初中物理大题集练——能源与可持续发展

初中物理大题集练——能源与可持续发展1、我市地处沿海，风力资源极为丰富，随着各项大型风力发电项目的建设，我市将成为广东省知名风力发电基地。

如图甲是某地风力发电的外景。

风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。

请回答下列问题：（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的（选填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同而产差，使风叶旋转；（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用原理，把机械能转化为电能；（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率；（5）请你根据图像判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效益？（选填“能”或“不能”）。

2、如下图甲是我国某公路两旁风光互补路灯系统的外景，其中的风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成；该风力发电机的输出功率与风速的关系图像如图乙所示。

请回答：（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、_____（填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）风力发电机利用_________原理把_________转化为电能；（3）由图乙图像可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是_________（用图像中的字母表示）；（4）下表给出的是在不同风速下该风力发电机的输出功率。

请根据表中信息回答：①当风速为8 m／s时，该风力发电机的输出功率为_________W；②当风速为16 m／s时，这台风力发电机工作1 s所产生的电能可供1只“12 V 60W”电灯正常工作2 s，那么风力发电机发电的效率为_________。

3、2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）开始首次环球飞行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源概念。

（1）该飞机白天飞行时，利用高效太阳能电池版将电磁能（太阳能）转化为____________能；夜间飞行时，利用其超轻薄离子电池储备的____________能转化为电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。

（2）该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米，用时17.5小时。

则它的飞行速度为多少千米/小时？（3）为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料，取面积为1平方米，厚度为1毫米的新型材料，测得其质量为250克，则该材料的密度为多少？（4）该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷，是此次环球航行中最具挑战性的一段航程，飞行时间长达120小时，飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力，其消耗的能源全部由电池板吸收的太阳能提供，则此段航行中至少需要吸收多少太阳能？（太阳能电池板的转化功率约为30%）4、如图所示，2015年3月31日，无需一滴燃料的世界最大太阳能飞机“阳光动力”2号降落在重庆江北国际机场，并于当天在重庆巴蜀中学开启中国首个地面科普活动。

“阳光动力”2号机翼呈流线型，翼展长达72米，上面安装有17248块超薄、高效太阳能电池板，它们能在白天吸收能量。

此外，飞机上还载有633块超轻薄的锂电池，白天，飞机“汲取”太阳能并储存足够多的能量，到了晚上，依靠储存在电池里的多余电能持续飞行。

虽然“阳光动力”2号体积庞大，堪比波音747客机，但由于机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，其总重仅为2.3吨，与一辆家用汽车相当，其最大飞行高度可达8500m，最高时速为140km/h。

请参照示例写出一个“阳光动力”2号所涉及的物理信息和对应的物理知识（不得与示例重复）。

例：物理信息：“阳光动力”2号降落在江北国际机场物理知识：降落过程中机械能减小作答：物理信息：____________________________________物理知识：____________________________________5、阅读下面的短文，回答问题。

光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。

光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。

光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。

前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。

后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。

外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象．只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面．内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象.。

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；光敏电阻可应用在各种自动控制装置和光检测设备中，如生产线上的自动送料、自动门装置、航标灯、路灯、应急自动照明、自动给水停水装置等方面。

利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。

光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之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带（选填“正电”或“负电”）的粒子。

（2）下图是电磁波波谱图．如果蓝光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应是。

A．红光，红外线B．红外线，紫外线C．紫光，紫外线，D．黄光，紫光（3）太阳能电池是依据（选填“内”或“外”）光电效应工作的．（4）现在楼道内一般不再使用声控开关，而用红外感应开关替代。

白天光控开关断开，夜晚光线暗时，光控开关闭合；当有人进入楼道内时，红外感应开关闭合，没人时红外感应开关断开。

下列关于楼道内路灯电路设计合理的是（光控开关用光表示，红外感应开关用红表示）(5)图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。

其中S为激光源，R1为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。

水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。

若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示。

已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为400Ω。

则无光照射时，保护电阻R2两端电压是 V,每l h通过S 与R1之间的产品个数为个.6、嫦娥三号是我国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)，也是阿波罗计划结束后重返月球的第一个软着陆探测器，是探月工程二期的关键任务，起承上启下的作用。

