人教版初中物理九年級(jí)全冊(cè) 第二十二章《能源與可持續(xù)發(fā)展》單元測(cè)試卷【原卷版】+【解析版】-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

（滿分：100分時(shí)間：90分鐘）
一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共36分）
1. 關(guān)于石油燃料的說(shuō)法正確的是（）
A．石油燃料屬于二次能源
B．石油燃料屬于不可再生能源
C．石油燃料燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)能把石油燃料化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為汽車(chē)動(dòng)能
【答案】B
【詳解】A．一次能源：是指可以從自然界直接獲取的能源，例：煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能、核能。石油燃料屬于一次能源，故A錯(cuò)誤；
B．石油燃料消耗后不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，屬于不可再生能源，故B正確；
C．石油燃料燃燒時(shí)放出熱量，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；
D．由于存在能量損失，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不能把石油燃料化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為汽車(chē)動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。
故選B。
2．圖為近兩個(gè)多世紀(jì)以來(lái)人類(lèi)能源消耗曲線圖，由圖可知，自1950年以來(lái)，人類(lèi)能源消耗的情況（）
A．顯著增長(zhǎng) B．平穩(wěn)增長(zhǎng) C．穩(wěn)中有降 D．顯著減少
【答案】A
【詳解】根據(jù)圖像看出，自1950年以來(lái)，人類(lèi)能源消耗的情況逐年上升，增長(zhǎng)幅度也是顯著的。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
3．下列能源中，屬于二次能源的是（）
A．煤 B．汽油 C．太陽(yáng)能 D．石油
【答案】B
【詳解】解答：所謂一次能源是指直接取自自然界沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源，它包括：原煤、原油、天然氣、核能、太陽(yáng)能、水力、風(fēng)力、波浪能、潮汐能、地?zé)?、生物質(zhì)能和海洋溫差能等等．由一次能源經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源產(chǎn)品，稱為二次能源，例如：電力、蒸汽、煤氣、汽油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、沼氣、氫氣和焦炭等等．故ACD錯(cuò)誤．
故選B．
4．如圖所示是一種核反應(yīng)的過(guò)程，則有關(guān)這過(guò)程的說(shuō)法中正確的是（）

A．該核反應(yīng)過(guò)程屬于核裂變過(guò)程
B．現(xiàn)代核電站獲取核能的方式就是利用了該核反應(yīng)
C．該核反應(yīng)的原理可用于制造原子彈
D．太陽(yáng)能提供源源不斷的能量是因?yàn)樘?yáng)內(nèi)部在不斷地發(fā)生該核反應(yīng)過(guò)程
【答案】D
【詳解】A．根據(jù)氘核和氚核生成氦核的核反應(yīng)可知，該核反應(yīng)過(guò)程屬于核聚變過(guò)程，A錯(cuò)誤；
B．為了能控制核反應(yīng)的過(guò)程，現(xiàn)代核電站獲取核能的方式是利用核裂變，故B錯(cuò)誤；
C．原子彈屬于核裂變，故該核反應(yīng)的原理不可用于制造原子彈，故C錯(cuò)誤；
D．由于太陽(yáng)內(nèi)部是氘核和氚核的核聚變反應(yīng)，故太陽(yáng)能提供源源不斷的能量是因?yàn)樘?yáng)內(nèi)部在不斷地發(fā)生該核反應(yīng)過(guò)程，故D正確。
故選D。
5．如圖是我國(guó)的大亞灣核電站，是利用核能來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)電能的發(fā)電站。關(guān)于核能和核電站，下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是（）
A．核能是可再生能源
B．核能不會(huì)對(duì)人類(lèi)造成危害
C．核電站是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電的
D．核電站發(fā)電時(shí)，把核能直接轉(zhuǎn)化為電能

【答案】C
【詳解】A．核能消耗后不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源，其屬于不可再生能源，故A錯(cuò)誤；
B．核裂變的材料有很強(qiáng)的放射性，使用不當(dāng)會(huì)對(duì)人類(lèi)造成危害，故B錯(cuò)誤；
