第二十二章《能源与可持续发展》能力提升卷（原卷版+解析版）

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第二十二章《能源与可持续发展》能力提升卷（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、填空题（每小题2分，共20分）
1．（2019·全国初三单元测试）如图所示，在盒内滴入几滴酒精，用点火枪点燃，可以观察到盒盖飞出去，这时燃气的________转化为盒盖的________，该实验可以模拟四冲程汽油机的________冲程.如果某四冲程汽油机的转速为1800 r/min，则该汽油机每秒对外做功________次.
　　　
【答案】 内能　 机械能　 做功 　15
【解析】燃气将胶卷盒盖打出去后，气体的内能转化为盒盖的机械能，此过程可以模拟四冲程内燃机的做功冲程；汽油机的转速为1800转/min＝30转/s，故汽油机每秒可以对外做功15次。
2．（2020·山西中考真题）能源即是国家经济发展的命脉，也是国家发展战略的重要支柱．我省多地有效调整能源结构，稳步发展安全高效的能源体系，合理利用如下三种发电方式，并取得了显著成效．

(1)与C相比，A、B发电的共同优点是_______________(写一条)．
(2)A的能量转化方式是把______能经过一系列变化转化成电能．
【答案】节约资源(或绿色环保/无废渣废气排放) 风
【解析】（1）从图片可以看出火力发电的缺点来分析A、B发电的共同优点；
（2）根据能量的转化来分析．
解答：（1）风力发电和太阳能发电与火力发电相比，既能节约化石燃料，又减少了污染物的排放，绿色环保；
（2）风力发电是将风能转化为机械能再转化为电能；
故答案为(1). 节约资源(或绿色环保/无废渣废气排放) (2). 风
3．（2020·四川中考真题）可燃冰作为一种新型燃料。是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，可直接点燃，1m3可燃冰在常温常压下可释放160m3的天然气。根据以上信息可知，可燃冰是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。1m3的可燃冰释放的天然气完全燃烧放出的热量为______J，若该热量全部被水吸收，可将______kg的水从10℃加热到90℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q =4.2×107J/m3，环境为标准大气压]
【答案】不可再生 6.72×109 2×104
【解析】像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；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；利用公式和公式即可计算出天然气燃烧释放的热量和水的质量。
【详解】[1]由题知，可燃冰在短时间之内不可再生，所以可燃冰是不可再生能源。
[2]1m3可燃冰在常温常压下可释放出160m3的天然气，则完全燃烧160m3的天然气可放出的热量

[3]天然气完全燃烧放出热量全部被水吸收，则有
Q吸=Q放=6.72×109J
由可得，这些热量可加热水的质量

4．（2019·全国初三课时练习）如图所示在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成小叶轮．加热试管使水沸腾，产生的水蒸气驱动叶轮转动．写出上述实验的能量转化过程________．

