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初中物理沪科版九年级第二十章 能源、材料与社会综合与测试课后作业题
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这是一份初中物理沪科版九年级第二十章 能源、材料与社会综合与测试课后作业题，共21页。
选择题（每题3分，共30分）
1．（2017•镇江模拟）现代社会发展的三大支柱：能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、风能、核能都是可再生能源
B．我国的北斗卫星导航系统是利用超声波来传递信息的
C．光纤通信是利用激光通过光导纤维来传递信息
D．LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料
【考点】K2：能源的分类；44：超导体的特点；DA：光纤通信；DB：卫星中继通信．
【难度】易
【分析】（1）可再生能源的特点是可以重复利用，取之不尽用之不竭，例如风能、水能、太阳能等．核能不属于可再生能源；
（2）卫星导航利用了电磁波来传递信息；
（3）激光可以在光导纤维里传播，从而传播信息；
（4）二极管是由半导体材料制成的．
【解答】解：
A、太阳能、风能都是可再生能源，核能属于不可再生能源，故A错误；
B、“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，不可能是超声波，故B错误；
C、光纤通讯是依靠激光来传递信息的，故C正确；
D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导材料制成的，不是超导体，故D错误．
故选：C．
【点评】本题考查了的知识点较多，是一道学科综合题，但难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题．
2．（2017•东海县一模）我市能源丰富，发电形式多样，下列能源中属于可再生能源的有（ ）
①连云区田湾核电站利用的核能
②海州区新海发电厂利用的煤炭
③东海县青湖镇青南小区光伏发电利用的太阳能
④东海县李埝林场风力发电场利用的风能．
A．①②B．③④C．①③④D．①②③④
【考点】K2：能源的分类．
【难度】易
【分析】从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、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；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源．
【解答】解：
①核能不可能在短期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源，
②煤炭是化石能源，不可在短时间内形成，故属于不可再生能源；
③太阳能可以在自然界里源源不断的得到补充，是可再生能源；
④风能可以源源不断地从自然界得到，属于可再生能源；
所以属于可再生能源是③④．
故选B．
【点评】此题主要考查对可再生能源和不可再生能源特点的理解，属于基础知识．
3．（2017•启东市模拟）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、核能等新能源都属于可再生能源
B．北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的
C．电热器中的发热体是由超导材料制成的
D．LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的
【考点】K2：能源的分类；42：半导体的特点；D2：电磁波的传播．
【难度】易
【分析】（1）能从自然界源源不断得到的是可再生能源，一旦消耗就很难在短时间内得到补充的，是不可再生能源；
（2）卫星导航、移动通信都是利用电磁波来传递信息的；
（3）超导体的电阻为零，不会放热，所以电能无法转化为内能，利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作；
（4）二极管是由半导体材料制成的．
【解答】解：
A、太阳能可以源源不断地得到，是可再生能源，而核能是不可再生能源，故A错误；
B、“北斗”卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的，超声波无法在真空中传播，故B错误；
C、电热器是利用电流的热效应工作的，故发热体是不能由超导材料制成，故C错误；
D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故D正确．
故选D．
【点评】本题考查了关于能源、信息和材料等方面的一些基础知识，全面了解相关的基础知识可顺利解答．
4．（2017•成华区模拟）2016年7月，我国将利用火箭把世界首颗量子卫星送上太空，火箭常常采用液态氢为燃料，下列关于火箭工作时的说法不正确的是（ ）
A．液态氢是一种清洁能源
B．火箭采用液态氢作燃料是利用了其热值高
C．在火箭加速升空的过程中，卫星的机械能总量变大
D．火箭燃烧室内的燃料燃烧时，将获得的内能全部转化成了机械能
【考点】K2：能源的分类；FN：动能和势能的大小变化；GJ：燃料的热值．
【难度】易
【分析】（1）对环境没有污染（或污染很小）的能源称为清洁能源；
（2）液态氢的热值比较大，完全燃烧相同质量的其他燃料，液态氢放出的热量多；
（3）机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大；
（4）火箭发射运行时，是利用燃料燃烧后，将燃料的化学能转化为燃气的内能，然后利用高温高压的燃气膨胀对外做功，将产生的内能转化为火箭的机械能．
【解答】解：
A、氢气燃烧能生成水，对环境无污染，是清洁能源，故A正确；
B、火箭采用液态氢作燃料是利用了其热值高，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量，故B正确；
C、在火箭加速升空的过程中，其质量不变，高度变大，故重力势能变大；同时其质量不变，速度变大，即其动能变大，所以卫星的机械能总量变大，故C正确；
D、火箭燃烧室内的燃料燃烧时，将所获得的部分内能转化成了机械能，而不是全部转化成了机械能，故D错误．
故选：D．
【点评】本题是利用了火箭升空这一载体来考查热值、能量的转化及能源的利用等知识点，这是中考的一种热点题型，所以学习物理也需要对生活热点中蕴含的物理知识多加关注．
5．（2017•澄迈县一模）下列物质哪些属于不可再生能源（ ）
A．核能B．太阳能C．风能D．水能
【考点】易网
【难度】12 ：应用题；594：能源的利用与发展．
【分析】能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源．
【解答】解：
根据可再生和不可再生能源的区别，可知：核能是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，故A符合题意；
太阳能、水能、风能等在短时间内可以再次产生，是可再生能源，故BCD不符合题意．
故选A．
【点评】本题考查了判断能源的种类，知道可再生与不可再生能源的概念即可正确解题．
6．（2017•简阳市模拟）关于能源、能量的有关说法正确的是（ ）
A．化石能源、核能、地热能都是不可再生能源
B．PM2.5微粒能在空气中分散开来，说明分子在永不停息的做无规则运动
C．太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能直接转化为机械能
D．核电站是利用核裂变将核能转化为内能，再转化为电能来工作的
【考点】K2：能源的分类；GW：扩散现象；K4：核能；KA：太阳能的转化．
【难度】易
【分析】（1）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；
（2）分子运动是看不见的，在不知不觉中发生了变化，扩散现象是分子做无规则运动的结果；
（3）目前人类直接利用太阳能的方式有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳电池把太阳能转化为电能；
（4）核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能．
【解答】解：
A、地热能可以能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源，化石能源、核能是不可再生能源，故A错误；
B、“PM2.5微粒能在空气中分散开来”是固体颗粒的运动，不是分子运动，故B错误；
C、太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转化为电能，然后再通过电动机把电能转化为机械能，故C错误；
D、核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能，再通过汽轮发电机将内能转化为电能，故D正确．
故选D．
【点评】本题考查了对能源分类、分子运动、核能发电过程中能量转化的认识，以及对太阳能电池能量转化的了解，属物理常识题．
7．（2017•吴兴区校级一模）关于能量及其转化的说法中，正确的是（ ）
A．原子弹和核电站都是利用轻核聚变的原理制成的
