第二十二章 能源与可持续发展2022-2023学年九年级物理全册 夺冠冲刺训练试题 人教版（Word版含答案）

第二十二章 能源与可持续发展
一、单选题
1．我市积极利用区域优势，大力发展风力发电，在城步南山、新邵龙山、邵东黄帝岭、洞口苏宝顶等地方建立了风力发电站。下列能源中与风能同属于可再生能源的是（　　）
A．煤炭 B．石油 C．太阳能 D．天然气
2．下列关于能源的理解正确的是（　　）
A．能量是守恒的，所以不需要节约能源
B．化石能源属于可再生能源
C．水能、风能是可循环利用的绿色能源
D．电能属于一次能源
3．新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法不正确的是（　　）
A．核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源 B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．氢燃料发动机将化学能转化为机械能 D．新能源的开发可以有效缓解能源危机
4．能源和信息在我们生活生产中越来越重要，下列说法中正确的是（　　）
A．可以利用月球作为微波通信的中继站
B．光在光导纤维中是通过光的反射传播的
C．水能是一次能源，所以水力发电产生的电能也是一次能源
D．原子核聚变和裂变能释放出惊人的能量，所以核能是可再生能源
5．下列说法中，正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气、太阳能、核能均为不可再生能源
B．能量的转化和转移是有方向的，能量在转化或转移的过程中，总量会减少
C．核能、地热能不是来自太阳
D．目前核电站是通过聚变反应获得核能，核反应堆中发生的链式反应是可控的
6．下列关于创新技术以及能源的说法正确的是（　　）
A．北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航
B．核电站利用铀核聚变释放出核能发电，核能是不可再生能源
C．地球上的风能、水能、核能、潮汐能实际上都来自太阳能
D．微波可用于卫星通讯，红外线常用于遥感
7．勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明，在众多领域取得了举世瞩目的成就，推动了人类社会的进步。下列关于我国科学技术的成就和应用描述完全正确的有（　　）
①四大发明中的“指南针”——司南能指示南北方向是受地磁场的作用
②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船闸，这一创举利用了连通器原理
③战国时期的天平——木衡和铜环权利用了杠杆原理
④“玉兔2号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记，说明力可以改变物体的形状
⑤“华龙一号”核反应堆利用核聚变进行发电，所用核燃料属于可再生能源
⑥“复兴号”动车组刷新了中国速度，动车组速度越快，它的惯性越大
A．①②③④ B．①②③⑤ C．③④⑤⑥ D．②③④⑥
8．关于原子、原子核和核能，下列说法正确的是（　　）
A．原子是由原子核和核外质子组成的
B．原子弹是利用核聚变制造的毁灭性武器
C．核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备
D．核反应堆有厚重的保护层是为了避免核燃料逸出
9．2022年2月俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（　　）
A．煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反应完成的
B．天然气可以直接从自然界获取，属于一次能源，而石油是二次能源
C．石油、煤、天然气都是化石能源
D．风能、石油、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源
10．2022年6月2日，我国发布了“十四五”可再生能源发展规划，确立了到2025年实现可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时的目标，为此需要逐步减少（　　）
A．煤炭、天然气发电 B．太阳能、风力发电
C．海水涨落的潮汐发电 D．水力发电
二、填空题
11．最近日本排放核电站泄漏废水引发世界关注。核电站是利用原子核___________（填“裂变”或“聚变”）释放的能量，核能是___________能源（“可再生”或“不可再生”）。
12．2021年3月4日，新华社消息，我国自行研制的北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定、持续为全球用户提供优质服务，系统服务能力步入世界一流行列。北斗导航系统是利用________实现定位导航；北斗卫星所需要的电能是通过太阳能电池板由________能转化而来，电能属于________（选填“一次能源”或“二次能源”）。太阳能既是清洁能源又是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
13．太阳能属______（选填“可”或“不可”）再生能源，在我国新农村建设中已被广泛使用。如平板式集热器可吸收太阳辐射，将集热器内的水加热，这是利用______的方式增加水的内能。
14．我国正在大力开发核能发电，核电站利用核反应堆中核________（选填“聚变”或“裂变”）来加热水，将核能转化为水蒸气的内能，再通过蒸汽轮机带动发电机转动，将________能转化为电能。某核电项目建成后，四台机组年发电总量约为，这些电能相当于完全燃烧________kg的烟煤释放出的能量。（烟煤的热值为3×107 J/kg）
15．达州是全国三大气田之一和川气东送工程的起点，天然气资源总量3.8万亿立方米，探明储量7000亿立方米，年外输天然气100亿立方米以上，天然气净化附产硫磺400万吨，是亚洲最大的硫磺生产基地。天然气属于___________（选填“一次”或“二次”）能源。周末，玲玲在家用燃气灶煮煎蛋面时，她闻到煎鸡蛋的香味，这是___________现象；若天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，在一标准大气压下，烧开质量为4kg初温为20℃的水需要___________m3天然气。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107J/m3]