C．核電站是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電的，故C正確；
D．核電站發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化為核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。
故選C。
6．太陽(yáng)是人類(lèi)能源的寶庫(kù)，太陽(yáng)能（）
A．是可再生能源 B．是二次能源
C．不是未來(lái)的理想能源之一 D．來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變
【答案】A
【詳解】太陽(yáng)的能量來(lái)自內(nèi)部源源不斷地核聚變反應(yīng)，太陽(yáng)能可以源源不斷地從自然界直接獲得、利用是一次能源，也是可再生能源，而且它還無(wú)污染，是未來(lái)理想能源之一。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
7．關(guān)于太陽(yáng)能涼帽，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A．太陽(yáng)能實(shí)質(zhì)上是太陽(yáng)內(nèi)部核裂變釋放出的能量
B．太陽(yáng)能是可再生能源
C．電動(dòng)機(jī)：將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．電池板：將太陽(yáng)能主要轉(zhuǎn)化為電能
【答案】A
【詳解】A．太陽(yáng)內(nèi)部有無(wú)數(shù)的氫彈在爆炸釋放能量，即太陽(yáng)能的實(shí)質(zhì)是太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變釋放的能量，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B．太陽(yáng)能可源源不斷地從自然界獲取，是可再生能源，故B正確，不符合題意；
C．電動(dòng)機(jī)消耗電能，獲得機(jī)械能，將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確，不符合題意；
D．電池板接收太陽(yáng)能，獲得電能，將太陽(yáng)能主要轉(zhuǎn)化為電能，故D正確，不符合題意。
故選A。
8．目前，科學(xué)家正在研究太空電站，即地球同步軌道上的太陽(yáng)能電站，其示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A．太陽(yáng)能來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變
B．太陽(yáng)能收集板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能
C．利用微波實(shí)現(xiàn)“無(wú)纜傳輸”，微波是一種電磁波
D．太陽(yáng)能是一種清潔，無(wú)污染的可再生能源
【答案】A
【詳解】A．太陽(yáng)能通過(guò)太陽(yáng)內(nèi)部的氫原子發(fā)生核聚變獲得，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B．太陽(yáng)能收集板就是太陽(yáng)能電池板，它將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確，不符合題意；
C．通過(guò)電磁波來(lái)傳輸能量，實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)線傳輸，微波是一種電磁波，故C正確，不符合題意；
D．太陽(yáng)能是一種清潔、無(wú)污染、可再生能源，太陽(yáng)內(nèi)部時(shí)刻進(jìn)行著核聚變，由氫原子核聚變成氦原子核，釋放出核能，故D正確，不符合題意。
故選A。
9．配套千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)、光電基地，河北豐寧抽水蓄能電站將低谷過(guò)剩電能轉(zhuǎn)換為高峰電能，被譽(yù)為世界最大的“超級(jí)充電寶”。抽水蓄能電站在用電低谷時(shí)，用過(guò)剩電力抽水儲(chǔ)存，在用電高峰時(shí)放水發(fā)電。如圖所示，當(dāng)風(fēng)、光發(fā)電盤(pán)大用不完時(shí)，電站從下水庫(kù)向上水庫(kù)抽水蓄能（a）；當(dāng)風(fēng)、光發(fā)電量不足時(shí)，電站則向下水庫(kù)放水發(fā)電（b）。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A．光伏發(fā)電是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能
C．電機(jī)抽水是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．放水發(fā)電是將水能轉(zhuǎn)化為電能
【答案】A
【詳解】A．光伏發(fā)電是將光能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤﹔
B．風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能（風(fēng)的機(jī)械能）轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；
