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初中物理人教版九年级全册第4节 能源与可持续发展随堂练习题
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这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 能源与可持续发展随堂练习题，共8页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。
1.图1为核电站发电的流程示意图。下列有关核电站发电过程中能量转化的排列，其中正确的是（ ）
图1
A.核能、机械能、化学能、电能
B.核能、机械能、内能、电能
C.核能、内能、机械能、电能
D.核能、内能、化学能、电能
2.人类社会发展与能源的利用息息相关，能源可分为“可再生能源”和“不可再生能源”，可再生能源是指那些可从自然界源源不断得到的能源，下列属于可再生能源的是（ ）
A.煤 B.石油 C.风能 D.天然气
3.环保太阳能公厕已在部分城市投入使用，其顶部是大面积太阳能电池板，它所转换及贮存的能量可满足厕所内所需要的电力供应，经连续三天充分日照后，可供无日照情况下使用一周。这种能量的转换和贮存形式是( )
A.太阳能—内能—电能
B.太阳能—化学能—电能
C.太阳能—电能—化学能—电能
D.太阳能—化学能—光能
4.在图2中，以消耗不可再生能源来获取电能的是（ ）
A.太阳能电池板 B.风力发电机 C.水力发电站 D.核能发电站
图2
5.关于能源，下列说法正确的是（ ）
A.地球上的能源都是可再生能源
B.核能是无污染的可再生能源
C.核废料会对环境造成严重的破坏，不能随意丢弃
D.目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电的
6.我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种热值高、清洁无污染的新型能源。下列说法正确的是（ ）
A.可燃冰是可再生能源
B.可燃冰的能量来自亿年前的太阳能
C.可燃冰是核聚变反应生成的
D.可燃冰燃烧时核能转化为内能
7.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是（ ）
A.核电站能控制裂变的反应速度
B.原子弹对聚变的链式反应不加控制
C.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
D.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
8.关于能量和能源的利用，以下说法正确的是（ ）
A.核电站是利用化学能来发电的
B.水能、风能和化石能源均是可再生能源
C.太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
D.电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能
9.太阳中蕴藏着无比巨大的能量，下列说法正确的是（ ）
A.太阳能是不可再生能源
B.太阳能的应用会严重污染环境
C.太阳能的应用具有广阔前景
D.太阳能不能转化成电能
10.我国常规能源分布和能源的消耗很不均衡，出现“北煤南运、西电东送、西气东输”的现象，不能有效地解决这一问题的是（ ）
A.修建三峡水电站
B.在东部地区修建若干火力发电站
C.在西北地区修建许多火力发电站
D.在东部地区修建几座核电站
11.“能源和环境”是全世界各国共同面临的问题。我国各地正在运行“资源节约型”“环境友好型”两型社会建设试点。保护环境、节约能源要从我做起，下列说法中需要改正的是（ ）
A.养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
B.尽可能用太阳能热水器代替电热水器
C.及时将生活垃圾、废电池装在一起丢到垃圾箱中
D.用洗脸水冲厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站
12.目前国家提倡“低碳生活”，实际上就是为了节约能源和保护环境。下列说法中符合“低碳生活”理念的是（ ）
A.上学时能骑单车就尽量不坐汽车
B.为了卫生而使用一次性碗筷
C.教材用旧了就不要再循环使用
D.为了方便而使用一次性塑料袋
二、填空题（每空1分，共29分）
13.上海世界博览会正式对外开放。本届世博会高度重视节能环保，因此又被称为“绿色世博”。中国国家馆内，“水的流动”联系了各个展层和展项，水资源的利用已成为各国探讨的热点。
（1）水能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）如果在江河上修筑拦河坝，抬高坝内水位就能增大坝内水的_______能，水流下时可以带动发电机发电。
（3）水具有比热容大的特点，以下现象中不能用此特点解释的是_________。
A.冷却汽车发动机，采用循环流动的水
B.寒冬季节，放在室外的水缸会破裂
C.育秧时，为了防止霜冻，常在傍晚时向秧田里灌水
14.太阳能飞机的表面遍布太阳能电池，该电池能将太阳能转化为______能供电动机转动，太阳能飞机机翼的横截面形状如图3中局部放大图_______。（选填“甲”或“乙”）
图3 图4
15.如图4所示是太阳能热电站的原理图，看图回答下列问题：
（1）反射镜的作用是_______________________________；太阳能热电站发电受天气影响，阴雨天时，发电的功率将减小，图中能够保证阴天还能发电的装置是_________；
（2）从集热器到汽轮发电机，发生的能量转化是_____________________________；
（3）与火力发电站相比，太阳能热电站的优点是________，缺点是_____________。
16.目前直接利用太阳能的方式，一是用______装置转化为内能加热物体，另一种是用________装置转化成电能供用电器工作。
17.芜湖核电项目已正式定址繁昌县芦南镇徐圩村芭茅山。核电站所用的核燃料属于____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，在核反应堆中，核燃料发生_______变释放出大量的核能，最后发电机利用_______原理发电。芜湖核电项目建成后，四台机组年发电总量约为3×1010 kW·h，这些电能相当于完全燃烧______kg的烟煤释放出的热量（烟煤的热值为3×107 J/kg）。
18.图5是1995年与2001年世界能源消耗情况。由图可知，世界能源的消耗呈_______趋
图5
势（选填“增长”或“减少”）。请你提出一条日常生活中节约能源的措施：________________________。
图6
19.环境保护是现代社会的热点，环境污染是世界各国关注的焦点，特别是核污染更是全人类高度警惕的问题，继1986年“切尔诺贝利”核泄漏事件之后，2000年8月12日，质量m=1.4×107 kg的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，引起挪威生态保护组织和国际社会的普遍关注。
（1）核裂变和核聚变是获得大量核能的两种途径，核潜艇反应堆的核能是通过哪种途径获得的?
