光面（正面）和背面（反面）散热。因此总散热面积为 。水向周边环境散热的总散热功率为 水温稳定时，水实际用于升高自身温度的有效功率为0，但吸收效率是指水实际吸收并保留的能量与接收到的总能量的比值。在稳定状态下，水接收到的能量一部分用于抵消散热，剩余部分即为水吸收的能量。 水吸收太阳能的有效功率 吸收效率 29．（25-26·九年级下·广东茂名·期末）利用太阳能的最佳方式是光电效应，光电效应分为外光电效应（光电子发射效应）和内光电效应，内光电效应包含光电导效应与光伏效应（阻挡层光电效应）。外光电效应发生在物体表面，入射光频率高于一定值时，被光激发的电子会逸出物质表面；内光电效应发生在物体内部，激发的电荷不逸出，仅改变物质导电能力或在物体两端产生电压。 如图所示，太阳光照射太阳能电池板时，板内不稳定电子获得能量定向移动形成电流，经控制器和逆变器转换后可满足生产生活需求。太阳能充足时，多余电能通过控制器存储在蓄电池中；光照不足时，蓄电池释放电能补充供应。光伏产业正成为国际上继微电子产业后又一爆炸式发展的行业。 (1)外光电效应会从物质中激发出_______逸出表面； (2)太阳能电池是依据_______（选填“内”或“外”）光电效应工作的； (3)太阳能电池板的作用是将太阳能转化为_______； (4)如图所示的电池板中，相当于电源正极的是_______；（选填“电极1”或“电极2”） (5)当太阳能充足、发电量超过用户需求时，光伏发电系统中的蓄电池相当于_______（选填“电源”或“用电器”）。 【答案】(1)电子 (2)内 (3)电能 (4)电极2 (5)用电器 【详解】（1）根据外光电效应的定义“外光电效应发生在物体表面，入射光频率高于一定值时，被光激发的电子会逸出物质表面”，可知外光电效应会从物质中激发出电子逸出表面。 （2）由“内光电效应发生在物体内部，激发的电荷不逸出，仅改变物质导电能力或在物体两端产生电压；太阳能电池板，板内不稳定电子获得能量定向移动形成电流”，可知太阳能电池工作时电子未逸出物质，是依据内光电效应工作的。 （3）太阳能电池板吸收太阳能，使板内不稳定电子获得能量定向移动形成电流，所以其作用是将太阳能转化为电能。 （4）因为电子带负电，电流方向与电子定向移动方向相反，图中电子向电极1运动，则电流方向是从电极1到电极2，在电源内部电流方向是从负极到正极，所以电极2相当于电源正极。 （5）当太阳能充足、发电量超过用户需求时，多余电能通过控制器存储在蓄电池中，蓄电池消耗电能，在电路中相当于用电器。 30．（25-26·九年级下·黑龙江大庆·期末）如图甲所示，甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜，根据太阳位置自动调整定日镜的角度，将阳光反射后聚焦在塔顶的熔盐吸热器上，熔盐吸收能量后到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电。 (1)从能源与可持续发展的角度看，太阳能属于__________能源； (2)水被熔盐加热的过程中，是通过__________的方式改变了其内能； (3)水蒸气推动汽轮发电机发电时，将内能转化为__________能后，再转化为电能； (4)如图乙是一束太阳光照射到定日镜上，发生反射。为了使反射光照到塔顶吸热器上的A点处，定日镜应__________（选填“顺”或“逆”）时针旋转一定角度。 【答案】(1)可再生 (2)热传递 (3)机械 (4)逆 【详解】（1）太阳能可以源源不断的在环境中获取，属于可再生能源。 （2）水被熔盐加热的过程中，水吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变了其内能。 （3）水蒸气推动汽轮发电机发电时，先将水蒸气的内能转化为机械能，再由机械能转化为电能。 （4）根据图示可知，反射光线照射在A点的下方，为了使反射光照到塔顶吸热器上的A点处，而太阳入射光线角度不变，则需要减小反射光线和入射光线之间的夹角，所以定日镜应逆时针旋转一定角度。 六、科学阅读题（本题共1小题，每空1分，共6分） 31.（25-26·九年级下·辽宁盘锦·期末）阅读短文，回答问题 【项目名称】制作太阳能集热器 【项目实施】 方案一：如图，用木架支撑起一块透明塑料薄膜，并在薄膜上注入清水，形成一个“大水珠”，它相当于凸透镜，能够用来集热。 方案二：如图，利用凹面镜制成固定式“太阳灶”。 同学们发现两个方案中由于集热器朝向固定，阳光斜射时集热温度较低，为了提高太阳能的利用率获得高温，同学们针对方案二进行改造。 任务 1。设计“追踪”太阳的传感器 如图，是一种自动追踪太阳的传感器，当凸透镜正对太阳光时，暗箱内几乎没有光射到太阳能电池板上，太阳能电池不工作，当阳光斜射向凸透镜时，暗箱内太阳能电池A 或B工作。 如图，直流电动机通过齿轮传动装置能使转动轴转动。 