武汉市初中物理九年级全册第二十二章《能源与可持续发展》测试(答案解析)

一、选择题
1．关于能量与能源，下列说法正确的是（）
A．能量的转化和能量的转移都是有方向性的
B．太阳能来自于核裂变
C．化石能源和水能都是不可再生能源
D．核电站是利用可控核聚变释放的能量发电
2．人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。

使用太阳能热水器时，将太阳能转化为（）
A．内能B．机械能C．电能D．化学能
3．“绿水青山，就是金山银山”，党的十九大报告提出，我们要推进绿色发展，着力解决环境问题，加大生态系统的保护，建设美丽中国。

下列关于能源利用的说法正确的是
（）
A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源
B．风能、太阳能是可再生能源，应大力开发利用
C．大量的燃烧煤炭、石油对环境不会造成负面影响
D．能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的
4．关于核电站，下列说法正确的是（）
A．使用的燃料是煤和石油
B．反应堆中发生的是可以控制的核裂变
C．反应堆中发生的是可以控制的核聚变
D．产生的核废料可以当作生活垃圾来处理
5．“绿水青山就是金山银山”为来来中国的生态文明建设和绿色发展指明了路线，我们要从生活中的小事做起，以下行为符合节能减排要求的是
A．尽量多开启电冰箱门
B．照明时选用新型节能灯
C．电视机长期处于待机状态
D．多使用内燃机为动力的汽车
6．十九大报告为我国绿色发展指明了方向，以下行为中不符合节能减排的是
A．小区安装太阳能路灯
B．让电视机长期处于待机状态
C．夏天将空调制冷温度适当调高2℃
D．用电动汽车代替燃油汽车
7．下列验证性小实验的说法中，不正确的是
A．将两块底面磨平的铅块压在一起，发现它们结合在一起，说明分子在不停地做无规则运动
B．给一盏白炽灯通电，发现白炽灯发热，说明电能可以转化为内能
C．通电螺旋管中插入铁芯后吸起的大头针数目增多，说明铁芯能使通电螺旋管的磁性增强D．将电阻丝与电流表串联接到电源上，给电阻丝加热，发现电流表示数减小，说明电阻大小与温度有关
8．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是
A．超导材料可用来制作电饭锅的发热体，且发热效率更高
B．太阳能、核能等新能源都属于可再生能源
C．手机的芯片使用的材料主要是半导体
D．卫星导航是利用超声波来定位导航
9．2016年11月3日，长征五号运载火箭在文昌航天发射场成功发射。

发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的
A．比热容大B．热值大C．密度大D．以上说法都不正确10．关于能量和能源的利用，下列说法正确的是
A．核能发电相比较火力发电的好处是相对清洁
B．太阳能、地热能、电能均为可再生能源
C．太阳能电池是将太阳能转化为化学能储存起来的装置
D．滚摆上下来回运动这一现象无法说明能量的转化具有方向性
11．下列关于能量转化的说法,正确的是
A．电动汽车在行驶过程中,发生的能量转化主要是将机械能转化为电能
B．电风扇工作时,扇叶的机械能是由电能转化来的
C．干电池给小灯泡供电时,发生的能量转化主要是电能转化为化学能
D．在被阳光照射时,太阳能电池将电能转化为化学能
12．下列有关热和能的说法正确的是
A．物体吸收热量时，自身的温度一定升高
B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
C．热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
D．物质的比热容与其吸收的热量、质量及温度的变化无关
二、填空题
13．核电站是利用核______的能量来发电的；核能属于______再生能源。

14．核电站是利用原子______释放的能量工作的，该能源属于______（填“可”或“不可”）再生能源。

15．2019年12月16日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第五十二、五十三颗北斗导航卫星。

导航卫星上的仪器都是依赖电力的，其中太阳能帆板是卫星的重要部件。

太阳能帆板的基本原理是利用硅和某些金属的光
电效应，实现将________能转化为______能。

16．能量守恒和转化定律与细胞学说、进化论并称19世纪自然科学的三大发现。

它的具体阐述是能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中其总量保持不变。

虽然总量保持不变，但因为能量的转移或转化具有______，所以人们在生活中得养成节能环保得意识，重点推广使用可再生能源。

核能______（填“是”、“不是” ）可再生能源。

17．可以释放核能的核反应有轻原子核的______变和重原子核的_____变。

目前人类能够有控制地使用核能，主要是利用原子核的___________变。

18．从能量转化的观点来看，太阳能电池是把_____能转化为____能的装置。

电动机是把____能转化为____能。

19．如图为我市某中学生在物理课外活动中制作的小船，他是利用燃烧的蜡烛加热易拉罐中的水来推动其前进的，易拉罐中的水是通过_____来增大内能的，当水汽化产生大量的蒸气从小孔中冲出，小船就能向前运动，此时_____能转化为_____能；此过程与汽油机的_____冲程能的转化相同。