答：__________________________________。
（2）图6所示是核电站原理示意图。
①“反应堆”与“一回路”中的能量是怎样转化的?
答：_____________________________________________________________________。
②在235 g铀燃料中含有6.02×1023个铀核，如果它们全部发生裂变，通过汽轮发电机得到3.2×106 kW·h的电能，则该核电站的效率为________。(每个铀核裂变会释放出3.2×10-11 J的能量)
（3）请说出几种目前开发利用的新能源。(至少两种)__________________________。
图7
20.随着生活水平的提高，一些高科技成果已逐步走进人们的生活。如图7是一种太阳能路灯，你能从它的相关说明中获得哪些信息？（写出三条即可）
①_________________________________________；
②_________________________________________；
③_________________________________________；
④该路灯工作的实质是将太阳能最终转化为_______________。
21.目前，化石燃料仍是世界上的主要能源。
（1）化石燃料属于_________能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
（2）完全燃烧4 m3的天然气可放出_______J的热量。（天然气的热值是7.5×107 J/m3）
（3）化石燃料燃烧可造成空气污染，为减少有害物质排放，请你提出一条合理化建议：________________________________________________________________________。
图8
三、实验探究题（8分）
22.随着人们生活水平的日益提高，以利用太阳能为主的太阳能热水器已走入寻常百姓家，如图8所示是一种常见的太阳能——电能双能热水器示意图，A是由一排真空镀膜管组成的集热器，B是储水箱，C是电加热器。
（1）在阳光直射下，图中水管与A、B中的水将沿_______（选填“顺”或“逆”）时针方向流动，这是因为___________，电加热器C的作用是________________________________。
（2）家庭用太阳能热水器与燃气式热水器的初装费、使用年限见下表：
若你的父母决定选购这两种热水器中的一种，那么你将建议购买哪一种？写出你这样选择的两条理由。
四、综合能力题（23、24、25题各6分，26题9分，共27分）
23.阅读材料，请回答下列问题。
你听说过“乙醇汽油吗”
有这样一则报道：一个美国农民面对自己家里堆积如山的玉米愁容满面：玉米售价既低廉又销路不好。他梦想着将这些有着黄金一样颜色的东西变成真正的黄金！他不顾大家都讥笑他异想天开，专程为他的“异想天开”去请教了一位科学家。这位科学家既同情他也对他的“异想天开”很感兴趣，经过一段时间的研究和考察，这位科学家开发出了“乙醇汽油”，即用玉米生产乙醇，然后以一定比例与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用。
石油被称为“液体黄金”，但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困扰着人类。所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径。
请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题：
（1）乙醇燃烧的过程是_______能转化为内能的过程。理论上，完全燃烧28 g乙醇可以产生8.4×105J的热量，如果这些热量完全被水吸收，在1标准大气压下，那么可以将_______kg 20 ℃的水加热到沸腾。［水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）］
（2）使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比具有明显的好处,请你说出两点：①_______________________；②________________________。
24.汽车为人类文明做出了巨大的贡献，同时对自然生态环境的恶化，负有难以推卸的责任。
行驶的汽车大量排放含氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等废气。2011年4月1日起，北京市开始执行调整后的非居住区停车场白天收费标准，希望靠提高收费来限制小汽车上路。
我国政府为了减少汽车尾气带给人们的危害，花费了大量的精力、财力。由于天然气和液化石油气的热值大、价格低，燃烧后生成物中不含铅，污染少。因此，在北京街头，随处可见到用天然气或液化石油气作为燃料的汽车，成为绿色北京的一个新亮点。
（1）说一说汽车的泛滥对自然生态环境的危害：_______________________________。
（2）针对环境污染，汽车使用天然气或液化石油气作燃料的优点是_______________。
（3）为建设绿色中华，绿色北京，请你另外提出一条治理汽车尾气污染的合理化建
议：______________________________________________________________________。
