沪科版九年级物理（全）一册课后真题特训 第二十章 能源材料和社会（原卷版+解析版）

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沪科版九年级第二十章《能源、材料与社会》【知识梳理】一、能量的转化和守恒1、自然界中常见的能量有： 、 、 、 、 等。2、能量的转移与转化：自然界中，能量不但可以从一个物体 到其他物体，而且可以从一种形式 为其他形式。3、能量的守恒：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 ，这就是能量守恒定律。4、能量的转化、能量的转移，都是有 性的。“永动机”不可能制造出来，是因为违背了 。二、能源的开发和利用1、可再生能源：像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于 能源。不可再生能源：化石燃料、核燃料一旦开采，就难以在地球上迅速再生，我们把它们称为 能源。2、新能源：风能、太阳能、核能、潮汐能、地热能等能源资源。（1）核能 质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式： 和 。要点诠释： ①核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用 制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。②核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变原子弹是利用 制造的核武器。③核能的利用：利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方面。目前，世界上已经利用 原理建成了许多核能发电站。（2）太阳能直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能转化为 能）　　太阳能电池：（光能转化为 能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。三、材料的开发和利用1、人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。材料的发展也为科学技术的发展提供了物质基础。2、材料的导电性：根据材料的导电性，材料可分为 、 及 三大类。半导体二极管具有 特性。3、开发新材料：人们正在不断地研究性能更好、更有价值的新材料，如超导材料、纳米材料等。【易错点】能量在从一个物体到其他物体的过程中，如果能量的形式没有发生变化，就属于能量的转移，如热传递；能量在从一个物体到其他物体的过程中，如果能量的形式发生了变化，就属于能量的转化，如做功。【规律总结】1、能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。2、能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。【典例分析】例（2021山东日照中考）下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（　　）A．太阳能、地热能、核能都是可再生能源B．原子弹是根据可以控制的核聚变工作的C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源D．能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源【思路小结】消耗后短时间内不能得到补充的能源是不可再生能源，如核能；原子弹和氢弹的制作原理要明晰；大气污染可以控制，但不能通过禁止化石能源的使用来消除。【真题操练】一、选择题1．（2021黑龙江牡丹江中考）现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光．则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是A．机械能转化为电能，再转化为光能B．电能转化为机械能，再转化为光能C．机械能转化为光能，再转化为电能D．光能转化为机械能，再转化为电能2．（2021四川绵阳中考）“华龙一号”是我国核电走向世界的“国家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商业运行，这对助力碳达峰、实现碳中和具有重要意义。“华龙一号”核电站反应堆内的核反应是（　　）A．可控的裂变 B．不可控的裂变C．可控的聚变 D．不可控的聚变3．（2021广西梧州中考）能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（　　）A．超导材料可用于电热水器的发热元件B．利用半导体材料可以制作发光二极管C．垃圾分类后重新利用不利于节约能源D．微信视频聊天是利用超声波传递信息的4．（2021广西柳州中考）如图所示的发电方式中，利用太阳能发电的是（　　）A．风力发电 B．光伏发电C．火力发电 D．潮汐发电5．（2021江苏常州中考）近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（　　）①可再生能源②不可再生能源③常规能源④新能源A．①③ B．①④ C．②③ D．②④6．（2021湖南株洲中考）人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能。电能无法从自然界直接获取，它通常通过发电机由其他形式的能转化而来，最终通过各种用电器转化为其他形式的能。电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。下列四幅图片中，利用核能发电的是（　　）A．B．C． D．7．（2021辽宁锦州中考）下列有关材料、能源的说法中正确的是（　　）A．纳米陶瓷粉制成的陶瓷非常易碎B．硅光电池能够直接把太阳能转换成电能C．原子弹爆炸时发生的是核聚变D．地热能属于不可再生能源8．（2021广西玉林中考）下列能源属于清洁能源的是（　　）A．煤 B．柴薪 C．石油 D．