B．洒水车在水平路面上匀速行驶洒水，其动能保持不变
C．一个物体吸收了热量，其内能会增大，但温度可以不变
D．“永动机”无法实现，是因为它违背了能量转化的方向性
【考点】易
【难度】12 ：应用题；523：分子热运动、内能；593：机械能及其转化；594：能源的利用与发展．
【分析】（1）如果原子核的链式反应在可控制的核反应堆中进行，就可和平利用核能发电，若不加控制，就会发生原子弹爆炸；
（2）动能的大小与质量和速度有关；
（3）温度、内能和热量的相互影响；
（4）第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成；第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律；热力学第二定律反映了宏观自然过程的方向性．
【解答】解：
A．原子弹是核裂变不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器，而用人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理．故A错误；
B．洒水车匀速前进不断洒水的过程中，速度不变、质量减小，洒水车的动能变小．故B错误；
C．物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高．比如：晶体熔化过程，虽然吸收热量，但温度保持不变．故C正确；
D．第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成；第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，即能量间的相互转化都具有方向性，是不可逆的．故D错误．
故选C．
【点评】本题考查涉及的内容比较多：原子弹的原理和核电站的原理的区别；影响动能的因素；考查学生对温度、内能、热量的理解和掌握；两种永动机不能制成的原因．
8．（2017•东莞市二模）2015年，我市云宵的核电站总体技术方案通过专家评审，核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，下列有关核能利用说法正确的是（ ）
A．核反应堆所用的核燃料是可再生能源
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．目前核电站都是通过核裂变来释放核能
D．核反应堆中发生的链式反应是无法控制的
【考点】K4：核能；K2：能源的分类；K7：核裂变．
【难度】易
【分析】（1）核燃料在地球上的储量是有限的，因此是不可再生能源；
（2）核废料是对环境污染很严重的；
（3）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；
（4）核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的．
【解答】解：
A、核能需要用到铀，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故A错误；
B、核废料是对环境污染很严重的，故B错误；
C、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故C正确；
D、核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故D错误．
故选C．
【点评】本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握．
9．（2017•农安县校级模拟）如图所示为核电站示意图和发电流程图．下列说法不正确的是（ ）
A．核能是不可再生能源
B．蒸汽轮机的效率总是小于1
C．核电站利用核聚变工作
D．用超导体作输电导线可以大大降低电能损耗
【考点】K4：核能；47：超导体在磁悬浮列车、超导输电的应用；K7：核裂变．
【难度】易
【分析】（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的．蒸汽轮机的效率总是小于1；
（3）核电站是利用可控的核裂变来进行发电的；
（4）超导材料是一种电阻为零的材料．超导体的电阻为0，不会放热，所以电能无法转化为内能．
【解答】解：
A、核能是不可再生能源，消耗后短时间内不可再生，故A正确；
B、蒸汽轮机工作时，内能不可能全部转化为机械能，故其效率总是小于1，故B正确；
C、核电站利用可控的核裂变释放的核能来发电，故C错误；
D、用超导体做输电导线，可以减小由电能到内能的损耗，提高传输效率，故D正确．
故选C．
【点评】此题通过核电站这一载体，考查了有关能源分类、热机的效率、核能、超导体等知识，要认真分析．
10．（2017•苏州一模）下列关于能源的说法中，正确的是（ ）
A．核电站利用原子核聚变所释放的能量来发电
B．煤、石油、天然气都是不可再生能源
C．随着科技发展，将来可以制造出不消耗能量而不停对外做功的机器
D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽用之不竭”的
【考点】K4：核能；E7：能量的转化与转移的方向性；GQ：永动机；K2：能源的分类．
【难度】易
【分析】（1）核电站利用的是核裂变释放的能量；
（2）可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源，一旦消耗就很难再生的能源则是不可再生能源；
（3）能量即不会消灭，也不会创生，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上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的．
【解答】解：
A、核电站利用的是可控的核裂变释放的能量，故A错误；
B、煤、石油、天然气不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，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、能量虽守恒，但可以利用的能源是有限的，还是要节约能源，故D错误．
故选B．
【点评】本题考查学生对能源、能量转化和守恒定律等相关知识的掌握情况，属于基础内容的考查，比较简单．
二、填空题（每空2分，共46分）
11．（2017•鞍山二模）如图所示是太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．太阳能是在太阳内部氢原子核发生 聚变 （裂变/聚变）时释放出的核能．蓄电池充电时将电能转化为 化学 能，若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.1×107J，这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作50h，则该太阳能路灯的能量转化效率是 30 %．
【考点】K6：核聚变；E2：能量的相互转化；E6：能量利用效率．
【难度】易
【分析】（1）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，太阳内部为核聚变，而核电站应用了重核的裂变．
（2）蓄电池放电是化学能转化成电能，充电是电能转化成电能．
（3）知道路灯的功率和工作时间，根据公式P=变形就可以计算出消耗的电能；太阳能路灯能量转化效率等于路灯消耗的电能与电池板产生能量的百分比．
【解答】解：（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生核聚变，从而产生很大的能量；
（2）蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来；
（3）∵P=，
∴功率为35W的路灯工作50h消耗的电能：
W=Pt=35W×50×3600s=6.3×106J
路灯消耗的电能W电=6.3×106J，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量W=2.1×107J，
∴该太阳能路灯的能量转化效率：
η=×100%=×100%=30%．
故答案为：聚变；化学；30．
【点评】本题借助太阳能路灯考查相关的物理知识，综合性就较强，属于基础知识的考查．
12．（2017•本溪一模）如图是我国东北地区第一个核电站红沿河核电站核电站的核反应维中发生的是原子核的 裂变 （选填聚变或裂变）反应．核电站将核能最终转化成 电 能．
【考点】K7：核裂变；K5：核电站发电过程中的能量转化．
【难度】易
【分析】现代核电站都是利用可控的核裂变反应来将核能最终转化成电能的．
【解答】解：
核电站的能量是通过可控的核裂变获得的；在核电站中核能最终转化为电能．
故答案为：裂变；电．
【点评】此题考查的是核电站的工作原理，属于基础知识的考查，比较简单，容易解答．
13．（2017•广东模拟）核电站的核心设备是核反应堆，它是通过 核裂变 （填“核聚变”或“核裂变”）释放能量的，核能属于 不可再生 （填“可再生”或“不可再生”）能源，l kg铀释放的能量约是 6.8×1013J，相当于完全燃烧 2×106 kg煤释放的能量．（煤的热值3.4×107J/kg）
【考点】K7：核裂变；GG：热量的计算；K4：核能．
【难度】易
【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；
