初中物理人教版九年級全冊第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展隨堂練習題

這是一份初中物理人教版九年級全冊第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展隨堂練習題，共8頁。試卷主要包含了選擇題，填空題，實驗探究題，綜合能力題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.圖1為核電站發(fā)電的流程示意圖。下列有關(guān)核電站發(fā)電過程中能量轉(zhuǎn)化的排列，其中正確的是（ ）
圖1
A.核能、機械能、化學能、電能
B.核能、機械能、內(nèi)能、電能
C.核能、內(nèi)能、機械能、電能
D.核能、內(nèi)能、化學能、電能
2.人類社會發(fā)展與能源的利用息息相關(guān)，能源可分為“可再生能源”和“不可再生能源”，可再生能源是指那些可從自然界源源不斷得到的能源，下列屬于可再生能源的是（ ）
A.煤 B.石油 C.風能 D.天然氣
3.環(huán)保太陽能公廁已在部分城市投入使用，其頂部是大面積太陽能電池板，它所轉(zhuǎn)換及貯存的能量可滿足廁所內(nèi)所需要的電力供應(yīng)，經(jīng)連續(xù)三天充分日照后，可供無日照情況下使用一周。這種能量的轉(zhuǎn)換和貯存形式是( )
A.太陽能—內(nèi)能—電能
B.太陽能—化學能—電能
C.太陽能—電能—化學能—電能
D.太陽能—化學能—光能
4.在圖2中，以消耗不可再生能源來獲取電能的是（ ）
A.太陽能電池板 B.風力發(fā)電機 C.水力發(fā)電站 D.核能發(fā)電站
圖2
5.關(guān)于能源，下列說法正確的是（ ）
A.地球上的能源都是可再生能源
B.核能是無污染的可再生能源
C.核廢料會對環(huán)境造成嚴重的破壞，不能隨意丟棄
D.目前的核電站都是利用核聚變釋放的核能來發(fā)電的
6.我國南海海底蘊藏著大量的“可燃冰”，它是天然氣和水在低溫高壓下形成的固態(tài)物質(zhì)，因外形晶瑩剔透，酷似冰塊卻能燃燒而得名，是一種熱值高、清潔無污染的新型能源。下列說法正確的是（ ）
A.可燃冰是可再生能源
B.可燃冰的能量來自億年前的太陽能
C.可燃冰是核聚變反應(yīng)生成的
D.可燃冰燃燒時核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
7.人類對核能的開發(fā)和利用不斷取得新的進展，根據(jù)目前的科研水平，你認為以下關(guān)于原子彈和核電站的說法正確的是（ ）
A.核電站能控制裂變的反應(yīng)速度
B.原子彈對聚變的鏈式反應(yīng)不加控制
C.原子彈利用核裂變，核電站利用核聚變
D.原子彈利用核聚變，核電站利用核裂變
8.關(guān)于能量和能源的利用，以下說法正確的是（ ）
A.核電站是利用化學能來發(fā)電的
B.水能、風能和化石能源均是可再生能源
C.太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置
D.電能可以使電燈發(fā)光，同時產(chǎn)生內(nèi)能，而這些內(nèi)能無法自動地轉(zhuǎn)化為電能
9.太陽中蘊藏著無比巨大的能量，下列說法正確的是（ ）
A.太陽能是不可再生能源
B.太陽能的應(yīng)用會嚴重污染環(huán)境
C.太陽能的應(yīng)用具有廣闊前景
D.太陽能不能轉(zhuǎn)化成電能
10.我國常規(guī)能源分布和能源的消耗很不均衡，出現(xiàn)“北煤南運、西電東送、西氣東輸”的現(xiàn)象，不能有效地解決這一問題的是（ ）
A.修建三峽水電站
B.在東部地區(qū)修建若干火力發(fā)電站
C.在西北地區(qū)修建許多火力發(fā)電站
D.在東部地區(qū)修建幾座核電站