25.在南昌市红谷滩新区人们可免费租借自行车出行，这是当今倡导低碳生活的一种具体体现。低碳生活是指生活作息时所耗用的能量要减少，从而降低碳特别是二氧化碳的排放。低碳生活，对于我们普通人来说，是一种态度，而不是一种能力，我们应该积极倡导并践行。请你从物理学的角度再列举三个低碳生活的事例。
26.6月5日是世界环境日，人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。
（1）图9甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是（ ）
A.显著增长 B.平稳增长 C.稳中有降 D.显著减少
甲 乙 丙
图9
（2）在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减轻大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏。
（3）为实现减排目标，国家大力推广风力发电。江苏省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场即将形成（如图9乙）。假如1.2×106 kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1 h，可提供多少kW·h的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0×107 J/kg，1 kW·h＝3.6×106 J）
（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念。太阳能热水器（如图9丙）已走进了千家万户，小明家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2 m2，热水器每平方米的面积上1 h 得到的太阳辐射能平均为2.52×106J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3 h可以使热水器内初温为20 ℃、质量为100 kg的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃）。
参考答案
1.C 解析：核能发电是核燃料的核能转化为蒸汽的内能，内能转化为汽轮机的机械能，通过发电机把机械能转化为电能。
2.C 解析：煤、石油、天然气等化石能源是埋藏在地下经地质变化千百万年后的产物，它们在人类利用时越来越少，不可能短期内得到补充，是典型的不可再生能源，而风能是可以源源不断地得到的一种能源，属于可再生能源，C选项正确。
3.C 解析：太阳能电池将太阳能转化为电能，在蓄电池内将电能转化为化学能，对外供电时将化学能转化为电能。
4.D 解析：A选项中，太阳能发电：太阳能（可再生）转化为电能；B选项中，风力发电：风能（可再生）转化为电能；C选项中，水力发电：水的机械能（可再生）转化为电能；D选项中，核能发电：核能（不可再生）转化为电能。
5.C 解析：地球上的能源有很多种，有的是可再生能源，如水能、风能、太阳能等；而化石能源、核能等越用越少，属于不可再生能源，故A、B选项错误。核废料具有很强的核辐射，必须进行专门的处理，不能随意丢弃，故C选项正确。目前的核电站是利用核裂变释放的核能，而不是核聚变，故D选项错误。
6.B 解析：可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0 ℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多，它属于不可再生能源，其能量的来源主要是内部所含的甲烷燃烧释放的能量，因此B选项是正确的，A、C、D选项错误。
7.A 解析：目前人类获取核能的途径有两种：一是核裂变，二是核聚变。当前人类技术对核聚变还不能控制，人类和平利用核能是核裂变，如核电站就是利用可控核反应堆，原子弹是利用核裂变，氢弹是利用核聚变，所以A选项正确。
8.D 解析：核电站是利用核能转化为电能，故A选项错误；水能、风能是可再生能源，而化石能源是不可再生能源，故B选项错误；太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置，故C选项错误；电灯发光是利用电流的热效应，将电能转化为内能和光能，由于能量的转化是不可逆的，所以这些内能无法自动转化为电能，故D选项正确。
9.C 解析：太阳能是一种清洁的可再生能源，所以A、B错误；目前直接利用太阳能的方式，主要是光热转换和光电转换，所以太阳能可以转化为电能，故D错误；太阳能是未来的理想能源，前景广阔，故选C。
10.B 解析：长江水资源丰富，修建水电站可充分利用水资源；西北地区化石燃料资源丰富，可修建火力发电站。而东部地区由于化石燃料资源缺乏，若修建火力发电站，需要从西北部运输化石燃料，因而增加了运输成本，增大了投资。若在东部修建核电站，由于核燃料的需求量少，因此可以解决运输和输送电的实际困难。
11.C 解析：废电池内有毒物质及重金属含量高，随意丢弃容易污染环境。我们应专门收集处理废电池，不得将其和其他垃圾一块放入垃圾箱。
12.A 解析：使用一次性碗筷和使用一次性塑料袋都会造成资源浪费，为了节约能源和保护环境，我们提倡上学时能骑单车就尽量不坐汽车。