（2）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、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；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源；
（3）已知释放的能量，根据公式Q=qm可求煤的质量．
【解答】解：
（1）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；
（2）核电站所用的核燃料会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
（3）煤的质量m===2×106kg；
故答案为：核裂变；不可再生；2×106．
【点评】本题考查能源的分类和质量的计算，知道不可再生能源的特点和核电站的原理，这些都属于基础知识．
14．（2017•抚顺三模）如图所示为最近退役的我国第一艘核潜艇，该核潜艇的核燃料在反应堆内是通过核 裂变 （填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为内能，为潜艇提供了动力；核潜艇使用的核能属于 不可再生 （填“可再生”“不可再生”）能源；如果轮船上的人刚好看到潜水艇在其船下通过，那么人所看到的潜水艇是在实际潜水艇的 上方 （填“上方”或“下方”）．
【考点】K7：核裂变；AM：光的折射现象及其应用；K2：能源的分类．
【难度】易
【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核潜艇的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；
（2）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、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；
（3）根据光的折射规律：光从空气斜射入其它介质中（或光从其它介质斜射入空气中），入射光线和折射光线分居法线两侧，折射角小于入射角（折射角大于入射角）来解答此题．
【解答】解：
核潜艇的核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的，核能属于不可再生能源；
水中的潜水艇反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，我们看到的是变浅的潜水艇的虚像，因此轮船上的人看到水中的潜水艇，是潜水艇变浅了的虚像，真正的潜水艇在像的下方．
故答案为：裂变；不可再生；上方．
【点评】本题考查了核能的利用、能源的分类以及光的折射现象的应用，属于综合性题目．
15．（2017•无锡一模）太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：
其中“吸热功率”是指：在阳光照射下，集热管每秒钟吸收太阳辐射的能量（热量）．若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是 2.52×107 J；若按最大吸热功率计算，加热这些水需要的时间是 2.8 h．[不计热量散失，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]．
【考点】KB：太阳能热水器中的热量计算．
【难度】中等
【分析】利用密度公式求水的质量，再利用Q=cm△t求水吸收的热量；
而水吸收的热量Q=W=Pt，据此求加热时间．
【解答】解：
由ρ=得水的质量：
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×0.2m3=200kg，
水吸收的热量：
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×30℃=2.52×107J，
由题知，太阳的吸热功率最大为P=2500W，W=Q吸=2.52×107J，
由P=得加热时间：
t===10080s=2.8h，
故答案为：2.52×107；2.8h．
【点评】本题主要考查的是太阳能热水器中的热量计算及其功率计算．
16．（2017•泰兴市校级二模）太阳能是 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，某品牌太阳能热水器的光热转换效率为60%，该太阳能热水器内装有100kg、温度为20°C的水，阳光照射一天后，水温升高到80°C，则热水器内的水吸收了 2.52×107 J的热量，热水器接收 4.2×107 J太阳能．这些太阳能相当于完全燃烧了 0.5 m3的天然气．【已知水的比热容为4.2×103J/（kg•°C），天然气的热值约为8.4×107J/m3）】
【考点】KB：太阳能热水器中的热量计算．
【难度】中等
【分析】（1）能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源；
（2）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm△t求热水器内的水吸收的热量；
（3）又知道光热转换效率，利用η=求热水器接收的太阳能；
（4）由题知Q放=E，再利用Q放=Vq求天然气的质量．
【解答】解：
（1）太阳能可以源源不断的获得，是可以再生的，故它是可再生能源；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（80℃﹣20℃）=2.52×107J；
（3）由η=得热水器接收的太阳能：
E===4.2×107J；
由题知天然气完全燃烧放出的热量：Q放=E=4.2×107J，
由Q放=Vq得需要天然气的体积：
V===0.5m3．
故答案为：可再生；2.52×107；4.2×107；0.5．
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全放热公式Q放=Vq以及效率公式的掌握和运用，计算时注意气体燃料热值的单位是J/m3．
17．（2017•济宁模拟）某品牌太阳能热水器的光热转换效率为60%，该太阳能热水器内装有100kg、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到80℃，则热水器接收 4.2×107 J太阳能．这些太阳能相当于完全燃烧了 0.5 m3的天然气．[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为8.4×107J/m3]．
【考点】KB：太阳能热水器中的热量计算．
【难度】中等
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求热水器内的水吸收的热量；又知道光热转换效率，利用η=求热水器接收的太阳能；
（2）由题知Q放=E，由Q=qV的变形公式可以求出天然气的体积．
【解答】解：水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（80℃﹣20℃）
=2.52×107J；
由η=得热水器接收的太阳能：
E===4.2×107J；
（2）由题知Q放=E=4.2×107J，
由Q放=Vq得需要天然气的体积：
V===0.5m3．
故答燃烧案为：4.2×107；0.5．
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全放热公式Q放=Vq以及效率公式的掌握和运用，计算时注意气体燃料热值的单位是J/m3．
18．（2017•河北一模）如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车．它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A．
（1）太阳能属于 可 （选填“可”或“不可”）再生能源．
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 15% ．
（3）电动机正常工作时，将电能转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是 6.4 m/s．
【考点】KC：太阳能的其他相关计算．
【难度】中等
【分析】（1）可以从自然界中源源不断的得到的能源称为可再生能源；
（2）利用W=UIt求出电能，结合效率公式求出转化率；
（3）根据效率公式求出转化的机械能，再求出功率，利用P=Fv求出速度．
【解答】解：
（1）太阳能属于可再生能源，可以从自然界中源源不断地得到；
（2）由题可知，太阳能电池1s输出的电能为：W=UIt=120V×10A×1s=1200J；
太阳能电池板1s接收的能量为：E=1000J/（m2•s）×8m2×1s=8000J；
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为：
η==×100%=15%；
（3）电动机工作时主要将电能转化为机械能；
若转化效率是80%，则1s转化成的机械能为：W机=W•η=1200J×80%=960J；
输出功率为：P===960W；
因为做匀速直线运动，所以P===Fv，
则该车匀速行驶的速度为：v===6.4m/s．