C．電機(jī)抽水是將電能轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，故C正確；
D．放水發(fā)電是將水能（水的機(jī)械能）轉(zhuǎn)化為電能，故D正確。
故選A。
10．我們生活在能量的世界，社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展離不開(kāi)能量。對(duì)于能量、能源的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）
A．做功過(guò)程實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程
B．能量轉(zhuǎn)化具有方向性，所以能量不守恒
C．核燃料能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)100%，需大力發(fā)展
D．煤、石油、天然氣提供的能量源自地球本身
【答案】A
【詳解】A．能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體。因此做功過(guò)程實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程，故A正確；
B．根據(jù)能量守恒定律可知，在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變，但能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，不能反過(guò)來(lái)轉(zhuǎn)化，故B錯(cuò)誤；
C．由于不可避免的能量損耗，因此核燃料能量轉(zhuǎn)化不可能達(dá)到100%，故C錯(cuò)誤；
D．煤、石油、天然氣等來(lái)源于遠(yuǎn)古時(shí)期動(dòng)植物，而動(dòng)植物的能量來(lái)源于太陽(yáng)輻射，故D錯(cuò)誤。
故選A。
11．為應(yīng)對(duì)地球氣候變暖，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，在踐行節(jié)能低碳的今天，應(yīng)特別重視射的能者新能源的開(kāi)發(fā)和利用。下列能源中屬于如圖所示陰影部分的是（）

A．煤炭 B．風(fēng)能 C．潮汐能 D．核能
【答案】B
【詳解】AD．煤炭和核能屬于不可再生能源，故AD不符合題意；
B．風(fēng)能能源是地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。由于地面各處受太陽(yáng)輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動(dòng)，即形成風(fēng)。風(fēng)能來(lái)自太陽(yáng)能，是可再生的新能源，又是新能源，故B符合題意；
C．潮汐能是從海水面晝夜間的漲落中獲得的能量，它與天體引力有關(guān)，不是來(lái)自太陽(yáng)能，故C不符合題意。
故選B。
12．河北豐寧抽水蓄能電站是2022年北京冬奧會(huì)的電力保障項(xiàng)目之一、該電站可以利用風(fēng)能和光能資源充足時(shí)發(fā)電獲得的部分電能，將水抽到高處轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能儲(chǔ)存起來(lái)，需要時(shí)再利用水的勢(shì)能發(fā)電，從而彌補(bǔ)了風(fēng)能、光能不穩(wěn)定且轉(zhuǎn)化的電能難儲(chǔ)存的不足，實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光與水電的互補(bǔ)，堪稱電力系統(tǒng)的巨型“充電寶”。下列說(shuō)法正確的是（）
A．風(fēng)能和光能是不可再生能源
B．該電站抽水蓄能時(shí)可將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，發(fā)電時(shí)可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C．根據(jù)能量守恒定律可知，該電站抽水時(shí)消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能
D．風(fēng)能、光能、機(jī)械能、電能可以相互轉(zhuǎn)化，說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化是沒(méi)有方向性的
【答案】B
【詳解】A．風(fēng)能和光能是可再生能源，能夠從自然界獲得，取之不盡用之不竭，故A錯(cuò)誤；
B．該電站抽水蓄能時(shí)，消耗電能，增大的水的機(jī)械能，故將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，發(fā)電時(shí)，機(jī)械能減小，電能增加，故將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；
C．該電站抽水時(shí)消耗的電能不可能全部轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，會(huì)有一部分的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或其它形式的能，故C錯(cuò)誤；