11.“能源和環(huán)境”是全世界各國共同面臨的問題。我國各地正在運行“資源節(jié)約型”“環(huán)境友好型”兩型社會建設(shè)試點。保護環(huán)境、節(jié)約能源要從我做起，下列說法中需要改正的是（ ）
A.養(yǎng)成及時關(guān)掉水龍頭和人走關(guān)燈的習慣
B.盡可能用太陽能熱水器代替電熱水器
C.及時將生活垃圾、廢電池裝在一起丟到垃圾箱中
D.用洗臉水沖廁所，將廢報紙、酒瓶等送到廢品收購站
12.目前國家提倡“低碳生活”，實際上就是為了節(jié)約能源和保護環(huán)境。下列說法中符合“低碳生活”理念的是（ ）
A.上學時能騎單車就盡量不坐汽車
B.為了衛(wèi)生而使用一次性碗筷
C.教材用舊了就不要再循環(huán)使用
D.為了方便而使用一次性塑料袋
二、填空題（每空1分，共29分）
13.上海世界博覽會正式對外開放。本屆世博會高度重視節(jié)能環(huán)保，因此又被稱為“綠色世博”。中國國家館內(nèi)，“水的流動”聯(lián)系了各個展層和展項，水資源的利用已成為各國探討的熱點。
（1）水能屬于_______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）如果在江河上修筑攔河壩，抬高壩內(nèi)水位就能增大壩內(nèi)水的_______能，水流下時可以帶動發(fā)電機發(fā)電。
（3）水具有比熱容大的特點，以下現(xiàn)象中不能用此特點解釋的是_________。
A.冷卻汽車發(fā)動機，采用循環(huán)流動的水
B.寒冬季節(jié)，放在室外的水缸會破裂
C.育秧時，為了防止霜凍，常在傍晚時向秧田里灌水
14.太陽能飛機的表面遍布太陽能電池，該電池能將太陽能轉(zhuǎn)化為______能供電動機轉(zhuǎn)動，太陽能飛機機翼的橫截面形狀如圖3中局部放大圖_______。（選填“甲”或“乙”）

圖3 圖4
15.如圖4所示是太陽能熱電站的原理圖，看圖回答下列問題：
（1）反射鏡的作用是_______________________________；太陽能熱電站發(fā)電受天氣影響，陰雨天時，發(fā)電的功率將減小，圖中能夠保證陰天還能發(fā)電的裝置是_________；
（2）從集熱器到汽輪發(fā)電機，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是_____________________________；
（3）與火力發(fā)電站相比，太陽能熱電站的優(yōu)點是________，缺點是_____________。
16.目前直接利用太陽能的方式，一是用______裝置轉(zhuǎn)化為內(nèi)能加熱物體，另一種是用________裝置轉(zhuǎn)化成電能供用電器工作。
17.蕪湖核電項目已正式定址繁昌縣蘆南鎮(zhèn)徐圩村芭茅山。核電站所用的核燃料屬于____（選填“可再生”或“不可再生”）能源，在核反應(yīng)堆中，核燃料發(fā)生_______變釋放出大量的核能，最后發(fā)電機利用_______原理發(fā)電。蕪湖核電項目建成后，四臺機組年發(fā)電總量約為3×1010 kW·h，這些電能相當于完全燃燒______kg的煙煤釋放出的熱量（煙煤的熱值為3×107 J/kg）。
18.圖5是1995年與2001年世界能源消耗情況。由圖可知，世界能源的消耗呈_______趨
圖5
勢（選填“增長”或“減少”）。請你提出一條日常生活中節(jié)約能源的措施：________________________。
圖6
19.環(huán)境保護是現(xiàn)代社會的熱點，環(huán)境污染是世界各國關(guān)注的焦點，特別是核污染更是全人類高度警惕的問題，繼1986年“切爾諾貝利”核泄漏事件之后，2000年8月12日，質(zhì)量m=1.4×107 kg的俄羅斯“庫爾斯克”號核潛艇在巴倫支海遇難，引起挪威生態(tài)保護組織和國際社會的普遍關(guān)注。
（1）核裂變和核聚變是獲得大量核能的兩種途徑，核潛艇反應(yīng)堆的核能是通過哪種途徑獲得的?
