沪科版物理九年级下册 20.2能源的开发和利用同步练习（有答案）

20.2 能源的开发和利用
基础训练
知识点1 能源与社会
知识点2 能源与环境
1.科技小组的同学们调查发现，北京地区存在几种不同类型的发电站，如图所示．下列发电站发电过程中，利用不可再生能源发电的是（ ）
2.如图所示是获取电能的几种途径，其中消耗不可再生能源又不会对大气造成污染的是（ ）
A．燃煤发电 B．太阳能发电 C．风车发电 D．核能发电
3.2013年12月24日中国自主研发的“玉兔号”月球车成功登陆月球并实施探测计划。工作时，月球车上的太阳能电池板可将太阳能转化为 能；太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
4.能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会创生，它只会从一种形式_________为其他形式，或者从一个物体___________到其他物体，而能的总量保持不变．能源是人类社会生存和发展的重要物质，你熟悉的能源中，___________属于可再生能源，___________属于不可再生能源（各举一例）．
知识点3 开发新能源
5.关于能源与可持续发展，下列认识正确的是（　　）
A．核燃料是可再生能源
B．太阳能电池是将太阳能转化为内能的装置
C．能量的转化和转移是有方向的
D．能量在转化或转移的过程中，总量会减少
6.下列说法中正确的是（　　）
A．原子核在常温下就能发生轻核聚变
B．太阳的能量来自大量的氘核的裂变
C．能量在转化的过程中总量保持不变，并且存在方向性
D．煤、石油、天然气都属于可再生性能源
7.我国环境污染主要为能源消耗性污染，为保护环境、控制和消除污染，其中最为有效的途径之一就是利用太阳能，目前最为直接的利用太阳能的方式有两种，一种是利用集热器把太阳能转化为物质的　 　能，另一种是利用　 　把太阳能转化为电能．
8.目前核能已经被广泛利用，核能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；其中核电站工作是利用___________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放出大量的核能，再通过发电机转化为___________能。
综合训练
9.下面所说的哪个不是太阳能的优点（ ）
A．清洁 B．对环境不造成污染
C．分布广阔，获取方便 D．受天气影响大
10.下列能源中完全属于可再生能源的是（ ）
A．风能、水能 B．风能、石油 C．煤、天然气 D．核能、天然气
11.化石能源是当今我国的主要消耗能源，下列说法正确的是（ ）
A．核电站发生核泄漏会造成危害
B．使用化石能源不会对环境造成破坏
C．我国消耗的能源以可再生能源为主
D．化石能源可短期内从自然界得到补充
12.如图是核电站工作的流程图．关于流程图中各装置的能量转化，下列说法错误的是（　　）
A．核反应堆将核能转化为内能
B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能
D．各种用电器将电能转化为其它形式的能
13.如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题．
（1）核能是　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源．
（2）在汽轮机中，将蒸汽的内能转化为轮片的　 　能．
14. 2015年4月21日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”飞抵我省．飞机上的太阳能电池板将　 　能转化为电能．飞行时，飞机上的双叶螺旋桨向后推动空气，使螺旋桨获得向前的力，说明力的作用是　 　的，以飞机为参照物，飞机里的蓄电池是　 　（选填“运动”或“静止”）的．
15.风能是一种清洁的可再生能源，风力发电过程的能量转化是：风吹动风车将风能转化为风车的___________，发电机将转___________化为电能。
16.科学家们发现，以一种新式钙钛矿为原料的太阳能电池对太阳能转化为电能的转化效率可高达50%，为当前市面上太阳能电池转化效率的2倍．如果某工厂安装了总功率为200kW的钙钛矿太阳能电池发电系统，且某天的有效光照时间为9h，则该发电系统在这天能发电__________度；该发电系统在这天的发电量，如果由热电转化效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧热值为3.0×107J/kg的煤___________kg．
17.用燃气灶烧水时，把2.2kg 初温为25℃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4.4×107 J/ kg，水的比热容为4.2×103 J/ （kg·℃）。
（1）天然气属于 （选填 “可再生”或“不可再生”）能源。在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有 的。
（2）水的内能增加了 J。
（3） 燃气灶烧水的效率为 。
18．在渔船上安装“风光互补发电”装置，利用太阳能电池板和风力发电机发电，以节省燃油，在舟山渔区成为现实。舟山市将在1000艘渔船上安装“风光互补发电”装置．“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成，太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年，蓄电池约4年更换一次，项目价格如下表：