20．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”）。

三、解答题
21．小明家新安装了一台太阳能热水器，经过4h 日光照射可以将500kg 的水从20℃℃升高到40℃。

若已知太阳能加热水的效率为60%，则4h 内吸收太阳能_________J 。

如果水吸收的热量由燃烧天然气来提供，需要完全燃烧_________m 3的天然气。

(水的比热容为C 水=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为q=8×107J/m 3
)
22．要使质量为3kg 的水从20℃升高到70℃，需要多少热量？若这些热量由燃烧酒精获得，则需要完全燃烧多少kg 的酒精？已知水的比热容()3C 4.210/J kg =⨯⋅水℃，酒精的热值7
3.010/q J kg =⨯酒精。

23．(8分)加热2kg20℃的水，使其温度升高到70℃，水需要吸收多少热量？这些热量如果是由燃烧煤气提供的，需完全燃烧多少千克的煤气？（=4.2×107J/kg ） 24．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）．
25．太阳能路灯的电源是由太阳能电池板和蓄电池构成。

它能将太阳能转化为电能后给蓄
电池充电,充电时电能被转化为化学能储存起来,夜晚再为路灯供电。

设在一定时间内,太阳辐射到太阳电池板的能量为2.7×107 J,求:
（1）这些能量与完全燃烧多少煤放出的热量相当（煤的热值为3.0×107 J/kg）?
（2）若这些能量经转化后,可供功率为35 W的路灯工作60 h,求该太阳能供电装置的能量转化效率。

26．目前使用的太阳能热水器常是光、电两用的，晴天日辐射加热，阴天电加热，冬日合肥地区晴天时垂直阳光表面接受到的太阳热辐射平均为4.32×106J/(m2·h),仅有一台太阳能热水器，可将接收到的热辐射50％用来升高水温，若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.0m3,水容量160L（c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）当晴天太阳直射7h后，水箱内装满水的太阳能热水器水温可升高多少℃？
（2）当阴天启用功率为2000W的电加热装置想达到同样的水温，若电加热装置产生的热量完全被水吸收，需通电加热多长时间？
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．A
解析：A
A．能量可以从某一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，能量的转化和能量的转移都是有方向性的，故A正确；
B．太阳能来自于核聚变，故B错误；
C．化石能源属于不可再生能源，水能属于可再生能源，故C错误；
D．核电站是利用可控核裂变释放的能量发电，故D错误。

故选A。

2．A
解析：A
太阳能热水器是将太阳能转化为内能，使热水器内的水温度升高，故A正确，BCD错误。

故选A。

3．B
解析：B
A．煤、石油、是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故A错误；
B．风能、太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，应大力开发利用，故B正确；C．大量的燃烧煤炭、石油对环境会造成大气污染、热污染和温室相应等负面影响，故C 错误；
D．能量在转化过程中是守恒的，但能源的消耗是不可逆的，能源的利用是有限的，故D 错误。

故选B。

4．B
解析：B
A．核电站使用的是核原料，也称核燃料，而不是煤和石油等，故A错误；
BC．核电站核反应堆里发生的是可控的核裂变，故B正确、C错误；
D．核电站产生的核废弃料有辐射，不能当作生活垃圾来处理，故D错误。

故选B。

5．B
解析：B
A．频繁开启电冰箱门，进入冰箱内的热空气增加，加重了冰箱的负荷，不利于节约电能，故A项不符合题意；
B．选用新型节能灯，灯泡发光亮度不变，但功率大大减小，相同时间消耗电能减少，有利于节约用电，故B项符合题意；
C．电视机不使用时处于待机状态，也会消耗电能，这样会浪费电能，故C项不符合题意；
D．使用内燃机作为动力的汽车，排放的废气较多，用电动汽车代替燃油车，能减少废气的排放，这样符合减排的要求，故D项不符合题意。