答：__________________________________。
（2）圖6所示是核電站原理示意圖。
①“反應(yīng)堆”與“一回路”中的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?
答：_____________________________________________________________________。
②在235 g鈾燃料中含有6.02×1023個鈾核，如果它們?nèi)堪l(fā)生裂變，通過汽輪發(fā)電機得到3.2×106 kW·h的電能，則該核電站的效率為________。(每個鈾核裂變會釋放出3.2×10-11 J的能量)
（3）請說出幾種目前開發(fā)利用的新能源。(至少兩種)__________________________。
圖7
20.隨著生活水平的提高，一些高科技成果已逐步走進人們的生活。如圖7是一種太陽能路燈，你能從它的相關(guān)說明中獲得哪些信息？（寫出三條即可）
①_________________________________________；
②_________________________________________；
③_________________________________________；
④該路燈工作的實質(zhì)是將太陽能最終轉(zhuǎn)化為_______________。
21.目前，化石燃料仍是世界上的主要能源。
（1）化石燃料屬于_________能源（選填“可再生”或“不可再生”）。
（2）完全燃燒4 m3的天然氣可放出_______J的熱量。（天然氣的熱值是7.5×107 J/m3）
（3）化石燃料燃燒可造成空氣污染，為減少有害物質(zhì)排放，請你提出一條合理化建議：________________________________________________________________________。
圖8
三、實驗探究題（8分）
22.隨著人們生活水平的日益提高，以利用太陽能為主的太陽能熱水器已走入尋常百姓家，如圖8所示是一種常見的太陽能——電能雙能熱水器示意圖，A是由一排真空鍍膜管組成的集熱器，B是儲水箱，C是電加熱器。
（1）在陽光直射下，圖中水管與A、B中的水將沿_______（選填“順”或“逆”）時針方向流動，這是因為___________，電加熱器C的作用是________________________________。
（2）家庭用太陽能熱水器與燃氣式熱水器的初裝費、使用年限見下表：
若你的父母決定選購這兩種熱水器中的一種，那么你將建議購買哪一種？寫出你這樣選擇的兩條理由。
四、綜合能力題（23、24、25題各6分，26題9分，共27分）
23.閱讀材料，請回答下列問題。
你聽說過“乙醇汽油嗎”
有這樣一則報道：一個美國農(nóng)民面對自己家里堆積如山的玉米愁容滿面：玉米售價既低廉又銷路不好。他夢想著將這些有著黃金一樣顏色的東西變成真正的黃金！他不顧大家都譏笑他異想天開，專程為他的“異想天開”去請教了一位科學家。這位科學家既同情他也對他的“異想天開”很感興趣，經(jīng)過一段時間的研究和考察，這位科學家開發(fā)出了“乙醇汽油”，即用玉米生產(chǎn)乙醇，然后以一定比例與汽油混合，就可以供汽車等作為能源使用。
石油被稱為“液體黃金”，但是使用傳統(tǒng)能源所帶來的環(huán)境問題以及能源危機正越來越嚴重地困擾著人類。所以“乙醇汽油”的開發(fā)和利用或許能給人類開發(fā)新的能源帶來一種新的途徑。
請你根據(jù)上述材料和所學知識分析回答下列問題：
（1）乙醇燃燒的過程是_______能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。理論上，完全燃燒28 g乙醇可以產(chǎn)生8.4×105J的熱量，如果這些熱量完全被水吸收，在1標準大氣壓下，那么可以將_______kg 20 ℃的水加熱到沸騰。［水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）］