13.（1）可再生 （2）重力势 （3）B 解析：水能被利用后自然界很快能够再生，所以水能属于可再生能源；重力势能的大小取决于物体的质量和高度，抬高拦河坝内的水位使水的高度增加，可以增大水的重力势能；寒冬季节，放在室外的水缸会破裂是因为水凝固成冰后体积会变大，将水缸胀破，与水的比热容大无关。
14.电 甲 解析：太阳能电池把太阳能转化为电能。机翼的横截面形状应如题图局部放大图甲所示，因为机翼横截面的形状上下不对称，在相同的时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小，下方气流通过的路程较短，因而速度较小，对机翼的压强较大。这样机翼的上、下表面产生了压强差，获得向上的升力。
15.（1）使分散的太阳光集中到集热器上，提高效率 储热器 （2）内能→机械能→电能 （3）能源持久、无污染 效率低、功率不稳定、受天气影响大
16.光热转换 光电转换
17.不可再生 核裂 电磁感应 3.6×109
解析：核电站的核心是核反应堆，它以铀核为燃料，核反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，内能转化成汽轮机的机械能，带动发电机利用电磁感应原理转化为电能。Q=W=3×1010 kW·h=1.08×1017 J，相当于烟煤的质量m=Qq=1.08×1017 J3×107 J/kg=3.6×109 kg。
18.增长 人走灯灭
19.（1）核裂变 （2）①核能转化为内能 ②59.8% （3）太阳能、核能、地热能、潮汐能
解析：核反应堆利用的是可控核裂变反应，是将核能先转化为内能再转化为机械能，最终转化为电能。核电站的效率η=3.2×106 kW·h×3.6×106 J/(kW·h)6.02×1023×3.2×10-11 J≈59.8%。
20.①太阳能电池最大输出功率为40 W ②所使用灯泡为高效节能灯 ③电源电压为12 V④光能
21.（1）不可再生 （2）3×108 （3）开发利用清洁能源等
解析：化石能源是典型的不可再生能源，包括煤、石油、天然气等。由公式Q=qV得Q放=7.5×107 J/m3×4 m3=3×108 J。为减少燃料燃烧污染空气，可开发利用清洁能源，如地热能、太阳能等。
22.（1）顺 热水的密度比冷水的密度小,集热器中的热水总是上升,储水箱中的冷水总是下降 在阴雨天或夜间用来辅助加热
（2）选购太阳能热水器,因为它的平均成本低,且使用时方便、清洁、无污染。
23.（1）化学 2.5 （2）①节约传统能源 ②减少环境污染
解析：水的质量为m=Q吸c（t-t0）=8.4×105 J4.2×103 J/（kg·℃）×（100 ℃-20 ℃）=2.5 kg。
24.（1）产生废气、余热和噪声等 （2）尾气中不含铅，污染少 （3）推广使用太阳能汽车；提倡步行、骑自行车或乘公交车出行，限制自驾出行等
25.多使用清洁能源，如风能、水能、太阳能等；鼓励人们多乘坐公共交通工具（或养成良好的用水、用电的习惯；提高机械效率；加强废气排放管理等）
解析：“节能”主要从尽量利用污染小的能源、减少能源浪费两方面考虑，例如利用风能、水能、太阳能等能源及多人乘坐一辆车等方式；“减排”主要从少使用机动车、提高机械效率、加强排气管理等方面考虑。
26.（1）A （2）可再生
（3）可提供电能为W=Pt=1.2×106kW×1 h=1.2×106kW·h=4.32×1012J
Q=W=4.32×1012J
煤炭质量：m=4.32×1012 J3.0×107 J/kg=1.44×105 kg
（4）Q1＝2.52×106 J/(m2·h)×2 m2×3 h=1.512×107 J
Q2＝50%Q1＝1.512×107J×50%＝7.56×106J
水升高温度为Δt＝Q2cm=7.56×106 J4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg=18 ℃
太阳能路灯说明
RE—TZ13
1.太阳能电池：40 W
2.发光光源：高效节能灯
3.系统电压：12 V
4.连续阴雨：3~5天
5.环境温度：-20 ℃~+70 ℃
6.照明时间：12小时
热水器类型
初装费
使用年限
太阳能
1 500 元
15 年
燃气式
700元
5年
1.图1为核电站发电的流程示意图。下列有关核电站发电过程中能量转化的排列，其中正确的是（ ）
图1
A.核能、机械能、化学能、电能
B.核能、机械能、内能、电能
C.核能、内能、机械能、电能
D.核能、内能、化学能、电能
2.人类社会发展与能源的利用息息相关，能源可分为“可再生能源”和“不可再生能源”，可再生能源是指那些可从自然界源源不断得到的能源，下列属于可再生能源的是（ ）
A.煤 B.石油 C.风能 D.天然气
3.环保太阳能公厕已在部分城市投入使用，其顶部是大面积太阳能电池板，它所转换及贮存的能量可满足厕所内所需要的电力供应，经连续三天充分日照后，可供无日照情况下使用一周。这种能量的转换和贮存形式是( )
A.太阳能—内能—电能
B.太阳能—化学能—电能
C.太阳能—电能—化学能—电能
D.太阳能—化学能—光能
4.在图2中，以消耗不可再生能源来获取电能的是（ ）
A.太阳能电池板 B.风力发电机 C.水力发电站 D.核能发电站
图2
5.关于能源，下列说法正确的是（ ）
A.地球上的能源都是可再生能源
B.核能是无污染的可再生能源
C.核废料会对环境造成严重的破坏，不能随意丢弃
D.目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电的
