物理学与能源技术 巩固练习

【巩固练习】
一、选择题
1、关于能源及其利用的下列说法正确的是（）
A．所有能源都是一次能源
B．太阳能是可再生能源
C．能量转化装置的效率可以达到100%
D．目前核能发电主要是利用核聚变方式
2、下面所列的各种能源中，属于可再生能源的是（）
A．煤炭B．太阳能C．核能D．石油
3、我们在节约能源的同时，还应开发和利用新的能源。

作为未来的理想能源应满足一定的条件，下列不符合理想能源必要条件的是（）
A．必须足够丰富，可以保证长期使用
B．必须足够便宜，可以保证多数人用得起
C．必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境
D．必须足够昂贵，可以保证节约使用
4、核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。

下列说法错误的是（）
A．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能
B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．原子核分裂或聚合时释放出核能
D．核能是一种不可再生的能源
5、（2015•东台市模拟）关于能源利用，下列说法正确的是（）
A．和平利用核能应注意防止核泄漏
B．煤燃烧会造成大气污染，应停止开采
C．修筑拦河坝建造水电站有百利而无一害
D．石油是可再生资源，可以无穷尽地开发
6、能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由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。

能源危机产生的根本原因是（）
A．能量的转移和转化遵循守恒定律
B．人们在能量的转化或转移中利用能量
C．经转移或转化过程可利用能量增加
D．能量的转移和转化有方向性
7、据悉，到2020年我国将建立自己的空间站“天宫一号”。

关于空间站所使用的供电装置，你认为最可行的是（）
A．太阳能电池B．化学蓄电池
C．柴油发电机D．风力发电机
8、下列交通工具中不是直接使用化石能源的是()
A.飞机
B.轮船
C.汽车
D.无轨电车
9、自然界中各种形式的能都可以方便地转化为电能，关于转化目的的叙述，错误的是()
A．为了便于输送B．为了提高利用率
C．为了使用方便D．为了增加能量
二、填空题
10、一个多世纪以来，能源的消耗急剧增长，在太阳能、电能、石油中属于不可再生能源的是。

11、（2015•钦州中考）核电站是利用铀核在（选填“裂变”或“聚变”）时释放的能量来发电，在核反应堆中，发生的链式反应是（选填“可控”或“不可控”）的。

12、以下能源：①风能、②农村自制沼气、③核能、④秸秆煤气、⑤水能、⑥水煤气、⑦潮汐能、⑧电能。

属于二次能源的有________；属于一次能源的有________；能源的来源与月球有关的是________。

(均填序号)
13、人类能自主补充食物转化成能量来维持生命活动，目前的机器人主要是靠事先储存的电能来进行活动的。

但科学家已制造出了一种能捕食苍蝇的生态机器人，它能将捕到的苍蝇体内的糖类物质通过微生物燃料电池直接转化为电能，供自身活动需要。

请回答下列问题。

(1)糖类物质属于________(填“有”或“无”)机物，生态机器人的能量转化形式是从________能转化为电能。

(2)在实验中，质量为20 kg的生态机器人吃了8只苍蝇，用了5天时间匀速移动了10 m。

若机器人受到的阻力是该机器人体重的0.1倍，该机器人克服阻力做的功是________(g取10 N/kg)。

(3)除这种能捕食生物为食的机器人外，如果让你设计一种可从自然界中较方便地自主补充能量再转化为电能的机器人，你设计的机器人直接从自然界补充的能量形式是________，获得这种能量的方法(途径)是在机器人上安装________。

三、简答与计算题
14、（2015•广东模拟）阅读下面的短文，回答问题。

太阳能电池
太阳能电池的工作原理：太阳能电池是由一块很薄的半导体片构成的，每平方厘米能产生30-35mA 的电流，在实际应用中一般是将很多小的太阳能电池串联或并联起来，以获得较高电压或较大电流。

