22.4能源与可持续发展基础训练 2021-2022学年人教版物理九年级全一册（有答案）

22.4能源与可持续发展
基础知识
知识点1
能量转移和转化的方向性
1.
能量的转移和转化是有_________的，具有_________性，例如：火炉把内能传递给周围空气，而这些内能却不能自动收集起来再利用。
2．煤燃烧释放的能量转化成了_________，这些能量虽然没有消失，但是我们_________（填“可以”或“不可以”）重新收集起来再利用它。
知识点2
能源消耗对环境的影响
3．煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类得以大量获得_________能，给人类文明带来进步，但同时也造成环境_________，给人类带来危害。
4．
2013中国国际节能减排展览会于2013年3月21日在北京召开，提倡低碳工业、低碳建筑、低碳交通、低碳生活，走可持续发展之路，下列的做法符合“低碳生活”要求的是
（
）
A.
若有可能，出行时尽量使用自行车
B.
废电池随便丢弃
C．为了方便而使用一次性塑料袋
D.
大力发展以煤为燃料的火力发电
知识点3
不可再生能源和可再生能源
5．不可能在短期内从自然界得到补充的能源如_________、_________等属于不可再生能源；可以在自然界里源源不断地得到的能源如_________、_________、_________等属于可再生能源。
6．下列能源中属于可再生能源的是_________，属于不可再生能源的是_________。
A．石油
B．植物
C．风能
D．煤
E．天然气
F．水能
知识点4
未来的理想能源
7．未来的理想能源必须满足的四个条件是：
一是___________________________；
二是___________________________；
三是___________________________；
四是___________________________。
综合能力
8．（综合题）下列关于能源的说法中正确的是（
）
A．我们的能源取之不尽、用之不竭
B.
尽管能源的利用呈增长趋势，但永远不会出现“能源危机”
C．能源如果不合理利用，多年后就可能出现“能源危机”
D.
化石能源用完了，我们还可以开发新的能源，所以不会出现“能源危机”，也不用节约能源
9．（易混题）下列说法不正确的是（
）
A．煤属于一次能源
B.
电能是二次能源
C．石油是可再生能源
D．太阳能属于可再生能源
10．（应用题）油页岩是一种矿物，燃烧油页岩可以释放大量的热量，油页岩属于（
）
A.
一次能源，可再生能源
B.
二次能源，可再生能源
C．一次能源，不可再生能源
D.
二次能源，不可再生能源
11．（综合题）下列能源中，既是一次能源又是可再生能源的是
（
）
A.
核能
B．电能
C．煤
D．风能
12．（物理与生活）在中央电视台发布的重点城市空气质量日报中，可看到造成空气污染的首要污染物是可吸入颗粒物和二氧化硫，下列对其形成原因的分析不合理的是（
）
A.
环境绿化不好，粉尘随风飘扬
B.
生活和生产中燃烧煤炭
C．工业生产排放废水
D．机动车排放尾气
13．英国物理学家法拉第经过10年不懈努力，终于在1831年发现了_______现象，发电机利用这一原理工作，实现了电能的大规模生产，我国兴建的长江三峡发电机组，是将________能转化为电能来发电的，某市即将建造垃圾焚烧发电厂，是将垃圾焚烧后获得的________能，最终转化为电能。
14．（综合题）从保护环境的角度考虑，我们应大力开发和利用下列哪种能源
（
）
A.
开采石油，利用化学能
B.
利用太阳能
C．利用水力，修建大型发电站
D.