【答案】燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能，这种内能被水吸收，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，它自身的温度会降低，内能会减少，而转动又使叶轮具有了机械（动）能，因此水蒸气驱动叶轮转动，是水蒸气的内能转化为叶轮的机械(动)能。
【解析】燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能，这种内能被水吸收，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，它自身的温度会降低，内能会减少，而转动又使叶轮具有了机械（动）能，因此水蒸气驱动叶轮转动，是水蒸气的内能转化为叶轮的机械(动)能。
5．（2019·广西初三课时练习）煤是一种化石燃料，属于________________（填“可再生”或“不可再生”）能源；已知无烟煤的热值是3.4×107J/kg，1kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是______________J．
【答案】不可再生 3.4×107
【解析】能从自然界中源源不断获取的能源属于可再生能源，如太阳能、风能、生物质能等；使用后短时间内不能再生的能源称作不可再生能源，如化石能源、核能等．由题意知：煤是一种化石燃料，是不可再生能源；无烟煤的热值为q=3.4×107J/kg，则完全燃烧m=1kg的无烟煤放出的热量：
Q放=mq=1kg×3.4×107J/kg=3.4×107J．
6．（2019·重庆初三单元测试）手机间是利用________波来传递信息的（选填“超声”或“电磁”）；氢弹是利用核________变在瞬间释放能量的．
【答案】电磁 聚
【解析】手机通信是利用电磁波来传递信息的；核聚变是指一个氘核和一个氚核在超高温下结合就变成了一个氦核，同时释放出更大的核能，我们将这种核反应叫核聚变，而氢弹就是根据这一原理制成的。
7．（2019·阜阳市初三月考）质量为200 g的砂子，吸收9.2×J的热量后，温度升高了50 ℃，则砂子的比热容_________J/(kg·℃)，其物理意义是________________________________________
【答案】 9.2×J/（kgoC） 1Kg的砂子，温度升高（降低）1 ℃吸收（放出）9.2×J的热量
【解析】（1）由可得，砂子的比热容为
（2）砂子的比热容为，其物理意义是1kg的砂子，温度升高（降低）1℃吸收（放出）9.2×102J的热量。
8．（2019·贵州初三期中）酒精灯里有100g酒精，若燃烧掉一半，则剩余酒精的比热容________，热值________。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】不变 不变
【解析】比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热容，某种物质的比热容和其质量、体积、温度无关，所以一瓶酒精用去一半，剩下的酒精的比热容不变；
燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去一半，剩下的酒精的热值不变；
9．（2019·黑龙江初三期末）骑行自行车集节能环保锻炼身体于一体，很多同学都喜欢。你是否注意到在给自行车打气时如图打气筒底部会发热；而连续下坡后，由于连续刹车，刹车碟片也会发热。请指出是_______能转化_______能；请说出发热原因的不同之处.

【答案】机械 内 因为底部较热可知，打气筒是压缩气体做功使空气的内能增加；刹车碟片均匀发热是因为摩擦生热
【解析】做功和热传递都可以改变物体的内能，通过做功改变物体的内能是将机械能转化为内能的过程。用活塞式打气筒给自行车胎打气的过程中，打气筒底部通常会发热，发热的原因是压缩气体做功使空气的内能增加, 由于连续刹车，刹车碟片也会发热，发热的原因是因为碟片克服摩擦做功而生热，二者都是通过做功将机械能转化为内能。
10．（2019·重庆一中初三）2018年的“智博会”让重庆成为全国瞩目的焦点。如图为重庆某公司生产的资的“生态环保卫生间”，该卫生间屋顶采用太阳能电池板制作可为卫生间供电，感应系统能够自动判断用厕人员的有无，如果有用厕人员进入，则控制系统触发，有人进入的同时，香氛系统散发出幽香，广播系统播放舒缓的音乐，灯亮、换气扇运转。待用厕人员方便后，自动分离系统工作、集尿处理系统工作，循环利用水资源。请找出一个与上述情景有关的物理信息，并写出对应的物理知识，不得与示例重复。

示例：
物理现象：太阳能电池板
物理知识：太阳能转化为电能
物理现象： _____________
物理知识：______________
【答案】香氛系统散发出幽香 分子在不停的做无规则的运动
【解析】香氛系统散发出幽香体现了分子在不停的做无规则的运动；
广播系统播放舒缓的音乐体现了声音在空气中传播；
感应系统能够自动判断用厕人员的有无，感应开关是指人体红外智能感应开关，是一种当有人从红外感应探测区域经过而自动启动的开关。
题干中任选一物理现象并说明物理原理即可；