太阳能电池的特点：太阳能电池把光能转化为电能，有以下几方面的优势：
（1）安全，不产生废气和废物。

（2）简单易行，只要有日照的地方就可以安设装置。

（3）易于实现无人化和自动化，因为不含热能转化装置，不需要旋转机械和高温高压等条件。

（4）发电时不产生噪声。

请回答以下问题：
（1）太阳能电池的能量转化情况是，易于实现无人化和自动化的原因是。

（2）太阳能发电系统如图所示，为最大限度让太阳能电池板接受阳光，根据我国的地理位置（地处北半球），应将它的正面朝（选填“东”“南”“西”或“北”）。

太阳能属于（选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。

（3）某太阳能发电系统一天内共发电5100kW•h，则可供多少盏额定功率为100W的“低碳灯”正常工作一小时？
15、核电站一旦工作，就不能随意停下来，而电网白天用电量多，深夜用电量少，为了使核电站稳定工作，建设了抽水蓄能电站，深夜，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，白天用电高峰时，再把山顶水库的水放下来推动水轮机发电，请分析深夜和白天抽水蓄能电站工作过程中包含哪些能的转化过程。

【答案与解析】
一、选择题
1、【答案】B
【解析】A、一次能源是指可以从自然界直接获取的能源，如：风能、太阳能、地热能、核能；二次能源是不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能、内能。

不合题意。

B、能源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源，如：水能、风能、太阳能、生物质能；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源，如：化石能源、核能等。

符合题意。

C、在利用能量做功的同时，由于机械摩擦、废气等因素影响，都要消耗能量，因此其转化效率不可能达到100%。

不合题意。

D、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。

不合题意。

2、【答案】B
【解析】核能、煤炭、天然气都属于不可再生能源，只有太阳能是可再生能源。

3、【答案】D
【解析】未来的理想能源必须满足以下四个条件：
第一，必须足够丰富，可以保证开发利用工作之便；
第二，必须足够低廉，保证多数人用得起；
第三，相关技术必须成熟，可以保证安全使用；
第四，必须足够清洁、无污染环境，可以保证不会严重影响环境；
故选D。

4、【答案】A
【解析】A、核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的。

错误，符合题意。

B、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。

正确，不合题意。

C、核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量。

正确，不合题意。

D、核能会越用越少，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；正确，不合题意。

5、【答案】裂变；可控
6、【答案】D
【解析】因能量转化和转移有方向性，并且能量释放过程失控就会产生灾害。

所以能源危机产生的根本原因是能量的转移和转化有方向性。

7、【答案】A
8、【答案】D
9、【答案】D
【解析】根据能的转化和守恒定律，能量在转化过程中不会增加，我们之所以把其他形式的能转化成电能来使用，主要是电能便于输送、使用方便且可以提高利用率。

二、填空题
10、【答案】石油
【解析】可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能。

不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能。

11、【答案】铀235；裂
【解析】核裂变和聚变两种核反应，当今只有核裂变能被人们控制，可控的核反应才能制成核电站，现今核裂变的原料是铀235。

12、【答案】②④⑥⑧；①③⑤⑦；⑦
【解析】农村自制沼气、秸秆煤气、水煤气、电能都需要通过一次能源加工才能得到，如沼气和秸秆煤气需要通过生物质能得到、水煤气需要通过煤得到、电能则是通过其他各种形式的能源转化而来。

潮汐能源自月球、地球和太阳之间的相互作用。

13、【答案】(1)有化学；(2)200J；(3)太阳能；太阳能电池(板)
【解析】W＝Fs＝0.1Gs＝0.1mgs＝0.1×20 kg×10 N/kg×10 m＝200 J。

三简答与计算题
14、【答案】（1）太阳能转化为电能；只要有阳光，太阳能电池就能够工作；（2）南；可再生能源；（3）可供5.1×104盏100瓦的“低碳灯”正常工作1小时
【解析】（1）太阳能收集板的能量转化情况是太阳能转化为电能；只要有阳光，太阳能电池就能够工作，所以这时太阳能电池易于实现无人化和自动化的原因。

（2）我国处在地球的北半球，所以太阳能电池板正面应向南；对于太阳能来说可以源源不断的得到补充是可以再生的，故它是可再生能源。

（3）设灯的数量为n，则nP=W/t变形可得：n=W/Pt=5100kW•h/（0.1kW×1h）=5.1×104（盏）。

15、【答案】深夜利用多余电能蓄水，核能转化为电能，再转化为水的机械能，白天水的机械能转化为电能。

【解析】核电站工作时核能转化为电能，深夜用电低谷时，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，电能转化为水的重力势能（机械能）。

相当于间接地储存了核电站生产的电能，白天用电高峰时，再把山顶水库的水放到山下水库，推动水轮机发电，将机械能转化为电能帮助电网调峰。