初中物理鲁教版 (五四制)九年级下册第四节 能源革命课时训练

20.4能源革命同步练习鲁教版（五四制）初中物理九年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 下列说法正确的是

A. 功和能量的国际单位都是“焦耳”
B. 电动机的能量转化效率比柴油机低
C. 做功的过程一定有机械能转化为内能
D. 要“绿色发展”就不能使用常规能源

2. 以下各种形式的能源，不属于清洁能源的是

A. 水能 B. 风能 C. 太阳能 D. 煤

3. 如今，已兴起新能源汽车的开发和投产；再过些年，常规汽车将停产，也将不允许再销售。你对这种趋势的分析，比较赞同的是

A. 使用新能源汽车有利于减弱城市热岛效应
B. 新能源汽车显著减小体积有利于出行方便
C. 新能源汽车能够更智能化，更方便使用
D. 常规汽车的更新换代受限，不适应市场

4. 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

5. 制造出第一台有实用价值的蒸汽机而推动了第一次工业革命的科学家是

A. 欧姆 B. 牛顿 C. 瓦特 D. 焦耳

6. 在倡导“节能环保”、“低碳生活”的今天，人类非常重视新能源的开发和利用。下列能源中属于新能源的是

A. 煤 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气

7. 如图所示是湖北十堰竹溪县2019精准扶贫农村能源建设项目路灯安装工程，该工程在许多村镇通村主要公路两侧安装了风光互补新能源路灯，每当夜幕降临，乡村路灯如繁星点点，照亮了整个小村庄，更点燃了村民生活的激情。下列关于风光互补新能源路灯的说法正确的是

A. 小风扇的作用是为太阳能电池板散热
B. 太阳能电池板把太阳能转化成了小风扇的机械能
C. 这种新能源路灯是集太阳能发电和风力发电为一体的发电用电设备
D. 太阳能电池板可以把接收到的太阳能全部转化为电能

8. 进入20世纪60年代以来，国际上石油的应用日益广泛，价格不断上涨，下列说法正确的是

A. 石油可以直接从自然界获取，是二次能源
B. 石油在地球上储量丰富，是可再生能源
C. 现代社会对石油的依赖很强，石油是新能源
D. 石油燃料的燃烧对环境污染较大，是非清洁能源

9. 人类使用的普通能源，如煤、石油、木柴以及水力发电得到的能量，它们的根源是

A. 太阳能 B. 地球本身 C. 内能 D. 机械能

10. 关于“绿色”能源和记忆合金中，理解正确的是

A. 所谓“绿色”能源是指颜色是绿色的能源，如包装纸是绿色的锂电池等
B. 硅光电池比锂电池更优越绝对无污染
C. 记忆合金是一种有记忆，能记住原来形状的一种特殊金属
D. 一般金属合在一起，能制成记忆合金

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 十九大报告中提出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电站的推广实现了将______转化为电能，这种绿色能源具有______的优点，它属于______选填“可再生”或“不可再生”能源。
12. 随着科技的发展，新材料在生活中得到了广泛的应用，新材料除了“绿色能源”外还有______ 、______ ；下列能源中，属于“绿色能源”的是______选填“硅光电池”、“干电池”、“铅蓄电池”
13. 人类一直在寻求各种高效和“绿色”的能源，以替代常用的干电池，锂离子电池、硅光电池就是其中的代表，请举出这些新型电池的优点只须举出一种即可______。
14. 上海大众汽车有限公司负责制造的20辆氢燃料电池轿车，作为公务用车在北京奥运中心区投人运营。该车的质量为1200千克。
     1 用氢气作燃料的优点是______
     2 该氢燃料电池轿车所受的重力为______牛。其轮胎上凹凸不平的花纹是为了______。选填“增大”或“减小”摩擦

三、实验探究题（本大题共1小题，共6.0分）

15. 阅读短文，回答问题
    空调热水器
    空调热水器，又名空气能热泵热水器。其工作原理示意图如图所示。工作过程中空调热水器通过一种工作媒质在蒸发器里迅速变成气态，在经过压缩机消耗少量电能将其压缩成高温高压的气体，然后在冷凝器中重新变成液态，达到给水加热的目的。空调热水器具有高效节能的特点，产生相同的热水量，比传统的电热水器和燃气热水器的能量更高。
    “热水产出率”和“能效比”是衡量空调热水器性能的两个重要指标。热水产出率是指该热水器当进水温度为，出水温度为时，每小时可出热水的体积数，能效比是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值。表为两种型号“空调热水器”在进水温度时测定的部分参数。