太阳能9．（2021湖南益阳中考）我国的核电技术已进入世界先进行列。2021年5月19日下午，国家主席习近平在北京通过视频连线，同俄罗斯总统普京共同见证两国核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站开工仪式。下列关于田湾核电站和徐大堡核电站的说法正确的是（　　）A．可以利用各种原子核发电B．利用核聚变发电C．发电后产生的核废料仍然具有放射性D．核能能够全部转化为电能而没有损失10．（2021广西桂林中考）4月29日，我国太空空间站的“天和核心舱”发射成功。空间站在外太空工作时，消耗的能源主要是（　　）A．煤炭 B．石油 C．水能 D．太阳能11．（2021广西柳州中考）下列能源中，属于可再生能源的是（　　）A．煤 B．石油 C．风能 D．天然气12．（2021湖南郴州中考）下列有关能源的说法正确的是（　　）A．核能是可再生能源B．化石能源只要合理利用就不会产生污染C．因为能量是守恒的，所以不必节约能源D．风能、水能、太阳能都是清洁能源13．（2021山东菏泽中考）我国在新能源开发与利用方面走在了世界前列，为全球环境保护做出了较大贡献。下面所列举的项目中，不属于开发新能源措施的是（　　）A．太阳能发电 B．风力发电 C．和平利用核能 D．燃煤发电14．（2021贵州贵州中考）有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　）A．装置所具有的机械能始终不变B．如果没有能量补充，装置最终会停下来C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化二、填空题15．（2020江西中考）给手机快速充电的过程，主要是将电能转化为______能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流______的方式，增大了物体的内能｡16．（2021辽宁阜新中考）煤属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是______J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是______（选填“原子弹”或“氢弹”）。17．（2021广西贵港中考）贵港很多“村村通”的道路两旁都安装有如图所示的太阳能LED照明路灯。它主要由太阳能电池板、LED灯头等部件构成。LED是一种发光二极管，是由______材料制成（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”），通过电流能够发光，可以把电能直接转化成______能。18．（2020广西贺州中考）贺州市属于风力资源丰富的地区，有许多由风力发电机组成的“风车田”，风力发电机发电是将风能______（选填“转移”或“转化”）成电能的过程，风能安全清洁，是理想的______（选填“可再生”或“不可再生”）能源之一。19．（2019山东东营中考）目前，人类利用核能发电的主要方式是_____（选填“核裂变”或“核聚变”）．随着科技的发展，人类_____（选填“会”或“不会”）制造出永动机．20．（2021辽宁鞍山中考）2021年5月15日，“天向一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功降落在火星。“祝融号”火星车使用太阳能电池板供电，太阳能属于_____（填“可再生”或“不可再生”）能源，来源于太阳内部发生的核______（填“裂变”或“聚变”）。地面控制中心通过______波向它发出指令。21．（2021湖南张家界中考）新一代“人造太阳”装置在成都建成并实现首次放电。“人造太阳”利用 ______（选填“聚变”或“裂变”），这种方式释放的核能具有不产生高放射性核废料的优点，属于 ______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。22．（2020云南中考）科技改变生活，大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展，目前领先全球的是5nm工艺芯片技术，5nm=______m。利用半导体材料可以制作发光二极管，简称LED。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，这说明发光二极管具有_____导电性。23．（2021云南昆明中考）科技引领生活的时代已经来临，5G通讯网络技术为无人驾驶提供有力支持，如可以实现在一、两公里之外提前感知交通信息，5G通讯网络是利用______来传递信息的；下列三组材料：①铅笔芯、铝、地球；②陶瓷、铅笔芯、物理书；③塑料尺、硬币、地球，在通常情况下，都属于导体的一组是______（选填序号）。三、综合题24．阅读短文，回答问题：为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能。这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示。在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站。已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×103W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×109Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%。（1）太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的______（选填“核聚变”或“核裂变”）。（2）太阳能电站相对于地面接收站是_________（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是___________W。（3）试计算在输电过程中所使用的微波的波长。25．阅读短文，回答问题人造太阳目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。 “人造太阳”非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。（1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是______；（2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是（____）；A．无法消除核聚变产生核的污染B．无法实现核聚变反应C．无法控制核聚变反应的速度（3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：______（请写出其中一种）；（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有______特点；（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是______；（6）目前人类利用最多的核聚变能量来自______聚变方式。26．小阳家住在节能示范小区，小区建设时为每家都设计了如图所示的嵌入式太阳能阳台，它的集热器作为阳台部分，与建筑完美结合，同时该太阳能热水器可不间断地为家庭提供生活热水；如表是小阳家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能；求：（1）水在10h内吸收的热量；（2）该太阳能热水器的能量转化效率。太阳照射时间/h装水量/kg吸热板面积/m2水升高的温度/℃太阳辐射功率/J（ m2•h）﹣1101002.5501.68×106沪科版九年级第二十章《能源、材料与社会》【知识梳理】一、能量的转化和守恒1、自然界中常见的能量有： 机械能 、 电能 、 内能 、 化学能 、 核能 等。2、能量的转移与转化：自然界中，能量不但可以从一个物体 转移 到其他物体，而且可以从一种形式 转化 为其他形式。3、能量的守恒：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变 ，这就是能量守恒定律。4、能量的转化、能量的转移，都是有 方向 性的。“永动机”不可能制造出来，是因为违背了 能量守恒定律 。二、能源的开发和利用1、可再生能源：像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于 可再生能源。不可再生能源：化石燃料、核燃料一旦开采，就难以在地球上迅速再生，我们把它们称为 不可再生 能源。2、新能源：风能、太阳能、核能、潮汐能、地热能等能源资源。（1）核能 质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式： 核裂变 和 核聚变 。要点诠释： ①核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用 核裂变 制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。②核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变原子弹是利用 核聚变 制造的核武器。③核能的利用：利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方面。目前，世界上已经利用 核聚变 原理建成了许多核能发电站。（2）太阳能直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能转化为 内 能）　　太阳能电池：（光能转化为 电 能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。三、材料的开发和利用1、人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。材料的发展也为科学技术的发展提供了物质基础。2、材料的导电性：根据材料的导电性，材料可分为 导体 、 半导体 及 绝缘体 三大类。　半导体二极管具有 单向导电 特性。3、开发新材料：人们正在不断地研究性能更好、更有价值的新材料，如超导材料、纳米材料等。【易错点】能量在从一个物体到其他物体的过程中，如果能量的形式没有发生变化，就属于能量的转移，如热传递；能量在从一个物体到其他物体的过程中，如果能量的形式发生了变化，就属于能量的转化，如做功。【规律总结】1、能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。2、能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。【典例分析】（2021山东日照中考）下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（　　）A．太阳能、地热能、核能都是可再生能源B．原子弹是根据可以控制的核聚变工作的C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源D．能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源【答案】D【解析】太阳能、地热能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，核能使用后短时间内不能得到补充，是不可再生能源，故A错误；原子弹是根据可以控制的核裂变工作的，故B错误；大量使用化石能源会造成大气污染，因此应该控制化石能源的开采和利用，不能禁止，故C错误；能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需要节约能源，故D正确。故选D。【思路小结】消耗后短时间内不能得到补充的能源是不可再生能源，如核能；原子弹和氢弹的制作原理要明晰；大气污染可以控制，但不能通过禁止化石能源的使用来消除。【真题操练】一、选择题1．（2021黑龙江牡丹江中考）现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光．