九年级物理第二十二章第4节能源与可持续发展 同步练习（含答案解析）

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九年级物理 第二十二章
第4节 能源与可持续发展 同步练习
一、单选题
1．随州日报2023年5月25日报道了国能长源随州发电有限公司“风光水火储”综合发展的良好势头。风电、光电、水电、火电、储能多向发力，公司全面投产后预计年发电量可达60亿度。随县光电400MW项目只是公司的一部分。下列说法正确的是（　　）

A．“度”是电功率的单位，“MW”是电功的单位
B．60亿度即度，400MW即W
C．利用煤炭进行火力发电时，只要注意节约不浪费，发电效率可以达到100%并且不会对环境造成任何污染
D．风能、水能、太阳能可以从自然界中不断获得，属于可再生能源
2．21世纪人类社会正面临“能源危机”。节约能源，从我做起，下列说法正确的是（　　）
A．煤、石油、天然气属于可再生能源 B．电视机在特机状态下不消耗电能
C．太阳的惊人能量来自核聚变 D．核电站的废水可直接排入大海
3．太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（　　）
A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
4．2022年，我市积极应对严重旱情，推行“蓄、调、引、节、送、降”等“六水抗旱”措施，实现“大旱之年无大灾”。为了响应政府号召，我们要大力推广节水灌溉，下列措施中不属于节水灌溉的是（　　）
A．喷灌 B．微灌 C．滴灌 D．大水漫灌
5．我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（ ）
A．做功过程实质是能量的转化或转移过程 B．能量转化具有方向性，所以能量不守恒
C．核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展 D．煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
6．下列关于信息和能源的说法中不正确的是（ ）
A．南充市新闻咨询广播频道FM97.5的频率为97.5MHz，在空气中，这个频道的波长约3.08米
B．“神舟十六号”于5月30日9时31分在酒泉卫星发射中心发射成功，从发射到预定道过程中，是以声波的形式和地面指挥中心保持信息传递的
C．水能是可再生能源，南充市内已建成规模较大的新政和沙溪水电站，大大缓解了城市的用电压力
D．核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
7．我国已经建成世界规模最大的抽水蓄能发电站，它可以利用风能和光能发电，获得的电能将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，如图所示。需要时，再利用水的机械能发电，从而弥补了风能、光能不稳定，转化的电能难储存等不足，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（　　）

A．风能、光能和电能都是一次能源属于不可再生能源
B．抽水时，消耗的电能全部转化为水的机械能
C．发电站利用水能发电时，可将机械能转化为电能
D．不同形式的能量可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
8．如图所示是学生自制的能量转化学具，当接通电源甲风扇转动，其产生的风带动乙风扇转动，与乙风扇相连的LED灯发光，下列说法正确的是（　　）

A．甲风扇转动的原理是电磁感应 B．乙风扇将电能转化为机械能
C．乙风扇相当于电路中的电源 D．LED灯是由超导体材料制成
二、填空题
9．人类在现代生活中广泛使用化石燃料，燃料燃烧时发热，将 转化为内能，同时产生了大量的 气体，加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用，开发新能源是未来理想能源的发展方向。
10．我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度，标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 能转化为电能，水能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，水电站年均发电量可达，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为，煤的热值为，则需要用煤 。
11．日前发布的“十四五”规划和2035年远景目标纲要中提出，我国将加速推动以碳化硅，氮化镓为代表的第三代 新材料新技术产业化进程，该类材料的导电性介于导体和绝缘体之间；该类材料已做成快速充电器，在给充电器充电的过程中，将 转化为化学能。
12．俄罗斯是世界能源出口大国，由于最近的俄乌冲突，导致国际能源价格暴涨。我国为摆脱传统能源的依赖，近年不断加大对新能源的研发力度，不断升级能源结构。在下列能源中：煤、石油、和天然气，属于清洁能源的是 ；“华龙一号”核反应堆是我国最先进百万千瓦级压水堆核电技术，具有完全自主知识产权的三代压水堆核电创新成果，是中国核电走向世界的“国家名片”，是中国核电创新发展的重大标志性成果，利用核能发电是图中 所示途径；2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，请你为此提出一条日常生活中确实可行的建议： 。