6．B
解析：B
【解析】
A．小区安装太阳能路灯代替白炽灯，能节约电能，故A不符合题意；
B．电视机不使用时处于待机状态，会消耗电能，这样会浪费电能，故B符合题意；C．夏天空调的温度调得高些，消耗的电能低些，符合节能的要求，故C不符合题意；D．使用内燃机作为动力的汽车，排放的废气较多，用电动汽车代替燃油车，能减少废气的排放，这样符合减排的要求，故D不符合题意。

7．A
解析：A
A．把接触面磨平，使两个铅块的距离接近分子间引力发生作用的距离，两个铅块就会结合在一起，两个铅块的分子之间就存在着引力。

故A错误；
B．白炽灯通电，消耗电能，产生了热，说明电能转化为内能，故B正确；
C．磁体的磁性的越强，吸引钢铁一类物质的数量越多，故C正确；
D．电阻加热后，电流表的示数变小，说明电阻的大小与温度有关，故D正确。

8．C
解析：C
A．超导体是指某些材料当温度降低某个值时，电阻突然为零，所以电流经过超导体不发热，即不能用来制作电饭锅的发热体，故A错误；
B．太阳能是可再生能源，核能是不可再生能源，故B错误；
C．手机的芯片主要由二极管、三极管组成，而二极管是由半导体材料做成的，故C正确；
D．超声波属于声波，传播需要介质，在真空中不能传声，所以不能用于卫星与地面通讯，卫星与地面是靠电磁波进行通讯，故D错误．
9．B
解析：B
【解析】
发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故B正确。

故选：B。

10．A
解析：A
A. 核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备，在可控条件下，核能发电相比较火力发电的好处是无污染．故A正确．
B. 电能不能从自然界直接得到补充，是不可再生能源；太阳能、地热能是可再生能源都可以源源不断地从自然界得到，属可再生能源，故B错误；
C. 太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故C错误；
D. 滚摆上下来回运动说明动能和重力势能是可以相互转化的，并且说明能量的转化具有方向性，故D错误．
故选A.
11．B
解析：B
【解析】
【分析】
解决此题的关键是弄清能量转化过程前后的能量形式，结合影响各能量的因素,分析能量转化情况，结合具体选项进行分析．
A.电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将电能转化为机械能，选项说法错误；
B. 电风扇工作时将电能转化为机械能，选项说法正确；
C. 干电池给小灯泡供电时，发生的能量转化主要是化学能转化为电能，选项说法错误；
D. 在被阳光照射时，太阳能电池将光能转化为电能，选项说法错误。

故选B.
12．D
解析：D
【解析】
【分析】
晶体熔化吸热，温度保持不变；燃料在燃烧时放出的热量与热值、燃料的质量、燃料是否完全燃烧有关；热传递的条件：有温度差；比热容是物质的一种特性，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系，只与物质的种类、状态有关。

A、晶体熔化吸热，温度保持不变，故物体吸收热量时，自身的温度不一定升高，故错误；
B、燃烧时放出的热量不仅仅跟燃料的热值有关，跟燃料的多少及燃烧情况等都有关系，
C、热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，故错误；
D、比热容是物质本身的一种特性，与物体的质量、物体的温度变化和物体吸收热量的多少均无关，故正确。

故选D.
二、填空题
13．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。

14．核裂变不可
解析：核裂变不可
[1][2]核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；由于核裂变的元素是不可再生的，所以该能源属于不可再生能源。

15．太阳电
解析：太阳电
[1][2]太阳能帆板的基本原理是利用硅和某些金属的光电效应，将太阳能转化为电能，然后储存在蓄电池中为导航卫星提供电能。

16．方向性不是【分析】能量的转化和转移都是具有方向性的不能反过来转化；像化石能源核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源
解析：方向性不是
【分析】
能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。

[1][2]能量在转化和转移的过程中，都是具有方向性的，不能反过来转化；核能在使用后，短时间内不能源源不断的获得，属于不可再生能源。

17．聚裂裂【解析】
解析：聚裂裂
【解析】
较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应叫做核聚变，重的原子核分裂成较轻的原子核的一种核反应叫做核裂变，目前人类能够有控制地使用核能，主要是利用原子核的裂变。

【点睛】
18．太阳电电机械【解析】
解析：太阳电电机械
太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置；电动机工作时将电能转化为机械能。