D．風(fēng)能、光能、機(jī)械能、電能可以相互轉(zhuǎn)化，但是能量的轉(zhuǎn)化有方向性的，比如汽車(chē)行駛時(shí)，克服摩擦力做的功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這個(gè)內(nèi)能不會(huì)自發(fā)的轉(zhuǎn)化為原來(lái)的機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。
故選B。
二、填空題（每空1分，共計(jì)24分）
13．當(dāng)今世界的主要能源是，人們最方便的能源是。
【答案】化石能源，電能。
【詳解】當(dāng)今世界最主要的能源煤、石油和天然氣，它們都屬于化石能源；最方便的能源是由其它能源轉(zhuǎn)化來(lái)的電能．人們幾乎已經(jīng)離不開(kāi)電．
14．原子由和電子組成，電子帶電。用中子轟擊鈾235原子核，可使其發(fā)生核（選填“聚變”或“裂變”）并釋放核能。
【答案】原子核，負(fù)，裂變。
【詳解】原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正負(fù)，核外電子帶負(fù)電。
核能的產(chǎn)生有兩種方式，核裂變和核聚變，用中子轟擊鈾235原子核，鈾235原子核會(huì)發(fā)生核裂變，鈾235原子核會(huì)分裂成兩個(gè)中等大小的原子核和一個(gè)中子，并釋放核能。
15．如圖所示，中國(guó)“人造太陽(yáng)”——大型核實(shí)驗(yàn)裝置“東方超環(huán)”（EAST）實(shí)現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造了世界新紀(jì)錄．“東方超環(huán)”的反應(yīng)原理與太陽(yáng)類(lèi)似，即通過(guò) （選填“裂變”或“聚變”）釋放巨大的核能，原子核能又轉(zhuǎn)化為能，從而獲得上億度的高溫。
【答案】聚變，內(nèi)。
【詳解】太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的是核聚變，“東方超環(huán)”的反應(yīng)原理與太陽(yáng)內(nèi)部一樣，為核聚變，釋放巨大的核能，原子核能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
16．如圖所示是利用太陽(yáng)能電源工作的一種新型動(dòng)力車(chē)．它上面的太陽(yáng)能接收板的有效面積為8m2，天氣晴朗且接收板正對(duì)陽(yáng)光時(shí)，每平方米面積上每秒鐘能接收到太陽(yáng)輻射的能量為1000J，太陽(yáng)能電池提供的電壓為120V，可供電動(dòng)機(jī)正常工作的電流為10A。
（1）太陽(yáng)能屬于（選填“可”或“不可”）再生能源；
（2）太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是；
（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能主要轉(zhuǎn)化為能，若轉(zhuǎn)化效率是80%，且該車(chē)沿水平路面勻速行駛時(shí)所獲得的牽引力是150N，則該車(chē)勻速行駛的速度是 m/s。

【答案】（1）可；（2）15%；（3）機(jī)械，6.4。
【詳解】（1）太陽(yáng)能可以源源不斷的獲得，屬于可再生能源。
（2）轉(zhuǎn)化為的電能為W=UIt=120V×10A×1s=1200J
接收的太陽(yáng)能總量為Q=8000J，所以太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是
η=WQ=1200J8000J=15%
（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，若轉(zhuǎn)化效率是80%，則每秒鐘轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能為1200J×80%=960J
也就是電動(dòng)機(jī)的功率為960W，根據(jù)公式P=Fv，可得該車(chē)勻速行駛的速度是
v=PF=960W150N=6.4m/s
17．隨著國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)施，新能源的利用越來(lái)越廣泛。

（1）如圖甲所示，這是一款國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)汽車(chē)，工作過(guò)程中利用電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，電能屬于（選填“一次”或“二次”）能源；該車(chē)裝有能量回收裝置，在車(chē)輛需要減速時(shí)，可以將行駛過(guò)程中的
能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)，提高了能量的利用率。
（2）山西氣候宜人，光照充足。如圖乙所示，這是在晉南地區(qū)鋪設(shè)的太陽(yáng)能光伏面板太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生核變反應(yīng)釋放的能量，在發(fā)電過(guò)程中利用到的原理是。