故答案为：（1）可；（2）15%；（3）6.4．
【点评】此题主要考查学生对于能源分类、效率公式和功率公式的理解和掌握，属于一道新能源利用题目．
三、探究题（19题8分，共8分）
19．（2017•潍坊模拟）微波是一种很有“个性”的电磁波：微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；微波碰到含有水分的食物，其能量大部分被食物吸收．过量的微波辐射对人体有害．微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，装食物的容器则用绝缘材料制成．微波炉内的磁控管能产生振动频率为2.45×109Hz的微波，直达食物内部5cm深，使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了．用微波炉烹饪的速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上．
（1）微波炉内产生的微波属于 B ．
A．声波 B．电磁波 C．超声波 D．红外线
（2）家庭使用微波炉工作时，实现的能量转化的过程是 电能转化为内能 ．
（3）微波炉在使用时，食物不能用金属容器装入后放进炉内加热，试根据短文内容简述其原因： 金属材料只反射，不吸收和传导微波能量，食物无法获得能量 ．
（4）与其它灶具相比，微波炉烹饪速度快且热效率高的主要原因是： ①微波可以穿过绝缘材料，不会消耗能量，直接把能量传给食物；②微波能直达食物内部5cm深，在食物内、外部同时加热，其能量大部分被食物吸收． ．
【考点】E5：能量的转化和转移．
【难度】中等
【分析】（1）根据题文中的信息：微波是一种很有“个性”的电磁波，可知微波炉内产生的微波属于电磁波；
（2）根据题干中的信息，微波使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了，由此可知其工作时能量转化过程是电能转化为内能；
（3）根据题干中的信息，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，所以食物不能用金属容器装入后放进炉内加热；
（4）根据题干提供的信息：①微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，装食物的容器则用绝缘材料制成，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量②微波炉内的磁控管能产生振动频率为2.45×109Hz的微波，直达食物内部5cm深，使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了，以上两点就是微波炉烹饪速度快且热效率高的主要原因．
【解答】解：
（1）根据题干提供的信息微波是一种很有“个性”的电磁波，可知微波是一种电磁波，了解电磁波在生活中的应用；
（2）微波炉工作时，其产生的电磁波，使食物的水分子随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，内能增加了，所以能量转化过程是电能转化为内能；
（3）根据题文中的信息可知，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，所以食物不能用金属容器装入后放进炉内加热；
（4）由题文的信息，微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，微波一碰到金属就发生反射，装食物的容器则用绝缘材料制成，所以微波在金属外壳、食物容器上几乎不消耗能量；微波能直达食物内部5cm深，食物的内部和外部几乎同时变熟，其能量大部分被食物吸收，所以微波炉烹饪速度快且热效率高．
故答案为：（1）B；
（2）电能转化为内能；
（3）金属材料只反射，不吸收和传导微波能量，食物无法获得能量；
（4）①微波可以穿过绝缘材料，不会消耗能量，直接把能量传给食物；②微波能直达食物内部5cm深，在食物内、外部同时加热，其能量大部分被食物吸收．
【点评】本题是一道信息给予题，学生解答此题前要认真的审题、充分理解题意、由题干获取足够的信息．
四、解答题（20题8分，21题8分，共计16分）
20．（2016•亭湖区一模）阅读下面的短文．回答问题：半导体制冷
半导体材料有P型半导体和N型半导体两种，除了可以用于各种电子元器件外，还可以用作制冷材料，甲图是一个半导体制冷单元的原理图，P型半导体和N型半导体的上端和銅片A连接，下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端，此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量．铜片B会向空气放出热量，反之，改变直源电源的正负极方向，使电流方向从P型半导体经A流向N型半导体，这时．铜片B会从空气吸收热量，铜片A会向空气放出热量．
半导体中有可以自由移动的电荷．通电时，电荷移动的方向与电流方向相反．由于电荷在不同的材料中具有不同的能量，当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量；从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量．
从铜片上吸收（放出）热量的多少可用公式Q=π•I表示，其中，I为电流的大小，π称为“帕尔帖系数”，吸收热量时π为正值，放出热量π为负值，π的绝对值不变．
请回答下列问题：
（1）如甲图，若要使一个电冰箱箱内的温度下降，铜片A置于电冰箱 箱内 ，铜片B置于电冰箱 箱外 （前两空选填“箱内”或“箱外”），这就是半导体电冰箱的工作原理；
（2）如甲图，电荷在P型半导体 低于 （选填“高于”或“低于”）N型半导体中的能量；
（3）若将甲图中电源换成交流电源，此时电冰箱 不能 （选填“能”或“不能”）正常制冷；
（4）给半导体制冷器提供乙图所示交流电，当电流为正值时，表示电流方向与甲图直流电方向相同，当电流为负值时，表示电流方向与乙图直流电方向相反，在丙图上作出铜片B处的Q﹣t图象．
【考点】43：半导体的作用．
【难度】中等
【分析】（1）要解答此题需掌握半导体二极管的特点单向通电性，加以运用．通电后有一面是吸热（制冷），一面是散热（将吸的热量散掉）；
（2）根据电荷在不同的材料中具有不同的能量，当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量；从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量可结合图甲做出判断；
（3）由于交流电源电压较大，且电流方向不断变化，不能直接使用；
（4）根据乙图判断出电流方向，根据电流方向与直流电方向相同或相反，判断出热量的变化情况，作出Q﹣t图象．
【解答】解：（1）由短文提供的信息可知，电路的电路流方向是从N型半导体铜片A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，应置于冰箱的箱内，从冰箱内吸收热量，使电冰箱箱内的温度下降；铜片B会向空气放出热量，应置于冰箱的箱外；铜片B会向空气放出热量，应置于冰箱箱外，把从箱内吸收的热量散发掉，达到制冷的目的；
（2）电荷在不同的材料中具有不同的能量，电荷从P流向N，此时吸收热量，而电荷从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量，所以电荷在P型半导体低于N型半导体中的能量．
（3）交流电源的电流方向是变化的，这样吸热和放热的状态就会不断改变，不能使吸热的部分恒定保持吸热状态，不能使放热的地方恒定保持放热状态．
（4）观察图乙可知，当电流为正值时，表示电流方向与乙图直流电方向相同，电流为负值时，表示电流方向与乙图直流方向相同相反，在丙图上作出铜片B处的Q﹣t图象如图所示：
故答案为：（1）箱内；箱外； （2）低于；（3）不能；（4）见上图．
【点评】本题以冰箱为载体，考查了半导体的特点以及冰箱的工作原理，考查了学生解决实际问题的能力．能够从短文中获取对解题有用的信息是解题的关键．
21．（2016•厦门校级一模）某司机驾驶一辆满载30吨货物的货车，行至一处高速公路下坡路段时，因长时间刹车使车轮的摩擦金属片发热变软，导致刹车失灵．危急之下，他将汽车驶向右侧用碎石铺设的紧急避险车道（上坡），如图1所示，汽车迅速减速，避免了重大事故发生．
（1）从能量转化的角度解释汽车驶入避险车道后迅速减速的原因．
（2）如图2所示，汽车停止后，尾部翘起、货物向前倾泻，为什么？
【考点】E2：能量的相互转化；6L：惯性．
【难度】中等
【分析】（1）一种形式的能转化为另一种形式的能，一种形式的能会减小，另一种形式的能会增大，从动能和重力势能大小进行判断．
（2）物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，惯性是物体本身固有的属性，任何物体都具有惯性．
【解答】答：
（1）汽车进入上坡的避险车道，动能转化为重力势能，同时车轮与碎石车道摩擦，动能转化为内能，汽车的动能减小，迅速减速；
（2）汽车前部停止后，尾部的货物由于惯性，保持向前的运动状态，所以汽车尾部会上翘、货物向前倾泻．
【点评】本题考查了学生对避险车道设计原理的了解以及惯性现象的解释，注重了物理和生活的联系，是一道较好的简答题．
型 号
真空管/mm
直径×长度
容积/L