（2）使用乙醇汽油作為能源，與使用傳統(tǒng)汽油、柴油等相比具有明顯的好處,請你說出兩點：①_______________________；②________________________。
24.汽車為人類文明做出了巨大的貢獻，同時對自然生態(tài)環(huán)境的惡化，負有難以推卸的責任。
行駛的汽車大量排放含氮氧化物、一氧化碳、碳氫化合物等廢氣。2011年4月1日起，北京市開始執(zhí)行調(diào)整后的非居住區(qū)停車場白天收費標準，希望靠提高收費來限制小汽車上路。
我國政府為了減少汽車尾氣帶給人們的危害，花費了大量的精力、財力。由于天然氣和液化石油氣的熱值大、價格低，燃燒后生成物中不含鉛，污染少。因此，在北京街頭，隨處可見到用天然氣或液化石油氣作為燃料的汽車，成為綠色北京的一個新亮點。
（1）說一說汽車的泛濫對自然生態(tài)環(huán)境的危害：_______________________________。
（2）針對環(huán)境污染，汽車使用天然氣或液化石油氣作燃料的優(yōu)點是_______________。
（3）為建設(shè)綠色中華，綠色北京，請你另外提出一條治理汽車尾氣污染的合理化建
議：______________________________________________________________________。
25.在南昌市紅谷灘新區(qū)人們可免費租借自行車出行，這是當今倡導低碳生活的一種具體體現(xiàn)。低碳生活是指生活作息時所耗用的能量要減少，從而降低碳特別是二氧化碳的排放。低碳生活，對于我們普通人來說，是一種態(tài)度，而不是一種能力，我們應(yīng)該積極倡導并踐行。請你從物理學的角度再列舉三個低碳生活的事例。
26.6月5日是世界環(huán)境日，人類對能源的需求越來越大，世界能源危機日益突出，如何合理利用和開發(fā)能源，提高能源的利用率，實現(xiàn)低碳減排，已成為世界各國共同關(guān)注的問題。
（1）圖9甲為近兩個多世紀以來人類能源消耗曲線圖，由圖可知，自1950年以來，人類能源消耗的情況是（ ）
A.顯著增長 B.平穩(wěn)增長 C.穩(wěn)中有降 D.顯著減少

甲 乙 丙
圖9
（2）在眾多的未來能源中，風能、太陽能、水能都同屬于_______（選填“可再生”或“不可再生”）能源，它們的開發(fā)和利用可以減輕大量化石燃料的生產(chǎn)和消費導致嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。
（3）為實現(xiàn)減排目標，國家大力推廣風力發(fā)電。江蘇省沿海地區(qū)風力發(fā)電項目已全面啟動，沿海壯觀的風電場即將形成（如圖9乙）。假如1.2×106 kW的風電場項目全面建成之后，所有機組發(fā)電1 h，可提供多少kW·h的電能？這些電能相當于多少千克煤炭完全燃燒所釋放出來的能量？（煤的熱值為3.0×107 J/kg，1 kW·h＝3.6×106 J）
（4）充分利用太陽能，符合節(jié)能減排的理念。太陽能熱水器（如圖9丙）已走進了千家萬戶，小明家的太陽能熱水器接受太陽能的總有效面積為2 m2，熱水器每平方米的面積上1 h 得到的太陽輻射能平均為2.52×106J，熱水器僅能把接收的太陽能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，若光照3 h可以使熱水器內(nèi)初溫為20 ℃、質(zhì)量為100 kg的水溫度升高多少攝氏度？已知水的比熱容是4.2×103 J/（kg·℃）。
參考答案
1.C 解析：核能發(fā)電是核燃料的核能轉(zhuǎn)化為蒸汽的內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機的機械能，通過發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能。
2.C 解析：煤、石油、天然氣等化石能源是埋藏在地下經(jīng)地質(zhì)變化千百萬年后的產(chǎn)物，它們在人類利用時越來越少，不可能短期內(nèi)得到補充，是典型的不可再生能源，而風能是可以源源不斷地得到的一種能源，屬于可再生能源，C選項正確。
