苏科版九年级第十八章能源与可持续发展复习题（有答案）

苏科版九年级 第十八章 能源与可持续发展复习题
一、单选题
1．根据能量守恒定律，下列情形中可能发生的是（　　）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．不考虑空气阻力时，小球从光滑的U形槽斜面由静止滚下后，会永不停息地在两侧来回运动
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
2．下列现象与物态变化相对应的是（　　）
A．衣柜里的樟脑丸变小了——汽化 B．静静的池塘覆上薄冰——液化
C．夏天洒在地板上的水很快干了——凝固 D．冰箱冷冻室内壁的霜——凝华
3．如图是对冰加热时其温度随时间变化的图象，由图可知
A．冰是非晶体
B．在段是一个放热过程
C．在段该物质处于液态
D．在段表示冰的熔化过程
4．下列有关核能的利用，叙述正确的是
A．原子弹是利用核聚变原理制成的一种核武器
B．氢弹是利用核裂变原理制成的一种核武器
C．核电站中的能量转化顺序是：核能化学能内能机械能电能
D．氢弹和原子弹爆炸时能量的转化和转移是有方向性的
5．关于能源、材料和粒子，下列说法中正确的是（　　）
A．电饭锅用超导材料做加热器，可以大大提高电能转化为内能的效率
B．卢瑟福发现了电子，说明原子可以再分
C．破镜难以重圆，是因为分子间存在斥力
D．太阳能、风能、水能属于可再生能源
6．下列关于能量的说法不正确的是
A．永动机不可能制造成功，它违反能量守恒定律
B．生产、生活中利用的能量全部来自于太阳能
C．核能指重核裂变和轻核聚变时释放出巨大的能量
D．水总是自发的从高处往低处流，因为能量转化有方向性
7．下列过程中内能转化为机械能的是（　　）
A．内燃机压缩冲程过程中 B．火箭发射升空的过程中
C．陨石坠落大气中 D．放在冰箱里的食物温度降低
8．如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧．根据该实验现象，下列结论正确的是
A．棉花燃烧，是活塞与内壁摩擦生热使棉花内能增大造成的
B．棉花燃烧是内能转化为化学能
C．气体容易被压缩，是因为气体分子间距离较大，分子间的作用力较弱
D．通过此实验可以验证热转递能改变物体的内能
9．关于能量和能源的利用，以下说法正确的是（　　）
A．核电站是利用化学能来发电的
B．水能、风能和化石能源均是可再生资源
C．太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
D．电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能
10．下列说法中正确的是
A．煤、石油、天然气是不可再生能源
B．超声波、电磁波在真空中的传播速度是相同的
C．利用模拟信号传输信息比用数字信号抗干扰能力强
D．微波通信、卫星通信和光纤通信都是通过光缆来传输信号的
11．目前世界上已建成的核电站都是利用（ ）
A．原子核的聚变释放的能量来发电的
B．原子核的裂变释放的能量来发电的
C．放射性物质衰变释放的能量来发电的
D．原子核聚变和裂变释放的能量来发电的
二、填空题
12．据CCTV报道，喜马拉雅山脉的冰川消融速度在加快．这种现象主要是由于人类活动中过多排放二氧化碳等温室气体引起的____ 造成的．我国是世界上严重缺水的国家之一，请举出你在生活中节水的一个具体措施____
13．如图所示，只闭合S1，电阻R1和R2组成_____电路，断开S1、闭合S2和 S3，电阻R1和R2组成_____电路．
14．可持续的能源发展战，就是要依靠科技进步，发展太阳能、________等可再生能源；改变能源结构，减少日常生活、生产实践对________（选填“化石”、“清洁”或“新”）能源的依赖；提高能源利用率，减少环境污染．
15．如图所示是汽油机一个工作循环的四个冲程之一，是将 ______ 能转化为 ______ 能的冲程．现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为，这次汽油机每秒钟内完成 ______ 个冲程，对外做了 ______ 次功．
16．在核能、太阳能、天然气中属于可再生能源的是________ ．到目前为止，核电站只能利用核________ 释放的核能来发电．一杯水的内能不会自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰，是因为能量的转移和转化具有________ 性．
17．塔式光热发电系统