修建核电站
15．（物理与环境）为改善生态环境，下列措施切实可行的是
（
）
①控制工业“三废”和生活污水的任意排放；②努力完成燃煤区的改造，提高空气质量；③植树造林，增大绿化面积；④将生活垃圾分类放置、处理，合理使用可再生资源
A．①②③
B．①③④
C．②③④
D．①②③④
16．（综合题）用相应物质的化学式填空。
我国现有能源以煤为主，煤完全燃烧的产物主要是，不完全燃烧的气体产物是_____，由于煤中还含有少量的硫元素，因此煤燃烧放出的气体中含有_______，它进入大气形成酸雨使土壤酸化，要改良土壤的酸性，需加入_____，为了减少燃煤对空气的污染，“西气东输”工程将为某市提供优质燃料——天然气，天然气的主要成分是__________。
17．（物理与生活）水在锅炉中变成水蒸气，通过汽轮机带动发电机发电，用过的水蒸气在液化器中凝结成水，再回到锅炉，循环使用，液化器中的冷水则流到冷却塔中降温，如图22-4-1所示。
（1）夏天，来自冷却塔的水温是16℃，而回流到冷却塔的水温为30℃，若液化器至冷却塔间的水流量为每秒15，试求这个系统每分钟在冷却塔中放出的热量．[]
（2）如果发电机的发电功率为1
100kW，改用20
m高的水力发电，则每秒钟应从20
m高处流下多少体积的水 （g取10
N／kg）
18．（信息题）阅读下面的材料，回答文后提出的问题：
随着全球人口的急剧膨胀，人类的能源消耗大幅度增长，众所周知，煤炭、石油均为矿物能源，是古生物在地下历经数亿年沉积变迁而形成的，不可再生，其储量极为有限，按现在的能源消耗情况计算，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽，另外，大量矿物能源的燃烧，是造成大气污染、酸雨和“温室效应”的罪魁祸首。
60年代以来，“能源革命”的呼声日渐高涨“能源革命”的目的是以绿色能源、新能源（如核能）和可再生能源（包括水电能、生物质能、太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等），逐步代替矿物能源，绿色能源将有望为21世纪人类社会的发展提供持久的动力。
（1）你认为什么是“能源革命” 它的意义是什么
（2）天然气的主要成分是_________，造成温室效应的温室气体主要是_________。
（3）请你解释酸雨是如何形成的
19．（物理与环境）在西部大开发中，科学技术促进了新疆的经济建设和社会发展，但同时也给我们的生活环境带来了一些问题，因此，我们需要增强自己的环保意识、安全意识和节约意识等。
（1）在城市里，由于汽车等交通工具的大量使用，要控制的主要污染有______污染、________污染；要限制汽车行驶的速度，防止由于________造成的交通事故。
（2）新疆丰富的太阳能和风能有待于进一步开发利用，它们是一种清洁无污染的能源，利用太阳能的装置主要有______、_________等。如图22-4-2所示，达坂城有一个功率为的大型风力发电工程即将启动，如果每个家庭每天消耗的电能为3，这个风力发电站每天可供______个家庭正常用电，相当于这些家庭每天可节约____t煤（煤的热值约为）。
（3）家用电器的大量使用，既给人们的生活带来了便利，同时也带来了用电安全问题，请针对以下两个方面的问题，各提出两条措施。
为防止人体触电，应注意：①_____；②_______。
为保证电路安全，应注意：①_______；②______。
经典考题
20．开发和利用可再生能源是解决能源危机的有效途径，下列属于可再生能源的是（
）
A.
石油
B.
天然气
C．煤炭
D.
太阳能
21．
2013年6月5日是第42个世界环境日，为了保护环境，低碳出行，一位学生表示学校离家不远，今后“谢绝”家长开轿车接送，下列关于轿车的说法正确的是
（
）
A．轿车使用的汽油是可再生能源
B.
轿车行驶时，只要不鸣喇叭，就不会产生噪声
C．轿车上的收音机接收的信号是依靠电磁波传过来的
D．轿车上凸下平近似流线型的设计，使它行驶时，顶部受到气流的压强比底部大
22．下列各组能源中，都属于可再生能源的是
（
）
A.
煤、地热能
B．天然气、潮汐能
C．水能、风能
D.
核能、太阳能
23．下列关于能源的说法中，错误的是
（
）
A.
太阳能是可再生能源
B．电能是二次能源，便于输送和转化
C．化石能源不可再生，大量使用会造成环境污染
D.
能量是守恒的，所以能源是取之不尽、用之不竭的
24．同学们都是未来理想能源的探索者和使用者，关于未来理想能源，下列说法不合理的是
（
）
A.
必须全部转化为电能，可以保证大规模使用
B.
必须足够丰富，可以保证长期使用
C．必须足够便宜，可以保证多数人用得起
D.
必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境
25．下列有关“物质和能”的说法中，错误的是
（
）
A.
一次能源指的是自然界中存在的，能被人们直接利用的能源
B.
地震发生时释放出巨大的能量使山体滑坡，是重力势能转化为动能
C．跟电子的质量相等的质子和中子处于原子中心，构成非常小的原子核
D．能量的转化和转移都是有方向性的
26．“PM2．5”是指大气中直径小于或等于2．5微米的颗粒物，吸入后会进入血液对人体造成危害，福州市为了保护宜居环境，今年已开始进行PM2．5的监测，以下措施中会使空气中PM2．5污染增大的是
（
）
A．不控制汽车尾气的排放
B．提倡使用太阳能设备
C．发展核电代替部分煤发电
D.