集热管采光面积/m2
吸热功率/W
水温/℃
A821﹣1.8m
Φ58×1800
200
2.90
1200～2500
40～98
选择题（每题3分，共30分）
1．（2017•镇江模拟）现代社会发展的三大支柱：能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、风能、核能都是可再生能源
B．我国的北斗卫星导航系统是利用超声波来传递信息的
C．光纤通信是利用激光通过光导纤维来传递信息
D．LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料
【考点】K2：能源的分类；44：超导体的特点；DA：光纤通信；DB：卫星中继通信．
【难度】易
【分析】（1）可再生能源的特点是可以重复利用，取之不尽用之不竭，例如风能、水能、太阳能等．核能不属于可再生能源；
（2）卫星导航利用了电磁波来传递信息；
（3）激光可以在光导纤维里传播，从而传播信息；
（4）二极管是由半导体材料制成的．
【解答】解：
A、太阳能、风能都是可再生能源，核能属于不可再生能源，故A错误；
B、“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，不可能是超声波，故B错误；
C、光纤通讯是依靠激光来传递信息的，故C正确；
D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导材料制成的，不是超导体，故D错误．
故选：C．
【点评】本题考查了的知识点较多，是一道学科综合题，但难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题．
2．（2017•东海县一模）我市能源丰富，发电形式多样，下列能源中属于可再生能源的有（ ）
①连云区田湾核电站利用的核能
②海州区新海发电厂利用的煤炭
③东海县青湖镇青南小区光伏发电利用的太阳能
④东海县李埝林场风力发电场利用的风能．
A．①②B．③④C．①③④D．①②③④
【考点】K2：能源的分类．
【难度】易
【分析】从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、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；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源．
【解答】解：
①核能不可能在短期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源，
②煤炭是化石能源，不可在短时间内形成，故属于不可再生能源；
③太阳能可以在自然界里源源不断的得到补充，是可再生能源；
④风能可以源源不断地从自然界得到，属于可再生能源；
所以属于可再生能源是③④．
故选B．
【点评】此题主要考查对可再生能源和不可再生能源特点的理解，属于基础知识．
3．（2017•启东市模拟）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、核能等新能源都属于可再生能源
B．北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的
C．电热器中的发热体是由超导材料制成的
D．LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的
【考点】K2：能源的分类；42：半导体的特点；D2：电磁波的传播．
【难度】易
【分析】（1）能从自然界源源不断得到的是可再生能源，一旦消耗就很难在短时间内得到补充的，是不可再生能源；
（2）卫星导航、移动通信都是利用电磁波来传递信息的；
（3）超导体的电阻为零，不会放热，所以电能无法转化为内能，利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作；
（4）二极管是由半导体材料制成的．
【解答】解：
A、太阳能可以源源不断地得到，是可再生能源，而核能是不可再生能源，故A错误；
B、“北斗”卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的，超声波无法在真空中传播，故B错误；
C、电热器是利用电流的热效应工作的，故发热体是不能由超导材料制成，故C错误；
D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故D正确．
故选D．
【点评】本题考查了关于能源、信息和材料等方面的一些基础知识，全面了解相关的基础知识可顺利解答．
4．（2017•成华区模拟）2016年7月，我国将利用火箭把世界首颗量子卫星送上太空，火箭常常采用液态氢为燃料，下列关于火箭工作时的说法不正确的是（ ）
A．液态氢是一种清洁能源
B．火箭采用液态氢作燃料是利用了其热值高
C．在火箭加速升空的过程中，卫星的机械能总量变大
D．火箭燃烧室内的燃料燃烧时，将获得的内能全部转化成了机械能
【考点】K2：能源的分类；FN：动能和势能的大小变化；GJ：燃料的热值．
【难度】易
【分析】（1）对环境没有污染（或污染很小）的能源称为清洁能源；
（2）液态氢的热值比较大，完全燃烧相同质量的其他燃料，液态氢放出的热量多；
（3）机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大；
（4）火箭发射运行时，是利用燃料燃烧后，将燃料的化学能转化为燃气的内能，然后利用高温高压的燃气膨胀对外做功，将产生的内能转化为火箭的机械能．
【解答】解：
A、氢气燃烧能生成水，对环境无污染，是清洁能源，故A正确；
B、火箭采用液态氢作燃料是利用了其热值高，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量，故B正确；
C、在火箭加速升空的过程中，其质量不变，高度变大，故重力势能变大；同时其质量不变，速度变大，即其动能变大，所以卫星的机械能总量变大，故C正确；
D、火箭燃烧室内的燃料燃烧时，将所获得的部分内能转化成了机械能，而不是全部转化成了机械能，故D错误．
故选：D．
【点评】本题是利用了火箭升空这一载体来考查热值、能量的转化及能源的利用等知识点，这是中考的一种热点题型，所以学习物理也需要对生活热点中蕴含的物理知识多加关注．
5．（2017•澄迈县一模）下列物质哪些属于不可再生能源（ ）
A．核能B．太阳能C．风能D．水能
【考点】易网
【难度】12 ：应用题；594：能源的利用与发展．
【分析】能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源．
【解答】解：
根据可再生和不可再生能源的区别，可知：核能是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，故A符合题意；
太阳能、水能、风能等在短时间内可以再次产生，是可再生能源，故BCD不符合题意．
故选A．
【点评】本题考查了判断能源的种类，知道可再生与不可再生能源的概念即可正确解题．
6．（2017•简阳市模拟）关于能源、能量的有关说法正确的是（ ）
A．化石能源、核能、地热能都是不可再生能源
B．PM2.5微粒能在空气中分散开来，说明分子在永不停息的做无规则运动
C．太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能直接转化为机械能
D．核电站是利用核裂变将核能转化为内能，再转化为电能来工作的
【考点】K2：能源的分类；GW：扩散现象；K4：核能；KA：太阳能的转化．
【难度】易
【分析】（1）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；
（2）分子运动是看不见的，在不知不觉中发生了变化，扩散现象是分子做无规则运动的结果；
（3）目前人类直接利用太阳能的方式有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳电池把太阳能转化为电能；
（4）核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能．
【解答】解：
A、地热能可以能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源，化石能源、核能是不可再生能源，故A错误；
B、“PM2.5微粒能在空气中分散开来”是固体颗粒的运动，不是分子运动，故B错误；
C、太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转化为电能，然后再通过电动机把电能转化为机械能，故C错误；
D、核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能，再通过汽轮发电机将内能转化为电能，故D正确．
故选D．
【点评】本题考查了对能源分类、分子运动、核能发电过程中能量转化的认识，以及对太阳能电池能量转化的了解，属物理常识题．
7．（2017•吴兴区校级一模）关于能量及其转化的说法中，正确的是（ ）
A．原子弹和核电站都是利用轻核聚变的原理制成的
B．洒水车在水平路面上匀速行驶洒水，其动能保持不变
C．一个物体吸收了热量，其内能会增大，但温度可以不变
D．“永动机”无法实现，是因为它违背了能量转化的方向性
【考点】易
【难度】12 ：应用题；523：分子热运动、内能；593：机械能及其转化；594：能源的利用与发展．