3.C 解析：太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，在蓄電池內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為化學能，對外供電時將化學能轉(zhuǎn)化為電能。
4.D 解析：A選項中，太陽能發(fā)電：太陽能（可再生）轉(zhuǎn)化為電能；B選項中，風力發(fā)電：風能（可再生）轉(zhuǎn)化為電能；C選項中，水力發(fā)電：水的機械能（可再生）轉(zhuǎn)化為電能；D選項中，核能發(fā)電：核能（不可再生）轉(zhuǎn)化為電能。
5.C 解析：地球上的能源有很多種，有的是可再生能源，如水能、風能、太陽能等；而化石能源、核能等越用越少，屬于不可再生能源，故A、B選項錯誤。核廢料具有很強的核輻射，必須進行專門的處理，不能隨意丟棄，故C選項正確。目前的核電站是利用核裂變釋放的核能，而不是核聚變，故D選項錯誤。
6.B 解析：可燃冰的學名為“天然氣水合物”，是天然氣在0 ℃和30個大氣壓的作用下結(jié)晶而成的“冰塊”?！氨鶋K”里甲烷占80%～99.9%，可直接點燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多，它屬于不可再生能源，其能量的來源主要是內(nèi)部所含的甲烷燃燒釋放的能量，因此B選項是正確的，A、C、D選項錯誤。
7.A 解析：目前人類獲取核能的途徑有兩種：一是核裂變，二是核聚變。當前人類技術(shù)對核聚變還不能控制，人類和平利用核能是核裂變，如核電站就是利用可控核反應(yīng)堆，原子彈是利用核裂變，氫彈是利用核聚變，所以A選項正確。
8.D 解析：核電站是利用核能轉(zhuǎn)化為電能，故A選項錯誤；水能、風能是可再生能源，而化石能源是不可再生能源，故B選項錯誤；太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故C選項錯誤；電燈發(fā)光是利用電流的熱效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，由于能量的轉(zhuǎn)化是不可逆的，所以這些內(nèi)能無法自動轉(zhuǎn)化為電能，故D選項正確。
9.C 解析：太陽能是一種清潔的可再生能源，所以A、B錯誤；目前直接利用太陽能的方式，主要是光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換，所以太陽能可以轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤；太陽能是未來的理想能源，前景廣闊，故選C。
10.B 解析：長江水資源豐富，修建水電站可充分利用水資源；西北地區(qū)化石燃料資源豐富，可修建火力發(fā)電站。而東部地區(qū)由于化石燃料資源缺乏，若修建火力發(fā)電站，需要從西北部運輸化石燃料，因而增加了運輸成本，增大了投資。若在東部修建核電站，由于核燃料的需求量少，因此可以解決運輸和輸送電的實際困難。
11.C 解析：廢電池內(nèi)有毒物質(zhì)及重金屬含量高，隨意丟棄容易污染環(huán)境。我們應(yīng)專門收集處理廢電池，不得將其和其他垃圾一塊放入垃圾箱。
12.A 解析：使用一次性碗筷和使用一次性塑料袋都會造成資源浪費，為了節(jié)約能源和保護環(huán)境，我們提倡上學時能騎單車就盡量不坐汽車。
13.（1）可再生 （2）重力勢 （3）B 解析：水能被利用后自然界很快能夠再生，所以水能屬于可再生能源；重力勢能的大小取決于物體的質(zhì)量和高度，抬高攔河壩內(nèi)的水位使水的高度增加，可以增大水的重力勢能；寒冬季節(jié)，放在室外的水缸會破裂是因為水凝固成冰后體積會變大，將水缸脹破，與水的比熱容大無關(guān)。