13．共享单车便利出行，车篮底部装有太阳能电池板为其GPS功能供电。
（1）利用的太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）；GPS是靠电磁波来实现定位的，其在真空中的传播速度为 m/s；
（2）车胎对地面的压力是由于 发生形变产生的；
（3）以骑行的车为参照物，路旁的树木是运动的。要说明运动的相对性，还需要提供的证据是 。
三、简答题
14．温室效应加剧，全球气候变暖，北极冰层面积缩小、厚度变薄。如图所示，聪明的北极熊害怕踩破冰面，做出“借腹滑行”的无奈之举。
（1）请用物理知识解释“借腹”为什么不易破坏冰面？
（2）面对全球气候变暖的现状，请写出一条缓解温室效应的措施。

15．随着城市汽车的日益增多，由此产生的环境污染和交通拥堵已成为中国城市的普遍问题，为了解决这一问题，凯里市对一些道路实施改造，中心城区特殊路段实行限制一些农用车等通行，作为一名中国人，请你建议在生活中可以采取哪些“低碳”的方式出行，请至少说出两种方式。
16．习近平总书记提出了“绿水青山就是金山银山”这一论断，我省也将“大生态”列为今后一段时期的重大战略行动。请你就如何践行这一科学论断谈谈自己能为生态环境保护做些什么？（写出两条即可）
四、实验题
17．同学们在实验室练习实验操作，如图所示是他们做实验的情景；