【答案】（1）二次，機(jī)械；（2）聚，將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能。
【詳解】（1）電能是需要消耗一次能源才能得到的能源，屬于二次能源；
該車(chē)裝有能量回收裝置，在車(chē)輛需要減速時(shí)，可以將行駛過(guò)程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)，提高了能量的利用率。
（2）在太陽(yáng)內(nèi)部，太陽(yáng)之所以能發(fā)光發(fā)熱，是氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變釋放核能；
太陽(yáng)能發(fā)電的原理是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能。
18. 近年來(lái)，宜昌市著力打造生態(tài)能源示范村，新增太陽(yáng)能熱水器4000多臺(tái)．如圖所示某太陽(yáng)能熱水器接收太陽(yáng)能的有效面積為3m2，假設(shè)某天有效光照時(shí)間為6h，每平方米太陽(yáng)的平均輻射功率為2.4×106J/h，將熱水器內(nèi)初溫為15℃的水溫度升高到70℃．（太陽(yáng)能熱水器的工作效率為50%）
（1）家用燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ餍蕿?0%，把相同質(zhì)量的水從15℃加熱到70℃，使用太陽(yáng)能熱水器可節(jié)約多少千克液化石油氣？（液化石油氣的熱值為4×107J/kg）
（2）人們利用太陽(yáng)能，除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能之外，還有“光電轉(zhuǎn)換”，即利用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；還有“光化轉(zhuǎn)換”，即通過(guò) 將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能．
【答案】（1）0.9；（2）太陽(yáng)能電池（光伏電池），光合作用（植物）。
【詳解】（1）每臺(tái)每天太陽(yáng)能熱水器接收太陽(yáng)能是：
W太＝2.4×106J/（h?m2）×6h×3m2＝4.32×107J，
由于太陽(yáng)能熱水器的工作效率是50%，由η=Q吸W太×100% 知道，水吸收的熱量是：
Q吸＝η1W太＝50%×4.32×107J＝2.16×107J，
都把相同質(zhì)量的水從15℃加熱到70℃，則水吸收的熱量相同，且家用燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ餍蕿?0%，由η=Q吸W太×100%知道，液化石油氣完全燃燒放出的熱量是：
Q放=Q吸η2=2.16×107J60% =3.6×107J
由Q＝mq知道，需要燃燒液化石油氣的質(zhì)量是：
m=Q放q=3.6×107J4×107J/kg=0.9kg
即使用太陽(yáng)能熱水器可節(jié)約0.9kg液化石油氣；
（2）“光電轉(zhuǎn)換”是通過(guò)太陽(yáng)能電池（光伏電池）把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；“光化轉(zhuǎn)換”是通過(guò)植物的光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能．
19．我國(guó)第三代核電技術(shù)“華龍一號(hào)”已成為繼高鐵之后的又一張中國(guó)名片。
（1）核能屬于次能源。核電站利用核反應(yīng)堆中鈾核（填“裂變”或“聚變”）時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)能，通過(guò) （填“汽輪機(jī)”或“內(nèi)燃機(jī)”）做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
（2）用水做冷卻劑給核反應(yīng)堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg.℃），則1 kg水溫度升高1℃吸收的熱量為 J。核電站發(fā)生事故的概率與核反應(yīng)堆的堆數(shù)以及運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，若“華龍一號(hào)”核反應(yīng)堆106堆·年發(fā)生一次堆芯熔毀事故，則2座核反應(yīng)堆同時(shí)運(yùn)行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為（填“百”“千”或“萬(wàn)”）分之一。
【答案】（1）一，裂變，汽輪機(jī)；（2）大，4.2×103J，萬(wàn)。
【詳解】（1）核能從自然界中沒(méi)有加工轉(zhuǎn)換的能量，是一次性能源。
原子核裂變、聚變都能釋放出驚人的能量，由于核裂變是可控的，故核電站中的核反應(yīng)堆就是通過(guò)核裂變過(guò)程中釋放核能通過(guò)汽輪機(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的。
（2）水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水升高相同的溫度比液體吸收的熱量多，故常用水作為冷卻劑。