1982年4月，美国在加州南部巴斯托附近的沙漠地区建成一座称为“太阳1号”的塔式太阳能热发电系统．该系统的反射镜阵列，由1818面反射镜环包括接收器高达85.5米的高塔排列组成．1992年装置经过改装，用于示范熔盐接收器和蓄热装置．以后，又开始建设“太阳2号”系统，并于1996年并网发电．今年，以色列Weizmanm科学研究院正在对此系统进行改进．据悉仍在研究实验中．
北京西北75公里，延庆县八达岭长城脚下．站在长城上向南远眺，一个白色柱状的“大家伙”耸立在蓝天之下；一侧，上百片硕大的玻璃面板，把太阳光反射到它上面．这个不久前建成的大家伙就是我国、也是亚洲首个太阳能热发电站的吸热塔．
塔式太阳能热发电系统它是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔，塔顶上安装固定一个吸收器，塔的周围安装一定数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温，再将通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电．即塔式太阳能热发电系统是利用众多的平面反射阵列，将太阳能辐射反射到置于高塔顶部的太阳接受器上，加热工质产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电塔式太阳能光热发电是将光能转变为内能，然后再通过传统的热力循环做工发电．塔式太阳能光热发电系统主要由镜场及定日系统、吸热及热传输系统、储热系统、常规岛发电系统组成．镜场及定日系统实现对太阳的跟踪，将太阳光准确反射到吸热器上．位于塔上的集热器将镜面反射的高热流密度辐射能转换为工作流体的内能．
（1）当太阳光照射到定日镜上时会发生光的_____现象．
（2）塔式光热发电系统主要是把_____能转化为_____能．
（3）塔式太阳能光热发电系统主要由_____系统、_____系统、储热系统、_____系统组成．
18．八月桂花开满园，漫步其中“花香袭人”，甚至园外也能闻到花香，这是桂花分子___________的结果。大到核电站，小到汽车，都是使用水作为散热的物质，这是因为常见物质中水的___________较大的缘故。
19．2020 年 11 月 24 日，我国用长征五号运载火箭成功将“嫦娥五号”发射升空，开启我国首次地外天体采样返回之旅，火箭用液态氢为燃料是因为氢气的______大，氢气燃烧将内能转化为机械能，该能量的转化与四冲程汽油机工作时的______冲程相同，汽油机飞轮转速为3600r/min，该汽油机每秒对外做功_______次。
20．内燃机把内能转化为_______能，若汽油机气缸工作活塞的面积为40cm2,燃气在气缸内产生的高温气压为2.5×105Pa，则活塞上获得的推力为 _______N.
21．东晋医学家葛洪这样说到：“见游云西行，而谓月之东驰”这句话很生动的体现了物体相对运动的知识，根据你所学的物理知识分析在前句所选取的参照物是 __________；后句选取的参照物是_________．
三、综合题
22．阅读短文，回答文后问题：
热泵
目前，全世界的能源消耗正逐年大幅度增长。按照现在的能源消耗速度，地球上的不可再生能源在不久的将来将被消耗殆尽。依靠科技进步提高能源利用率已成为我国实现可持续发展的当务之急。热泵就是一种高效利用能源的装置，一般按热源种类不同分为：空气源热泵，水源热泵，地源热泵等。
如图所示是常用的压缩式热泵，在蒸发器中的液体工作物质（简称工质）从低温热源吸取热量，蒸发为低压蒸气，通过压缩机进入冷凝器中，把热量传给高温热源，冷凝成液体；随后通过节能阀膨胀后又成为液态工质进入蒸发器，不断循环往复。压缩机对工质做功W，工质在高温热源放出热量Q1，从低温热源吸取热量Q2。制冷系数，制热系数、若ε热=5，即热泵消耗1kW·h电能可以得到5kW·h的热量。由于热泵既可制冷，又能制热，因而将热泵同时用于工业生产中降温与烘干等处时，热泵的综合效能比单一工作状态时更高，进一步提高了能源的有效利用率，达到节能的目的。
（1）热泵内的工质在冷凝器中通过________的方式改变水的内能（填“做功”或“热传递”）；
（2）如果电炉工作时，将电能全部转化为水吸收的热量。则将500kg、15℃的冷水加热到55℃，电炉消耗的电能为________J；
（3）若使用某型号家用热泵，压缩机功率为300W，24h的供热数量与题（2）中水吸收的热量相同时，则热泵比电炉节电________%；
（4）热泵实现同时制冷与供热的双重功能时，热泵综合效能的表达式为ε综合=_____。
四、简答题
23．如图是一个手持电熨斗，请你用学过的知识回答问题：
电熨斗的发热原理是什么？
在使用的过程中能量是怎样转化？
它是通过什么方式改变衣服内能的？