则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是A．机械能转化为电能，再转化为光能B．电能转化为机械能，再转化为光能C．机械能转化为光能，再转化为电能D．光能转化为机械能，再转化为电能【答案】A【解析】穿上鞋走路时，具有机械能，鞋会发光，具有光能；根据题意可知，该鞋（发电鞋）的工作原理是电磁感应现象，先是机械能转化为电能，电能又转化为光能，故A正确，BCD错误．2．（2021四川绵阳中考）“华龙一号”是我国核电走向世界的“国家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商业运行，这对助力碳达峰、实现碳中和具有重要意义。“华龙一号”核电站反应堆内的核反应是（　　）A．可控的裂变 B．不可控的裂变C．可控的聚变 D．不可控的聚变【答案】A【解析】“华龙一号”核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的，核聚变的过程是可控的，故BCD不符合题意；A符合题意。故选A。3．（2021广西梧州中考）能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（　　）A．超导材料可用于电热水器的发热元件B．利用半导体材料可以制作发光二极管C．垃圾分类后重新利用不利于节约能源D．微信视频聊天是利用超声波传递信息的【答案】B【解析】超导材料无法将电能转化为内能，电热水器的发热元件需要将电能转化为内能，超导材料不可用于电热水器的发热元件，故A错误；发光二级管是利用半导体材料制成的，故B正确；垃圾分类后重新利用，可以节约能源，故C错误；微信视频聊天是利用电磁波传递信息的，故D错误。故选B。4．（2021广西柳州中考）如图所示的发电方式中，利用太阳能发电的是（　　）A．风力发电 B．光伏发电C．火力发电 D．潮汐发电【答案】B【解析】风力发电是利用空气的动能转化为电能，故A不符合题意；光伏发电是利用半导体界面的光发生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，故B符合题意；火力发电是利用内能转化为电能，故C不符合题意；潮汐发电是利用水的动能转化为电能，故D不符合题意。故选B。5．（2021江苏常州中考）近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（　　）①可再生能源②不可再生能源③常规能源④新能源A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【答案】A【解析】水能可以从自然界源源不断得到，是可再生能源，水能已经大范围使用，不属于新能源，是常规能源，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。6．（2021湖南株洲中考）人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能。电能无法从自然界直接获取，它通常通过发电机由其他形式的能转化而来，最终通过各种用电器转化为其他形式的能。电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。下列四幅图片中，利用核能发电的是（　　）A．B．C． D．【答案】D【解析】图中是风力发电，是将风能转化为电能，故A不符合题意；图中是水力发电，是将水能转化为电能，故B不符合题意；图中是太阳能发电，是将太阳能转化为电能，故C不符合题意；图中是核电站，是将核能转化为电能，故D符合题意。故选D。7．（2021辽宁锦州中考）下列有关材料、能源的说法中正确的是（　　）A．纳米陶瓷粉制成的陶瓷非常易碎B．硅光电池能够直接把太阳能转换成电能C．原子弹爆炸时发生的是核聚变D．地热能属于不可再生能源【答案】B【解析】纳米陶瓷粉颗粒极小，制成的陶瓷不容易碎，故A错误；硅光电池能够直接把太阳能转换成电能，且无污染，故B正确；原子弹爆炸时发生的是链式核裂变，故C错误；地热能属于可再生能源，是可以不断利用循环再生的，故D错误。故选B。8．（2021广西玉林中考）下列能源属于清洁能源的是（　　）A．煤 B．柴薪 C．石油 D．太阳能【答案】D【解析】煤在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空气污染物，不是清洁能源，故A不符合题意；柴薪燃烧时能产生空气污染物，不是清洁能源，故B不符合题意；石油在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳、烟尘等空气污染物，不是清洁能源，故C不符合题意；太阳能在使用时，不会对环境造成污染，故属于清洁能源，故D符合题意。故选D。9．（2021湖南益阳中考）我国的核电技术已进入世界先进行列。2021年5月19日下午，国家主席习近平在北京通过视频连线，同俄罗斯总统普京共同见证两国核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站开工仪式。下列关于田湾核电站和徐大堡核电站的说法正确的是（　　）A．可以利用各种原子核发电B．利用核聚变发电C．发电后产生的核废料仍然具有放射性D．核能能够全部转化为电能而没有损失【答案】C【解析】核电站是利用铀核发生裂变而发电的，核反应堆在发电过程会产生内能，不会将核能全部转化为内能，发电后产生的核废料具有放射性，对人体有伤害，故ABD错误，C正确。故选C。10．（2021广西桂林中考）4月29日，我国太空空间站的“天和核心舱”发射成功。空间站在外太空工作时，消耗的能源主要是（　　）A．煤炭 B．石油 C．水能 D．太阳能【答案】D【解析】空间站在外太空工作时，利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，即消耗的能源主要是太阳能。故选D。11．（2021广西柳州中考）下列能源中，属于可再生能源的是（　　）A．煤 B．石油 C．风能 D．天然气【答案】C【解析】煤、石油和天然气不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故ABD不符合题意；风能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故C符合题意。