1 kg水溫度升高1°C吸收的熱量為
Q=cmΔt=4.2×103J/（kg. °C）×1kg×1°C=4.2×103J
2座核反應(yīng)堆同時(shí)運(yùn)行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為
2堆×50年106堆·年=1104
20．如圖所示是由大量反射鏡組成的太陽(yáng)能發(fā)電裝置，圖中各個(gè)反射鏡由計(jì)算機(jī)控制，使反射的太陽(yáng)光聚集在塔頂?shù)募療崞鳎ㄥ仩t）上，集熱器中的水變成水蒸氣后推動(dòng)汽輪機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
（1）該太陽(yáng)能發(fā)電站發(fā)電時(shí)，將光能轉(zhuǎn)化為能，太陽(yáng)能是（選填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）這個(gè)裝置中反射鏡的作用是改變；
（3）10kW?h的電能，如果由熱電轉(zhuǎn)化效率為30%的熱電廠來(lái)供電，需要完全燃燒煤 kg。（煤的熱值q煤＝3×107J/kg，1kW?h＝3.6×106J）
【答案】（1）電，一次能源；（2）光的傳播方向，4。
【詳解】（1）太陽(yáng)能發(fā)電是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，太陽(yáng)能是可以從自然界源源不斷地得到的能源，故稱之為一次能源。
（2）由題意可知該裝置中的反射鏡，將照射在其上面的太陽(yáng)光反射到塔頂?shù)募療崞鳎ㄥ仩t）上，所以反射鏡的作用是改變了光的傳播方向。
（3）電能 W=10kW?h=3.6×107J
煤完全燃燒放出的熱量
Q放=Wη=3.6×107J30%=1.2×108J
由Q放＝mq可知，煤的質(zhì)量
m=Q放q煤=1.2×108J3×107J/kg=4kg
三、計(jì)算題（每題10分，共20分）
21．為落實(shí)中國(guó)對(duì)世界承諾的節(jié)能減排目標(biāo)，加強(qiáng)政策扶持新能源經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，國(guó)家相關(guān)部委推出太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃（如圖所示）。太陽(yáng)能電池板的參數(shù)如下表所示，其中光電轉(zhuǎn)換效率是指太陽(yáng)能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率。
（1）太陽(yáng)能屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若中午時(shí)分，太陽(yáng)能電池板單位面積上單位時(shí)間接收到的光能為2500J，則此時(shí)一塊太陽(yáng)能電池板輸出電能的實(shí)際功率是多少？
（3）小明家的屋頂面積達(dá)到200m2，太陽(yáng)能電池板依次相連平鋪在屋頂，理論上他家屋頂日輸出電能的平均功率為多大？
（4）用太陽(yáng)能發(fā)電替代發(fā)電效率為40%的火力發(fā)電站，按照第3問(wèn)中的條件，小明家一天（一天太陽(yáng)能發(fā)電時(shí)間按8h計(jì)算）理論上可節(jié)約多少噸的煤？（煤的熱值q=3×107J/kg）
【答案】（1）可再生；（2）400W；（3）2.5×104W ；（4）0.06t
【詳解】（1）太陽(yáng)能可以從自然界源源不斷地得到，所以是可再生能源。
（2）由題意可知，太陽(yáng)每秒鐘照射到電池板每平方米面積上的光能約為2500J，電池板面積1.6m2，光電轉(zhuǎn)換效率10%，所以太陽(yáng)能電池板輸出電能的實(shí)際功率
P輸出=2500J/s?m2×1.6m2×10%=400W
一塊太陽(yáng)能電池板輸出電能的實(shí)際功率是400W。
（3）理論上他家屋頂日輸出電能的平均功率
P輸出'=200W1.6m2×200m2=2.5×104W
他家屋頂日輸出電能的平均功率為2.5×104W。
（4）由P=Wt可知，小明家一天輸出的電能
W'=P輸出't'=2.5×104W×8×3600s=7.2×108J
小明家一天輸出的電能為7.2×108J；
煤完全燃燒需要放出的熱量
Q放=W'η=7.2×108J40%=1.8×109J
煤的質(zhì)量
m=Q放q=1.8×109J3×107J/kg=60kg=0.06t
小明家一天理論上可節(jié)約0.06t的煤。
答：（1）太陽(yáng)能屬于可再生能源；
（2）此時(shí)一塊太陽(yáng)能電池板輸出電能的實(shí)際功率是400W；
（3）他家屋頂日輸出電能的平均功率為2.5×104W；
（4）小明家一天理論上可節(jié)約0.06t的煤。
22．為牢固樹(shù)立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中大量使用了直接利用太陽(yáng)能的熱水器、太陽(yáng)能路燈等節(jié)能環(huán)保設(shè)備．根據(jù)你所學(xué)知識(shí)完成下列問(wèn)題．
（1）太陽(yáng)能是在太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核發(fā)生 (選填“聚變”或“裂變”）時(shí)釋放的能量；太陽(yáng)能屬于能源（選填“可再生”、“不可再生”）．
（2）某團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在設(shè)想研發(fā)內(nèi)置太陽(yáng)能電池板的新型屋頂瓦片，實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能．這種瓦片是通過(guò) （選填“光電轉(zhuǎn)化”、“光熱轉(zhuǎn)化”、“光化轉(zhuǎn)化”）方式直接利用太陽(yáng)能的．
（3）太陽(yáng)能熱水器利用真空熱水管給水加熱，如圖某太陽(yáng)能熱水器接收太陽(yáng)能的面積為3m2,每平方米面積上1h得到太陽(yáng)輻射的能量平均為2.5×106J,該熱水器僅能把接受太陽(yáng)能的42%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，若光照6h可以使熱水器內(nèi)初溫為15℃，質(zhì)量為100kg的水溫度升高到多少℃ ？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）聚變，可再生；（2）光電轉(zhuǎn)化；（3）60C
【詳解】（1）在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫、高壓作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能；
太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭，是可再生能源；
（2）太陽(yáng)能電池板的新型屋頂瓦片是太陽(yáng)光的能量直接轉(zhuǎn)化為電能，即通過(guò)光電轉(zhuǎn)化方式直接利用太陽(yáng)能的；
（3）水吸收的熱量為：Q吸=2.5×106J/（m2·h）×3m2×6h×42%=1.89×107J；
根據(jù)Q=cmΔt可得，水升高的溫度為：
Δt=Q吸c(diǎn)m=1.89×107J4.2×103J/(kg·℃)×100kg=45℃
水溫度升高到：
t=t0+△t=15℃+45℃=60℃
四、綜合題（共20分）
23. 如圖甲是我國(guó)某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的外景,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)機(jī)葉片和發(fā)動(dòng)機(jī)組成。
（1）風(fēng)力發(fā)電利用的是風(fēng)能，風(fēng)能是清潔的、（可再生/不可再生）能源。
（2）風(fēng)機(jī)葉片具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度（大/小）的復(fù)合材料制成；葉片形狀像飛機(jī)的機(jī)翼，若葉片位置和風(fēng)向如圖乙所示，由于葉片兩面空氣流速不同產(chǎn)生壓強(qiáng)差，而受到向（上/下）的力使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)。
（3）風(fēng)葉產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)，利用原理。實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
（4）某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系如圖丙所示，由圖像得到的下列信息，正確的有哪些。
A．只要有風(fēng)，機(jī)組就能產(chǎn)生電能
B．風(fēng)速過(guò)大，機(jī)組不會(huì)產(chǎn)生電能
C．風(fēng)速越大，機(jī)組產(chǎn)生的電功率一定越大
D．風(fēng)速在一定范圍內(nèi)，機(jī)組產(chǎn)生的電功率可能不變
（5）下表給出了在不同風(fēng)速下某風(fēng)機(jī)獲得的能量：
平均風(fēng)速（m/s）
5
10
15
20
1s內(nèi)獲得的能量（×104J）
1
8
27
64
①對(duì)表格進(jìn)行分析，你發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機(jī)1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的定量關(guān)系是（用文字?jǐn)⑹觯?br>②當(dāng)風(fēng)速為5m/s時(shí)，這臺(tái)風(fēng)機(jī)工作1s所產(chǎn)生的電能可供1只“220V 100W”電燈正常工作10s，求風(fēng)機(jī)發(fā)電的效率。
【答案】（1）可再生；（2）大，上；（3）電磁感應(yīng)；（4）BD；（5）該風(fēng)機(jī)1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比；10%。
【詳解】（1）風(fēng)能可以在自然界中源源不斷的得到，風(fēng)能是取之不盡用之不竭的能源，所以風(fēng)能是可再生資源。
（2）風(fēng)機(jī)葉片具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度大的復(fù)合材料制成；由乙圖知，葉片的上面是突出的弧形，下面是平面，空氣流過(guò)時(shí)，上面空氣流速大于下面空氣流速，上面壓強(qiáng)小于下面壓強(qiáng)，所以葉片受到向上的力。