6.我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种热值高、清洁无污染的新型能源。下列说法正确的是（ ）
A.可燃冰是可再生能源
B.可燃冰的能量来自亿年前的太阳能
C.可燃冰是核聚变反应生成的
D.可燃冰燃烧时核能转化为内能
7.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是（ ）
A.核电站能控制裂变的反应速度
B.原子弹对聚变的链式反应不加控制
C.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
D.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
8.关于能量和能源的利用，以下说法正确的是（ ）
A.核电站是利用化学能来发电的
B.水能、风能和化石能源均是可再生能源
C.太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
D.电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能
9.太阳中蕴藏着无比巨大的能量，下列说法正确的是（ ）
A.太阳能是不可再生能源
B.太阳能的应用会严重污染环境
C.太阳能的应用具有广阔前景
D.太阳能不能转化成电能
10.我国常规能源分布和能源的消耗很不均衡，出现“北煤南运、西电东送、西气东输”的现象，不能有效地解决这一问题的是（ ）
A.修建三峡水电站
B.在东部地区修建若干火力发电站
C.在西北地区修建许多火力发电站
D.在东部地区修建几座核电站
11.“能源和环境”是全世界各国共同面临的问题。我国各地正在运行“资源节约型”“环境友好型”两型社会建设试点。保护环境、节约能源要从我做起，下列说法中需要改正的是（ ）
A.养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
B.尽可能用太阳能热水器代替电热水器
C.及时将生活垃圾、废电池装在一起丢到垃圾箱中
D.用洗脸水冲厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站
12.目前国家提倡“低碳生活”，实际上就是为了节约能源和保护环境。下列说法中符合“低碳生活”理念的是（ ）
A.上学时能骑单车就尽量不坐汽车
B.为了卫生而使用一次性碗筷
C.教材用旧了就不要再循环使用
D.为了方便而使用一次性塑料袋
二、填空题（每空1分，共29分）
13.上海世界博览会正式对外开放。本届世博会高度重视节能环保，因此又被称为“绿色世博”。中国国家馆内，“水的流动”联系了各个展层和展项，水资源的利用已成为各国探讨的热点。
（1）水能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）如果在江河上修筑拦河坝，抬高坝内水位就能增大坝内水的_______能，水流下时可以带动发电机发电。
（3）水具有比热容大的特点，以下现象中不能用此特点解释的是_________。
A.冷却汽车发动机，采用循环流动的水
B.寒冬季节，放在室外的水缸会破裂
C.育秧时，为了防止霜冻，常在傍晚时向秧田里灌水
14.太阳能飞机的表面遍布太阳能电池，该电池能将太阳能转化为______能供电动机转动，太阳能飞机机翼的横截面形状如图3中局部放大图_______。（选填“甲”或“乙”）
图3 图4
15.如图4所示是太阳能热电站的原理图，看图回答下列问题：
（1）反射镜的作用是_______________________________；太阳能热电站发电受天气影响，阴雨天时，发电的功率将减小，图中能够保证阴天还能发电的装置是_________；
（2）从集热器到汽轮发电机，发生的能量转化是_____________________________；
（3）与火力发电站相比，太阳能热电站的优点是________，缺点是_____________。
16.目前直接利用太阳能的方式，一是用______装置转化为内能加热物体，另一种是用________装置转化成电能供用电器工作。
17.芜湖核电项目已正式定址繁昌县芦南镇徐圩村芭茅山。核电站所用的核燃料属于____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，在核反应堆中，核燃料发生_______变释放出大量的核能，最后发电机利用_______原理发电。芜湖核电项目建成后，四台机组年发电总量约为3×1010 kW·h，这些电能相当于完全燃烧______kg的烟煤释放出的热量（烟煤的热值为3×107 J/kg）。
18.图5是1995年与2001年世界能源消耗情况。由图可知，世界能源的消耗呈_______趋
图5
势（选填“增长”或“减少”）。请你提出一条日常生活中节约能源的措施：________________________。
图6
19.环境保护是现代社会的热点，环境污染是世界各国关注的焦点，特别是核污染更是全人类高度警惕的问题，继1986年“切尔诺贝利”核泄漏事件之后，2000年8月12日，质量m=1.4×107 kg的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，引起挪威生态保护组织和国际社会的普遍关注。
（1）核裂变和核聚变是获得大量核能的两种途径，核潜艇反应堆的核能是通过哪种途径获得的?