二、单选题（每小题2分，共20分）
11．（2019·单县初三月考）关于热机和环境保护的说法正确的是（ ）
A．热机的大量使用会造成环境污染 B．全部热机都是用汽油做燃料
C．汽车排出的尾气全部是无毒气体 D．蒸汽机一定是用蒸汽做燃料
【答案】A
【解析】热机的大量使用会造成大气污染，故A正确；热机有的是用柴油作为燃料的，故B错；汽车排出尾气中含有很多有毒的气体，故C错；蒸汽机用的燃料不是蒸汽，而是用蒸汽来推动活塞做功的，故D错误；应选A。
12．（2019·灌南县初三单元测试）下列列能源中，属于二次能源的是（ ）
A．煤 B．石油 C．电能 D．太阳能
【答案】C
【解析】煤、石油、太阳能都可以从自然界直接获取，叫做一次能源；电能须经其它能源的转化而来，叫做二次能源；应选C．
13．（2020·河北初三）能源是人类社会活动的物质基础。下列关于能源的说法正确的是
A．核电站中发生的是氢核聚变反应 B．能量的转化和转移是有方向性的
C．风能、水能、电能都是一次能源 D．人类大量利用太阳能会造成“温室效应”
【答案】B
【解析】A．核电站是利用核能发电的，它的核心设备是核反应堆，通过可控裂变反应释放核能，故A错误；
B．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，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变，能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，故B正确；
C．可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源，常见的有风能、太阳能、水能以及核能等，电能属于二次能源，故C错误；
D．温室效应指的是空气中的二氧化碳含量比较大，地球不断的从太阳中吸收热量，但不能很好的将这些热量散发出去，导致地球的温度变高；太阳能的利用不会放出二氧化碳，不会加剧温室效应，故D错误。
14．（2019·杭州市初三月考）关于信息的传递与能源，下列说法不正确的是 ( )
A．手机是利用电磁波传递信号 B．“北斗”导航系统是利用微波进行定位和导航
C．核电站是利用核裂变释放的能量 D．太阳能作为常规能源，具有清洁、取之不竭的特点
【答案】D
【解析】手机属于移动电话，它既是电磁波发射台也是电磁波接受台，所以手机是利用电磁波来传递信息的，故A叙述正确；超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播，所以“北斗”号导航系统是利用电磁波进行定位和导航，微波是电磁波的一种，故B叙述正确；核电站是以铀为燃料，利用核反应堆把铀原子核裂变产生的能量转化为水和水蒸气的内能，又把内能转化为发电机的机械能，最终机械能转化为电能，故C叙述正确；太阳能属于新能源，是一种既无污染又取之不尽的新能源，故D叙述错误，故选D。
15．（2020·全国初三专题练习）随着一带一路进入世界各国，核电和高铁已经成为中国响亮的名片。下列相关说法错误的是（　　）