任务 2。产品组装及工作过程 (1)如图，将传感器和角度调节装置组装在太阳灶上，传感器和角度调节装置的电路连接如图所示，其中C 为动触点，G和H为静触点。当太阳光从东向西斜射向凸透镜时，电磁铁通电吸引衔铁，动触点C与静触点_______接触，直流电动机通电转动，转动轴带动镜面向_______（填“东”或“西”）转动。当与太阳能电池A连接的电磁铁通电时，其右端磁极为_______极，当与太阳能电池B连接的电磁铁通电时，其右端磁极为_______极。 【项目拓展】 (2)产品最大承重浅析：如图是炉灶支架的示意图，其中支架 OCD可看作杠杆，转轴O为支点，AB为固定支架的钢丝绳，钢丝绳对支架的拉力为F1，水壶对支架的压力为F2，正常使用时F1和F2的大小关系是：F1_______F2（填“大于”，“小于”）或“等于”），由此可见产品的最大载重与钢丝绳能承受的最大拉力有关。 (3)利用太阳能的好处_______。（写一条即可） 【答案】(1) G 东 S S (2)大于 (3)太阳能清洁无污染、可再生（合理即可） 【详解】（1）当太阳光从东向西斜射凸透镜时，折射后光线偏到左侧的太阳能电池A处，A工作使左侧电磁铁通电吸引衔铁，动触点与静触点接触；电动机带动镜面向东转动，使镜面重新正对太阳。根据安培定则：太阳能电池A电流从左流入电磁铁，可判断电磁铁左端为N极，右端为S极；同理，太阳能电池B工作时，电流从对应电磁铁左端流入，该电磁铁右端也为S极。 （2）以为支点，拉力的力臂小于水壶压力的力臂，根据杠杆平衡条件，力臂越小，力越大，因此可得大于。 （3）太阳能属于可再生清洁能源，利用太阳能的好处有清洁无污染、节约化石能源、可再生等，写出一条合理即可。 21 / 22 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二十二章《能源与可持续发展》单元测试卷（原卷版） 注意事项： 1．测试范围：人教版：九年级下册第22章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。1—8题是单选题；9—12题是多选题，漏选得1分，不选、多选或错选得0分） 1．（25-26·九年级下·山东聊城·期末）能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向，下列属于可再生能源的是（     ） A．太阳能 B．天然气 C．石油 D．可燃冰 2．（25-26·九年级下·江苏连云港·期末）关于能源和可持续发展，下列认识正确的是（     ） A．我国已建成的核电站是利用核裂变来发电的 B．太阳能和核能都属于不可再生能源 C．能量在转化和转移过程中，总量会减少 D．使用化石能源不会对环境造成破坏 3．（25-26·九年级下·广东广州·期末）研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪各国共同的任务。能源可按不同方式进行分类。下列四组能源中，能归入图中所示阴影部分的一组是（   ） A．煤炭、地热能、沼气 B．太阳能、风能、水能 C．水能、木柴、天然气 D．风能、水能、核能 4．（25-26·九年级下·河南安阳·期末）近年来，我国通过调整能源结构、研发新型材料、建设高效率通信等措施，逐步推进绿色环保、可持续发展战略。关于能源、材料和信息（　　） A．光伏电池主要是用超导体材料制成的 B．汽车上的卫星导航仪是利用超声波和卫星之间传递信息的 C．光纤通信是利用光在光纤内部不断反射进行传播的 D．核能无污染，是未来的主要能源 5．（25-26·九年级下·陕西榆林·期末）下列能源的使用，符合可持续发展理念的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．太阳能 D．木柴 6．（25-26·九年级下·重庆九龙坡·期末）2025年11月25日，神舟二十二号应急发射，3.5小时“太空快递”彰显中国航天硬实力（如图）。发射升空后，太阳能电池翼和储能电池是神舟二十二号的主要能源系统，下列有关说法正确的是（　　） A．火箭外壳与大气摩擦生热，通过热传递方式改变内能 B．从能源可持续发展的角度，太阳能属于不可再生能源 C．储能电池供电时，电流方向是从电池正极经用电器流向负极 D．航天员与地面科研人员沟通，是通过超声波传递信息的 7．（25-26·九年级下·广西钦州·期末）物理学是一门认识世界、改变世界的科学，它的发展对改变世界的贡献有下列说法，其中不正确的是（　　） A．蒸汽机推动了第一次工业革命 B．电磁感应现象使人类社会进入了电气化时代 C．信息技术改变着我们的科学、经济和生活 D．新能源是不可再生的能源，它促进了世界的可持续发展 8．