答：__________________________________。
（2）图6所示是核电站原理示意图。
①“反应堆”与“一回路”中的能量是怎样转化的?
答：_____________________________________________________________________。
②在235 g铀燃料中含有6.02×1023个铀核，如果它们全部发生裂变，通过汽轮发电机得到3.2×106 kW·h的电能，则该核电站的效率为________。(每个铀核裂变会释放出3.2×10-11 J的能量)
（3）请说出几种目前开发利用的新能源。(至少两种)__________________________。
图7
20.随着生活水平的提高，一些高科技成果已逐步走进人们的生活。如图7是一种太阳能路灯，你能从它的相关说明中获得哪些信息？（写出三条即可）
①_________________________________________；
②_________________________________________；
③_________________________________________；
④该路灯工作的实质是将太阳能最终转化为_______________。
21.目前，化石燃料仍是世界上的主要能源。
（1）化石燃料属于_________能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
（2）完全燃烧4 m3的天然气可放出_______J的热量。（天然气的热值是7.5×107 J/m3）
（3）化石燃料燃烧可造成空气污染，为减少有害物质排放，请你提出一条合理化建议：________________________________________________________________________。
图8
三、实验探究题（8分）
22.随着人们生活水平的日益提高，以利用太阳能为主的太阳能热水器已走入寻常百姓家，如图8所示是一种常见的太阳能——电能双能热水器示意图，A是由一排真空镀膜管组成的集热器，B是储水箱，C是电加热器。
（1）在阳光直射下，图中水管与A、B中的水将沿_______（选填“顺”或“逆”）时针方向流动，这是因为___________，电加热器C的作用是________________________________。
（2）家庭用太阳能热水器与燃气式热水器的初装费、使用年限见下表：
若你的父母决定选购这两种热水器中的一种，那么你将建议购买哪一种？写出你这样选择的两条理由。
四、综合能力题（23、24、25题各6分，26题9分，共27分）
23.阅读材料，请回答下列问题。
你听说过“乙醇汽油吗”
有这样一则报道：一个美国农民面对自己家里堆积如山的玉米愁容满面：玉米售价既低廉又销路不好。他梦想着将这些有着黄金一样颜色的东西变成真正的黄金！他不顾大家都讥笑他异想天开，专程为他的“异想天开”去请教了一位科学家。这位科学家既同情他也对他的“异想天开”很感兴趣，经过一段时间的研究和考察，这位科学家开发出了“乙醇汽油”，即用玉米生产乙醇，然后以一定比例与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用。
石油被称为“液体黄金”，但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困扰着人类。所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径。
请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题：
（1）乙醇燃烧的过程是_______能转化为内能的过程。理论上，完全燃烧28 g乙醇可以产生8.4×105J的热量，如果这些热量完全被水吸收，在1标准大气压下，那么可以将_______kg 20 ℃的水加热到沸腾。［水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）］
（2）使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比具有明显的好处,请你说出两点：①_______________________；②________________________。
24.汽车为人类文明做出了巨大的贡献，同时对自然生态环境的恶化，负有难以推卸的责任。
行驶的汽车大量排放含氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等废气。2011年4月1日起，北京市开始执行调整后的非居住区停车场白天收费标准，希望靠提高收费来限制小汽车上路。
我国政府为了减少汽车尾气带给人们的危害，花费了大量的精力、财力。由于天然气和液化石油气的热值大、价格低，燃烧后生成物中不含铅，污染少。因此，在北京街头，随处可见到用天然气或液化石油气作为燃料的汽车，成为绿色北京的一个新亮点。