五、计算题
24．如图甲是小城家客厅茶几上的多功能茶壶，可以直接烧水，也可以保温使得水温维持在55℃恒温，小城较为好奇，于是查看茶壶的铭牌，看到如乙图所示的简化电路图，加热档功率为880W，保温档功率为110W，茶壶容量为1.5L，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，求：
（1）在一个标准大气压下，将初温为20℃的一壶水烧开，水吸收的热量为多少？
（2）R2阻值为多少？
（3）小城想要估计不计热量损失情况下，烧开一壶初温为20℃的水需要的要多久时间？（结果保留1位小数）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A、出膛的子弹射穿木板，由于摩擦生热会使子弹的动能减小，它的速度减慢，故A不符合题意；
B、电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B不符合题意；
C、不考虑空气阻力时，小球从光滑的U形槽斜面由静止滚下后，由于整个过程中没有机械能的损耗，即机械能守恒，所以小球会永不停息地在两侧来回运动，故C符合题意；
D、机械表工作靠表内发条的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会走了几十年，故D不符合题意。
故选C。
2．D
【详解】
A. 衣柜里的樟脑丸变小了，物质由固态变为气态，属于升华现象，不符合题意；
B. 冰是固态的，是由池塘中的水形成的，液态变为固态的现象叫凝固，不符合题意；
C. 夏天洒在地板上的水很快干了，实际上就是变为了水蒸气，液态变为气态的现象叫汽化，不符合题意；
D. 冰箱冷冻室内壁的霜，是由冷冻室内的水蒸气形成的冰晶，气态变为固态的现象叫凝华，符合题意。
3．C
【详解】
A. 据图象能看出冰有一定的熔化温度，即有熔点，所以冰是晶体，故该选项不符合题意；B. BC段是冰的熔化过程，即该过程中吸热但温度不变，故该选项不符合题意；C. CD段是固态冰刚好熔化完，即处于液态的水的升温状态，故该选项正确；D. DE段水被加热热沸腾的过程，即该过程吸热但温度不升高，故该选项不符合题意．故选C.
冰为晶体，从熔化图象可看出，0min对应温度为开始加热时温度，固态的冰升高温度，到第3min开始熔化，BC段为冰的熔化过程，对应温度为熔点，对应的时间为熔化时间，熔化过程中处于固液并存状态，需要吸收热量．从第6min开始已经转化为液态了．从C点到D点，是液态的水在吸热升温，第9min的开始是水达到沸点开始沸腾，汽化成的水蒸气到空中，容器中只是正在沸腾的水．
4．D
【详解】
A. 原子弹是利用核裂变原理制成的一种核武器，故A项与题意不相符；
B. 氢弹是利用核聚变原理制造的核武器，氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多，故B项与题意不相符；
C. 核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动气轮机转动，把内能又转化为机械能；气轮机再带动发电机发电，得到电能；故能量转化的顺序正确的是核能→内能→机械能→电能，故C项与题意不相符；
D. 能量散发出去后不能重新收集加以利用，即为能量的耗散现象，说明自然界中能量转化是有方向性的，故氢弹和原子弹爆炸时散发的能量的转移和转化也是有方向性的，故D项与题意相符．
5．D
【详解】
A．电饭锅是将电能转化为内能来工作的。用超导体制成加热器，通电时不会产生热量，即电能不会转化为内能，故A错误；
B．19世纪70年代，汤姆生发现阴极射线是由速度很高的粒子组成的，这种粒子就是电子。这一发现也说明原子是可以再分的，故B错误；
C．将破碎的镜子拼在一起，碎片之间的距离很大，碎片破裂处的分子间的作用力不足以使碎片粘合在一起，故C错误；
D．太阳能、风能、水能都可以源源不断地从自然界直接获取，这样的能源叫作可再生能源，故D正确。
故选D。
6．B
（1）机械能在转化的过程中要有一定的消耗，且能量转化具有方向性，据此判断；
（2）自然界中的大部分能量来自太阳能，但核能、地热能等与太阳能无关；
（3）核能的利用形式包括核裂变与核聚变；
（4）能量的转化具有方向性．
【详解】
A. 机械能在转化的过程中要有一定的消耗，所以永动机不可能制造成功，它违反能量守恒定律，故A正确；
B. 生产、生活中利用的能量绝大多数来自于太阳能，但不是全部，如核能、地热能等与太阳能无关，故B错误；
C. 核能指重核裂变和轻核聚变时释放出巨大的能量，故C正确；
D. 在重力的作用下，水总是从高处往低处流，这也说明能量转化有方向性，故D正确．
故选B.
