【单元练】苏州星海学校九年级物理第二十二章【能源与可持续发展】经典测试卷(提高培优)

一、选择题
1．“美丽中国，我是行动者”。

下列方式可能造成空气污染的是（）
A．风车发电B．焚烧秸秆C．洒水增湿D．温室育苗B
解析：B
A．风车发电将风的机械能转化为电能，不会造成空气污染，故A不符合题意；
B．焚烧秸秆会产生大量的空气污染物，会污染空气，故B符合题意；
C．洒水增湿能够除尘，防治空气污染，故C不符合题意；
D．温室育苗只是提高温室内的气温，不会造成空气污染，故D不符合题意。

故选B。

2．前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。

下列对该事件的看法错误的是（）
A．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从，更不能以讹传讹
B．该车行驶的能量最终来源于水，所以说水是一种能源
C．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
D．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能B
解析：B
【分析】
(1)从科学角度来认识生活中的热点事件，据此判断；
(2)水也是一种能源，但在这里的能源并不能说是水提供的；
(3)根据能量守恒可做出判断；
(4)燃料中的化学能可通过技术手段最终再转化为电能。

A．由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故A正确，不符合题意；
B．该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故B错误，符合题意；
C．根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故C正确，不符合题意；
D．氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的该车行驶的，故D 正确，不符合题意。

故选B。

3．中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（）
A．量子卫星是通过次声波与地面控制系统交流
B．北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C．无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量
D．用5G手机上网是通过电磁波传递信息D
解析：D
ABD．量子卫星与地面控制系统交流、用5G手机上网、北斗卫星导航都是利用电磁波进行的。

故AB不正确，D正确。

C．无人自动驾驶汽车行驶也是需要消耗能量，故C错误。

故选D。

4．关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（）
A．无线电广播、卫星电视、移动电话都是靠电磁波传递信息的
B．在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类特别重视化石能源的利用
C．光纤通信利用电信号传递信息
D．干电池和DVD光碟都应用了磁性材料A
解析：A
A．电磁波可以传递信息，无线电广播、卫星电视、移动电话都是靠电磁波传递信息的，故A正确；
B．在倡导“节能环保”、“低碳生活”的今天，注重新能源、理想能源的使用。

故B错误；
C．光纤通信是利用激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方。

故C错误；
D．干电池是将化学能转化为电能的装置，没有利用磁性材料，DVD光碟是近代发展起来不同于磁性载体的光学存储介质，没有应用磁性材料，故D错误。

故选A。

5．为打响蓝天保卫战，能源问题已成焦点，全球能源将发生巨大变革。

下列关于能源问题的说法中不正确的是（）
A．天然气燃烧产生的二氧化碳，会加剧地球温室效应
B．太阳是人类的“能源之母”，煤、石油、风能、水能等能源都是间接来自太阳能
C．我国最大的核电站--大亚湾核电站的核反应堆应用了核聚变的原理
D．能量的转化或转移具有方向性，在转化或转移过程中总量保持不变C
解析：C
A．天然气燃烧虽然对大气造成的污染较小，但燃烧产生的二氧化碳仍然会在一定程度上加剧地球温室效应，故A正确，不符合题意；
B．太阳孕育了地球生命，煤、石油、风能、水能等能源都是间接来自太阳能，B正确，不符合题意；
C．核反应堆应用了核裂变的原理，故C错误，符合题意；
D．根据能量守恒知，能量的转化或转移具有方向性，在转化或转移过程中总量保持不变，故D正确，不符合题意。

故选C。

6．手机扫描二维码是一种短距离通信的无线电技术，它传递信息是利用
A．红外线B．超声波C．次声波D．电磁波D
解析：D
手机既是无线电发射台又是无线电接收台，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．手机扫描二维码也是利用电磁波传递信息的．故D符合题意，ABC不符
合题意．
7．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是
A．①②③④B．②③④①
C．②①③④D．①③④②C
解析：C
各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以按一次能源和二次能源，下列能量的转化顺序是：太阳--树林--燃煤电厂--空调，故只有C正确．
8．关于能源、信息和材料下列说法正确的是
A．核电站的核心设备是核反应堆，其中发生的核聚变是可控的链式反应
B．石油、煤炭、天然气、核燃料是不可再生能源
C．超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
D．激光在光导纤维传播过程中会在拐弯处泄漏出去B
解析：B
【解析】
A．核电站的核心设备是核反应堆，其中发生的核裂变是可控的链式反应，故A错误。

B．石油、煤炭、天然气、核燃料在短期内无法从自然界获取，是不可再生能源，故B正确。

C．超导材料没有电阻，电流通过时不能发热，所以不能应用于电饭锅，但可以应用于远距离输电线，可减少电能的损耗，故C错误。

D．光纤通信是利用激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它所携带的信息传到远方，所以不会在拐弯处泄漏出去，故D错误。