禁止在户外焚烧垃圾
27．你认为风能、太阳能、石油、天然气这几种能源中属于可再生能源的是______，大量使用会导致温室效应加剧的是_________。
28．能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一，能源家族中的①煤炭、②核能、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦地热能等，属于不可再生能源的是________；不是直接或间接来自于太阳的是________。（填序号）
29．我国已于2006年1月1日开始实施《可再生能源法》，这部法律不仅向人们显示了可再生能源对于未来社会生活的重大意义，同时，也为可再生能源未来的发展指出了更明确的方向。
（1）目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水能、核能、太阳能等，其中属于可再生能源的是_________。
（2）与不可再生能源相比，可再生能源的主要优点是：（只要求写出1条）
30．汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的_______能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有________。
31．阅读下面有关能源问题的材料，按要求回答问题。
目前，化石燃料是人类生产、生活的主要能源，随着全球能量使用的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭，世界各国人民的节能意识也日趋增强，科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化率等方面，做着积极的努力。
（1）图22-4-3显示的是自1750年以来人类能源消耗的情况，从中你发现了什么趋势
（2）你知道哪些有待继续开发、利用的新能源 （写出两种即可）
（3）在世界各国人民的节能意识日趋增强的今天，谈谈日常生活中你应该怎样做 （写出两点即可）
32．2011年3月14日，日本福岛第一核电站因冷却系统的故障，导致严重的核泄漏事故，引起了全世界的关注。
（1）核电站是利用原子核发生________（填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的。
（2）下面是核能发电中能量转化的过程，请将其补充完整。
（3）“福岛核泄漏”事件引发了广泛的争议，请你对发展核电简述自己的观点。
33．众所周知，煤炭是不可再生能源，地球上储量有限，节约能源关系到子孙后代的生存，火力发电是利用煤炭燃烧来发电的，煤炭在燃烧时会释放大量二氧化碳、二氧化硫等有害气体，能形成酸雨和造成大气污染，会造成全球气候灾难性的变化，节约1
kW·h电可少消耗约0.4kg煤，少排放约二氧化碳和30g二氧化硫，因此，节约用电具有重要的现实意义。
（1）现居住在苏州的人口大约有1000多万，约有350万个家庭，假设每个家庭原来用三盏60W的普通灯泡照明，每天每盏灯正常工作4h，现将60W的普通灯泡都换成亮度相当的11W节能灯，请你估算：苏州市每天能节约多少千瓦时电
这些电若由火力发电厂提供，则需消耗多少千克煤 产生多少千克二氧化碳（二氧化碳的密度为，估算时可取）
（2）为增强节能环保意识，倡导低碳生活，请你从节约用电的角度再提出一条合理化建议：______________________________
34．探索宇宙是人类永恒的课题，下表是科学家研究发现的三个行星上大气的特点，请回答下列问题：
行星
大气特点
天王星
主要是氢气和甲烷
金星
大气浓密稀薄，二氧化碳占97%
火星
大气非常稀薄，二氧化碳占96%
（1）由于金星大气浓密稀薄，_______气体的含量很高，导致金星的温室效应很强烈。
（2）人体质量的2／3以上是________，“机遇号”火星探测器登上火星的目的之一就是寻找是否有这种物质的存在。
（3）随着能源危机的日益加剧，科学家在开发新能源的过程中还把目光投向宇宙，天王星上丰富的氢气和甲烷使它可能成为“太空加油站”，请写出氢气在氧气中燃烧的化学方程式___________________
35．“构建节约型社会”是党中央提出的战略号召，“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务，我们要从生活中的点滴做起，为保护人类共同的家园——地球，作出一份努力，请就如何做到“节能”或“减排”，简要谈谈你的两点建议。
36．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题，6月5日是世界环境日，2010年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”，目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？__________
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线（如图甲所示），太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是（
）
A．磁性材料
B.
纳米材料
C．半导体
D.