A．核电站利用核裂变将核能转化为电能
B．核废料具有放射性，必须要合理处理
C．铁轨铺在枕木上，通过减小压力来减少压强
D．在安全线外候车，是因为气体的流速大，压强小
【答案】C
【解析】A．核电站主要是利用原子核的裂变进行发电的，是将核能转化为电能的过程，故A正确；
B．核废料具有放射性，会污染环境，必须要合理处理，故B正确；
C．铁轨铺在枕木上，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C错误；
D．火车快速开过时，使人和火车之间的空气流动速度变大，压强变小，故人不能进入轨道两侧的安全线内，故D正确。
故选C。
16．（2019·全国初三单元测试）现代各国科技之间竞争激烈，对于各种材料的研发也你追我赶，下列对于各种材料的相应性质表述错误的是（ ）
A．载人航天器返回舱外表涂有隔热性能非常好的材料
B．高端的超导体指的是导热性能非常好的导体
C．二极管利用了半导体的优良性能
D．各国科学家正在积极探索利用海水中的氘核来发电，是因为氘核聚变能产生非常大的核能
【答案】B
【解析】A. 航天器返回舱返回地球时，与空气摩擦，机械能转化为内能，返回舱的内能增加，温度升高，所以返回舱外表面的材料应具有良好的耐高温性和隔热性.A正确。
B. 超导体是指电阻为0的材料，因此高端的超导体指的是导电性能非常好的导体，故B错误；
C. 二极管具有单向导电性，二极管利用了半导体的优良性能，故C正确；
D. 氘核聚变能产生非常大的核能，各国科学家正在积极探索利用海水中的氘核来发电，以解决目前面临的能源危机。故D正确。
故选B.
17．（2019·甘肃中考模拟）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中不正确的是
A．电热器的发热体可以用超导体材料
B．光纤通信是利用激光通过光导纤维来传递信息的
C．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导体材料
D．核电站是利用核裂变释放的能量来发电的
【答案】A
【解析】A、超导材料的电阻值为零，而电热器的发热体是阻值较大的电阻丝，故A错误，符合题意；
B、光纤通信利用激光传递信号，激光在光导纤维中经多次反射向前传播，激光的频率高，传输的信息量大，故B正确，不符合题意；
C、光敏二极管使用的主要是半导体材料，故C正确，不符合题意；
D、核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的，故D正确，不符合题意．
18．（2019·四川初三课时练习）下列关于电磁波和能源的说法，不正确的是
A．电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场
B．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式
C．核燃料是不可再生能源
D．江苏田湾核电站是利用可控原子核聚变释放的核能来发电的
【答案】D
【解析】电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，故A正确；光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信．故B正确；核燃料在地球上的储量是有限的，因此是不可再生能源，故C正确；核电站发电是利用核裂变原理，故D错误，故选D．
19．（2019·山东初三）关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（ ）
A．航天器在月球表面可以利用声呐测绘地貌
B．核能和化石能源均属于不可再生能源
C．未来可能制造出不消耗能量却能不断对外做功的机器
D．固定电话既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能
【答案】B
【解析】A. 声呐利用的是超声波，超声波的传播需要介质，真空不能传声，故A错误； B. 核能和化石能源均属于不可再生能源，故B正确； C. 不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器−−永动机违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成的。故C错误。D. 固定电话是利用电流传递信息的；手机是通过发射和接收电磁波来实现通信的,手机既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能,故D错误。故选：B.
20．（2020·云南初三）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们下列说法中正确的是（　　）
A．超导体材料主要是应用在电饭锅等电器上
B．大亚湾核电站利用的是核聚变释放的能量
C．波长不同的电磁波在真空中的传播速度都相同
D．太阳能、风能、天然气是可再生能源
【答案】C
【解析】A．超导体材料电阻为零，电流通过超导体时不能产生热量，不能应用在电饭锅等电器上，故A错误；
B．大亚湾核电站利用的是核裂变释放的能量，故B错误；
C．电磁波在真空中的传播速度都相同，都是3×108m/s，故C正确；
D．太阳能、风能是可再生能源，天然气是不可再生能源，故D错误。
故选C。

三、作图题（每小题5分，共10分）
21．（2020·广东中考模拟）在图方框内补充电动机工作过程的能量流向图（箭头大小反映能量多少）．

【答案】
【解析】
电动机工作时主要将电能转化为机械能，有一部分电能转化为内能，故能量流向图如下：

22．（2019·全国初三专题练习）如图所示，开关闭合后，小磁针在条形磁体和通电螺线管的共同作用下，在图中位置处于静止状态，请你根据条形磁铁的极性标出小磁针和螺线管的N、S极，并用“＋”、“－”标出电源的正负极。


【答案】如图所示

【解析】条形磁铁的左端为N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针处于静止状态，可知，电磁铁的右端为N极，小磁针的下端为S极。根据螺线管的绕向和N、S极，可以确定电流从电磁铁的左端流入，右端流出，由此可知，电源的左端为正极，右端为负极。