7．B
【详解】
A．内燃机压缩冲程过程中，机械能转化成内能，不符合题意；
B．火箭发射升空的过程中，燃气的内能转化成火箭的机械能，符合题意；
C．陨石坠落大气中，与空气摩擦生热，机械能转化成内能，不符合题意；
D．放在冰箱里的食物温度降低，是热传递改变物体内能，不符合题意。
故选B。
8．C
【详解】
A．棉花燃烧是因为活塞对玻璃筒内的气体做功，气体内能增大，温度升高，点燃棉花，A不符合题意；
B．棉花燃烧时是化学能转化为内能，B不符合题意；
C．气体容易被压缩是因为气体分子间距离较大，分子间作用力较弱，容易被挤压，C符合题意；
D．通过此实验可以验证做功能改变物体的内能，D不符合题意
9．D
【详解】
A．核能即是利用核裂变时释放的能量进行发电的，故错误；
B．化石能源是不可再生能源，故错误；
C．太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故错误；
D．由于能量的转化具有方向性，故电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能，故正确；
10．A
【详解】
解答：A. 石油、煤、天然气一旦消耗很难再生，都属于不可再生能源，故A正确；B. 电磁波在真空中的传播速度等于光速,约等于3×108m/s，超声波不能在真空中传播，故B错误；C. 通信的信号有两种，即数字信号和模拟信号，数字信号比模拟信号抗干扰能力强，故C错误；D. 微波通信与卫星通信的信号在空间传播，光纤通信通过光缆传输信号，故D错误．
11．B
【详解】
试题分析：根据原子核聚变和裂变的条件，结合核电站的作用进行解答．
解：核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是链式反应，是核裂变造成的；
故选B．
【点评】此题考查原子核的裂变和聚变，核聚变时需要在高温下进行，如何利用聚变释放的能量，科学家正在积极地探索中．
12． 温室效应 采用滴灌或喷灌
（1）化石能源的使用比例在各国的能源消费中都占有很大的比例，大量使用化石能源（煤炭、石油），过多的排放二氧化碳等烟尘、废气，能够造成环境污染，引起温室效应，使全球的气温升高．
（2）联系生活实际，得到合理利用和保护水资源的具体措施，答案不唯一．
【详解】
(1)喜马拉雅山脉的冰川消融速度在加快．这种现象主要是由于人类活动中过多排放二氧化碳引起的温室效应造成的，防止这种现象的可行措施有：减少化石燃料的使用或者多植树造林．(2)合理利用水资源的措施有：采用滴灌或喷灌、节约用水、减小输水过程中水的蒸发；
13． 串联 并联
【详解】
[1]由电路图可知，只闭合S1，R1、R2首尾顺次连接，它们是串联的．
[2]断开S1、闭合S2和 S3时，R1、R2首首相连，尾尾相连，它们是并联的．
14．水能等，化石
【详解】
像煤炭、石油和天然气，不可能短期内重新生成，只能是用一点，少一点，我们把这种能源叫做不可再生能源；像生物质能、水能、风能以及太阳能，可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源．
15． 机械 内 80 20
【详解】
[1] [2]由图像可知，汽油机进气门排气门均关闭，活塞向上运动，因此为压缩冲程阶段，该冲程阶段机械能转化为内能；
[3] 飞轮的转速为，即，曲轴每转动一周为两个冲程，因此汽油机每秒钟内完成80个冲程；
[4] 汽油机四个冲程为一个循环，其中只有做功冲程阶段对外做功，因此80个冲程中只有对外做功，即20个冲程．
16． 太阳能 裂变 方向
（1）像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源．（2）目前利用核能的方式有两种：核裂变与核聚变，目前运营的核电站是利用核裂变获得能量的．（3）能量的转化和转移具有方向性．
【详解】
太阳能取之不尽属于可再生能源；核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；能量的转化和转移具有方向性．
17． 反射 太阳 电 镜场及定日 吸热及热传输 常规岛发电
【详解】
(1).由短文中“将式太阳能-------反射阵列---------辐射反射到”可知，“定日镜”属于面镜，当太阳光照射到定日镜上时会发生光的反射现象；