（1）说一说汽车的泛滥对自然生态环境的危害：_______________________________。
（2）针对环境污染，汽车使用天然气或液化石油气作燃料的优点是_______________。
（3）为建设绿色中华，绿色北京，请你另外提出一条治理汽车尾气污染的合理化建
议：______________________________________________________________________。
25.在南昌市红谷滩新区人们可免费租借自行车出行，这是当今倡导低碳生活的一种具体体现。低碳生活是指生活作息时所耗用的能量要减少，从而降低碳特别是二氧化碳的排放。低碳生活，对于我们普通人来说，是一种态度，而不是一种能力，我们应该积极倡导并践行。请你从物理学的角度再列举三个低碳生活的事例。
26.6月5日是世界环境日，人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。
（1）图9甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是（ ）
A.显著增长 B.平稳增长 C.稳中有降 D.显著减少
甲 乙 丙
图9
（2）在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减轻大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏。
（3）为实现减排目标，国家大力推广风力发电。江苏省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场即将形成（如图9乙）。假如1.2×106 kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1 h，可提供多少kW·h的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0×107 J/kg，1 kW·h＝3.6×106 J）
（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念。太阳能热水器（如图9丙）已走进了千家万户，小明家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2 m2，热水器每平方米的面积上1 h 得到的太阳辐射能平均为2.52×106J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3 h可以使热水器内初温为20 ℃、质量为100 kg的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃）。
参考答案
1.C 解析：核能发电是核燃料的核能转化为蒸汽的内能，内能转化为汽轮机的机械能，通过发电机把机械能转化为电能。
2.C 解析：煤、石油、天然气等化石能源是埋藏在地下经地质变化千百万年后的产物，它们在人类利用时越来越少，不可能短期内得到补充，是典型的不可再生能源，而风能是可以源源不断地得到的一种能源，属于可再生能源，C选项正确。
3.C 解析：太阳能电池将太阳能转化为电能，在蓄电池内将电能转化为化学能，对外供电时将化学能转化为电能。
4.D 解析：A选项中，太阳能发电：太阳能（可再生）转化为电能；B选项中，风力发电：风能（可再生）转化为电能；C选项中，水力发电：水的机械能（可再生）转化为电能；D选项中，核能发电：核能（不可再生）转化为电能。
5.C 解析：地球上的能源有很多种，有的是可再生能源，如水能、风能、太阳能等；而化石能源、核能等越用越少，属于不可再生能源，故A、B选项错误。核废料具有很强的核辐射，必须进行专门的处理，不能随意丢弃，故C选项正确。目前的核电站是利用核裂变释放的核能，而不是核聚变，故D选项错误。
6.B 解析：可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0 ℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多，它属于不可再生能源，其能量的来源主要是内部所含的甲烷燃烧释放的能量，因此B选项是正确的，A、C、D选项错误。
7.A 解析：目前人类获取核能的途径有两种：一是核裂变，二是核聚变。当前人类技术对核聚变还不能控制，人类和平利用核能是核裂变，如核电站就是利用可控核反应堆，原子弹是利用核裂变，氢弹是利用核聚变，所以A选项正确。
8.D 解析：核电站是利用核能转化为电能，故A选项错误；水能、风能是可再生能源，而化石能源是不可再生能源，故B选项错误；太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置，故C选项错误；电灯发光是利用电流的热效应，将电能转化为内能和光能，由于能量的转化是不可逆的，所以这些内能无法自动转化为电能，故D选项正确。
9.C 解析：太阳能是一种清洁的可再生能源，所以A、B错误；目前直接利用太阳能的方式，主要是光热转换和光电转换，所以太阳能可以转化为电能，故D错误；太阳能是未来的理想能源，前景广阔，故选C。