16．如图所示是LED照明路灯，它主要由太阳能电池板、它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成．LED是一种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成________ 光能．太阳能是清洁无污染，是在太阳内部，氢原子核发生________ 聚变（填“裂变”或“聚变”）时释放出的核能．
三、综合题
17．光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象，爱因斯坦解释为：光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象（如图甲），只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面（在红橙黄绿蓝靛紫这七种色光中，红光的频率最低）。内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强度而改变的电阻器：入射光强，电阻减小；入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到太阳能电池上产生电流直接发电，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
（1）外光电效应会从物质中激发出______；
A．原子 B．质子 C．中子 D．电子
（2）太阳光经过三棱镜会分解为七种色光，这叫做光的______现象，如果蓝光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应是______；
A．红光 B．绿光 C．紫光 D．黄光
（3）太阳能属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”），太阳能电池是依据______（选填“内”或“外”）光电效应工作的，将______能转化为______能；
（4）图乙为光敏电阻的工作原理图，当光照强度发生变化时，小量程电流表的示数变化如图丙中的______。
18．小华家人为家里浴室配备了一台“空调热水器”，又名“空气能热泵热水器”，其工作原理示意图如图甲所示，工作过程中，空调热水器通过一种“工作媒质”在“蒸发器”里迅速变成气态，再经过压缩机（消耗少量电能）将其压缩成高温高压的气体，然后在“冷凝器”中重新变成液态，达到给水加热的目的。“空调热水器”具有高效节能的特点，产生相同的热水量，比传统的电热水器和燃气热水器的能效更高。“热水产出率”和“能效比”是衡量“空调热水器”性能的两个重要指标，“热水产出率”是指该热水器当进水温度为20℃，出水温度为50℃时，每小时可出热水的体积数。“能效比”是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值。如表所示为两种型号“空调热水器”在进水温度20℃时测定的部分参数。
型号 A B
出水温度（℃） 50
额定功率（kw） 1 2
额定电压（V） 220
热水产出率（L/h） 100
环境温度范围（℃） -10~50
（1）空气能属于______（可再生/不可再生）能源。加热时，工作媒质在蒸发器中吸收的空气能______（大于/等于/小于）在冷凝器中放出的热量；
（2）下列关于空调热水器的判断中正确的是______；
A．工作媒质在冷凝器中发生了汽化现象
B．压缩机通过做功的方式增加了工作媒质的内能
C．工作媒质在蒸发器中发生物态变化时不断放热
D．空调热水器消耗的电能越少，其能效比越高
（3）A型热水器正常加热过程中，每小时流经冷凝器中的水吸收的热量为______J。其“能效比”为______[水的比热容4.2×103 J/(kg·℃)]；
（4）小华想自制一个简易淋浴器，如图乙所示，其“混合器”其实就是一个可以调节横截面积大小的“三通”，当凉水从水龙头流经混合器时，热水会自动从热水壶中上升与凉水混合流到喷头洒出，热水会自动从热水壶中上升的原理是______。在热水和凉水的温度均保持不变的情况下，如果要使喷头喷出水温度升高，应如何调节“混合器”：______。
四、简答题
19．开展物理实践活动能使我们将课内学习和课外学习相结合，更好地培养我们的创新精神和实践能力。请根据你开展物理实践活动的情况，回答下列问题：
（1）人类的一些活动可以形成城镇中的热岛效应，请你举出三个实例；
（2）请你写出家里使用的主要两种能源的名称，并提出两条相应的节能措施。
20．联系生活，用所学知识回答下列问题。依照示例，写出下列情景中主要的能量转化形式。
序号 用电器 能量的转化
示例 收音机发声 电能转化为声能
1 为手机充电
2 箭射出
3 电热水壶烧开水
4 瀑布飞流直下
五、作图题
21．物块从斜面滑至粗糙水平面向右运动的过程中，受一水平向左的推力F，请画出该物块此时在水平方向上的受力示意图（请将力的作用点画在物块重心处）。
22．(2010新疆建设兵团)在图10中用铅笔代替导线正确连接家庭电路的螺口灯泡、开关．(要求一个开关控制两盏灯，一盏灯出故障不影响另一盏灯的工作)
六、计算题
23．风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电?有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久．
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池扳将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率．
风力发电机 太阳能电池板 蓄电池
最小启动风速 1.0m/s 电池板的面积 0.5m2 蓄电池容量 150A·h
最小充电风速 2.0m/s 光电转化效率 16% 额定电压 12V
最大限制风速 12.0m/s
最大输出功率 400W
（1）风力发电机是根据______原理发电的，利用风力发电时，是将______能转化为电能
（2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为______W
（3）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W?此时风速为______m/s．
（4）充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为100W时，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电的时间不能超过______h