四、计算题（每小题8分，共32分）
23．（2019·大石桥市初三月考）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）
【答案】（1）100N （2）1.5×103W：（3）11.1m2
【解析】试题分析：（1）驱动电机提供的推力:
．
（2）驱动电机提供的机械功率是:
．
（3）电功率转化率: ，
解得：太阳能电池板面积约为．
24．（2020·贵州中考真题）遵义市余庆县境内的构皮滩电站是乌江干流上最大的水电站，电站大坝高为232.5m，坝内水深最大可达150m，装机容量达300万千瓦，多年年平均发电量为96.67亿千瓦时（9.667×109kW•h），修建水电站，用水力发电代替火力发电，可以节约大量的煤炭资源．
（1）该水电站坝内水产生的压强为多少？（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（2）该水电站在丰水期可实现满装机容量连接发电，若丰水期为一个月（按30天计），则丰水期可发电多少kW•h？
（3）若火力发电站的发电效率为36%（发电能量与所消耗燃料完全燃烧放出的热量之比），煤炭的热值取3.3×107J/kg，以构皮滩电站的多年年均发电量计，若改用火力发电，每年需消耗多少煤炭？（结果保留两位有效数字，1kW•h=3.6×106J）
【答案】（1）该水电站坝内水产生的压强为1.5×106Pa．
（2）丰水期可发电2.16×109kW•h．
（3）若用火力发电，每年需消耗2.9×106t煤炭
【解析】（1）已知水深，由液体压强公式可以求出水所产生的压强．
（2）已知发电机发电功率与发电时间，由W=Pt可以求出发电量．
（3）求出煤所释放的全部热量，然后由Q=mq的变形公式求出煤的质量．
（1）水产生的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15﹣m=1.5×106Pa；
（2）丰水期的发电量W=Pt=3×106kW•h×24h×30=2.16×109kW•h；
（3）煤完全燃烧释放的热量Q===9.667×1016J，
∵Q=mq，
∴煤的质量m===2.9×109kg=2.9×106t；
25．（2019·安徽初三期中）焚烧农作物秸秆不仅造成严重的环境污染，还造成大量能源的浪费，研究表明，秸秆的热值为0.75×103J/kg．
（1）我国第一家秸杆发电厂．已经开始正式发电．从此．中国电网里出现了由农民“种”出来的电流．据了解，我国每年仅农作物秸杆产量大约就有6亿吨（合6×1011kg）．如果这些秸杆完全燃烧可放出多少焦耳的热量用于发电？
（2）某农户锅内盛水15kg．如果通过燃烧秸杆的方式将这些水从20℃加热到100℃．共需要多少千克的秸杆？（设这些秸秆完全燃烧，且放出的热量有21%被水吸收）
【答案】（1）4.5×1018J．
（2）3.2kg．
【解析】（1）因为m=6×1011kg，q=0.75×107J/kg，所以秸秆完全燃烧放出的热量为：
Q=mq=6×1011kg×0.75×107J/kg=4.5×1018J，
又因为放出的热量全部转化为电能，所以W=Q=4.5×1018J；
（2）因为c=4.2×103J/（kg•℃），m=15kg，△t=t﹣t0=100℃﹣20℃=80℃，
所以Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×15kg×80℃=5.04×106J，
又因为η=21%，
所以Q放===2.4×107J，
所以秸秆的质量为：
m秆===3.2kg．
答：（1）这些秸杆完全燃烧可放出4.5×1018J的热量用于发电．
（2）共需要3.2kg秸秆．
26．（2019·安徽初三期中）国产165型单缸四冲程汽油机的活塞面积为30cm2，活塞冲程长为50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为1×106Pa，飞轮的转速是2000r/min．
（1）求这种汽油机负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）．
（2）如果满负荷工作时每分钟消耗15g汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（汽油的热值为4.6×107J/kg）．（保留一位小数）
【答案】2500W21.7%
【解析】（1）燃气对活塞的平均压力：；燃气对活塞做的功：；1min内燃气对活塞做功的次数：
次；功率：
(2) 1min内燃气对活塞做功:

故答案为：(1). 250w (2). 2.2%

五、实验题（每小题5分，共10分）
27．（2019·山西大同初三月考）太阳能作为一种新能源，已被人类广泛使用．例如太阳能路灯，其核心部件是光 电板．某兴趣小组提出了一个问题：影响光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关呢？ 他们对这个问题有如下猜想：
猜想 1：影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的光照时间有关；
猜想 2：影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积有关；
猜想 3：影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的颜色有关．
根据以上猜想，他们设计好实验方案，进行了实验探究，步骤如下：
A．先选用相同的三块 0.1m2 的光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间分别为 10min、20min、30min，光电板吸收的能量被储存．让它们对相同的 LED 灯供电， 并记录发光时间于下表中；
B．再选用 0.2m2、0.3m2 两块光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间都为10min，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的 LED 灯供电，并记录发光时间于 下表中；
C．然后再选用相同的两块 0.1m2 的光电板，在其表面分别涂上绿色和白色，正对太阳光， 照射时间都为 10min，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的 LED 灯供电，并记
录发光时间于下表中．实验数据记录如下表：

（1）由表中_________________（填上表中的序号）三组数据对猜想 1 进行验证，得出结论是：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关．
（2）由表中 1、4、5 三组数据能对猜想 _______________进行验证，得出结论 是：_______________
（3）表中数据分析可知，制作太阳能光电板用 ___________________色最好．
（4）综合分析可知，影响光电板吸收太阳能多少的因素有光照时间、光电板的面积、表面 所涂颜色．你觉得还与哪些因素有关________________？（写出一种即可）
【答案】1、2、3 2 在光照时间、光电板的颜色相同时，光电板的面积越大，光电板吸收的太阳能越多 黑 光电板吸收太阳能的多少还可能与光照强度有关
【解析】（1）猜想1：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关；验证猜想1，需要控制光电板的面积相同、光电板的颜色相同而光电板的光照时间不同，由表中实验数据可知，实验序号1、2、3的数据符合要求；
（2）由表中1、4、5三组数据可知，光照时间相同、光电板的颜色相同而光电板的面积不同，所以能对猜想2进行验证；
进一步分析可知，在光照时间相同、光电板的颜色相同时，光电板的面积越大，LED灯的发光时间越长，说明光电板吸收的太阳能越多，得出结论是：在光照时间相同、光电板的颜色相同时，光电板的面积越大，光电板吸收的太阳能越多；
（3）根据表中数据1、6、7可知，光电板面积相同、光照时间相同时，黑色光电板能使LED灯的发光时间更长，可以得出制作太阳能光电板用黑色最好；
（4）光电板吸收太阳能多少还可能与光照强度、光照角度、光电板的材料等因素有关．
28．（2019·全国初三单元测试）太阳能作为一件新能源，已被人类广泛使用．例如太阳能路灯，其核心部件是光电板．某兴趣小组提出了一个问题：光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关呢？他们对这个问题有如下猜想：
猜想1:可能与光电板的光照时间有关；
猜想2:可能与光电板的面积有关；
猜想3:可能与光电板的颜色有关．
根据猜想，设计实验方案，其实验探究步骤如下：
A．先选用相同的三块0.1m2的光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间分别为10 min、20 min、30 min，光电板吸收的能量被储存．让它们对相同的LED灯供电，并记录发光时间于下表中：
B．再选用0.2 m2、0.3 m2两块光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间都为10 min，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录发光时间于下表中：
C．然后再选用相同的两块0.1m2的光电板，在其表面分别涂上绿色和白色，正对太阳光，照射时间都为10 min，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录发光时间于下表中.
实验数据记录如下表：
序号
光电板的面积/（m2）
光照时间（min）
光电板表面所涂颜色
LED灯的发光时间（min）
1
0.1
10
黑色
30
2
0.1
20
黑色
60
3
0.1
30
黑色
90
4
0.2
10
黑色
60
5
0.3
10
黑色
90
6
0.1
10
绿色
20
7
0.1
10
白色
5