故选C。12．（2021湖南郴州中考）下列有关能源的说法正确的是（　　）A．核能是可再生能源B．化石能源只要合理利用就不会产生污染C．因为能量是守恒的，所以不必节约能源D．风能、水能、太阳能都是清洁能源【答案】D【解析】核能用一点就少一点，短时间内不会再生，是不可再生能源，故A错误；化石能源在使用时多少都会对环境造成不同程度的污染，不可避免，故B错误；虽然能量是守恒的，但能量的转移和转化都有方向性，使用后的能量不可能自发的回到原来的状态，所以要节约能源，故C错误；风能、水能、太阳能使用时不会对环境造成污染，是清洁能源，故D正确。故选D。13．（2021山东菏泽中考）我国在新能源开发与利用方面走在了世界前列，为全球环境保护做出了较大贡献。下面所列举的项目中，不属于开发新能源措施的是（　　）A．太阳能发电 B．风力发电 C．和平利用核能 D．燃煤发电【答案】D【解析】太阳能是可再生的清洁能源，利用太阳能发电属于开发新能，故A不符合题意；风能是可再生的清洁能源，利用风力发电属于开发新能，故B不符合题意；核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气 污染。和平利用核能属于开发新能，故C不符合题意；煤炭是高污染的不可再生的化石能源，燃煤发电不属于开发新能源，故D符合题意。故选D。14．（2021贵州贵州中考）有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　）A．装置所具有的机械能始终不变B．如果没有能量补充，装置最终会停下来C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化【答案】B【解析】由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确；装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。故选B。二、填空题15．（2020江西中考）给手机快速充电的过程，主要是将电能转化为______能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流______的方式，增大了物体的内能｡【答案】化学 做功 【解析】给手机快速充电的过程，消耗电能，主要产生化学能，主要将电能转化为化学能。过一会儿，充电器发烫，通过电流做功的方式改变物体的内能。16．（2021辽宁阜新中考）煤属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是______J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是______（选填“原子弹”或“氢弹”）。【答案】不可再生 6×1010 原子弹 【解析】常见的不可再生资源有：煤、石油、天然气等。这些资源在短期内不能从自然界中得到补充，所以是不可再生资源。根据可知，2t煤完全燃烧放出的热量是。原子弹是利用核裂变原理制成的武器，氢弹是根据核聚变原理制成的武器。17．（2021广西贵港中考）贵港很多“村村通”的道路两旁都安装有如图所示的太阳能LED照明路灯。它主要由太阳能电池板、LED灯头等部件构成。LED是一种发光二极管，是由______材料制成（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”），通过电流能够发光，可以把电能直接转化成______能。【答案】半导体 光 【解析】太阳能电池板是把太阳能转化成电能，LED是一种半导体发光二极管；通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能。18．（2020广西贺州中考）贺州市属于风力资源丰富的地区，有许多由风力发电机组成的“风车田”，风力发电机发电是将风能______（选填“转移”或“转化”）成电能的过程，风能安全清洁，是理想的______（选填“可再生”或“不可再生”）能源之一。【答案】转化 可再生 【解析】发电机发电的过程是其它形式的能转化成电能的过程，风力发电机发电是将风能转化为电能；风能安全清洁，能源可从自然界不断获得，且可重复利用，因此是可再生能源，是未来的理想能源之一。19．（2019山东东营中考）目前，人类利用核能发电的主要方式是_____（选填“核裂变”或“核聚变”）．随着科技的发展，人类_____（选填“会”或“不会”）制造出永动机．【答案】核裂变 不会 【解析】由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的；据能量的转化和守恒定律知，由于能量的转化或转移具有方向性，人类是无法制成永动机的．20．（2021辽宁鞍山中考）2021年5月15日，“天向一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功降落在火星。“祝融号”火星车使用太阳能电池板供电，太阳能属于_____（填“可再生”或“不可再生”）能源，来源于太阳内部发生的核______（填“裂变”或“聚变”）。地面控制中心通过______波向它发出指令。【答案】可再生 聚变 电磁 【解析】太阳能可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于是可再生能源。在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。电磁波可以传递信息，地面控制中心通过电磁波向“天问一号”发出指令。21．（2021湖南张家界中考）新一代“人造太阳”装置在成都建成并实现首次放电。“人造太阳”利用 ______（选填“聚变”或“裂变”），这种方式释放的核能具有不产生高放射性核废料的优点，属于 ______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。【答案】聚变 不可再生 【解析】“人造太阳”利用核聚变放电。核聚变的材料氘或是氚，氘-氘 聚变生成氦气都是不可逆转的一次性聚变,所以核反应所用的材料都是一次能源不可再生，是不可再生的能源。