(2).由题干可知，集热器通过收集太阳能，将塔内的传热介质加热为高温高压蒸汽时太阳能转化为内能，再由蒸汽推动汽轮机可知蒸汽的内能转化为机械能，最后根据汽轮机带动发电机发电可知机械能转化为电能，所以太阳能热塔式发电过程中能量的转化过程为太阳能→内能→机械能→电能；
(3).塔式太阳能光热发电系统主要由镜场及定日系统、吸热及热传输系统、储热系统、常规岛发电系统组成．
18． 永不停息地做无规则运动 比热容
【详解】
[1]由于花香的分子向周围运动，所以在整个园子充满了花香的分子，这个现象都说明了分子在不停地做无规则运动。
[2]常用水作为散热物质，是因为水的比热容较大，质量和升高温度相同时，水吸收的热量多。
19． 热值 做功 30
【详解】
[1]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
[2]氢气燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能；四冲程汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。
[3]四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该飞轮每秒钟转60圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，故汽油机每秒对外做功30次。
20． 机械 1000
【详解】
试题分析：内燃机工作时，燃料燃烧产生的内能推动活塞做功，把内能转化为机械能；活塞上获得的推力为F=ps=2.5×105Pa×4×103m2=1000N．
【考点定位】
能量的转化；压力与压强
21． 月 游云
【详解】
前句：以月亮为参照物时，云朵的位置在改变，就会感觉云朵是向西运动的；
后句：以游云为参照物时，月亮的位置在改变，就会感觉月亮向东运动．
运动和静止是相对的，判断一个物体的运动状态关键取决于选择的参照物，学习中要注意理论联系实际，用所学物理知识对生活中的物理现象作出解释，做到举一反三，活学活用．
22． 热传递 8.4×107 69.1
【详解】
（1）[1]热泵内的工质在冷凝器利用水吸收热量，涉及能量的转移，故是采用热传递的方式改变水的内能。
（2）[2]电炉消耗的电能为
（3）[3][4]热泵消耗的电能为
热泵比电炉节电
（4）[5]热泵综合效能
23．电熨斗主要是利用电流的热效应工作的；烫熨衣服时，电能会转化为内能；在用电熨斗烫熨衣服时，衣服从电熨斗上吸收热量，温度升高，是通过热传递改变衣服的内能的．
【详解】
（1）当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．电熨斗主要是利用电流的热效应工作的；
（2）烫熨衣服时，电能会转化为内能；
（3）在用电熨斗烫熨衣服时，衣服从电熨斗上吸收热量，温度升高，是通过热传递改变衣服的内能的．
本题考查的是电流的热效应和改变内能的方式，通过烫熨衣服体现了物理来源于生活，又服务于社会的理念．
24．（1）5.04×105J；（2）385Ω；（3）572.7s
【详解】
解：（1）由可得，一壶水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3kg/m3=1.5kg
一标准大气压下，水的沸点为100℃，则水吸收的热量为
Q吸=cm t=4.2×103J/(kg ℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J
（2）由可得，电路电压不变时，电路的总电阻越大，则电路功率越小，当开关S闭合时，R2被短路，电路中只有R1，电阻较小，此时为加热档，则由可得，电阻R1的阻值为
当开关S断开时，R1和R2串联，电阻较大，此时为保温档，则由可得，电阻R1和R2的总电阻为
故电阻R2的阻值为
R2=R总-R1=440Ω-55Ω=385Ω
（3）不计热量损失，消耗的电能等于水吸收的热量，即
W=Q吸=5.04×105J
由可得，烧开一壶初温为20℃的水需要的时间为
答：（1）水吸收的热量为5.04×105J ；
（2）R2阻值为385Ω；
（3）烧开一壶水需要的时间约为572.7s 。
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