14.電 甲 解析：太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。機翼的橫截面形狀應(yīng)如題圖局部放大圖甲所示，因為機翼橫截面的形狀上下不對稱，在相同的時間內(nèi)，機翼上方氣流通過的路程較長，因而速度較大，它對機翼的壓強較小，下方氣流通過的路程較短，因而速度較小，對機翼的壓強較大。這樣機翼的上、下表面產(chǎn)生了壓強差，獲得向上的升力。
15.（1）使分散的太陽光集中到集熱器上，提高效率 儲熱器 （2）內(nèi)能→機械能→電能 （3）能源持久、無污染 效率低、功率不穩(wěn)定、受天氣影響大
16.光熱轉(zhuǎn)換 光電轉(zhuǎn)換
17.不可再生 核裂 電磁感應(yīng) 3.6×109
解析：核電站的核心是核反應(yīng)堆，它以鈾核為燃料，核反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成汽輪機的機械能，帶動發(fā)電機利用電磁感應(yīng)原理轉(zhuǎn)化為電能。Q=W=3×1010 kW·h=1.08×1017 J，相當于煙煤的質(zhì)量m=Qq=1.08×1017 J3×107 J/kg=3.6×109 kg。
18.增長 人走燈滅
19.（1）核裂變 （2）①核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ②59.8% （3）太陽能、核能、地熱能、潮汐能
解析：核反應(yīng)堆利用的是可控核裂變反應(yīng)，是將核能先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機械能，最終轉(zhuǎn)化為電能。核電站的效率η=3.2×106 kW·h×3.6×106 J/(kW·h)6.02×1023×3.2×10-11 J≈59.8%。
20.①太陽能電池最大輸出功率為40 W ②所使用燈泡為高效節(jié)能燈 ③電源電壓為12 V④光能
21.（1）不可再生 （2）3×108 （3）開發(fā)利用清潔能源等
解析：化石能源是典型的不可再生能源，包括煤、石油、天然氣等。由公式Q=qV得Q放=7.5×107 J/m3×4 m3=3×108 J。為減少燃料燃燒污染空氣，可開發(fā)利用清潔能源，如地熱能、太陽能等。
22.（1）順 熱水的密度比冷水的密度小,集熱器中的熱水總是上升,儲水箱中的冷水總是下降 在陰雨天或夜間用來輔助加熱
（2）選購太陽能熱水器,因為它的平均成本低,且使用時方便、清潔、無污染。
23.（1）化學 2.5 （2）①節(jié)約傳統(tǒng)能源 ②減少環(huán)境污染
解析：水的質(zhì)量為m=Q吸c（t-t0）=8.4×105 J4.2×103 J/（kg·℃）×（100 ℃-20 ℃）=2.5 kg。
24.（1）產(chǎn)生廢氣、余熱和噪聲等 （2）尾氣中不含鉛，污染少 （3）推廣使用太陽能汽車；提倡步行、騎自行車或乘公交車出行，限制自駕出行等
25.多使用清潔能源，如風能、水能、太陽能等；鼓勵人們多乘坐公共交通工具（或養(yǎng)成良好的用水、用電的習慣；提高機械效率；加強廢氣排放管理等）
解析：“節(jié)能”主要從盡量利用污染小的能源、減少能源浪費兩方面考慮，例如利用風能、水能、太陽能等能源及多人乘坐一輛車等方式；“減排”主要從少使用機動車、提高機械效率、加強排氣管理等方面考慮。
26.（1）A （2）可再生
（3）可提供電能為W=Pt=1.2×106kW×1 h=1.2×106kW·h=4.32×1012J
Q=W=4.32×1012J
煤炭質(zhì)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
水升高溫度為Δt＝Q2cm=7.56×106 J4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg=18 ℃
太陽能路燈說明
RE—TZ13
1.太陽能電池：40 W
2.發(fā)光光源：高效節(jié)能燈
3.系統(tǒng)電壓：12 V
4.連續(xù)陰雨：3~5天
5.環(huán)境溫度：-20 ℃~+70 ℃
6.照明時間：12小時
熱水器類型
初裝費
使用年限
太陽能
1 500 元
15 年
燃氣式
700元
5年