（3）風(fēng)葉產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
（4）由丙圖可知：
A．在風(fēng)很小時(shí)，不能產(chǎn)生電能。故A錯(cuò)誤；
B．風(fēng)速過(guò)大，大于v3時(shí)，機(jī)組不會(huì)產(chǎn)生電能。故B正確；
C．在一定范圍內(nèi)，風(fēng)速越大，機(jī)組產(chǎn)生的電功率越大；故C錯(cuò)誤；
D．在一定范圍內(nèi)（v2～v3），風(fēng)速越大，機(jī)組產(chǎn)生的電功率不變。故D正確。
故選BD。
（5）①由表格數(shù)據(jù)知，風(fēng)速增大為原來(lái)的2倍，風(fēng)能增大為原來(lái)的23倍，風(fēng)速增大為原來(lái)的3倍，風(fēng)能增大為原來(lái)的33倍…，所以風(fēng)機(jī)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比。
②當(dāng)風(fēng)速為5m/s時(shí)，1s內(nèi)獲得的能量W總=10000J，由P=W/t得，風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能（即電燈消耗的電能）
W有=Pt=10W×10s=1000J
則此風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的效率
η=W有W總×100%=1000J10000J×100%=10%
24．閱讀短文，回答問(wèn)題。
如圖是深圳大鵬的風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)，同時(shí)安裝了風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板，有風(fēng)時(shí)通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，有陽(yáng)光時(shí)通過(guò)太陽(yáng)能電池板發(fā)電，并將電能儲(chǔ)存至蓄電池中。為了節(jié)能，該路燈采用LED燈照明。下表為某型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的部分技術(shù)參數(shù)，其中光電轉(zhuǎn)化效率是指太陽(yáng)能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率，蓄電池容量是指蓄電池放電電流與放電總時(shí)間的乘積，最大輸出功率是指風(fēng)速達(dá)到最大限制風(fēng)速時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率。

太陽(yáng)能電池板
風(fēng)力發(fā)電機(jī)
蓄電池
LED燈
電池板的
總面積
最大限制
風(fēng)速
電池
容量
150Ah
額定
電壓
12V
光電轉(zhuǎn)化效率
最大輸出
功率
400W
額定
電壓
12V
額定
功率
60W
（1）能源的種類(lèi)繁多，太陽(yáng)能和風(fēng)能（選填“是”或“不是”）清潔能源。風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程是將能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電流為 A；
（3）當(dāng)太陽(yáng)光照射到電池板表面處每平方米的功率為1000W時(shí)，照射一個(gè)小時(shí)，太陽(yáng)能電池板的輸出的電能為 J；
（4）蓄電池充滿電時(shí)所儲(chǔ)存的電能為 J，該型號(hào)電池能供一盞LED燈工作 h（設(shè)蓄電時(shí)能量不損失）。
【答案】（1）是，機(jī)械；（2）5；（3）3.6×105；（4）6.48×106，30。
【詳解】（1）太陽(yáng)能和風(fēng)能在使用中不會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢渣，所以對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是清潔能源；風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。
（2）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電壓為12V，功率為60W，由P=UI可得，正常工作時(shí)的電流
I=PU=60W12V=5A
（3）太陽(yáng)能電池板的輸出電功率
P輸出=1000W/m2×0.5m2×20%=100W
太陽(yáng)能電池板的輸出的電能
W輸出=P輸出t=100W×3600s=3.6×105J
（4）蓄電池充滿電所儲(chǔ)存的電能
W蓄電池=UIt=12V×150A×1×3600s=6.48×106J=1.8kW?h
由題意知
W蓄電池=WLED
則該型號(hào)電池能供一盞LED燈工作的時(shí)間為
tLED=W蓄電池PLED=1.8kW?h0.06kW=30h太陽(yáng)能電池板
平均輸出功率
200W
電池板面積
1.6m2
光電轉(zhuǎn)換效率
10%

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