【分析】（1）如果原子核的链式反应在可控制的核反应堆中进行，就可和平利用核能发电，若不加控制，就会发生原子弹爆炸；
（2）动能的大小与质量和速度有关；
（3）温度、内能和热量的相互影响；
（4）第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成；第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律；热力学第二定律反映了宏观自然过程的方向性．
【解答】解：
A．原子弹是核裂变不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器，而用人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理．故A错误；
B．洒水车匀速前进不断洒水的过程中，速度不变、质量减小，洒水车的动能变小．故B错误；
C．物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高．比如：晶体熔化过程，虽然吸收热量，但温度保持不变．故C正确；
D．第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成；第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，即能量间的相互转化都具有方向性，是不可逆的．故D错误．
故选C．
【点评】本题考查涉及的内容比较多：原子弹的原理和核电站的原理的区别；影响动能的因素；考查学生对温度、内能、热量的理解和掌握；两种永动机不能制成的原因．
8．（2017•东莞市二模）2015年，我市云宵的核电站总体技术方案通过专家评审，核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，下列有关核能利用说法正确的是（ ）
A．核反应堆所用的核燃料是可再生能源
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．目前核电站都是通过核裂变来释放核能
D．核反应堆中发生的链式反应是无法控制的
【考点】K4：核能；K2：能源的分类；K7：核裂变．
【难度】易
【分析】（1）核燃料在地球上的储量是有限的，因此是不可再生能源；
（2）核废料是对环境污染很严重的；
（3）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；
（4）核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的．
【解答】解：
A、核能需要用到铀，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故A错误；
B、核废料是对环境污染很严重的，故B错误；
C、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故C正确；
D、核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故D错误．
故选C．
【点评】本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握．
9．（2017•农安县校级模拟）如图所示为核电站示意图和发电流程图．下列说法不正确的是（ ）
A．核能是不可再生能源
B．蒸汽轮机的效率总是小于1
C．核电站利用核聚变工作
D．用超导体作输电导线可以大大降低电能损耗
【考点】K4：核能；47：超导体在磁悬浮列车、超导输电的应用；K7：核裂变．
【难度】易
【分析】（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的．蒸汽轮机的效率总是小于1；
（3）核电站是利用可控的核裂变来进行发电的；
（4）超导材料是一种电阻为零的材料．超导体的电阻为0，不会放热，所以电能无法转化为内能．
【解答】解：
A、核能是不可再生能源，消耗后短时间内不可再生，故A正确；
B、蒸汽轮机工作时，内能不可能全部转化为机械能，故其效率总是小于1，故B正确；
C、核电站利用可控的核裂变释放的核能来发电，故C错误；
D、用超导体做输电导线，可以减小由电能到内能的损耗，提高传输效率，故D正确．
故选C．
【点评】此题通过核电站这一载体，考查了有关能源分类、热机的效率、核能、超导体等知识，要认真分析．
10．（2017•苏州一模）下列关于能源的说法中，正确的是（ ）
A．核电站利用原子核聚变所释放的能量来发电
B．煤、石油、天然气都是不可再生能源
C．随着科技发展，将来可以制造出不消耗能量而不停对外做功的机器
D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽用之不竭”的
【考点】K4：核能；E7：能量的转化与转移的方向性；GQ：永动机；K2：能源的分类．
【难度】易
【分析】（1）核电站利用的是核裂变释放的能量；
（2）可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源，一旦消耗就很难再生的能源则是不可再生能源；
（3）能量即不会消灭，也不会创生，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上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的．
【解答】解：
A、核电站利用的是可控的核裂变释放的能量，故A错误；
B、煤、石油、天然气不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，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、能量虽守恒，但可以利用的能源是有限的，还是要节约能源，故D错误．
故选B．
【点评】本题考查学生对能源、能量转化和守恒定律等相关知识的掌握情况，属于基础内容的考查，比较简单．
二、填空题（每空2分，共46分）
11．（2017•鞍山二模）如图所示是太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．太阳能是在太阳内部氢原子核发生 聚变 （裂变/聚变）时释放出的核能．蓄电池充电时将电能转化为 化学 能，若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.1×107J，这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作50h，则该太阳能路灯的能量转化效率是 30 %．
【考点】K6：核聚变；E2：能量的相互转化；E6：能量利用效率．
【难度】易
【分析】（1）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，太阳内部为核聚变，而核电站应用了重核的裂变．
（2）蓄电池放电是化学能转化成电能，充电是电能转化成电能．
（3）知道路灯的功率和工作时间，根据公式P=变形就可以计算出消耗的电能；太阳能路灯能量转化效率等于路灯消耗的电能与电池板产生能量的百分比．
【解答】解：（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生核聚变，从而产生很大的能量；
（2）蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来；
（3）∵P=，
∴功率为35W的路灯工作50h消耗的电能：
W=Pt=35W×50×3600s=6.3×106J
路灯消耗的电能W电=6.3×106J，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量W=2.1×107J，
∴该太阳能路灯的能量转化效率：
η=×100%=×100%=30%．
故答案为：聚变；化学；30．
【点评】本题借助太阳能路灯考查相关的物理知识，综合性就较强，属于基础知识的考查．
12．（2017•本溪一模）如图是我国东北地区第一个核电站红沿河核电站核电站的核反应维中发生的是原子核的 裂变 （选填聚变或裂变）反应．核电站将核能最终转化成 电 能．
【考点】K7：核裂变；K5：核电站发电过程中的能量转化．
【难度】易
【分析】现代核电站都是利用可控的核裂变反应来将核能最终转化成电能的．
【解答】解：
核电站的能量是通过可控的核裂变获得的；在核电站中核能最终转化为电能．
故答案为：裂变；电．
【点评】此题考查的是核电站的工作原理，属于基础知识的考查，比较简单，容易解答．
13．（2017•广东模拟）核电站的核心设备是核反应堆，它是通过 核裂变 （填“核聚变”或“核裂变”）释放能量的，核能属于 不可再生 （填“可再生”或“不可再生”）能源，l kg铀释放的能量约是 6.8×1013J，相当于完全燃烧 2×106 kg煤释放的能量．（煤的热值3.4×107J/kg）
【考点】K7：核裂变；GG：热量的计算；K4：核能．
【难度】易
【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；
（2）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、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；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源；