（25-26·九年级下·四川成都·期末）4月28日，2025春季核能可持续发展国际论坛上，《中国核能科技创新发展报告（2025）》发布，《报告》表示，当前，核能科技创新迎来了新的发展契机，也面临新挑战，需凝聚行业智慧，共谋发展蓝图。关于核能，下列说法中正确的是（　　） A．核燃料与天然气、太阳能、地热能都属于正在努力研究、开发的新能源 B．中国第三代核电技术已达世界领先水平，主要原理是利用核裂变来发电 C．当前核聚变技术研究不断突破，攻克诸多难题，已经可以应用于核能发电 D．发展核能有助于为可持续发展提供能源保障，可以不用再节约传统能源 9．（25-26·九年级下·广东茂名·期末）科技改变生活，创新驱动发展。下列科技与生活的实例说法正确的是（　　） A．新能源汽车中用到的“氢能、太阳能、压缩天然气”等能源，均属于不可再生能源 B．新能源汽车中的纯电动汽车工作过程中将电能全部转化为机械能 C．华龙一号核电站利用核裂变产生的能量发电 D．临夏州清洁能源发展步伐不断加快，垃圾焚烧电站将化学能转化为内能，再转化为电能 10．（25-26·九年级下·黑龙江哈尔滨·期末）信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（　　） A．氢弹利用的是核聚变释放的能量 B．光纤通信是借助激光来传递信息的，不需能量 C．“北斗”系统是利用电磁波进行导航的 D．电能、氢能以及核能等均属于二次能源 11．（25-26·九年级下·河南新乡·期末）下列关于“绿色”能源的说法正确的是（　　） A．所谓“绿色”能源是指颜色是绿色的能源 B．氢燃料电池能量大而且环保 C．硅光电池能将电能转化为太阳能 D．锂离子电池具有体积小、重量轻等特点，被广泛应用于移动通信设备中 12．（25-26·九年级下·吉林长春·期末）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1000km续驶里程，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．氢能属于清洁能源 B．用液氢做燃料是因为液氢含有的热量多 C．完全燃烧100kg的液氢能释放的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100% 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共25分） 13．（25-26·九年级下·黑龙江哈尔滨·期末）研究能源问题，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务．在“天然气、石油、煤炭、风能、核能”这些能源中，属于可再生能源的有 ；国家发改委近日正式向国务院申报了启动核电新项目审批，现在人们用的“核电”源自于原子核 （选填“裂变”或“聚变”）释放的核能． 14．（25-26·九年级下·云南玉溪·期末）4月24日是第九个“中国航天日”，迄今为止，我国航天事业创造了“两弹一星”、“载人航天”、“北斗工程”、“月球探测”等诸多辉煌成就。从能源可持续发展的角度来看，“两弹”所释放巨大的能量属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；“一星”是指我国发射的第一颗人造卫星“东方红一号”，其沿椭圆轨道绕地球运动由近地点向远地点运动时，________（选填“动”或“势”）能减小。 15．（25-26·九年级下·吉林四平·期末）每年的4月24日是中国航天日，以此纪念我国航天事业创造了以“两弹一星”、“载人航天”、“北斗工程”、“月球探测”为代表的辉煌成就。 （1）“两弹”中的原子弹是利用不加以控制的核______反应，释放巨大的能量；从能源可持续发展的角度来看，这种核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）“一星”是指我国发射的第一颗人造卫星——东方红一号。其绕地球运动时，由近地点向远地点运动时，______能减小。 16．（25-26·九年级下·辽宁抚顺·期末）如图是一款无人驾驶的太阳能汽车，它可以实现自动驾驶和远程操控。从能源与可持续发展的角度看，太阳能属于________能源（选填“可再生”或“不可再生”），远程操控汽车时利用“北斗”来定位，是利用________来传递信息的。 17．（25-26·九年级下·吉林延边·期末）航天航空事业对人类太空研究的发展具有重大意义。 (1)先进战机机身采用一种微胶囊自修复材料，其原理是在金属内部埋植固态合金，当机身出现裂纹，系统会控制加热装置工作，使微胶囊内的合金________（填物态变化名称）成液态流出并填充裂纹，然后________（选填“吸热”或“放热”）形成固态合金从而实现损伤修复； (2)2025年4月24日是第十个“中国航天日”，迄今为止，我国航天事业取得了“两弹一星”“载人航天”“北斗工程”“月球探测”等诸多辉煌成就。