空气能属于______选填“可再生”或“不可再生”能源，空调热水器工作时产生的热量______大于等于小于它所消耗的电能。
下列关于空调热水器的判断中，正确的是______
A.工作媒质在冷凝器中不断吸热
B.空调热水器消耗的电能越少，其能效比越高
C.由于电流的热效应，热水吸收的热量一部分来自于电流产生的热量
D.压缩机通过做功的方式增加了工作媒质的内能
型热水器正常加热过程中，每小时流经冷凝器中的水吸收的热量为______J，其能效比为______。
若B型热水器的能效比为，则它的热水产出率为______。
图乙所示的电磁继电器电路是空调热水器的温控系统原理图。当停止用水且冷凝器中的水温达到时，水中的热敏电阻的阻值将变______选填“大”或“小”，从而使电磁铁的N极将衔铁吸下，立即切断压缩机工作电路。请你根据以上工作原理，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整。

四、计算题（本大题共3小题，共24.0分）

16. 随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”如图所示得到了广泛的应用．它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明．为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至左右即停止充电，放电余留左右即停止电能输出．下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数：

若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？

若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到，则垂直太阳光方向范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率为多少？

当风速为时，风力发电机的输出功率将变为在这种风速下，持续光照，蓄电池的电量也只由充到求此过程中太阳能电池板发电的平均功率．






 

17. 阅读气凝胶回答各题
    如图甲所示，把花朵隔着一层气凝胶放在的火焰上，几分钟后依然芬芳如故，保护它的神奇材料就是气凝胶。
    气凝胶是世界上最轻的固体材料之一，有一种“全碳气凝胶”密度仅为，比氦气还要轻。如图乙所示，的“全碳气凝胶”压在花蕊上，花蕊几乎没有变形的情景。气凝胶还是很好的吸音材料，它可以在频段内高效吸音，大多数人能够听到频率为的声音，因此它是很好的降噪材料。科学家们研制出的一种称为“飞行石墨”气凝胶，是由多孔的碳管在纳米尺度下交织在一起的三维网状结构，它可以在数千次被压缩至原体积的之后迅速复原。它虽然极轻，但弹性却非常好。
    气凝胶对有机溶剂有超快、超高的吸附力，现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体，但气凝胶能吸收其自身质量250倍左右的液体，最高的可达900倍，而且只吸油不吸水，因此气凝胶的这一特性可用来处理海上原油泄漏事件。
    根据上述材料，回答下列问题：
    “全碳气凝胶”密度比氢气密度______ 选填“大”或“小”；
    “全碳气凝胶”的吸音频段为______ Hz；
    气凝胶最高可以吸附______ kg海上泄漏原油；
    “全碳气凝胶”可以在数千次被压缩至原体积的之后迅速复原，由此可判断，“全碳气凝胶”至少具有的特点是______ ；
    下列“全碳气凝胶”实际应用中，不可能实现的是______ ；
    A.清洗厨房的油烟机
    B.吸除冰箱内的异味
    C.做落地风扇的底坐
    D.做电影场景中倒塌的“墙壁”
    已知原油的密度，则的“全碳气凝胶”最多能吸收______ 的原油。

18. 如图是潮汐发电机的简化示意图，发电机组平均功率达到该电站在某次涨潮前水库的水量为，涨潮后水库的水量为，潮差为10m，整个过程持续2小时．海水密度为试求：
    潮汐发电是将海水的______ 能转化为电能．
    一次涨潮过程中发电机组可以发电多少？
    一次涨潮经过电机组的海水的重力做功是多少？
    请写出一条潮汐发电相比火力发电的优势．

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】

【分析】
此题考查了物理量的单位、能量的转化效率及绿色发展的内涵，包含的知识点较多，难度不大。
在物理学中，功和各种能量的基本单位都是焦耳；
不同机器工作过程本质是能量的转化过程，不同机器的能量转化效率不同；
电流做功的过程是将电能转化为其他形式的能量的过程；
绿色发展是以效率、和谐、持续为目标的经济增长和社会发展方式。
【解答】
A.为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就，物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位。故A正确；
B.电动机将电能转化为机械能，转换效率一般在以上；柴油机将柴油燃烧释放的内能转化为机械能，转化效率在左右，故B错误；
C.做功的过程不一定有机械能转化为内能，例如：电饭锅发热的过程，是电流做功的过程，此过程将电能转化为内能，故C错误；
D.“绿色发展”不是不使用常规能源，而是合理使用，减小污染，故D错误。
故选A。  

2.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题考查能源及其分类，理解什么清洁能源是解题的关键。
新能源具有可再生和无污染等特点，据此分析解答。
【解答】
水能、风能和太阳能等可以源源不断从自然界获取，是可再生能源；且在使用时对环境无污染，属于清洁能源，故A、B、C不符合题意；
D.煤在使用时，排放巨量的污染物质到大气中，会造成空气污染，因此煤不属于清洁能源，故D符合题意。
故选D。  

3.【答案】A
 

【解析】解：新能源汽车与常规汽车相比，最大的优点是可减少污染物的排放，可减轻大气污染，有利于减少雾霾天气，也可减少酸雨危害和城市热岛效应，故A正确；
故选：A。
新能源汽车可减少污染物的排放，可减轻大气污染，利于减弱城市热岛效应。
本题考查了新能源的利用，这类问题是现在中考的热点，难度不大。
 

4.【答案】D
 

【解析】

【分析】
此题考查了未来的理想能源的条件，是一道基础题。
未来新能源应满足的条件：贮量丰富；价格便宜；技术成熟；安全清洁。
【解答】
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ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。  

5.【答案】C
 

【解析】解：在第一次工业革命中的新技术、新发明最重要的是瓦特改良了蒸汽机，推动了第一次工业革命的发展。
故选：C。
瓦特改良的蒸汽机推动了第一次工业革命。
本题考查学生对物理学史的综合概括能力，这是一种基本能力要求，平时要注意知识的概括，注重知识的积累。
 

6.【答案】C
 

【解析】解：太阳能取之不尽用之不竭，而且环保，不会对环境产生影响，也在科学技术的进步也很容易转化为其他形式的能；煤炭、石油、天然气属于化石能源，属于不可再生能源，并且在使用时会产生废物、废气污染环境，与节能环保，低碳生活不相符。
故选：C。
新能源是区别传统能源而言，传统能源主要是三大化石燃料，即煤、石油、天然气等。
能源问题既是社会关注的热点，了解能源的分类、新能源开发与利用等即可正确解答本题。
 

7.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题考查太阳能和风能的利用，风能和太阳能都是清洁能源，且能量取之不尽用之不竭，能够巧妙的设计利用是关键。
自然界中的风能和太阳能是能量巨大的资源，现在科学家都在设计装置利用它们的能量；风扇式发电机可以通过风吹动扇片转动，把风能转化为电能；太阳能电池可以把太阳能转化为电能。
【解答】
A.小风扇的作用是通过风吹动扇片转动，把风能转化为电能，故A错误；
B.太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故B错误；
C.这种新能源路灯是集太阳能发电和风力发电为一体的发电用电设备，故C正确；
D.太阳能电池板的光电转化效率不是百分之百，所以它只把接收到的太阳能部分转化为电能，故D错误。
故选C。  

8.【答案】D
 

【解析】解：A、可以从自然界直接获取的能源是一次能源，石油是一次能源，所以此项不正确；
B、石油不可能在短期内从自然界得到补充，所以它是不可再生能源，此项不正确；
C、虽然现代社会对石油的依赖很强，但石油是化石能源，不是人类近期开发的，不是新能源，此项也不正确；
D、石油燃料燃烧时会产生大量的有害气体和烟尘，对环境污染较大，是非清洁能源，此项正确；
故选：D。
能源可以分为一次能源和二次能源、可再生能源和不可再生能源、常规能源和新能源等，即划分标准不同，类别就不同，所以说石油是一种一次能源，不可再生，使用石油对环境污染较大。
从不同的角度划分，能源的种类也就不同，要会划分能源的种类。
 

9.【答案】A
 

【解析】解：植物的光合作用将太阳能变成化学能，而煤、石油之类的，都是由动植物演化而来；对于水力发电，源头也是太阳能，通过太阳能将水变成水蒸气，然后到高空液化成小水滴，即形成云，落到地面上形成降雨，雨汇成河，进而由于河水的动能作用带动水轮机发电。故它们的根源都是来自太阳能。
故选：A。
从题目中所提到的各个能源的形成原因的角度分析判断即可解决。
太阳是万物之本，在地球上绝大部分的能量都是直接或间接的来源于太阳能。
 

10.【答案】C
 

【解析】解：
A、“绿色”能源与物质的颜色没有关系。此选项错误；
B、硅光电池将太阳能转化为电能，节能但不是绝对无污染；锂电池将化学能转化为电能，废气的电池会造成污染。此选项错误；
C、记忆合金是一种有记忆，能恢复原来形状的一种特殊金属。此选项正确；
D、记忆金属是一种特殊的合金，不是所有合金都能制成记忆合金。此选项错误。
故选：C。
绿色能源也称清洁能源，是环境保护和良好生态系统的象征和代名词；
硅光电池将太阳能转化为电能，锂电池将化学能转化为电能；
在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫做“记忆合金”。
本题主要考查了人们对绿色能源的理解，以及如何判断绿色能源，难度较小。
 

11.【答案】太阳能  清洁无污染  可再生
 

【解析】解：利用光伏发电时，将太阳能转化为电能，实现了太阳能到电能的转化；
太阳能发电具有清洁无污染或环保；节能；取之不尽，用之不竭等优点；太阳能是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源。
故答案为：太阳能；清洁无污染；可再生。
目前人类利用太阳能主要有两种方式：将太阳能转化为内能，将太阳能转化为电能；太阳能属于可再生能源，具有清洁无污染、环保、节能、取之不尽，用之不竭等特点；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。
此题考查了太阳能的应用，是一道联系实际的应用题，以及可再生能源，是一道基础性题目。
 

12.【答案】纳米材料；超导材料；硅光电池
 

【解析】

【分析】
本题考查新材料及其应用。
根据新材料的种类进行分析。
【解答】
形状记忆合金、纳米材料、超导材料、隐性材料、绿色能源都属于新材料；硅光电池是把太阳能直接转化为电能，用新材料可以制成锂离子电池、硅光电池等“绿色”能源。
故答案为：纳米材料；超导材料；硅光电池。  

13.【答案】环保
 

【解析】解：用新材料可以制成锂离子电池、硅光电池等“绿色”能源，这种能源的最大优点是环保、污染小等。
故答案为：环保。
用新材料可以制成锂离子电池、硅光电池等“绿色”能源；“绿色”能源的污染小。
本题考查了新型材料的特点，属于基础题。
 

14.【答案】热值高，资源丰富，无污染等  12000  增大
 

【解析】解：氢气作为一种新型的燃料，它具有热值高，资源丰富，无污染等优点。
由重力的计算公式得：轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦。
故本题答案为：热值高，资源丰富，无污染等。
，增大
要解答本题需掌握：新能源的优点，重力的计算公式，以及增大摩擦的方法。
本题主要考查学生对：氢气作为燃料的优点、由质量算重力，以及影响摩擦力大小的因素。
 

15.【答案】可再生；大于；B；；；240；小
 

【解析】解：因为空气在短时间内可以自动恢复，所以空气能属于可再生能源。根据其原理可知，工作过程中需要补充部分电能，故空调热水器工作时产生的热量大于它所消耗的电能。
工作媒质在冷凝器中由气态变为液态，发生了液化，故A错误；
压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能，故B正确；
工作媒质在蒸发器中发生物态变化时不断吸热的，故C错误；
根据能效比定义可知，由于水吸收热量不确定，故其能效比没法确定，故D错误。
水吸收的热量为：
，
热水器的能效比：
；
因为能量不会凭空消灭，也不会凭空产生，只能从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，但是在能的转化和转移过程中能的总量保持不变。由此可知空调热水器是遵循能量守恒定律；
根据能效比可知，B型热水器的能效比为：
可得：
即，
B型热水器工作1h提供的热水体积为：；
由题意可知当停止用水且冷凝器中的水温达到时，水中的热敏电阻RT的阻值将变小，从而使电磁铁的N极将衔铁吸下，立即切断压缩机工作电路；
电路连接如图：

故答案为：可再生；大于；
；
；；
；
小；电路如上图。
在短时间内能自动恢复的能源叫做可再生能源；由资料分析确定吸收能与放出热量的关系；
根据空调热水器的原理分析解答；
利用物质吸热公式求出水吸收的热量；根据能效比定义求解；
根据能效比的定义表示出水吸收热量和消耗电能之间的关系即可求出实际热水产率；
根据其工作原理分析热敏电阻变化；并画出电路连接。
此题为一道综合大题，考查了能源的分类、热量的计算、能效比的计算等知识，要注意结合题意解答。
 

16.【答案】；；
 

【解析】充电至左右即停止充电，放电余留左右即停止电能输出．
  蓄电池的供电容量： J， 
由，可供灯具正常发光时间：．

太阳能电池板的总面积为，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到，
所以太阳能电池板每发电功率为，
由表格数据可知：，
所以范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率：．

蓄电池的电量由充到，   J， 
由得，
风力发电机发电：   J； 
太阳能电池板发电：     J， 
所以发电功率：．

17.【答案】小    90  弹性好  C 
 

【解析】解：
“全碳气凝胶”的密度非常小，仅，比氢气密度小；
气凝胶还是很好的吸音材料，它可以在频段内高效吸音；
气凝胶能吸收其自身质量250倍左右的液体，最高的可达900倍，故100g气凝胶最高可以吸附海上泄漏原油；
“全碳气凝胶”可以在数千次被压缩至原体积的之后迅速复原，由此可判断，“全碳气凝胶”至少具有弹性好的特点。
由“它还可吸收相当于自身质量900倍的油，有望在海上漏油、净水、净化空气等污染领域发挥重要作用”可知，
气凝胶具有超强的吸附能力和净化功能，所以可以用来清洗油烟机、吸除冰箱异味；
但气凝胶的密度非常小，可以做电影场景中倒塌的“墙壁”，但不能用来做落地风扇的底坐，故选C；
气凝胶的密度，
由得，气凝胶的质量。
气凝胶最多可吸收原油的质量，
原油的密度，
原油的体积。
故答案为：小；；；弹性好；；。
“全碳气凝胶”的密度非常小，仅；
气凝胶还是很好的吸音材料，它可以在频段内高效吸音；
气凝胶能吸收其自身质量250倍左右的液体，最高的可达900倍；
物体受外力作用发生形变、除去作用力能恢复原来形状的性质叫做弹性；
根据材料的性能和用途来分析解答。
根据密度公式的变形公式计算出“全碳气凝胶”质量；先根据倍数关系计算出原油的质量，再根据密度公式的推导公式计算出原油的体积。
此题以新材料的特点考查了密度单位的物理意义和计算公式的应用，体现了物理知识与科学发展的密切关系，注意单位换算要正确。
 

18.【答案】机械
 

【解析】解：
海水具有很大的机械能，潮汐发电是将海水的机械能转化为电能；
发电机组平均功率达到，整个过程持续2小时，
则一次涨潮过程中发电机组可以发出的电能为：
；
涨潮前水库的水量为，涨潮后水库的水量为，
则增加海水的重力为：
；
潮差为10m，则上涨的海水重心上升的高度为5m，
则一次涨潮经过电机组的海水的重力做功为：
；
与火力发电相比，潮汐发电的优点是成本低、环保．
故答案为：机械；；；与火力发电相比，潮汐发电的优点是成本低、环保．
海水具有很大的机械能；
根据公式计算电能；
根据求出海水的重力，根据求出重力所做的功；
潮汐发电中的能量转化方式，与火力发电相比，较为环保．
此题考查了功的计算，具有较强的综合性，熟练运用公式是解题的关键，属于中等题目．