22．（2020云南中考）科技改变生活，大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展，目前领先全球的是5nm工艺芯片技术，5nm=______m。利用半导体材料可以制作发光二极管，简称LED。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，这说明发光二极管具有_____导电性。【答案】5×10-9m 单向 【解析】因为1nm等于1×10-9m，所以5nm等于5×10-9m。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，这说明发光二极管具有单向导电性。23．（2021云南昆明中考）科技引领生活的时代已经来临，5G通讯网络技术为无人驾驶提供有力支持，如可以实现在一、两公里之外提前感知交通信息，5G通讯网络是利用______来传递信息的；下列三组材料：①铅笔芯、铝、地球；②陶瓷、铅笔芯、物理书；③塑料尺、硬币、地球，在通常情况下，都属于导体的一组是______（选填序号）。【答案】电磁波 ① 【解析】5G通讯是利用电磁波来传递信息的。铅笔芯、铝、地球、硬币是导体，陶瓷、物理书、塑料尺是绝缘体，故选①。三、综合题24．阅读短文，回答问题：为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能。这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示。在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站。已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×103W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×109Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%。（1）太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的______（选填“核聚变”或“核裂变”）。（2）太阳能电站相对于地面接收站是_________（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是___________W。（3）试计算在输电过程中所使用的微波的波长。【答案】核聚变 静止 6×109W 0.12m 【解析】（1）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能。（2）太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，地球怎么转电站也怎么转，所以它相对地球的位置没有发生变化，处于相对静止。太阳能电池板面积太阳能电站的发电能力地面接收站接收到的电能是（3）光在空气中速度为c=3×108m/s，频率f=2.5×109Hz，则波长25．阅读短文，回答问题人造太阳目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。 “人造太阳”非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。（1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是______；（2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是（____）；A．无法消除核聚变产生核的污染B．无法实现核聚变反应C．无法控制核聚变反应的速度（3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：______（请写出其中一种）；（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有______特点；（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是______；（6）目前人类利用最多的核聚变能量来自______聚变方式。【答案】原子核 C 石油（或煤，或天然气） 耐高温 超导体 引力约束 【解析】（1）原子由原子核和核外电子组成，而原子的大部分质量集中在原子核上。（2）实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束，人类能制造氢弹说明可以实现核聚变反应，所以核聚变到目前为止不可控的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。（3）化石能源指的是石油（或煤，或天然气）。（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤，故需要耐高温。（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是即电流比较大，磁场强，电压一定时，电阻最好为零，电流才能更大，故最好是超导体材料。（6）目前人类利用最多的核聚变能量来太阳，太阳就是典型的引力约束聚变。26．小阳家住在节能示范小区，小区建设时为每家都设计了如图所示的嵌入式太阳能阳台，它的集热器作为阳台部分，与建筑完美结合，同时该太阳能热水器可不间断地为家庭提供生活热水；如表是小阳家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能；求：（1）水在10h内吸收的热量；（2）该太阳能热水器的能量转化效率。【答案】（1）2.1×107J；（2）50%【解析】解：（1）水吸收的热量（有用能量）为（2）10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）为太阳能热水器的能量转化效率为太阳照射时间/h装水量/kg吸热板面积/m2水升高的温度/℃太阳辐射功率/J（ m2•h）﹣1101002.5501.68×106