（1）由表中________(填上表中的序号)三组数据对猜想1进行验证，得出结论是：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关．
（2）由表中1、4、5三组数据能对猜想________进行验证，得出结论是：________．
（3）由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用________色最好．
（4）综合分折可知，影响光电板吸收太阳能多少的因素有光照时间、光电板的面积、表面所涂颜色．你认为还与哪些因素有关？（写出一种即可) ________．
【答案】1、2、3 2 在光照时间和光电板的颜色一定时，光电板的面积越大，吸收的太阳能越多 黑 光照强度、电池板的倾角、表面清洁程度等
【解析】1）根据控制变量法，分析表中实验数据，找出符合要求的实验序号；
（2）根据控制变量法，分析比较1、4、5三组数据得出结论；
（3）分析表中数据1、6、7，得出制作太阳能光电板材料的最好颜色；
（4）光电板吸收太阳能多少还可能与光照强度以及光照角度有关．
【详解】(1)猜想1:光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关；验证猜想1，需要控制光电板的面积相同、光电板的颜色相同而光电板的光照时间不同，由表中实验数据可知，实验序号1、2、3的数据符合要求；
(2)由表中1、4、5三组数据可知，光照时间相同、光电板的颜色相同而光电板的面积不同，所以能对猜想2进行验证；
进一步分析可知，在光照时间相同、光电板的颜色相同时，光电板的面积越大，LED灯的发光时间越长，说明光电板吸收的太阳能越多，得出结论是：在光照时间相同、光电板的颜色相同时，光电板的面积越大，光电板吸收的太阳能越多；
(3)根据表中数据1、6、7可知，光电板面积相同、光照时间相同时，黑色光电板能使LED灯的发光时间更长，可以得出制作太阳能光电板用黑色最好；
(4)光电板吸收太阳能多少还可能与光照强度、光照角度、光电板的材料等因素有关．

六、综合题（每小题4分，共8分）
29．（2019·河南初三课时练习）现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。
(1)某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是120 cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30 cm，气体的平均压强是5×105 Pa。气体一次膨胀对活塞做的功是_________J；废气温度________，内能________。
(2)汽油机的效率很低，主要原因之一是________带走了大量的能量。
【答案】 1 800 降低 减少 废气
【解析】（1）内燃机只有做功冲程对外做功，气体对活塞的压力大小为F=pS=5×105 Pa×120 cm2=6000N，气体一次膨胀对活塞做的功是W=Fs=6000N×0.3m=1800J；气体对外做功时，废气的温度降低，内能是减小的；（2）由于废气带走了大量的能量，使得汽油的效率很低。
30．（2020·甘肃初三期末）小丽在学习了热学知识后，她想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量，于是仔细记录了她家每天烧水、煮饭、炒菜的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30Kg 20℃的水烧开（在1标准大气压下）
（1）小丽家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如普通煤的热值为3×107J/Kg，从理论上讲小丽家每天烧水做饭需要多少千克的煤？
（3）小丽家实际每天的用煤量是2Kg，由此她算出她家炉子的效率是16.8％，她家煤炉效率低的原因是什么？
（4）从大的方面来看，家里煤炉除了效率低，浪费能源外，另一个主要缺点是什么？
【答案】(1) 1.008×107J (2) 0.336Kg (3) 煤燃烧不充分;热量散失严重等(言之有理即可)
(4) 不安全,煤气中毒;引起火灾;大气污染;不卫生等(言之有理即可)
【解析】先根据Q=cm△t求出水吸收的热量，根据题意知，烧水做饭需要的热量；根据的变形公式求出理论上需要煤的质量；用煤燃烧加热时，煤不能完全燃烧、热量散失严重．
（1）小丽家每天烧水做饭需要的热量：Q=cm△t=4.2×103×30×80 J =1.008×107J
（2）根据，得
（3）小明家煤炉效率低的原因是煤不能完全燃烧、热量散失严重．
(4) 从大的方面来看，家里煤炉除了效率低，浪费能源外，主要缺点是不安全,煤气中毒;引起火灾;大气污染;不卫生等．