如图是嫦娥三号在发射和工作过程中三个重要时刻的画面：2013年12月2日1时30分，由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心成功发射，如图甲；2013年12月14日21时11分，嫦娥三号成功实施软着陆，随即打开太阳能电池帆板，如图乙；2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器（“玉兔号”月球车）成功分离，登陆月球后玉兔号月球车将开展3个月巡视勘察，如图丙。

请找出一个与上面组图情景相关的物理现象，并指出对应的物理知识。

(不得与示例重复)示例：物理现象：长征三号乙运载火箭发射升空时由静止变为运动；物理知识：力是改变物体运动状态的原因。

物理现象：_________________________________________；物理知识：________________________________________。

7、能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一，请回答以下问题：（1）能源家族中：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、⑧地热能等，其中属于化石能源的有_________（填序号）；（2）城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集了如下两组有关数据：①根据以上数据，在一标准大气压下将2.5 kg，20℃水烧开，水要吸收的热量为_______，如使用煤气，则需要_______m3，价格为______元；如使用天然气．则需要________m3，价格为_______元。

[水的比热容为] ②现请你决策：_________（填“A”或“B”）A．继续使用煤气 B．更换使用天然气简单说明你作出这样决策的理由是__________________________。

8、汽车在高度行驶过程中一旦发生碰撞，车身停止，而乘员则会继续向前与车身撞击，甚至能把挡风玻璃撞碎而飞出车外.在发生交通事故时，安全带能对人体起到缓冲的作用，防止出现二次伤害.在发生严重撞击时，方向盘等处的车载气囊会自动充气弹出，在人体接触到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气，从而起到缓冲作用，减轻身体所受冲击力，大大减小伤害. （1）汽车“发动机”通常都是以汽油或柴油为燃料的，汽油、柴油都属于_ _（可再生/不可再生）能源；汽车“发动机”一般需要用水来作冷却剂，这是利用了水的_ _的属性；（2）一辆汽车沿一平直公路匀速行驶30km，消耗了2kg汽油，该汽车与路面间的摩擦力为690N，则此过程中汽油完全燃烧放出的热量为_ _J，该汽车“发动机”的效率为_ _（q汽油＝4.6×107J/kg）；（3）汽车在高度行驶过程中发生碰撞，车身停止运动，而乘员由于具有_ _会继续向前运动，此时弹性很强的安全带被拉伸而获得_ _能；安全带做得宽大的目的是_ _；（4）对于短文中提到的“缓冲”，文静同学提出了自己的猜想：安全带和安全气囊增加人与碰撞物间的接触时间，从而大大减小撞击力.物理兴趣小组的同学共同设计了如下实验方案：在两个相同的玻璃槽中堆放不同厚度的面粉，从相同的高度先后落下同一只鸡蛋.落在面粉厚度大的槽中，留下较深的坑，鸡蛋完好无损；落在面粉厚度较小槽中，鸡蛋破裂.实验中通过比较_ _来比较撞击时间的长短，根据实验可以验证文静同学的猜想是_ _（正确/错误）的；请列举上述“缓冲”物理知识在生活中应用的一个实例：_ _.9、哥本哈根气候大会虽然无果而终，但它使人们清醒地认识到必须节能减排，实现低碳生活。

2010年世博会期间，上海黄浦江上出现了一道独特的风景线——一艘白色的豪华游船在水中徜徉，高高扬起的风帆由太阳能电池板拼装而成，天气晴好之时，航行所用的动力可完全使用太阳能。

夜幕降临，船翼上由太阳能发电的LED彩屏与江面交相辉映，美轮美奂。

（1）请举例说明目前人们直接利用太阳能的两种方式；（2）该太阳能游艇工作的实质是将太阳能最终转化成什么能？10、阅读短文，回答问题：核能的利用在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力的21%是来自核电．核电站的大体组成如图所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸汽，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换．请在下面的空格中填上适当的内容：（1）从能源的分类来看，核能是属于_______。