故答案为B。

9．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．嫦娥四号是通过电磁波来进行月地通信的
B．超导体主应用于电饭锅和远距离输电线路
C．在通常情况下，铜、铅笔芯和纯净水都属于导体
D．核潜艇反应堆是利用原子核聚变释放的核能来工作的A
解析：A
A. 月球上没有空气，电磁波的传播不需要介质，嫦娥四号是通过电磁波来进行月地通信的，该选项说法正确；
B. 超导体没有电阻，通电后不会发热，因此不能用在电饭锅上，该选项说法不正确；
C. 铅笔芯和铜容易导电，是导体，纯净水不含有自由移动的电荷，不容易导电，是绝缘
体，该选项说法不正确；；
D. 核潜艇反应堆是利用可控原子核裂变释放的核能来工作的，该选项说法不正确；
故选A.
10．下列说法正确的是
A．在通常情况下，铜、碳棒和陶瓷都属于导体
B．铁、铜、铝等金属材料都能够被磁化
C．太阳能、核能、生物质能都是一次能源，也都是可再生能源
D．超导体可以用来做输电导线或发电机的线圈D
解析：D
【解析】
【分析】
（1）常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。

常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等；
（2）磁体具有吸引铁、钴、镍的性质；
（3）可以从自然界直接获取的能源叫一次能源；不可能在短期内从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；可以在自然界中源源不断地得到的能源叫可再生能源；
（4）超导材料是一种电阻为零的材料。

A、在通常情况下，铜、碳棒属于导体，陶瓷是绝缘体，故A错误；
B、铁能够被磁体吸引，能够被磁化；但铜、铝不能被磁体吸引、不能被磁化，故B错误；
C、太阳能、核能、生物质能中，核能是不可再生能源，故C错误；
D、超导体的电阻为零，电流通过超导体不会产生热量，超导体可以用来做输电导线或发电机的线圈，故D正确。

故选D。

二、填空题
11．核电站是利用核______的能量来发电的；核能属于______再生能源。

裂变不可
解析：裂变不可
[1]核裂变可释放出巨大的能量，而且可以人为控制，核电站是利用核裂变释放的能量来发电的。

[2]核能是放射性物体发生核反应时所释放的能量，短期内无法得到补充，属于不可再生能源。

12．近几年，我国核电事业迅速发展，建成多个核电站，核能也成为我们重要能源之一，核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是利用原子核的__________(选填“裂变”或“聚变”)来产生能量的；太阳也是一个巨大的核反应堆，其内部进行着原子核__________(选填“裂变”或“聚变”)反应。

裂变聚变
解析：裂变聚变
[1]核电站是利用可控制的原子核裂变产生的能量来发电的；
[2]太阳内部进行着大规模的核聚变反应。

13．较重的原子核裂变为较轻的原子核的核反应叫做核______变，也叫链式反应；例如原
子弹爆炸；在超高温的条件下，较轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，叫做核_______变；例如：请你写出一个例子_______。

裂聚见解析
解析：裂聚见解析
[1]核裂变是指一个重原子核，分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量；
[2]核聚变是指在超高温的条件下两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核并放出大量能量的过程；
[3]氘和氚结合成氦核的过程属于核聚变。

14．我们生活中使用的电能是______次能源.在教室里一个开关同时控制两盏灯，这两盏灯是______联的.二并
解析：二并
[1]我们生活使用的电能不能从自然界直接得到，需要通过其它能量（比如水能、风能等）转化而来，属于二次能源；
[2]教室里同一个开关同时控制的两盏灯，坏了一盏不影响另一盏，属于并联。

15．1938 年，科学家首次用中子轰击比较大的原子核，使其发生裂变反应，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。

利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向，目前世界上已经利用______填“核裂变”或“核聚变”）原理建成了许多核电站。

核裂变【解析】
解析：核裂变
【解析】
利用核能主要有两种：核裂变和核聚变，核裂变是指用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，核聚变是指两质量较轻的核变成一个质量中等的核，核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的。

16．2017年3月,我国在南海海底开采出天然气水合物,俗称“可燃冰”,它是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状结晶物质,可燃冰能量密度大,1m3的可燃冰释放出约0.8m3的水和160m3的天然气, “能量密度大”是指它的________(选填“密度”“内
能”“热量”或“热值”)大，完全燃烧10m3的可燃冰可释放出________J的热量。

（天然气的热值为7×107J/m3）热值112×1011【解析】
解析：热值 1.12×1011
【解析】
在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；
完全燃烧10m3可燃冰产生的热量：Q放=Vq=10×160m3×7×107J/m3=1.12×1011J。