从能源可持续发展的角度来看，为原子弹提供能量的原料属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；目前我国空间站上能量来源于太阳能电池板，太阳能电池板工作时将太阳能转化为________能。 18．（25-26·九年级下·河北保定·期末）如图是水电站剖面图，人们修筑拦河坝，储蓄水发电，水能是__________（填“可再生”或“不可再生”）能源。为实现新能源安全可靠替代传统能源，推动绿色低碳和可持续发展的目标，截至2022年底，我国已建成的抽水蓄能电站总装机容量为4579万千瓦，居世界首位。抽水蓄能电站建有上、下两座水库，两座水库互通，水流双向运行。当把下水库中的水抽到上水库时，水的重力势能__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 19．（25-26·九年级下·山东菏泽·期末）如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过遍布全身的太阳能电池板为无人机提供动力。太阳能是太阳内部发生________释放出的核能。从能源与可持续发展的角度看，太阳能属于________能源。地面控制台是通过________控制“启明星50”飞行。 20．（25-26·九年级下·江西上饶·期末）经公开征集评选，近日，中国载人月球探测任务登月服和载人月球车的名称已经确定，太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；月球车拍摄的实时画面是通过________传回地面指挥中心的。 21．（25-26·九年级下·新疆乌鲁木齐·期末）新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风翻歪树，大风飞石头。”要实现中国2030年前“碳达峰”的目标，需大力发展风力发电，如图所示，风力发电站将_________转化为电能。在发电过程中存在能量损耗，但这些能量却不能自发地转化为可利用的能源，说明能量的转化具有_________性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持_________。 22．（25-26·九年级下·山东济南·期末）全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组、引领世界水电的超级工程——白鹤滩水电站（如图）全部机组投产发电，成为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站和清洁能源生产基地。所谓水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成_________的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于_________（选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。 三、作图与简答题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 23．（25-26·九年级下·湖北襄阳·期末）如图甲，新农村房顶上安装了太阳能板。为了提高效率，在阳光照射不到太阳能板时，将阳光反射到太阳能板上。请你在图乙中画出平面镜的位置，并画出一束太阳光经平面镜反射至太阳能板O点的光路图。 24．（25-26·九年级下·内蒙古鄂尔多斯·期末）流动的空气形成了风，风具有一定的能量，称为风能。风力发电利用自然界的风，通过风力发电系统来为人类提供电能。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，并带动发电机发电。 （1）风力发电机工作时可以实现什么能量转化？ （2）请你结合本地实际及图甲和图乙的有关信息，说说目前风力发电开发的困难和前景。 四、计算题（本题共2小题，每小题9分，共18分） 25．（25-26·九年级下·陕西咸阳·期末）“双碳”时代的来临与水务企业对降本增效的迫切需求，使“光伏+水务”成为水务企业提质增效的重要路径。目前，全国各地已有众多水厂通过安装分布式光伏电站实现能源转型与可持续发展。如图所示，是某再生水厂“光伏+水务”项目示范工程示意图。该项目通过在污水处理池上方铺设光伏板实现了“水上发电、水下治污”的能源循环。夏季高温时，水厂利用处理后的水（中水）为光伏板降温，保证发电效率稳定，水厂日均污水处理用电量约为．其核心参数如表所示。 光伏板总发电功率 10MW 储能电池储能效率 80% 光伏板单日有效光照时长 4h 储能电池放电效率 90% 某天用的中水为光伏板降温，水的温度上升了5℃，请结合信息完成下列问题。 [标准煤的热值为，中水的比热容为 (1)求为光伏板降温的过程中，中水吸收的热量。 (2)若该光伏项目年发电量（按365天计）全部由燃烧标准煤的火电站提供，火电站的发电效率为40%，则需要消耗多少吨标准煤？ (3)光伏板输出的电能优先满足水厂用电，剩余电能全部储存到储能电池中，可供厂区及家属区电动汽车充电，若每辆电动汽车单次充电消耗20kW·h的电能，理论上每日可供多少辆电动汽车充电？ 26．（25-26·九年级下·辽宁沈阳·期末）有“人造太阳”之称的中国全超导托卡马克核聚变实验装置，创造世界新纪录：实现了1亿摄氏度高温下，等离子体稳定运行1056秒！“人造太阳”装置中进行的反应是轻核（主要是氢的同位素氘和氚）聚变成较重的原子核，同时释放出巨大的能量，这与太阳发光发热的原理相同。核聚变反应的燃料氘在海水中储藏量丰富，据测算，每升海水中含有0.03克氘。已知1克氘中含有个氘核，每个氘核发生聚变反应可释放出的能量。（，） (1)每升海水中的氘全部发生聚变反应可以释放出的能量是多少？ (2)每升海水中的氘全部发生聚变反应释放出的能量相当于多少千克煤完全燃烧放出的热量？ (3)全球现役最大的火力发电厂——国能浙江北仑电厂一年发电量约为400亿千瓦时，若所有发电量均由核聚变形式产生，假设核聚变发电的能量转化效率为60%，则需要提取多少吨海水才能获得需要的氘？（结果保留整数） 五、实验探究题（27小题7分；28小题7分；29小题5分；30小题4分；共23分） 27．（25-26·九年级下·广东梅州·期末）为保护地球家园，我国将努力争取2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比，我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源，风光互补发电项目正大规模推进，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电。风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成。 下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中风力发电的最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率；光照功率是指太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率，光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。 风力发电参数 太阳能发电参数 最大输出电功率 400W 光照功率 最大限制风速 光电转化效率 （1）太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，地球上绿色植物可以通过光合作用将______转化为______能。核能是核电站利用核反应堆中铀核______（选填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过______（选填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电； （2）若太阳能板的面积为，则利用太阳能板发电5h产生的电能可供额定功率为40W的电灯正常工作______h； （3）若风力发电时功率与风速的立方成正比，则当输出功率为50W时，风速为______。 28．（25-26·九年级下·上海浦东·期末）创新小组同学在调研“太阳能使用情况”的综合实践活动中，发现不同型号的太阳能热水器水温上升快慢情况不一样，由此对水温上升快慢的影响因素进行了三种猜想： 猜想1：太阳光照时间。 猜想2：水量的多少。 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）。 (1)在研究猜想1时，小明同学根据所学知识可知猜想1是______（选填“正确”或“错误”）的。 (2)在研究猜想2时，小红利用如图甲的装置，分别在长方体薄壁透明玻璃水槽中装入不同质量的水，发现照射时间相同时，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程______（选填“合理”或“不合理”），理由是______。 (3)为了研究猜想3，如图乙，小军准备了三个透明玻璃水槽（均有盖，A、B受光面积相同，B容积较大，A、C容积相同，C受光面积较大），小军应选择A水槽和______水槽进行对比实验，在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的正表面。同学们记录了水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。 