项目 风力发电机 太阳能电池板 充电器 蓄电池 安装费
价格（约） 5000元 4000元 1000元 2000元 2000元
（1）“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据 的原理来工作的；
（2）渔船通讯、导航及照明用电原来是通过燃烧柴油发电提供的，如果柴油中碳元素的质量占柴油质量的84％，且完全燃烧时全部碳元素均转化为二氧化碳，则完全燃烧1kg柴油将释放 kg二氧化碳；
（3）“风光互补发电”装置的发电功率为500 W，正常工作lh可产生多少电能？如图是不同发电方式的CO2排放量，若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置，则与燃油发电相比，一天（正常发电8 h）至少减少CO2排放多少kg？
（4）某同学想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置，若该装置平均每天正常工作8 h，目前电费价格约为0.54元／kW·h，请你帮他通过计算决定是否安装这套装置。
经典考题
19.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法中正确的是（　　）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
20.关于核反应，下列说法正确的是（　　）
A．只有裂变才能释放出核能
B．氢弹爆炸是利用裂变释放出核能
C．核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的
D．原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的
21.太阳能属于　 的能源，核能属于　 能源（以上两空选填“可再生”或“不可再生”）。
22.我市地处沿海，风力资源极为丰富，随着各项大型风力发电项目的建设，我市将成为广东省知名风力发电基地．如图甲是某地风力发电的外景．风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成．请回答下列问题：
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度　 　（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；叶片性状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同而产生　 　差，使风叶旋转；
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用　 　原理，把机械能转化为电能；
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率　 　；
（5）请你根据图象判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效益？　 　（选填“能”或“不能”）．
参考答案
1.A
2.D 解析：燃煤发电是把煤的化学内能转化为电能，煤是不可再生能源，而且在燃烧过程中会大气造成污染，所以A不符合要求；太阳能电池板将太阳能转化为电能，太阳能是可再生能源，所以B不符合要求；风车发动机将风能转化为电能，风能是可再生能源，所以C不符合要求；核能发电站是通过核燃料发生核裂变的方式，将核能转化为电能，由于核燃料是有限的，所以核能属于不可再生能源．
3.电 可再生 解析：太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，供月球车使用；太阳能是一种新型的可再生能源，越来越被广泛利用。
4.转化 转移 太阳能 石油 解析：能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变．煤和石油是动植物体经过亿万年的时间形成的，是不可再生能源；天然气是在开采石油的同时得到的，也是不可再生能源．太阳能可以源源不断的得到，是可再生能源．
5.C 解析：核燃料是短期无法再生的，所以是不可再生能源，故A错误；太阳能电池工作时，消耗太阳能，产生电能，故是将太阳能转化为电能的装置，故A错误；据能量的转化和转移特点可知，能量的转化和转移是具有方向性的，故C正确；能量在转化或转移的过程中，总量是不变 的，故D错误。
6.C 解析：为了使得核聚变，必要条件是应该加热至几百万温度以上，故A错误；太阳的能量来自大量的氘核的聚变，故B错误；在能量的转移或转化的过程中，能的总量是不变，但转移和转化是具有方向性的，故B正确；煤、石油、天然气等化石能源都是短期无法再生的，所以是不可再生能源，故D错误。
7.内能（热能） 太阳能电池（太阳能电板） 解析：集热器可以把太阳能转化为内能，使水或其它物质温度升高；太阳能电池可以把太阳能转化成电能。
8.不可再生 核裂变 电 解析：据上面的分析可知，核电站所用的核燃料属于不可再生能源，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的；对于发电机即是通过线圈在磁场中做切割磁感线运动而产生电能的．
9.D 解析：太阳能环保、清洁，属于其优点，A不符合题意；太阳能对环境不造成污染，属于其优点，所以B不符合题意；太阳能分布广阔，获取方便，属于其优点，C不符合题意；太阳能受天气影响大，是它的缺点，所以D符合题意．