17．目前核电站一般利用的是______（选填“核聚变”或“核裂变”）时产生的能量来发电。

核裂变【解析】【分析】获取核能的途径有核裂变和核聚变
解析：核裂变
【解析】
【分析】
获取核能的途径有核裂变和核聚变。

核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。

18．“神舟十一号”和“天宫二号”进入预定轨道后为节省燃料，会打开两侧的太阳能电池板，太阳能电池板将_____能转化为_____能。

太阳电
解析：太阳电
[1][2]太阳能电池板作用是将太阳能转化为电能。

【点睛】
目前人类直接利用太阳能的方式有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳电池把太阳能转化为电能。

19．天然气是一种清洁燃料，无锡市部分公交车和出租车已经使用天然气来代替柴油或汽油。

天然气是_____（填“可再生”或“不可再生”）能源，天然气与煤气相比，其优点之一是天然气有较大的______（选填“热值”或“比热容”）。

不可再生热值
解析：不可再生热值
[1]煤、石油、天然气等化石能源会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；
[2]天然气与煤气相比，其优点之一是天然气的热值较大。

20．如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，看到的实验现象是______________，此实验得到的结论是：对筒内气体做功，它的内能会______________（选填“增大”、“减小”或“不变”），其能量转化情况与四冲程汽油机的______________冲程相同，实验中如果不放入棉花，将活塞迅速向下压，筒内气体温度______________（选填“会”或“不会”）升高．
棉花被点燃增大压缩会【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小
团干燥的棉花用力将活塞迅速向下压棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功使空气的内能增加筒内气体的温度升高；空气压缩引火仪实验中活塞的机械能转解析：棉花被点燃增大压缩会
【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高；空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似。

三、解答题
21．绥滨四中锅炉房冬季每天要将3t水从20℃加热80℃．问：
（1）这些水要吸收热量为多少____？
（2）“天然气普遍使用”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m3_____？（天然气的热值
q=8.4×107J/m3．）
解析：56×108J 12m3
【解析】（1）水吸收的热量是：Q吸
=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×3000kg×（80℃﹣20℃）=7.56×108J；
（2）由η=知道，天然气需要放出的热量是：Q放==1.008×109J；
由Q放=qV知道，消耗天然气的体积是：V==12m3。

点睛：本题考查的是热传递过程中吸热公式、热效率公式、燃料完全燃烧放出热量公式，注意固液体燃料完全燃烧放热公式Q放 =qm和气体燃料完全燃烧放热公式Q放=qV的区别。

22．小明学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）．
（1）如果小明用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量？
（2）小明烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107J/kg的煤气，实际消耗的煤气为0.2kg，则煤气完全燃烧会放出多少热量？
（3）上述燃气灶烧水时的热效率为多少？（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比）
解析：（1）水需要吸收1.68×106J的热量；
（2）煤气完全燃烧会放出8.4×106J的热；
（3）燃气灶烧水时的热效率为20%．
【解析】
试题分析：（1）Q吸=CmΔt=4.2×103J／(kg·℃)×5kg×80℃=1.68×106J （2）Q放
=qm=4.2×107J/kg×0.2kg =8.4×106J (3)η= Q吸/ Q放=1.68×106J/8.4×106J=20%
考点：燃气灶的综合计算
23．某太阳能热水器装有100kg、初温为20℃的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到65℃[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）、天然气的热值为4.2×107J/m3]．
（1）求这些水吸收的热量；
（2）如果这些水吸收的热量由燃烧天然气来获得，求需要燃烧天然气的立方数；
（3）假如用功率为2kW的电热水器来产生这样多的热量，求电热水器通电时间．
解析：（1）1.89×107J；（2）0.45m3；（3）9450s
【解析】（1）根据题意知道，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103
J/（kg•℃）×100kg×（65℃-20℃）=1.89×107 J；
（2）因为Q
放 =qV，所以由Q吸=Q放知道需要燃烧天然气的体积：V=Q放
/q=1.89×107J/4.2×107J/m3=0.45m3；
（3）由Q
吸 =W=P t可知电热水器通电时间：t=Q吸/P=1.89×107J/2000W=9450s。

