人教版九年级全一册22.4能源与可持续发展 同步练习（有解析）

人教版九年级全一册 22.4 能源与可持续发展
一、单选题
1．有专家预言，水资源短缺将成为人类21世纪面临的最为严重的资源问题。下列做法能够有效解决我国缺水问题并且符合可持续发展原则的是（　　）
①增加地下水开采量 ②减少农药、化肥的使用 ③直接利用工业和生活污水灌溉农田 ④改变灌溉方式，推广喷灌和滴灌 ⑤污水处理、达标排放 ⑥推广节水器具
A．③④⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．①②③④ D．②③④⑤
2．为了响应中央关于“全民动员共建节能型社会”的号召，小明提出了一些节约用电的建议，其中不科学的是（　　）
A．用太阳能热水器代替电热水器
B．离开教室时随手关灯
C．夏天用空调时，把温度调得很低
D．尽量少开启电冰箱门
3．下列关于信息、能源和材料的说法中正确的是（　　）
A．华为手机的芯片中含有半导体材料
B．煤、石油和天然气都是化石能源，电能是一次能源
C．我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过超声波提供定位服务
D．我国的“长征五号”B型火箭用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多
4．河北丰宁抽水蓄能电站是2022年中国冬奥会的电力保障项目之一。该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处变为水的势能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（ ）
A．风能和光能是不可再生能源
B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能
C．该电站可将抽水时所消耗的电能全部转化为水的势能
D．发电机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用
5．城市环保建设——控制噪声是主要项目之一，下列哪种措施不能减弱噪声（　　）
A．城区内禁止机动车鸣笛
B．减少二氧化碳气体的排放
C．在城市街道两旁多种植树木花草
D．在汽车的排气管上装消声器
6．每年6月5日是世界环境日，保护环境人人有责，下列做法不符合这一主题的是（　　）
A．开发氢燃料电池客车
B．使用太阳能路灯
C．分类回收垃圾
D．加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空
7．全球变暖已是大家非常关注的一种现象，它会给人类带来一系列的不利影响。下列现象不是由全球变暖带来的是（　　）
A．海平面上升 B．春天来了桃花盛开
C．温度和降水的变化影响到作物产量 D．高温天气导致人类发病率增加
8．关于信息与能源，下列说法中，错误的是（　　）
A．手机既能接收电磁波，也能发射电磁波
B．水能是可再生能源，可循环利用，因此不需要节约水资源
C．北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务
D．核电站一旦发生泄露，将产生严重的危害，所以必须制定严格的安全标准和规范
9．联合国把每年的6月5日定为“世界环境日”，旨在唤起全世界人民的环境保护意识。以下措施有利于环境保护的是（　　）
A．大量砍伐树木
B．大量使用农药和化肥
C．工业废水直接排放
D．将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里
10．如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。下列说法正确的是（　　）
A．木塞被水蒸气推出后，水蒸气的内能增加
B．四冲程内燃机的做功冲程与这个原理相同
C．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
D．热机工作时不会对环境造成污染
11．使用下列哪种能源对环境污染最小（　　）
A．煤 B．石油 C．天然气 D．太阳能
12．2020年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符的是（　　）
A．垃圾分类投放 B．野炊明火烧烤
C．节约用电 D．坚持绿色出行
二、填空题
13．能量守恒和转化定律与细胞学说、进化论并称19世纪自然科学的三大发现。它的具体阐述是能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中其总量保持不变。虽然总量保持不变，但因为能量的转移或转化具有______，所以人们在生活中得养成节能环保得意识，重点推广使用可再生能源。核能______（填“是”、“不是” ）可再生能源。
14．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”
15．2020年6月，“张北柔性直流电网”成功组网，这项工程是北京2022年冬奥会重点配套工程，投运后，北京冬奥会场馆将100%使用绿色清洁电能，假如你是这项工程的设计师，你会选择将______能等可再生能源转化为电能，将来若能在输送电能等方面采用超导体材料，由于没有电阻，就可以大大降低电流的热效应引起的电能损耗。
16．小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。
三、综合题
17．用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）．已知天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）．
⑴天然气属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源．
⑵水的内能增加了多少J？___
⑶燃气灶烧水的效率是多少_____？
18．环境保护是现代社会的热点，环境污染是世界各国关注的焦点，特别是核污染更是全人类高度警惕的问题，继1986年“切尔诺贝利”核泄漏事件之后，2000年8月12日，质量 1.4×107kg的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，引起挪威生态保护组织和国际社会的普遍关注．
（1）核裂变和核聚变是获得大量核能的两种途径，核潜艇反应堆的核能是通过哪种途径获得的
答：__________________________________．
（2）如图所示是核电站原理示意图．
①“反应堆”与“一回路”中的能量是怎样转化的
答：_____________________________________________________________________．
②在235 g铀燃料中含有6.02×1023个铀核，如果它们全部发生裂变，通过汽轮发电机得到 3.2×106kW·h的电能，则该核电站的效率为________．(每个铀核裂变会释放出 3.2×10-11J的能量)
（3）请说出几种目前开发利用的新能源．(至少两种)__________________________．
19．如图，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功．
C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm，1m3的质量为5kg．
机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值．
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比．下表是飞机的部分技术参数．
最大起飞质量 72.5t 客舱内气压 8.0×104Pa
巡航速度 920km/h 发动机巡航推力 3.6×104N
（1）阳光下，飞机尾翼呈现绿色，是因为尾翼_____绿光；若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为_____m2．
（2）下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中，不正确的是：_____
A．单丝纤维比头发细 B．密度与玻璃差不多
C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱
（3）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气体的压力差约为_____N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断_____（选填“加热”或“制冷”）．
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为_____N，若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1800kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为多少？_____（燃油热值q取4.6×107J/kg）
20．风力发电是一种将风的动能转化为电能的发电方式。风力发电机的外观如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。
(1)风能属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。风轮机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大、密度_____（选填“大”或“小”）的复合材料制成。
(2)风轮机叶片旋转所扫过的圆面的面积S可看作风力发电机用来接收风能的面积。已知空气动能E与空气质量m、空气流速v的关系为E=12mv2，若风轮机叶片正对风时，风力发电机将接收的风能转化为电能的效率为η＝20%，空气密度＝1.3kg/m3，风速v＝10m/s，风轮机叶片旋转所扫过的面积为100m2，则1s通过风轮机叶片旋转所扫过的圆面的空气的动能是多少？( )风力发电机的输出功率为多少千瓦？( )
(3)该风力发电机1min输出的电能相当于多少千克的煤完全燃烧放出的热量？（煤的热值为3.0×107J/kg）( )
21．阅读短文，回答问题
电动自行车因为具有轻便、快捷和环保箸优点备受大家喜爱。这些电动自行车是以蓄电池作为能量来，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，作了放电余留2即停止电能输出的电路设计。电动机为核心部件，通过控制器调节电流大小来改变速度的交通工具，近日相关部门出台文件要求骑行电动自行车要佩戴头盔，提醒大家要遵守交通规则，做到文明出行，安全骑行。下表是某型号电动自行车的一些参数：
整车质量 40kg
最高车速 10m/s
效率 75%
容量 0.5kW h
(1)电动自行车的车座扁而平，这是为了_________，骑行过程中刹车时，则是通过_________的方法增大摩擦的；
(2)电动自行车中改变车速的控制器类似于实验室中_________（填物理实验器材名称），它和电动机应该_________联在一起使用；
(3)电动自行车的核心部件电动机的工作原理是____________；
(4)电动自行车的电能消耗后需要在集中停放点进行充电，充电时是将_________能转换为_________能；充电后最多能输出的机械能为_________J；
(5)小明骑着该电动自行车，最大规定速度在水平路而匀速行驶时，且该电动自行车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象如图乙所示，则该过程中电动自行车克服摩擦力做功的功率为225W，则小明的质量是_________kg。（g取10N/kg）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
①增加地下水开采量来增加工农业和生活用水会使地下水资源枯竭，地面沉降塌陷，是饮鸩止渴的做法。
③直接利用工业和生活污水灌溉农田会使污水中的有害物质被植物吸收存储，通过食物链进入人体，毒害健康。
②和⑤可减少水污染，④和⑥可节约用水，都是有效合理的利用水资源的措施，故B正确。
故选B。
2．C
【详解】
A．太阳能热水器把太阳光能转化为内能，可以将水加热到较高温度，用太阳能热水器代替电热水器可以省电，故A不符合题意；
B．离开房间时随手关灯，减少灯的工作时间，有利于节约用电，故B不符合题意；
C．夏天用空调时，把温度调得很低，需要消耗更多的电能才能达到需要的致冷效果，不利于节约用电，故C符合题意；
D．尽量少开启电冰箱门，进入冰箱内的热空气少，减少了冰箱的负荷，从而节约电能，故D不符合题意。
故选C。
3．A
【详解】
A．手机芯片就是用半导体材料来制成的，故A正确；
B．电能是二次能源，故B错误；
C．超声波不能在真空中传播，我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过电磁波提供定位服务的，故C错误；
D．我国的“长征五号”B型火箭用液态氢作燃料，是因为它的热值大，故D错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．风能和光能是可再生能源，故A错误；
B．该电站抽水蓄能时，可将电能转化为机械能储存起来，发电时可将机械能转化为电能，故B正确；
C．使用任何机械效率都不能达到100%，所以该电站抽水时所消耗的电能，不可能全部转化为水的势能，故C错误；
D．发电机原理是电磁感应，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．市区内禁止机动车鸣笛是在噪声的产生处减弱噪声，故A不符合题意；
B．减少二氧化碳气体的排放可以改善空气质量，不能减弱噪声，故B符合题意；
C．城市街道两旁和空地多种草、多植树可以在噪声的传播过程中减弱噪声，故C不符合题意；
D．在汽车的排气管上装消声器可以在声源处减弱噪声，故D不符合题意。
故选B。
6．D
【详解】
A．开发氢燃料电池客车，减少使用化石能源，可以减少污染物的排放，故A不符合题意；
B．使用太阳能路灯，减少使用化石能源，可以减少污染物的排放，故B不符合题意；
C．分类回收垃圾，即能减少资源浪费又可防止污染环境，故C不符合题意；
D．加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空，污染空气，故D符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
ACD．全球气候变暖导致海平面上升，温度和降水的变化影响到作物产量，对人体的生理活动有害，高温天气导致人类发病率增加，故ACD不符合题意；
B．春天来了桃花盛开，是春季发生的现象，不是全球变暖带来的，故B符合题意。
故选B。
8．B
【详解】
A．手机既可以发射电磁波，也可以接收电磁波，故A正确，不符合题意；
B．水能是可再生能源，可循环利用，地球上可以利用的淡水资源是有限的，因此需要节约水资源，故B错误，符合题意；
C．卫星导航是利用电磁波传递信息的，故C正确，不符合题意；
D．核电站发生泄漏时产生的核辐射会对人和生物造成伤害，核废料有放射性，会对环境造成污染，因此必须制定严格的安全标准和规范，故D正确，不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】
A．大量砍伐树木会造成水土流失，土地贫瘠，对环境有很大的危害，所以A不符合题意；
B．大量使用农药和化肥会破坏当地生态环境、导致土地板结、水体富营养化等，所以B不符合题意；
C．未经处理的工业废水中含有大量有害物质，有些物质在自然环境中不易分解，若直接排放，对当地环境的危害非常大，所以C不符合题意；
D．汞对人体是有害的，处理含汞的物质时不能采用简单填埋的方式，将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里集中合理处理，可以将危害降到最低，所以D符合题意。
故选D。
10．B
【详解】
A．用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增加的；试管口木塞会被推出时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小，故A错误；
B．四冲程内燃机的做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化机械能，与这个原理相同，故B正确；
C．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧是否充分或者燃烧放出的热量等因素无关，故C错误；
D．热机工作过程分四个冲程：吸气、压缩、做功、排气，其中排放的废气会对环境造成污染，故D错误。
故选B。
11．D
【详解】
A．煤燃烧时生成一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等物质，对环境污染不是最小，故A不符合题意；
B．石油燃烧会产生碳氢化合物、氮的氧化物等，能污染环境，对环境污染不是最小，故B不符合题意；
C．天然气的主要成分是碳，燃烧时可能产生一氧化碳、含碳颗粒等烟尘，对环境污染不是最小，故C不符合题意；
D．太阳能是清洁能源，对环境无污染，对环境污染最小，故D符合题意。
故选D。
12．B
【详解】
A．垃圾分类投放，有利于环境保护，还可以废物再利用，符合主题，故A不符合题意；
B．野炊明火烧烤，烧烤生成有害气体和烟尘，做法与这一主题不相符，不符合主题，故B符合题意；
C．节约用电既能减少化石能源的消耗，又能减少污染物的排放，有利于环境保护，符合主题，故C不符合题意；
D．坚持绿色出行，减少汽车排放尾气产生污染，有利于环境保护，符合主题，故D不符合题意。
故选B。
13． 方向性 不是
能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化；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。
【详解】
[1][2]能量在转化和转移的过程中，都是具有方向性的，不能反过来转化；核能在使用后，短时间内不能源源不断的获得，属于不可再生能源。
14． 纳米材料 超导材料 硅光电池
【详解】
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．
15．太阳能（或光能）
【详解】
太阳能为清洁能源，也是可再生能源，因此可将太阳能转化为电能。
16． 太阳能（光能）转化为电能 化学能转化为电能
【详解】
[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。
17． 不可再生 7.392×105J 37.3%
（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）利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量，即水的内能增加值；
（3）由Q放=mq可求出天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶的效率．
【详解】
（1）天然气不可能在短时间内得到补充，是不可再生能源；
（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2.2kg×（100℃-20℃）=7.392×105J，即水的内能增加了7.392×105J；
（3）天然气完全燃烧放出的热量：Q放=m′q=45×10-3kg×4.4×107J/kg=1.98×106J；
燃气灶的效率：．
18． 核裂变 核能转化为内能 59.8% 太阳能、核能、地热能、潮汐能
【详解】
（1）目前人们可以和平利用的核能是通过核裂变的，即在核潜艇的反应堆中的核能是通过核裂变和方式获得的；
（2）①核电站中先将核能转化为内能，再通过汽轮机，将内能转化为机械能，最后通过发电机转化为电能；
所以“反应堆”与“一回路”中主要的能量转化为：核能转化为内能；
②核电站的效率为：
；
（3）目前开发利用的新能源有：太阳能、核能、地热能、潮汐能等．
19． 反射 145 B 5.5×104 制冷 3.6×104 发动机的推进效率为50%
【详解】
（1）在阳光下飞机尾翼呈现绿色是因为飞机的尾翼反射绿光，
根据公式翼载＝可得机翼面积：
S＝=＝145m2；
（2）“超细航空级玻璃棉”性质有：直径只有3～5μm，其密度ρ＝=＝5kg/m3，密度比玻璃的密度小很多，还具有很好的隔音和保温效果（导热能力相对较弱）；故B不正确；
（3）能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，所以机体上的空调要不断制冷，使舱内气压和温度达到舒适值．
（4）飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻力平衡力，大小相等，故f＝F＝3.6×104N；
燃料完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝1800kg×4.6×107J/kg＝8.28×1010J；
根据据η＝得发动机获得的机械能：W机械＝ηQ放＝40%×8.28×1010J＝3.312×1010J；
发动机巡航的距离为：s＝vt＝920km/h×0.5h＝460km＝460000m，
飞机的推进功（推力所做的功）：W推力＝Fs＝3.6×104N×460000m＝1.656×1010J，
发动机的推进效率：η′＝＝×100%＝50%.
20． 可再生 小 6.5×104J 13 0.026
【详解】
(1)[1][2]风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生能源；风轮机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大、密度小的复合材料制成，可以延长使用寿命、便于安装等。
(2)[3]由题意可知，空气动能E与空气质量m、空气流速v的关系为E=12mv2，根据密度公式可知t时间内通过圆面的空气质量为
m＝ρV＝ρSvt
则1s通过风轮机叶片旋转所扫过的圆面的空气的动能为
E=12mv2=12×ρSvt×v2=12×1.3kg/m3×100m2×(10m/s)3×1s＝6.5×104J
[4]已知风力发电机将接收的风能（动能）转化为电能的效率η＝20%，则输出的电能为
W电＝ηE＝20%×6.5×104J＝1.3×104J
风力发电机的输出功率为
(3)[5]由可得，风力发电机1min输出的电能为
W′＝Pt＝13×103W×60s＝7.8×105J
由题意可知，煤完全燃烧放出的热量Q＝W′＝7.8×105J，
由Q＝mq可得需要煤的质量为
21． 增大受力面积，减小压强 增大压力 滑动变阻器 串 磁场对电流的作用（通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受力运动） 电 化学 1.35×106 50
【详解】
(1)[1]电动自行车的车座扁而平，人对车座的压力一定，由压强公式可知，受力面积越大，压强越小，所以车座扁而平是增大受力面积，减小压强。
[2]骑行过程中刹车时，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦的。
(2)[3]电路中的电流大小可通过滑动变阻器来改变，电流变化了，电动机转动的速度就会改变，因此，电动车中改变车速的控制器相当于是实验室中的滑动变阻器。
[4]因为接入滑动变阻的作用是为了改变电路电流，是影响整个电路的，所以在连接时，应将滑动变阻器与电动机串联在电路中。
(3)[5]电动自行车的核心部件电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
(4)[6][7]电动自行车充电时，自行车蓄电池相当于用电器，消耗电能，充电时是将电能转化为化学能。
[8]蓄电池的最大容量
电能转化为的机械能
(5)[9]已知最大功率，由
可得
已知摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象为正比例图象，由图象可知，当，车辆和人的总质量，则阻力为时，车辆和人的总质量为4kg， 则当时，车辆和人的总质量
则小明的质量
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页