超导体
（3）太阳能热水器是通过将光转化为热的方式利用太阳能的，在我国，太阳能热水器已走进了千家万户，小明家的太阳能热水器的采光面积是，若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃ [水的比热容]
（4）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车，图乙是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电。
①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图丙所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为，闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数为5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少
②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如表所示：
材料技术指标
锰钢
铝合金
钛合金
碳纤维
性能（强度）
强
较弱
较强
强
密度/（）
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料 若车架的体积约为，车架的质量是多大
（5）今年的世界环境日，我国的主题是：“绿色消费，你行动了吗 ”，联系生活实际，谈谈你应如何做
参考答案
1．条件
方向
2．内能
不可以
3．内
污染
4．A
解析：骑自行车或步行上下班能减少机动车的使用，减少石油化石能源的利用，从而减少二氧化碳的排放，符合“低碳生活”理念，故A选项正确；随意丢弃废旧电池，会污染环境，不符合“低碳生活”理念，故B选项错误；为了方便使用一次性塑料袋会
间接消耗大量能源并产生污染物，不符合“低碳生活”理念，故C选项错误；大力发展以煤为燃料的火力发电既不能节约能源，又不利于减少二氧化碳的排放，不符合“低碳生活”理念，故D选项错误，故选A．
5．化石能源
核能
风能
水能
太阳能
6．BCF
ADE
7．必须足够丰富，可以保证长期使用
必须足够便宜，可以保证多数人用得起
相关技术必须成熟，可以保证大规模使用
必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境
8．C
解析：随着世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长，能量是守恒的，但是，能量的转化和转移是有方向性的，能源不是取之不尽、用之不竭的，化石能源、核能等是不可再生能源，只会越用越少，化石能源用完了，可以开发新的能源，但并不是任何东西都能成为能源，且开发新能源是有条件、有代价的，因此仍然会出现能源危机，需要节约能源。
9．C
解析：电能是通过消耗一次能源得到的，所以电能是二次能源，煤、石油等化石能源属于一次能源、不可再生能源，而太阳能属于可再生能源。
10．C
解析：油页岩也是化石能源，越开采越少，所以是一次能源、不可再生能源。
11．D
解析：核能和煤是不可再生能源，电能是二次能源，风能是可再生能源，故选D。
12．C
解析：工业生产排放废水会造成土壤和地下水污染。
13．电磁感应
机械
内
解析：“垃圾发电”既可以清洁环境，又能提高能源利用率，许多国家建立了“垃圾发电”厂。
14．B
解析：石油燃烧后造成空气污染；修建大型发电站会影响周围人生活的环境；修建核电站，核燃料的废物有放射性，会对周围造成有害的辐射；太阳能不会造成对环境的影响，因此B选项正确。
15．D
解析：“工业污染”、“空气污染”、“同体废物污染”，这些是人类生活的大敌，人们利用切实可行的办法与政策可以把污染降到最低程度，为人类创造一个清洁的生态环境。
16．CO
17．(1)每秒钟流过水的质量
每分钟流过水的质量，
。
（2），
18．(1)能源革命是以绿色能源、新能源和可再生能源逐步代替矿物能源的过程，意义：可为人类社会发展提供持久的动力和稳定的环境。
(2)甲烷
二氧化碳
(3)酸雨的形成是由于人为排出的二氧化硫等酸性气体进入大气后，造成局部地区大气中的二氧化硫密集，在水凝结过程中溶解于水形成亚硫酸，然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的氧化作用生成硫酸，随雨水降下形成酸雨。
19．(1)空气
噪声
惯性(2)太阳灶
太阳能热水器
288
(3)①不能用湿手触摸开关
②将用电器外壳接地
③用电器总功率不能过大
④防止短路
解析：因为，每个家庭每天所消耗的功率，
，所以风力发电站每天的发电量可供用电的家庭数；每天可节约煤的质量。
20．D
解析：石油、天然气、煤炭等不能源源不断地从自然界获得或重复利用，它们属于不可再生能源，太阳能能够源源不断地从自然界获得，属于可再生能源，故选D。
21．C
解析：A.
汽油不能源源不断地从自然界获得，是不可再生能源，故A错误；B.
轿车在行驶过程中即使不鸣喇叭也会产生噪声，故B错误；C.
轿车上的收音机接收的信号是依靠电磁波传过来的，故C正确；D.
轿车上凸下平近似流线型的设计，使它行驶时，顶部受到气流的压强比底部小，故D错误，故选C。
22．C
解析：A．煤是不可再生能源，地热能是可再生能源，故A错误；B.
天然气是不可再生能源，潮汐能是可再生能源，故B错误；C．水能与风能都是可再生能源。故C正确；D.
核能是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故D错误，故选C。
23．D
解析：A．化石能源、核能是不可再生能源，但是太阳能是可再生能源，故A正确，不符合题意；B.
电能是由其他形式能转化来的二次能源，便于输送和转化，故B正确，不符合题意；C．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，大量使用会造成环境污染，故C正确，不符合题意；D.