A水槽 t/min 0 2 4 6 8 A水槽 ∆T/℃ 0 3.0 4.8 5.6 5.9 ※水槽 t/min 0 2 4 6 8 ※水槽 ∆T/℃ 0 6.0 9.6 11.2 11.8 (4)请在图丙中描点作出A水槽的图像。 (5)分析表格数据可知，太阳能热水器水温上升快慢与受光面积______（选填“有关”或“无关”）。 (6)小组同学发现经过一段时间后，水温趋于稳定，小明了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为，水单位面积（研究中忽略薄水槽较小的四侧面积）对周边的散热功率为，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为______。 29．（25-26·九年级下·广东茂名·期末）利用太阳能的最佳方式是光电效应，光电效应分为外光电效应（光电子发射效应）和内光电效应，内光电效应包含光电导效应与光伏效应（阻挡层光电效应）。外光电效应发生在物体表面，入射光频率高于一定值时，被光激发的电子会逸出物质表面；内光电效应发生在物体内部，激发的电荷不逸出，仅改变物质导电能力或在物体两端产生电压。 如图所示，太阳光照射太阳能电池板时，板内不稳定电子获得能量定向移动形成电流，经控制器和逆变器转换后可满足生产生活需求。太阳能充足时，多余电能通过控制器存储在蓄电池中；光照不足时，蓄电池释放电能补充供应。光伏产业正成为国际上继微电子产业后又一爆炸式发展的行业。 (1)外光电效应会从物质中激发出_______逸出表面； (2)太阳能电池是依据_______（选填“内”或“外”）光电效应工作的； (3)太阳能电池板的作用是将太阳能转化为_______； (4)如图所示的电池板中，相当于电源正极的是_______；（选填“电极1”或“电极2”） (5)当太阳能充足、发电量超过用户需求时，光伏发电系统中的蓄电池相当于_______（选填“电源”或“用电器”）。 30．（25-26·九年级下·黑龙江大庆·期末）如图甲所示，甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜，根据太阳位置自动调整定日镜的角度，将阳光反射后聚焦在塔顶的熔盐吸热器上，熔盐吸收能量后到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电。 (1)从能源与可持续发展的角度看，太阳能属于__________能源； (2)水被熔盐加热的过程中，是通过__________的方式改变了其内能； (3)水蒸气推动汽轮发电机发电时，将内能转化为__________能后，再转化为电能； (4)如图乙是一束太阳光照射到定日镜上，发生反射。为了使反射光照到塔顶吸热器上的A点处，定日镜应__________（选填“顺”或“逆”）时针旋转一定角度。 六、科学阅读题（本题共1小题，每空1分，共6分） 31.（25-26·九年级下·辽宁盘锦·期末）阅读短文，回答问题 【项目名称】制作太阳能集热器 【项目实施】 方案一：如图，用木架支撑起一块透明塑料薄膜，并在薄膜上注入清水，形成一个“大水珠”，它相当于凸透镜，能够用来集热。 方案二：如图，利用凹面镜制成固定式“太阳灶”。 同学们发现两个方案中由于集热器朝向固定，阳光斜射时集热温度较低，为了提高太阳能的利用率获得高温，同学们针对方案二进行改造。 任务 1。设计“追踪”太阳的传感器 如图，是一种自动追踪太阳的传感器，当凸透镜正对太阳光时，暗箱内几乎没有光射到太阳能电池板上，太阳能电池不工作，当阳光斜射向凸透镜时，暗箱内太阳能电池A 或B工作。 如图，直流电动机通过齿轮传动装置能使转动轴转动。 任务 2。产品组装及工作过程 (1)如图，将传感器和角度调节装置组装在太阳灶上，传感器和角度调节装置的电路连接如图所示，其中C 为动触点，G和H为静触点。当太阳光从东向西斜射向凸透镜时，电磁铁通电吸引衔铁，动触点C与静触点_______接触，直流电动机通电转动，转动轴带动镜面向_______（填“东”或“西”）转动。当与太阳能电池A连接的电磁铁通电时，其右端磁极为_______极，当与太阳能电池B连接的电磁铁通电时，其右端磁极为_______极。 【项目拓展】 (2)产品最大承重浅析：如图是炉灶支架的示意图，其中支架 OCD可看作杠杆，转轴O为支点，AB为固定支架的钢丝绳，钢丝绳对支架的拉力为F1，水壶对支架的压力为F2，正常使用时F1和F2的大小关系是：F1_______F2（填“大于”，“小于”）或“等于”），由此可见产品的最大载重与钢丝绳能承受的最大拉力有关。 (3)利用太阳能的好处_______。（写一条即可） 12 / 12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $