人教版九年级全一册22.4能源与可持续发展 同步练习（含解析）

人教版九年级全一册 22.4 能源与可持续发展
一、单选题
1．在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中错误的是（ ）
A．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体
B．做功和热传递改变物体内能的实质是相同的
C．做功和热传递改变物体内能的效果是一样的
D．能量在转移和转化的过程中，能的总量保持不变
2．天然气是一种重要的能源，也是一种清洁能源，小明家的燃气灶使用天然气作燃料。以下关于说法正确的是（天然气的热值为4.4×107J/kg）（　　）
A．天然气是可再生能源
B．经过技术改造小明家的燃气灶效率可达100%
C．完全燃烧10g天然气放热4.4×105 J
D．天然气燃烧不会产生空气污染
3．下列说法不正确的是（　　）
A．汤姆生提出原子核式结构模型
B．煤、石油属于不可再生能源
C．能量的转化与转移具有方向性
D．宇宙是一个有层次的天体结构，是膨胀的、演化的
4．“绿水青山，就是金山银山”，党的十九大报告提出，我们要推进绿色发展，着力解决环境问题，加大生态系统的保护，建设美丽中国。下列关于能源利用的说法正确的是（　　）
A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源
B．风能、太阳能是可再生能源，应大力开发利用
C．大量的燃烧煤炭、石油对环境不会造成负面影响
D．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
5．下列有关能源的说法正确的是（　　）
A．核能是可再生能源
B．化石能源只要合理利用就不会产生污染
C．因为能量是守恒的，所以不必节约能源
D．风能、水能、太阳能都是清洁能源
6．下列关于信息传递和能量的有关说法正确的是（ ）
A．电磁波的传播需要介质
B．卫星是利用电磁波传递信息的
C．风能、水能和太阳能都是一次、不可再生能源
D．能量转化是守恒的，所以能源取之不尽用之不竭
7．下列说法中正确的是（　　）
A．额温枪是利用红外线热效应来工作的
B．手机之间通话是利用光纤传送的
C．核电站是利用核聚变原理来发电的
D．能量是守恒的，不存在能源危机
8．前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”．下列对该事件的看法错误的是（　　）
A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹
D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
9．关于能源、信息与材料，下列说法错误的是（　　）
A．垃圾分类有利于环保和节约能源
B．风能、水能、核能都是可再生能源
C．5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等
D．若用超导材料制造输电线，则可以大大降低由于电阻引起的电能损耗
10．人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是（　　）
A．现代生活离不开电，电力是一次能源
B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一
C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值
D．能量既不能创造，也不会消灭，所以不用节约能源
11．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（　　）
A．超导材料可用于电热水器的发热元件
B．利用半导体材料可以制作发光二极管
C．垃圾分类后重新利用不利于节约能源
D．微信视频聊天是利用超声波传递信息的
12．关于能源、材料和通讯，下列说法不正确的是（　　）
A．中国 7 纳米芯片的主要材料是半导体
B．未来无人驾驶汽车是利用 5G 网络传递信息
C．光缆通信是通过光在光导纤维内壁上多次折射传递信息的
D．汽车散失的热不能收集起来再利用，表明能量转化过程有方向性
二、填空题
13．北斗卫星定位系统既可以发射也可以接收_____（选填“超声波”或“电磁波”）．晚自习时，教室中正常发光的某一盏灯突然熄灭了，原因可能是该灯_____（选填“短路”或“断路”）．
14．全球气候变暖又称温室效应，这种现象主要是人类在生产、生活中排放的二氧化碳等温室气体增加而产生的。具体原因：
（1）工业生产中，大量利用煤作为燃料，向大气中排放大量的二氧化碳。
（2）交通工具、家庭炉灶等大量燃烧煤、石油等，排放二氧化碳。
（3）人类大量砍伐森林，减少了树木对二氧化碳的吸收。请说出2项危害和解决的措施：
危害一：______ 措施：______
危害二：______ 措施：______
15．在风景秀美的太姥山下，宁德核电站正在筹建中。核电站是利用对原子核裂变的链式反应加以控制，使之能够缓慢、平稳、安全地释放核能的装置。若核电站建成后，电网白天用电量多，深夜用电量少。为了使核电站稳定工作和充分利用能源，专家设想在核电站周边筹建抽水蓄能电站。深夜，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，如图（甲）所示。白天用电高峰时再把山顶水库的水放下，来推动水轮机发电，如图（乙）所示。
（1）核电站是利用对原子______的链式反应加以______，使之能够缓慢、平稳、安全地释放核能的装置；
（2）深夜抽水过程是将______能转化为水的______能；
（3）下列能源中，属于不可再生能源的是( )。
A．太阳能 B．风能 C．水能 D．石油
16．2020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。
三、综合题
17．春节期间，小王一家四人自驾车外出旅游。她想知道她们全家上车后，车子对地面的压强是多少。她查阅随车资料知道该车自重1300kg，她们家人均体重60kg，她测得每个轮胎与地面的接触面积是200cm2。
(1)若不计行李重量，小斯全家坐上车后车子对地面的压力是______N，车子对地面的压强是______Pa（g取10 N / kg）；
(2)汽车是常见的交通工具，它包含着很多物理知识。请你用学过的物理知识简要回答下列问题：
①下列中的______（选填A、B、C）属于无污染汽车；
A．汽油汽车 B．柴油汽车 C．太阳能汽车
②汽车轮胎表面做有花纹，其目的是______；
③小车司机和乘客要系好安全带，是为了防止______带来的危害。
18．阅读短文，回答问题．
环保、高效的交通形式﹣﹣“空中巴士”
2016年8月，我国自行设计研制、全面拥有自主知识产权的“空中巴士”﹣﹣巴铁1号试验车，在河北秦皇岛北戴河区开始启动综合试验，包括刹车距离、摩擦系数、耗电等，检验车和路、人和车的关系（如图）．
环保：普通公交大巴一般通过燃烧燃油提供动力，如按照每辆普通燃油公交大巴每年耗
油21.6吨，那么就会出现66吨左右的碳排放．但是，巴铁非常环保！因为它完全是采用的电力驱动，如果一辆巴铁可以取代40辆普通燃油公交大巴，那么每年就可以减少864吨耗油，减少2640吨碳排放．
“超级电容”有轨电车：这款城市电车具有三大优势．一是甩掉了“大辫子”，全程无架空接触网运行；二是以9500法拉“超级电容”储能供电，车辆在站台区30秒内快速完成充电，一次可运行3至5公里；三是该车制动时能将85%以上的制动能量回收反馈至超级电容形成电能储存，实现能量循环利用．
（1）以公路两旁的树木为参照物，正在试行的“巴铁”是_____（选填“运动”或“静止”）的．
（2）普通公交大巴一般通过燃油提供动力，空中“巴铁”则采用电力驱动，其中电能属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源．
（3）若“巴铁”运行40000m需要0.5h，则其运行速度为_____km/h．
（4）“巴铁”在制动时充电是将_____能转化_____能．
19．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是________
A．大量使用热机会造成环境污染 B．热机排出的尾气没有内能
C．热机的效率能达到100% D．热机都是使用汽油作燃料
理由　________
20．阅读《永动机的神话》，回答问题．
永动机的神话
从古至今，永动机一直是人们的梦想．然而，随着人们对自然规律认识的不断深入，这种梦想被宣告破灭．而在此过程中人们提出的各类永动机方案，最终也以失败而告终．虽然永动机的神话破灭了，但是它对人们探索自规律所做的贡献，依然功不可没的．
在欧洲，早期最著名的永动机设计方案是由法国人亨内考的提出的．如图所示，轮子中央有个一转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球．亨内考认为，因为右边的球比左边的球离转动轴远些，所以右边的球对轮子产生的转动效果要比左边的球产生的转动效果大．这样轮子就会永远无休止的沿顺时针的方向转动下去，从而带动机器运转．这个设计被不少人进行过复制和验证，但从未实现过不停的转动．
18世纪，从事永动机设计和研究的人越来越多，无论当时有学识的和无学时的人都相信永动机是可能的．但是无论多么努力，所有的方案都以失败而告终．人们在不断地努力和实践过程中逐渐认识到，任何机器在对外界做功时，都要消耗能量．不消耗能量，机器是无法做功的．
19世纪，随着科学家们对功、能、热量不断的深入研究，人们逐步发现了能量转化与守恒定律．即能量既不会消失，也不会创生，它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，而能的总量保持不变．同时，人们通过大量的事实研究进一步认识到，能量在转化和转移过程中具有一定的方向性．至此，在人类历史上持续几百年的永动机梦想，被自然规律彻底打破．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）某同学想制造出一种不需要能量就能运转的机器，他的想法是_______实现的．（选填“可能”或“不可能”）
（2）下列实例能说明能量的转化和转移具有方向性的是____________．（选填选项前的字母，多选）
A．摔碎的玻璃杯很难被修复
B．汽车急刹车时，因摩擦而消耗的动能，不能再自发地回到汽车
C．热量总是自发地从高温物体传到低温物体
D．光在反射和折射时，光路可逆
（3）能源危机产生的根源是由于能量的转化和转移具有方向性，请你举例说出生活中节约能源的措施：________．（说出一条即可）
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】
A．热传递具有方向性，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，一直到温度相同为止，故A正确，不符合题意；
BC．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体内能上是等效的，做功改变物体内能实质上是机械能和内能的相互转化，热传递改变内能的实质是能量的转移，二者实质不同，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．根据能量转化和守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．C
【详解】
A．天然气会越用越少，不能再短时间内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．经过技术改造后，只能提高效率，但燃气灶效率不可能达到100%，故B错误；
C．质量为10g的天然气完全燃烧放出的热量为
Q＝mq＝0.01kg×4.4×107J/kg＝4.4×105J
故C正确；
D．天然气燃烧会产生二氧化碳，二氧化碳会产生温室效应，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查能源的分类、热量的计算及燃气灶的效率问题，为基础题。
3．A
【详解】
A．汤姆孙的主要贡献是发现电子和质子，卢瑟福提出原子核式结构，故A错误，符合题意；
B．煤、石油是化石能源，在短时间内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B正确，不符合题意；
C．由能量守恒定律得，能量的转化与转移具有方向性，故C正确，不符合题意；
D．宇宙中有很多的星系，星系中又有很多星体，宇宙是一个有层次的天体结构系，，是膨胀的、演化的，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．B
【详解】
A．煤、石油、是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故A错误；
B．风能、太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，应大力开发利用，故B正确；
C．大量的燃烧煤炭、石油对环境会造成大气污染、热污染和温室相应等负面影响，故C错误；
D．能量在转化过程中是守恒的，但能源的消耗是不可逆的，能源的利用是有限的，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．核能用一点就少一点，短时间内不会再生，是不可再生能源，故A错误；
B．化石能源在使用时多少都会对环境造成不同程度的污染，不可避免，故B错误；
C．虽然能量是守恒的，但能量的转移和转化都有方向性，使用后的能量不可能自发的回到原来的状态，所以要节约能源，故C错误；
D．风能、水能、太阳能使用时不会对环境造成污染，是清洁能源，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．电磁波的传播不需要介质，故A错误；
B．卫星是利用电磁波传递信息的，故B正确；
C．风能、水能、太阳能都是一次、可再生能源，故C错误；
D．能量是守恒的，但是能量的转化和转移是有方向性的，能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】
A．生物可以发出红外线，额温枪是利用红外线热效应来工作的，故A正确；
B．手机可以发射和接收电磁波，是利用电磁波来传递信息的，故B错误；
C．核电站是利用核裂变原理来发电的，故C错误；
D．能量是守恒的，但能量的转化和转移具有方向性，有些能量一旦消耗便很难再被人类所利用，因此会发生能源危机，故D错误。
故选A。
8．D
【详解】
A．氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确；
B．根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确；
C．由科学常识知道，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从，更不能以讹传讹，故C正确；
D．该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误．
9．B
【详解】
A．垃圾分类后，有一部分垃圾可回收再利用，有一部分有害物质可得到妥善处理，有助于减少环境污染和节约能源。故A正确，不符合题意；
B．风能和水能是可再生能源，核能是不可再生能源。故B错误，符合题意；
C．5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是3×108m/s，故C正确，不符合题意；
D．如果用超导材料作为输电线，可大大降低输电过程中的电能损耗，所以利用超导体的零电阻可以实现远距离输电。故D正确，不符合题意。
故选B。
10．B
【详解】
A．电能是二次能源，是消耗一次能源得到的，故A错误；
B．消耗能量时，有相当部分没有被利用，所以提高能量转化效率的重要措施之一是节能减排，故B正确；
C．有些新能源存在开发技术难、成本高问题，但新能源安全、清洁，不会严重影响环境的优点，故C错误；
D．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，但其消耗具有方向性，所以一定得节约能源，故D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．超导材料无法将电能转化为内能，电热水器的发热元件需要将电能转化为内能，超导材料不可用于电热水器的发热元件，故A错误；
B．发光二级管是利用半导体材料制成的，故B正确；
C．垃圾分类后重新利用，可以节约能源，故C错误；
D．微信视频聊天是利用电磁波传递信息的，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
A．导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，芯片的主要材料是半导体，故A正确，不符合题意；
B．相对于4G、3G，5G网络传输信息的速度更快，这样无人驾驶汽车才能在更短的时间内将路面信息传送会后台控制中心、接收到更多的卫星传来的信息等，这样汽车才能更快地作出相应的操作，故B正确，不符合题意；
C．光纤通信是利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出．这样就把它携带的信息传递到了远方，故C错误，符合题意；
D．能量的转化和转移具有方向性，汽车散失的热量不能收集起来再利用，说明了能量的转化具有方向性，故D正确，不符合题意。
故选C。
13． 电磁波 断路
【详解】
解：北斗卫星定位系统也是利用电磁波来传递信号的；教室中正常发光的某一盏灯突然熄灭了，其他灯不受影响，由于是并联电路，故灯泡的故障是断路．
点睛：电磁波是移动通信传递信息的介质；家庭中各用电器是并联的．
14． 气候反常，海洋风暴增多 地球上的病虫害增加 植树造林，改善环境 低碳出行，减少汽车尾气排放
【详解】
[1][2]二氧化碳的排放会导致两极地区的冰川大量融化，导致全球海平面上升，沿海低地的地区可能被淹没，措施为：开发新能源，减少矿物能源的使用。
[3][4]二氧化碳的排放会导致地球上的病虫害增加，措施为：植树造林，改善环境。
15． 核裂变 控制 电 机械 D
【详解】
（1）[1][2]由题意得，核电站是利用对原子核裂变链式反应加以控制，使之能够缓慢、平稳、安全地释放核能的装置。
（2）[3][4]深夜，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，该过程消耗了电能对水做功，增大了水的机械能。
（3）[5]太阳能、风能、水能可以从自然界源源不断得到补给，是可再生能源，故ABC不符合题意；石油是化石燃料，短时间内不能从自然界得到补给，是不可再生能源，故D符合题意。
故选D。
16．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。
17． 1.54×104 1.925×105 C 增大摩擦 惯性
【详解】
(1)[1]小斯全家和车的总重
G=mg=(4×60kg+1300kg)×10N/kg=1.54×104N
则此时车子对地面的压力
F=G=1.54×104N
[2]车子对地面的压强
(2)①[3]太阳能是无污染能源，所以太阳能汽车是无污染汽车，而以汽油、柴油为燃料的汽车都会有尾气排放，对空气有污染。所以C选项正确。
②[4]汽车表面的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦。
③[5]司机和乘客都要系好安全带，是为了防止惯性带来的危害，因为在车在急停时，人由于惯性往前冲，带上安全带可避免人在车内与车身撞击或飞出挡风玻璃外。
18． 运动 可再生 80 机械 电
【详解】
第一空．路边的树木为参照物，“巴铁”的位置是不断变化的，所以“巴铁”是运动的．
第二空．电能属于二次能源，可以从太阳能、机械能转化而来，属于可再生能源；
第三空．“巴铁”的速度：
第四空．制动时，速度变小，则动能变小，也就是机械能将变小；
第五空．制动时，机械能减小，同时产生了电能，是机械能转化为电能．
19． A 热机排出的废气带走了大量的热量，所以热机的效率都比较低，同时废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质污染环境，热机根据利用的燃料划分为汽油机和柴油机．
【详解】
分析：热机排出的废气带走了大量的热量，所以热机的效率都比较低，同时废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质污染环境；热机根据利用的燃料划分为汽油机和柴油机．
解答：A、热机的废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质会污染环境，该选项正确；
B、热机排出的废气要带走很多热量，这是热机效率低的原因之一．此选项错误；
C、通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到100%．该选项错误；
D、热机根据利用的燃料划分为汽油机和柴油机．此选项错误．
故答案为(1). A (2). 热机排出的废气带走了大量的热量，所以热机的效率都比较低，同时废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质污染环境，热机根据利用的燃料划分为汽油机和柴油机．
【点睛】热机的使用会带来环境问题，效率也比较低，是需要改进的地方，任何实际机械的效率都不可能达到100%
20． 不能 BC 详见解析
【详解】
第一空．根据能量守恒定律可知，不需要能量就能运转的机器是不存在的；
第二空．A．摔碎的玻璃杯，分子间的距离太大了，分子间作用力几乎不存在，很难修复，不符合题意；
B．汽车急刹车时，摩擦而消耗的动能，由于能量的转化和转移具有方向性，不能再自发地回到汽车，符合题意；
C．热量总是自发地从高温物体传到低温物体，而不可能自发地从低温物体传到高温物体，说明能量的转化或转移具有方向性，符合题意；
D．光在反射和折射时，光路是可逆的，属于光的传播定律，不符合题意；
第三空．生活中节约能源的措施：绿色出行；随手关灯；使用节能电器．
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
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