（3）已知释放的能量，根据公式Q=qm可求煤的质量．
【解答】解：
（1）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；
（2）核电站所用的核燃料会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
（3）煤的质量m===2×106kg；
故答案为：核裂变；不可再生；2×106．
【点评】本题考查能源的分类和质量的计算，知道不可再生能源的特点和核电站的原理，这些都属于基础知识．
14．（2017•抚顺三模）如图所示为最近退役的我国第一艘核潜艇，该核潜艇的核燃料在反应堆内是通过核 裂变 （填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为内能，为潜艇提供了动力；核潜艇使用的核能属于 不可再生 （填“可再生”“不可再生”）能源；如果轮船上的人刚好看到潜水艇在其船下通过，那么人所看到的潜水艇是在实际潜水艇的 上方 （填“上方”或“下方”）．
【考点】K7：核裂变；AM：光的折射现象及其应用；K2：能源的分类．
【难度】易
【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核潜艇的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；
（2）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、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；
（3）根据光的折射规律：光从空气斜射入其它介质中（或光从其它介质斜射入空气中），入射光线和折射光线分居法线两侧，折射角小于入射角（折射角大于入射角）来解答此题．
【解答】解：
核潜艇的核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的，核能属于不可再生能源；
水中的潜水艇反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，我们看到的是变浅的潜水艇的虚像，因此轮船上的人看到水中的潜水艇，是潜水艇变浅了的虚像，真正的潜水艇在像的下方．
故答案为：裂变；不可再生；上方．
【点评】本题考查了核能的利用、能源的分类以及光的折射现象的应用，属于综合性题目．
15．（2017•无锡一模）太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：
其中“吸热功率”是指：在阳光照射下，集热管每秒钟吸收太阳辐射的能量（热量）．若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是 2.52×107 J；若按最大吸热功率计算，加热这些水需要的时间是 2.8 h．[不计热量散失，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]．
【考点】KB：太阳能热水器中的热量计算．
【难度】中等
【分析】利用密度公式求水的质量，再利用Q=cm△t求水吸收的热量；
而水吸收的热量Q=W=Pt，据此求加热时间．
【解答】解：
由ρ=得水的质量：
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×0.2m3=200kg，
水吸收的热量：
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×30℃=2.52×107J，
由题知，太阳的吸热功率最大为P=2500W，W=Q吸=2.52×107J，
由P=得加热时间：
t===10080s=2.8h，
故答案为：2.52×107；2.8h．
【点评】本题主要考查的是太阳能热水器中的热量计算及其功率计算．
16．（2017•泰兴市校级二模）太阳能是 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，某品牌太阳能热水器的光热转换效率为60%，该太阳能热水器内装有100kg、温度为20°C的水，阳光照射一天后，水温升高到80°C，则热水器内的水吸收了 2.52×107 J的热量，热水器接收 4.2×107 J太阳能．这些太阳能相当于完全燃烧了 0.5 m3的天然气．【已知水的比热容为4.2×103J/（kg•°C），天然气的热值约为8.4×107J/m3）】
【考点】KB：太阳能热水器中的热量计算．
【难度】中等
【分析】（1）能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源；
（2）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm△t求热水器内的水吸收的热量；
（3）又知道光热转换效率，利用η=求热水器接收的太阳能；
（4）由题知Q放=E，再利用Q放=Vq求天然气的质量．
【解答】解：
（1）太阳能可以源源不断的获得，是可以再生的，故它是可再生能源；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（80℃﹣20℃）=2.52×107J；
（3）由η=得热水器接收的太阳能：
E===4.2×107J；
由题知天然气完全燃烧放出的热量：Q放=E=4.2×107J，
由Q放=Vq得需要天然气的体积：
V===0.5m3．
故答案为：可再生；2.52×107；4.2×107；0.5．
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全放热公式Q放=Vq以及效率公式的掌握和运用，计算时注意气体燃料热值的单位是J/m3．
17．（2017•济宁模拟）某品牌太阳能热水器的光热转换效率为60%，该太阳能热水器内装有100kg、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到80℃，则热水器接收 4.2×107 J太阳能．这些太阳能相当于完全燃烧了 0.5 m3的天然气．[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为8.4×107J/m3]．
【考点】KB：太阳能热水器中的热量计算．
【难度】中等
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求热水器内的水吸收的热量；又知道光热转换效率，利用η=求热水器接收的太阳能；
（2）由题知Q放=E，由Q=qV的变形公式可以求出天然气的体积．
【解答】解：水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（80℃﹣20℃）
=2.52×107J；
由η=得热水器接收的太阳能：
E===4.2×107J；
（2）由题知Q放=E=4.2×107J，
由Q放=Vq得需要天然气的体积：
V===0.5m3．
故答燃烧案为：4.2×107；0.5．
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全放热公式Q放=Vq以及效率公式的掌握和运用，计算时注意气体燃料热值的单位是J/m3．
18．（2017•河北一模）如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车．它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A．
（1）太阳能属于 可 （选填“可”或“不可”）再生能源．
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 15% ．
（3）电动机正常工作时，将电能转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是 6.4 m/s．
【考点】KC：太阳能的其他相关计算．
【难度】中等
【分析】（1）可以从自然界中源源不断的得到的能源称为可再生能源；
（2）利用W=UIt求出电能，结合效率公式求出转化率；
（3）根据效率公式求出转化的机械能，再求出功率，利用P=Fv求出速度．
【解答】解：
（1）太阳能属于可再生能源，可以从自然界中源源不断地得到；
（2）由题可知，太阳能电池1s输出的电能为：W=UIt=120V×10A×1s=1200J；
太阳能电池板1s接收的能量为：E=1000J/（m2•s）×8m2×1s=8000J；
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为：
η==×100%=15%；
（3）电动机工作时主要将电能转化为机械能；
若转化效率是80%，则1s转化成的机械能为：W机=W•η=1200J×80%=960J；
输出功率为：P===960W；
因为做匀速直线运动，所以P===Fv，
则该车匀速行驶的速度为：v===6.4m/s．
故答案为：（1）可；（2）15%；（3）6.4．
【点评】此题主要考查学生对于能源分类、效率公式和功率公式的理解和掌握，属于一道新能源利用题目．
三、探究题（19题8分，共8分）