19．热传递内机械做功【解析】【分析】考查的知识点有：热传递都可以改变物体的内能小船是利用了力的作用是相互的原理来前进的；内燃机的功冲程中燃气推动活塞向下运动内能转化为机械能据以上内容即可解答
解析：热传递内机械做功
【解析】
【分析】
考查的知识点有：热传递都可以改变物体的内能，小船是利用了力的作用是相互的原理来前进的；内燃机的功冲程中，燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能，据以上内容即可解答。

根据题意知道，燃烧的蜡烛加热易拉罐中的水时，是通过热传递来增大水的内能；当水汽化产生大量的蒸汽，由小孔冲出时，有力作用在空气上，由于力的作用是相互，小船就向前运动了，此过程中，蒸汽的内能转化为小船的机械能，即此过程发生的能量转化形式与热机做功冲程相同。

20．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。

三、解答题
21．7×107J0.525m3
【解析】解答：水吸收的热量：Q水吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×500kg×（40℃-20℃）
=4.2×107J；太阳能加热水的效率为60%，则4h内吸收太阳能 Q吸太==7×107J ,由题
知，Q水吸=Q放，因为Q放=V天然气q，所以需要天然气的体积：V天然气== 0.525m3
点睛：知道热水器内水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；太阳能加热水的效率为60%，则4h内吸收太阳能代入公式 Q吸太
=可求出；若水吸收的热量为的天然气燃烧来提供，Q吸=Q放，再利用Q放=Vq求需要天然气的体积．
22．3×105J 2．1×10-2kg
【解析】试题分析：
若这些热量由燃烧酒精获得，则需要
答：质量为3kg的水从20℃升高到70℃，需要多少热量6．3×105J，这些热量有酒精燃烧获得，则需要完全燃烧2．1×10-2kg的酒精。

考点：热量的计算
23．（1）4.2×105J （2）0.01kg
【解析】
试题分析：水需要吸收Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/ (kg•℃) ×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105J
些热量如果是由燃烧煤气提供的，则Q放=Q吸
需完全燃烧的煤气
答：水需要吸收的热量为4.2×105J，需完全燃烧0.01千克的煤气.
考点：热量和热值计算
24．（1）0.105 m3；（2）2.4×103kg．
【解析】
（1）由Q=Vq可得每小时需要燃烧的天然气为：；（2）由得每天需要水的质量：
．
答：（1）每小时需要燃烧的天然气0.105 m3；
（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的掌握和运用是关键。

25．（1）0.9 kg（2）28%
【解析】
【分析】
（1）利用Q放=mq求需要完全燃烧煤的质量；
（2）利用W=Pt求路灯消耗的电能，根据效率的公式求出能量转化效率。

（1）煤完全燃烧放出的热量（等于吸收的太阳能），即Q放=2.7×107J，由Q放=mq可得，需要完全燃烧煤的质量：；
（2）使用太阳能路灯的有用能量：W电=Pt=35W×60×3600s=7.56×106J，
太阳光辐射到该太阳能电池板的能量（总能量）：W总=2.7×107J，
该太阳能路灯的能量转化效率：。

答：（1）这些能量与完全燃烧0.9kg的煤放出的热量相当；
（2）该太阳能路灯的能量转化效率是28%。

26．（1）45℃；（2）4.2h
【分析】
（1）根据太阳热辐射的含义以及接受面积和照射时间求出太阳能热水器接收的太阳辐射能，然后根据Q 吸=Qη求出水吸收的热量，利用密度公式求出水的质量，最后根据Q 吸=cm △t 求出水箱内水升高的温度；
（2）电加热装置产生的热量完全被水吸收，根据Q=W=Pt 得到需要加热的时间．
（1）太阳能热水器接收的太阳辐射能为：Q=4.32×106J/(m 2·
h)×2.0m 2×7h=6.048×107J ， 水吸收的热量为：Q 吸=Qη=6.048×107J×50%=3.024×107J ，
水的体积V 水=160L=160dm 3=0.16m 3，
水的质量：m 水=ρ水V 水=1.0×103kg/m 3×0.16m 3=160kg ，
由Q 吸=cm △t 得，水箱内水升高的温度：
()733.02410=454.210/?160Q J t c m J kg kg
⨯∆==⨯⨯吸水水℃℃； （2）若电加热装置产生的热量完全被水吸收，电加热装置消耗的电能W=Q=3.024×107J ，需要通电的时间：73.024******* 4.22000W J t s h P W ⨯====．。