24．随着低碳理念的普及，学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车．通过查阅资料得知：某地区太阳光垂直照射时，每平方米太阳能电池板最大可提供150W的电功率．拟设计的太阳能汽车质量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行驶15m，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍，该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵
引汽车前进的机械功率．若该车在平直路面上以最高速度行驶，试通过计算回答下列问题（g 取10N/kg ）：
（1）驱动电机提供的推力是多少？
（2）驱动电机提供的机械功率是多少？
（3）该车的太阳能电池板面积约为多大？（计算结果小数点后保留一位数字） 解析：（1）100N （2）1.5×103W ：（3）11.1m 2
【解析】试题分析：（1）驱动电机提供的推力:
F f 0.02
G 0.02mg 0.02500kg 10N /kg 100N ====⨯⨯=．
（2）驱动电机提供的机械功率是:
P FV 100N 15m/s 1500W ==⨯=．
（3）电功率转化率: 2P 1500W 90%P 150W /m S
η===⨯总， 解得：太阳能电池板面积约为2S 11.1m ≈．
考点：功率的计算；二力平衡条件的应用；重力的计算．
点评：本题考查推力、功率、面积等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题还告诉我们一定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源，还可以环保．
25．在冬天，为了使室内保持一定温度，需要燃烧一定量的天然气，用于对水加热；暖气
片每小时需放出6.3×
106J 的热量，若流入暖气片的水温是80℃，流出的水温是65℃，问 （1）求每小时至少需要燃烧天然气多少 m 3？
（2）求每天（全天供暖）需要有多少千克 80℃的热水流过暖气片？（水的比热容为：
4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为6×107J/m 3）．
解析：（1）0.105 m 3；（2）2.4×103kg ．
【解析】
（1）由Q=Vq 可得每小时需要燃烧的天然气为：V =
Q q = 6.3×106J 6×107J/m 3=0.105m 3； （2）由Q 放=cmΔt 得每天需要水的质量：m =
Q 吸cΔt =24×6.3×106J 4.2×103J/(kg•℃)×(80℃−65℃)
=2.4×103kg ．
答：（1）每小时需要燃烧的天然气0.105 m 3；
（2）每天必须供给散热器2.4×103kg80℃的水．
【点睛】学生对燃烧放热公式和放热公式Q 放=cmΔt 的掌握和运用是关键。

26．某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m 2的表面上，每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验．经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%．控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终是2m 2，太阳能热水器内的水的质量为100kg ，水的初温为20℃，经8 750s 时间后上升到45℃．请计算：[c 水＝
4.2×103J/(kg·℃)]
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳？
(2)垂直于太阳光的1m 2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？
解析：(1) 1.05×107 J ．(2)1 200 J ．
（1）根据题意知道水吸收的热量：
Q=cm △t=cm （t 2 -t 1 ）=4.2×103 J/（kg•℃）×100kg×（45℃-20℃）=1.05×107 J ；
（2）因为太阳能热水器吸收太阳能的效率为50 %，所以吸收的太阳能是：
Q 太 =Q/η=1.05×107J/50%=2.1×107 J ，
则每平方米接收的太阳能：
W=Q 太/S=2.1×107J/2m 2=1.05×107 J ，
垂直于太阳光的1 m 2表面上，每秒钟接收到的太阳能是：
W 0 =W/t =1.05×107J/8400s=1.2×103 J
27．完全燃烧多少酒精可以放出8.4×104J 的热量？若这些热量全部被质量为0.4kg 、温度为20℃的水吸收，则水的温度升高到多少摄氏度？[q 酒精＝3.0×107J/kg ；c 水＝4.2×103J/(kg·℃)] 解析：70℃
：∵Q 吸=cm △t ，Q 吸=Q 放=8.4×104J ，∴t==cm
Q 吸50℃， ∴t=t 0+50℃=20℃+50℃=70℃．
点评：本题考查了学生对吸热公式Q 吸=cm △t 、燃料完全燃烧放热公式Q 放=mq 的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．
28．风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，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，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久．
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池扳将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，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．
（1）风力发电机是根据______原理发电的，利用风力发电时，是将______能转化为电能 （2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W 时，太阳能电池板的输出功率为______W
（3）已知风力发电机的输出功率P 与风速v 的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W 此时风速为______m/s ．
（4）充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为100W 时，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电的时间不能超过______h
（5）某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯的规格为“12V 、70 W ”路灯共1000盏，每天正常工作10 h ，则一天消耗的电能为______kW•h
解析：电磁感应 机械能 80 6 14.4 700
(1)[1][2]风力发电机是根据电磁感应原理发电的,，利用风力发电时，是将机械能(风能)转化
为电能；
(2)[3]电池板吸收的太阳能的功率：
P =1000W/m 2×0.5m 2=500W ，
太阳能电池板的输出功率：
P ′=16%×500W=80W ；
(3)[4]根据题意可知：
3P v 大
大=3
P v 所以风速：
v =6m/s ， (4)[5]∵P =UI ，
∴I =
100W 12V
P U =， 使用时放电至余留20%停止电能输出,放电量： Q =150A h×(1−20%)=120A h ， 放电时间： t =Q I =120A h 120A 12V
=14.4h. (5)[6] 一天消耗的电能为：
W=Pt =70⨯1000310kW 10h 700kW h -⨯⨯=。