（5）某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯的规格为“12V、70 W”路灯共1000盏，每天正常工作10 h，则一天消耗的电能为______kW h
24．某同学家新安装了一台容积为500L的太阳能热水器，加满水后经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃。则：
（1）在这4h内水吸收的热量是多少；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭；[c水=4.2×103J/（kg ℃）；q焦炭=3.0×107J/kg]
（3）若太阳每分钟辐射到太阳能热水器上的热量为4×105J，这个太阳能热水器的效率是多少？
七、实验题
25．随着社会主义新农村建设的不断深入，太阳能路灯已经在广大农村社区随处可见．太阳能路灯的核心部件是光电板，光电板可以把太阳能转化为电能并以化学能的形式储存或直接对外供电．翱翔科创兴趣小组想探究影响光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，为此他们提出了如下猜想：
猜想1：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积有关；
猜想2：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的光照时间有关；
猜想3：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的颜色有关。
根据以上猜想，他们把不同大小、涂有不同颜色的光电板正对太阳光照射不同的时间，然后再分别让它们对小灯泡供电直到小灯泡熄灭，并记录小灯泡发光时间于下表中：
序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 小灯泡发光时间（s）
1 0.1 10 黑色 180
2 0.1 10 绿色 120
3 0.1 10 白色 30
4 0.2 10 黑色 360
5 0.3 10 黑色 540
6 0.1 20 黑色 360
7 0.1 30 黑色 540
请完成下面的问题：
（1）实验中是通过比较________来比较光电板吸收太阳能的多少的。
（2）每次实验中所选用的小灯泡的规格应该是________（选填“相同”或“不同”）的。
（3）要验证猜想1，需要分析表中________（填表中的序号）三组数据；分析表中1、6、7三组数据，我们可以得出结论：________（写明比例关系）；分析表中数据还可得到：太阳能光电板表面涂层用________色最好。
（4）如果把小灯泡换成同样亮度的LED灯，LED灯的发光时间将________（选填“增加”“不变”或“减少”）。
（5）根据生活经验，我们猜想光电板吸收太阳能的多少还与_______等因素有关。
26．阅读短文，回答下列问题：
光电效应
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象，光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出．光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应．前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应．后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应．外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象（如图甲），只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面（在可见光中，红光的频率最低）．内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强度而改变的电阻器：入射光强，电阻减小；入射光弱，电阻增大．光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换．利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
我们现在能够看到的声和影完全配合一致的有声电影，就是利用了光电效应．影片摄制完后，要进行录音，录音是通过专门的设备使声音的变化转变成光的变化，从而把声音的“像”摄制在影片的边缘上，这就是影片边上的声道．放映电影时，用强度不变的光束照射声道，由于影片上各处的声道不同，所以在影片移动的过程中，通过声道的光也就不断变化；变化的光射向图乙中的光敏电阻时，在电路中产生变化的电流，通过喇叭就可以把“声音的照片”还原成声音。
(1)外光电效应会从物质中激发出_____
A．原子B．质子C．中子D．电子
(2)如果绿光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应的是_____
A．红光、紫光B．红光、黄光C．蓝光、紫光D．黄光、蓝光
(3)太阳能电池板在光伏转换过程中的能量转化是_____；喇叭在工作时的能量转化是_____。
(4)如图丙为某影片的部分声道图，其透光性从左至右越来越差．当它按图示方向在放映条件下匀速通过光敏电阻上方时，喇叭发出的声音的响度将_____选填（“变大”“变小”或“不变”）。
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试卷第1页，共3页
试卷第2页，共10页
参考答案：
1．C
2．C
3．A
4．B
5．C
6．D
7．A
8．C
9．C
10．A
11． 裂变 不可再生
12． 电磁波 太阳 二次能源 可再生
13． 可 热传递
14． 裂变 机械 3.6×109
15． 一次 扩散 0.064
16．光能 聚变
17． D 色散 C 可再生 内 光 电 C
18． 可再生 小于 B 3.5 流体流速越大，压强越小 减小混合器的横截面积
19．(1)见解析；(2)见解析。
20．见解析
21．
22．如图所示
23． 电磁感应 机械能 80 6 14.4 700
24．（1）4.2×107J；（2）7kg；（3）43.75%
25． 小灯泡发光时间 相同 1、4、5 在光电板的面积和颜色相同时，光电板吸收的太阳能的多少与光照时间成正比 黑 增加 太阳光的照射强度（合理即可）
26． D C 太阳能转化为电能 电能转化为机械能 变大
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