10.A 解析：风能、水能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，所以A正确；石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，所以B错误；煤、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，所以C错误；核能不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，所以D错误．
11.A 解析：核泄漏是指大量放射性的物质外泄，会对环境造成严重的破坏，危及动植物的生命，因此核电站的安全应得到高度重视，所以A正确；化石能源在消耗中会放出大量的有害气体，能源的负面影响主要是造成了环境的污染以及生态的破坏，都应引起重视，所以B错误；我国消耗的能源以化石能源等不可再生能源（煤、石油、天然气）为主，所以C错误；化石能源是不可再生能源不可短期内从自然界得到补充，所以D错误．
12.B 解析：核电站发电过程：核能先转化为内能，故A正确；水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故C正确；用电器将电能转化为内能、机械能等我们需要的各种能量，故D正确．
13.（1）不可再生 （2）机械 发电机 解析：（1）核能一旦被耗用后，不可能在短期内再生，属于不可再生能源；（2）核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能．
14.太阳 相互 静止 解析
：太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能；飞机起飞时螺旋桨向后推动空气，对空气施加力的作用，由于物体间力的作用是相互的，因此空气对飞机施加向前的反作用力，飞机就前进了；在飞行过程中，飞机里的蓄电池相对于飞机位置没有变化，所以以飞机为参照物，飞机里的蓄电池是静止．
15.机械能 机械能 解：该题中的风力发电，即消耗风能，推动发电机的轮片转动，将风能转化为风车的机械能，进而发电机将机械能转化为电能．
16.900 360 解析：光电转换系统每天发电量为W=50%×200kW×9h=900kW h=3.24×109J；煤完全燃烧产生的热量为。需要燃烧的煤的质量为
。
17.（1）不可再生 方向 （2） 6.93×105 （3）35% 解析:（1）天然气是动植物经过亿万年的地质变化形成的，用后在短时间内不能再生，属于不可再生能源，散失的能量不会自动再汇集回来，说明能量的转化和转移是有方向性的；（2）增加的内能等于吸收的热量，故内能增加了Q吸＝cm(t2-t1)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.2kg×(100℃-25℃)＝6.93×105 J；（2）放出的热量Q放＝mq＝0.045kg×4.4×107 J/ kg＝1.98×106 J，η＝＝＝35%。
18．（1）电磁感应 （2）3.08 （3）0.5kW·h 1040kg （4）不安装
解析：（1）各种发电机发电的原理都是电磁感应现象；
（2）1kg柴油中碳元素的质量为0.84kg，设完全燃烧1kg柴油将释放xkg二氧化碳，就有12：44=0.84：x，解得x=3.08kg；
（4）20年电费=20×365×8×0.5kW·h×0.54元／kW·h=15768元，
风光互补发电成本=5000元＋4000元＋1000元＋2000元×5＋2000元=22000元，
风光互补发电成本高于20年电费，所以不经济，建议不安装该装置
19.A 解析：绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，故A正确；太阳能热水器是通过热传递方式改变水的内能，故B错误；太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；太阳能飞机是先将太阳能转化为电能再转化为机械能，故D错误．
20.D 解析：原子核在分裂或者聚合时释放的能量叫做核能，故A错误；原子弹是利用核裂变的链式反应原理，氢弹是利用的核聚变，故B错误；核电站的核反应堆发生的链式反应是可以控制的，故C错误；如果原子核的链式反应不加控制，核能会瞬时释放出来，就会发生原子弹爆炸，故D正确．
21.可再生 不可再生 解析：太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；核能消耗后，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源．
22.（1）可再生 （2）小 向上的压力 （3）电磁感应 （4）增大 （5）不能 解析：（1）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，所以风能是可再生资源；（2））①风机叶片材料质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大，可以减小阻力，延长使用寿命，便于安装等；②由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，由于叶片两面空气流速不同而产生向上的压力差，使风叶旋转；（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象；（4）由丙图可以知道，当风速在V1到V2之间时，风速越大，发电机组的电功率增大；（5）由丙图可以知道，风速过大，机组不会产生电能，台风来临时，不能给风力发电带来最大的经济效益．