10.B 解析：长江水资源丰富，修建水电站可充分利用水资源；西北地区化石燃料资源丰富，可修建火力发电站。而东部地区由于化石燃料资源缺乏，若修建火力发电站，需要从西北部运输化石燃料，因而增加了运输成本，增大了投资。若在东部修建核电站，由于核燃料的需求量少，因此可以解决运输和输送电的实际困难。
11.C 解析：废电池内有毒物质及重金属含量高，随意丢弃容易污染环境。我们应专门收集处理废电池，不得将其和其他垃圾一块放入垃圾箱。
12.A 解析：使用一次性碗筷和使用一次性塑料袋都会造成资源浪费，为了节约能源和保护环境，我们提倡上学时能骑单车就尽量不坐汽车。
13.（1）可再生 （2）重力势 （3）B 解析：水能被利用后自然界很快能够再生，所以水能属于可再生能源；重力势能的大小取决于物体的质量和高度，抬高拦河坝内的水位使水的高度增加，可以增大水的重力势能；寒冬季节，放在室外的水缸会破裂是因为水凝固成冰后体积会变大，将水缸胀破，与水的比热容大无关。
14.电 甲 解析：太阳能电池把太阳能转化为电能。机翼的横截面形状应如题图局部放大图甲所示，因为机翼横截面的形状上下不对称，在相同的时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小，下方气流通过的路程较短，因而速度较小，对机翼的压强较大。这样机翼的上、下表面产生了压强差，获得向上的升力。
15.（1）使分散的太阳光集中到集热器上，提高效率 储热器 （2）内能→机械能→电能 （3）能源持久、无污染 效率低、功率不稳定、受天气影响大
16.光热转换 光电转换
17.不可再生 核裂 电磁感应 3.6×109
解析：核电站的核心是核反应堆，它以铀核为燃料，核反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，内能转化成汽轮机的机械能，带动发电机利用电磁感应原理转化为电能。Q=W=3×1010 kW·h=1.08×1017 J，相当于烟煤的质量m=Qq=1.08×1017 J3×107 J/kg=3.6×109 kg。
18.增长 人走灯灭
19.（1）核裂变 （2）①核能转化为内能 ②59.8% （3）太阳能、核能、地热能、潮汐能
解析：核反应堆利用的是可控核裂变反应，是将核能先转化为内能再转化为机械能，最终转化为电能。核电站的效率η=3.2×106 kW·h×3.6×106 J/(kW·h)6.02×1023×3.2×10-11 J≈59.8%。
20.①太阳能电池最大输出功率为40 W ②所使用灯泡为高效节能灯 ③电源电压为12 V④光能
21.（1）不可再生 （2）3×108 （3）开发利用清洁能源等
解析：化石能源是典型的不可再生能源，包括煤、石油、天然气等。由公式Q=qV得Q放=7.5×107 J/m3×4 m3=3×108 J。为减少燃料燃烧污染空气，可开发利用清洁能源，如地热能、太阳能等。
22.（1）顺 热水的密度比冷水的密度小,集热器中的热水总是上升,储水箱中的冷水总是下降 在阴雨天或夜间用来辅助加热
（2）选购太阳能热水器,因为它的平均成本低,且使用时方便、清洁、无污染。
23.（1）化学 2.5 （2）①节约传统能源 ②减少环境污染
解析：水的质量为m=Q吸c（t-t0）=8.4×105 J4.2×103 J/（kg·℃）×（100 ℃-20 ℃）=2.5 kg。
24.（1）产生废气、余热和噪声等 （2）尾气中不含铅，污染少 （3）推广使用太阳能汽车；提倡步行、骑自行车或乘公交车出行，限制自驾出行等
25.多使用清洁能源，如风能、水能、太阳能等；鼓励人们多乘坐公共交通工具（或养成良好的用水、用电的习惯；提高机械效率；加强废气排放管理等）
解析：“节能”主要从尽量利用污染小的能源、减少能源浪费两方面考虑，例如利用风能、水能、太阳能等能源及多人乘坐一辆车等方式；“减排”主要从少使用机动车、提高机械效率、加强排气管理等方面考虑。
26.（1）A （2）可再生
（3）可提供电能为W=Pt=1.2×106kW×1 h=1.2×106kW·h=4.32×1012J
Q=W=4.32×1012J
煤炭质量：m=4.32×1012 J3.0×107 J/kg=1.44×105 kg
（4）Q1＝2.52×106 J/(m2·h)×2 m2×3 h=1.512×107 J
Q2＝50%Q1＝1.512×107J×50%＝7.56×106J
水升高温度为Δt＝Q2cm=7.56×106 J4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg=18 ℃
太阳能路灯说明
RE—TZ13
1.太阳能电池：40 W
2.发光光源：高效节能灯
3.系统电压：12 V
4.连续阴雨：3~5天
5.环境温度：-20 ℃~+70 ℃
6.照明时间：12小时
热水器类型
初装费
使用年限
太阳能
1 500 元
15 年
燃气式
700元
5年
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