19．（2017•潍坊模拟）微波是一种很有“个性”的电磁波：微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；微波碰到含有水分的食物，其能量大部分被食物吸收．过量的微波辐射对人体有害．微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，装食物的容器则用绝缘材料制成．微波炉内的磁控管能产生振动频率为2.45×109Hz的微波，直达食物内部5cm深，使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了．用微波炉烹饪的速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上．
（1）微波炉内产生的微波属于 B ．
A．声波 B．电磁波 C．超声波 D．红外线
（2）家庭使用微波炉工作时，实现的能量转化的过程是 电能转化为内能 ．
（3）微波炉在使用时，食物不能用金属容器装入后放进炉内加热，试根据短文内容简述其原因： 金属材料只反射，不吸收和传导微波能量，食物无法获得能量 ．
（4）与其它灶具相比，微波炉烹饪速度快且热效率高的主要原因是： ①微波可以穿过绝缘材料，不会消耗能量，直接把能量传给食物；②微波能直达食物内部5cm深，在食物内、外部同时加热，其能量大部分被食物吸收． ．
【考点】E5：能量的转化和转移．
【难度】中等
【分析】（1）根据题文中的信息：微波是一种很有“个性”的电磁波，可知微波炉内产生的微波属于电磁波；
（2）根据题干中的信息，微波使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了，由此可知其工作时能量转化过程是电能转化为内能；
（3）根据题干中的信息，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，所以食物不能用金属容器装入后放进炉内加热；
（4）根据题干提供的信息：①微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，装食物的容器则用绝缘材料制成，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量②微波炉内的磁控管能产生振动频率为2.45×109Hz的微波，直达食物内部5cm深，使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了，以上两点就是微波炉烹饪速度快且热效率高的主要原因．
【解答】解：
（1）根据题干提供的信息微波是一种很有“个性”的电磁波，可知微波是一种电磁波，了解电磁波在生活中的应用；
（2）微波炉工作时，其产生的电磁波，使食物的水分子随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，内能增加了，所以能量转化过程是电能转化为内能；
（3）根据题文中的信息可知，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，所以食物不能用金属容器装入后放进炉内加热；
（4）由题文的信息，微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，微波一碰到金属就发生反射，装食物的容器则用绝缘材料制成，所以微波在金属外壳、食物容器上几乎不消耗能量；微波能直达食物内部5cm深，食物的内部和外部几乎同时变熟，其能量大部分被食物吸收，所以微波炉烹饪速度快且热效率高．
故答案为：（1）B；
（2）电能转化为内能；
（3）金属材料只反射，不吸收和传导微波能量，食物无法获得能量；
（4）①微波可以穿过绝缘材料，不会消耗能量，直接把能量传给食物；②微波能直达食物内部5cm深，在食物内、外部同时加热，其能量大部分被食物吸收．
【点评】本题是一道信息给予题，学生解答此题前要认真的审题、充分理解题意、由题干获取足够的信息．
四、解答题（20题8分，21题8分，共计16分）
20．（2016•亭湖区一模）阅读下面的短文．回答问题：半导体制冷
半导体材料有P型半导体和N型半导体两种，除了可以用于各种电子元器件外，还可以用作制冷材料，甲图是一个半导体制冷单元的原理图，P型半导体和N型半导体的上端和銅片A连接，下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端，此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量．铜片B会向空气放出热量，反之，改变直源电源的正负极方向，使电流方向从P型半导体经A流向N型半导体，这时．铜片B会从空气吸收热量，铜片A会向空气放出热量．
半导体中有可以自由移动的电荷．通电时，电荷移动的方向与电流方向相反．由于电荷在不同的材料中具有不同的能量，当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量；从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量．
从铜片上吸收（放出）热量的多少可用公式Q=π•I表示，其中，I为电流的大小，π称为“帕尔帖系数”，吸收热量时π为正值，放出热量π为负值，π的绝对值不变．
请回答下列问题：
（1）如甲图，若要使一个电冰箱箱内的温度下降，铜片A置于电冰箱 箱内 ，铜片B置于电冰箱 箱外 （前两空选填“箱内”或“箱外”），这就是半导体电冰箱的工作原理；
（2）如甲图，电荷在P型半导体 低于 （选填“高于”或“低于”）N型半导体中的能量；
（3）若将甲图中电源换成交流电源，此时电冰箱 不能 （选填“能”或“不能”）正常制冷；
（4）给半导体制冷器提供乙图所示交流电，当电流为正值时，表示电流方向与甲图直流电方向相同，当电流为负值时，表示电流方向与乙图直流电方向相反，在丙图上作出铜片B处的Q﹣t图象．
【考点】43：半导体的作用．
【难度】中等
【分析】（1）要解答此题需掌握半导体二极管的特点单向通电性，加以运用．通电后有一面是吸热（制冷），一面是散热（将吸的热量散掉）；
（2）根据电荷在不同的材料中具有不同的能量，当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量；从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量可结合图甲做出判断；
（3）由于交流电源电压较大，且电流方向不断变化，不能直接使用；
（4）根据乙图判断出电流方向，根据电流方向与直流电方向相同或相反，判断出热量的变化情况，作出Q﹣t图象．
【解答】解：（1）由短文提供的信息可知，电路的电路流方向是从N型半导体铜片A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，应置于冰箱的箱内，从冰箱内吸收热量，使电冰箱箱内的温度下降；铜片B会向空气放出热量，应置于冰箱的箱外；铜片B会向空气放出热量，应置于冰箱箱外，把从箱内吸收的热量散发掉，达到制冷的目的；
（2）电荷在不同的材料中具有不同的能量，电荷从P流向N，此时吸收热量，而电荷从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量，所以电荷在P型半导体低于N型半导体中的能量．
（3）交流电源的电流方向是变化的，这样吸热和放热的状态就会不断改变，不能使吸热的部分恒定保持吸热状态，不能使放热的地方恒定保持放热状态．
（4）观察图乙可知，当电流为正值时，表示电流方向与乙图直流电方向相同，电流为负值时，表示电流方向与乙图直流方向相同相反，在丙图上作出铜片B处的Q﹣t图象如图所示：
故答案为：（1）箱内；箱外； （2）低于；（3）不能；（4）见上图．
【点评】本题以冰箱为载体，考查了半导体的特点以及冰箱的工作原理，考查了学生解决实际问题的能力．能够从短文中获取对解题有用的信息是解题的关键．
21．（2016•厦门校级一模）某司机驾驶一辆满载30吨货物的货车，行至一处高速公路下坡路段时，因长时间刹车使车轮的摩擦金属片发热变软，导致刹车失灵．危急之下，他将汽车驶向右侧用碎石铺设的紧急避险车道（上坡），如图1所示，汽车迅速减速，避免了重大事故发生．
（1）从能量转化的角度解释汽车驶入避险车道后迅速减速的原因．
（2）如图2所示，汽车停止后，尾部翘起、货物向前倾泻，为什么？
【考点】E2：能量的相互转化；6L：惯性．
【难度】中等
【分析】（1）一种形式的能转化为另一种形式的能，一种形式的能会减小，另一种形式的能会增大，从动能和重力势能大小进行判断．
（2）物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，惯性是物体本身固有的属性，任何物体都具有惯性．
【解答】答：
（1）汽车进入上坡的避险车道，动能转化为重力势能，同时车轮与碎石车道摩擦，动能转化为内能，汽车的动能减小，迅速减速；
（2）汽车前部停止后，尾部的货物由于惯性，保持向前的运动状态，所以汽车尾部会上翘、货物向前倾泻．
【点评】本题考查了学生对避险车道设计原理的了解以及惯性现象的解释，注重了物理和生活的联系，是一道较好的简答题．
型 号
真空管/mm
直径×长度
容积/L
集热管采光面积/m2
吸热功率/W
水温/℃
A821﹣1.8m
Φ58×1800
200
2.90
1200～2500
40～98
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