能量是守恒的，但能源不是取之不尽、用之不竭的，故D错误，符合题意，故选D。
24．A
解析：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；不一定必须全部转化为电能，故选A。
25．C
解析：一次能源指的是自然界中存在的，能被人们直接利用的能源，故A选项正确；地震发生时释放出巨大的能量使山体滑坡，是重力势能转化为动能，故B选项正确；质子和中子组成原子核，位于原子中心，电子的质量远小于质子与中子的质量，故C选项错误；能量的转化和转移都是有方向性的，故D选项正确。
26．A
解析：不控制汽车尾气的排放，尾气会造成污染，使空气中PM2．5污染增大，A选项符合题意；太阳能利用起来无污染，提倡使用太阳能设备能使空气中PM2．5污染减小，B选项不符合题意；核电站运行时不会产生对环境造成污染的气体物质，是比较清洁的能源，C选项不符合题意；在户外焚烧垃圾会造成空气污染，D选项不符合题意。
27．风能、太阳能、石油、天然气
解析：风能与太阳能能源源不断地从自然界获得，属于可再生能源；大量使用石油、天然气等化石能源会导致温室效应加剧。
28．①②③④
②⑦
解析：在上述能源中，煤炭、核能、石油、天然气属于不可再生能源，而水能、风能、地热能是可再生能源；同时煤炭、石油、天然气、水能、风能是直接或间接地来自太阳，而核能和地热能不是来自太阳。
29．(1）风能、水能、太阳能
(2)可以从自然界源源不断地获得（可再生)；清洁(无污染)等(以上任写1条即可)
30．内
方向性
解析：汽车刹车时，克服摩擦力做功将机械能转化为地面、空气的内能，这些能量不能自动地转化回来，说明能量的转化和转移是有方向性的。
31．(1)近几十年来能源消耗急剧增长。
(2)核能、太阳能、风能、潮汐能、地热能等等。
(3)随手关灯，不开无人灯；用淘米水浇花；用洗衣水冲厕所等。
32．(1)裂变
(2)内能
(3)略(只要从开发新能源、节约化石能源以及存在的安全隐患、核废料处理等一方面说明即可)
解析：核电站是利用原子核的裂变释放的能量来发电的，发电过程中利用核能给水加热．转化为高温高压水蒸气的内能，再利用蒸汽来推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，最后蒸汽轮机带动发电机发出电来，故整个的能量转化过程是核能→内能→机械能→电能，核能消耗原料少、污染小、可以节约大量的化石能源，但存在的问题是一旦出现事故，后果将非常严重，因此在发展核能的同时一定要注意核电站设施的安全和技术的创新。
33．(1)节约的电能是
。
按每节约1kW·h电能少消耗0.4
kg煤计算，总共少消耗煤的质量
产生二氧化碳的质量
(2)尽量不使用电器处于待机状态，使用节能灯具，夏天将空调的温度适当调高等。
34．(1)
（2）水（3）
解析：氢能也是无污染的、人们正在想办法开发的一种能源。
35．(1)多使用清洁能源，如风能、水能、太阳能等。
(2)鼓励人们多乘坐公共交通工具。
(3)养成良好的用水、用电的习惯。
(4)在生产、生活中，提高设备的机械效率。
(5)加强废气排放管理等。(答案合理，写出2点即可)
解析：“节能”即节约能源、不浪费能源，“节能”的做法包括随手关灯、关电视，夏天将空调温度调得稍高一些、冬天调得稍低一些，用液化气、天然气或木柴烧水做饭时，水开后改用小火加热维持水的沸腾即可，利用能量时要提高能量的利用率等，“减排”即减少废气、尾气和有毒气体的排放，主要措施如取消每家每户的土暖装置，采用集中供热的方式，多使用清洁无污染的能源，多乘坐公共交通工具，加强废气排放管理等。
点拨：解本题关键是理解“节能”与“减排”的含义，从如何节约能源、减少废气的排放上寻找自己切身体验的情景列出即可。
36．(1)无污染、环保、可再生(或取之不尽、用之不竭)
(2)C
(3)太阳能热水器中的水一天吸收的热量，水温度的变化量/[，水加热的末温
(4)①由题意可知，当滑片P滑到最左端时，电动机两端的电压等于太阳能电池的电压，即；当滑片P滑到最右端时，滑动变阻器两端的电压，此时电动机两端的电压
，电动机的功率②制造强度高并且轻便的三轮车时，由表格可知应选碳纤维材料；车架的质量：。
(5)为了节约能源和保护环境，我们应该节约用水、节约用电(如：购买节能灯、购买符合节能标准的家电)；不使用一次性塑料袋；尽量骑自行车、步行、乘公交车出行；尽量购买小排量汽车等等。
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