实验次数 1 2
木块对木板的压力F/N 2 3
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9
（1）如图甲是“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，用弹簧测力计水平拉动木块在水平长木板上做运动时，得到了表格中的相关数据。分析表中数据可知，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。请你指出该实验过程中的不当之处： ；
（2）如图乙所示是“探究物体的动能与质量的关系”的实验装置。让两个不同的小球从斜面的同一高度处由静止滚下，分析比较木块，从而比较小球动能的大小。小球推动木块移动一段距离后都要停下来。所以晓光认为小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为这个观点是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。
18．能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危机、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量白白浪费了，利用学过的物理知识，将一些能量转化为电能：
（1）请你为自己的家庭设计一种不需要消耗燃料的发电方式： ；
（2）大海海面波浪起伏，你想过将波浪所具有的机械能转化为电能给灯塔供电吗（提示：地磁场磁性太弱）？请回答下列问题：
A．这一设想依据的原理是： ；
B．需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材： 、 ；
C．怎么实现你的设计 ？
19．在研究冰的熔化特点实验中：
（1）某同学用“水浴法”进行该实验，装置如图1，这种加热方式的优点是 。加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有 性；
（2）利用酒精灯持续加热，且在此过程中单位时间内试管中的物质吸收的热量恒定，某同学绘制了温度计示数与时间的关系图像如图2所示。则水的比热容 冰的比热容（选填“>”、“=”或“<”）。BC过程中，试管中的物质内能 ，总体积 。物质在DE段 （选填“能”或“不能”）沸腾。
五、计算题
20．某学校每天需将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。
（1）试计算每天烧开水所需要的热量是多少？（当地气压为一标准大气压）
（2）若分别用煤炭、煤气、天然气做燃料，根据课本中的知识和你生活时的经验，简述以上三种燃料中使用哪种燃料对大气污染程度最重以及它对大气的污染物主要是什么？
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参考答案：
1．D
【详解】AB．度是电功单位，1度就是，60亿度是度，MW是兆瓦，功率的单位
故AB错误；
C．利用煤炭进行火力发电时，总伴随着热散失，发电效率不可能达到100%，且火力发电对环境有较大的污染，故C错误；
D．风能、水能、太阳能都可从自然界源源不断的得到补充，是可再生能源，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．煤、石油、天然气都属于不可再生能源，故A错误；
B．电视机在待机状态下也会消耗电能，故B错误；
C．太阳的惊人能量来自核聚变，故C正确；
D．核电站的废水具有核辐射，直接排入大海会造成核污染，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】A．能量的转化和转移使有方向性的，不可逆的，故而要节约能源。故A正确；
B．在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能，故B错误；
C．太阳能可以长期提供或再生，属于可再生能源，故C错误；
D．太阳能电池板工作时，先将光能转化为电能，然后将电能转化为化学能储存在蓄电池中，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】A．喷灌是借助水泵和管道系统，把具有一定压力的水喷到空中，散成小水滴或形成弥雾降落在植物和地面上，这属于节水灌溉，故A不符合题意；
B．微灌是按照作物需求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，以较小的流量均匀、准确的把水输送到作物根部附近土壤的灌水方法，属于节水灌溉，故B不符合题意；
C．滴灌是迄今为止最节水的灌溉技术之一，以水滴的形式缓慢而均匀的滴入植物根部附近土壤的灌溉方法，这属于节水灌溉，故C不符合题意；
D．漫灌是在田间不做任何沟埂，任其在地面漫流，是一种比较粗放的灌水方式，这种灌溉方式不属于节水灌溉，故D符合题意。
故选D。
5．A
【详解】A．能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。因此做功过程实质上是能量的转化和转移的过程，故A正确；
B．根据能量守恒定律可知，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，不能反过来转化，故B错误；
C．由于不可避免的能量损耗，因此核燃料能量转化不可能达到100%，故C错误；
D．煤、石油、天然气等来源于远古时期动植物，而动植物的能量来源于太阳辐射能，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】A．电磁波的波速3×108m/s，97.5MHz这个频道的波长
故A正确，不符合题意；
B．声波不能在真空中传播，地面指挥与神舟十六号用电磁波保持信息传递，故B错误，符合题意；
C．水能在短期内能从大自然得到补充，是可再生能源，利用水电站，能输出更多电力，缓解城市用电，故C正确，不符合题意；
D．核电是新能源，但其废料有放射性，对生物体在伤害，所以一般深埋在人烟稀少的地方，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．C
【详解】A．风能和光能是可再生能源，电能是二次能源，故A错误；
B．在能量转化过程中，总存在一定的能量损耗。该电站抽水蓄能时，可将电能大部分转化为机械能储存起来，故B错误；
C．发电机是将机械能转化为电能，发电站利用水能发电时，可将机械能转化为电能，故C正确；
D．能量的转移和转化都有方向性，如电灯发光、汽车制动过程中产生的内能散失在空气中，不可以自动转化为电能或机械能，因此风能、光能、机械能、电能可以相互转化，不能说明能量的转化是没有方向性的，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】A．接通电源甲风扇转动，是通电后风扇中的电动机转动带动风扇叶片转动，甲风扇转动的原理是通电的部分导体在磁场中受到力的作用，故A错误；
B．甲风扇产生的风带动乙风扇转动，因为乙风扇转动了，与乙风扇相连的LED灯才会发光，乙风扇将机械能转化为电能，故B错误；
C．因为乙风扇转动，使电路中产生了感应电流，LED灯才会发光，所以乙风扇相当于电路中的电源，故C正确；
D．LED灯是由半导体材料制成的，故D错误。
故选C。
9． 化学能 二氧化碳/CO2
【详解】[1][2]化石燃料燃烧时，将化学能转换为大量内能，同时，燃烧时产生大量的二氧化碳造成温室效应，同时还产生二氧化硫、一氧化碳等有害气体，对大气造成污染。
10． 机械
可再生 9×1010
【详解】[1]水力发电是通过水冲击涡轮机，带动发电机发电，所以是将水的机械能转化为电能。
[2]水能能够从大自然源源不断的获取，所以水能是可再生能源。
[3]水电站年均发电量可达1.08×1018J，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，则需要用煤
11． 半导体 电能
【详解】[1] 碳化硅、氮化镓都是半导体材料。
[2] 在给充电器充电的过程中，消耗了电能，所以是将电能转化为化学能。
12． 天然气 甲 减少私家车的使用
【详解】[1]煤和石油在使用中都会排放大量的废气，对环境产生污染；天然气在使用过程中不产生废气，因此天然气是清洁能源。
[2]甲是核裂变，乙是核聚变。目前人们核电站发电使用的是可控核反应堆，因此是核裂变，故为甲。
[3]为实现2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，我们在日常生活中应当减少碳排放，因此可以减少私家车的使用、节约用电等。
13． 可再生 轮胎 以地面为参照物，路旁的树木是静止的
【详解】（1）[1]由于太阳能能及时得到补充，所以太阳能是可再生能源。
[2]电磁波在真空中的传播速度与光速相同，所以电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s。
（2）[3]弹力是物体放生弹性形变产生的，车胎对地面的压力是由于车胎发生形变产生的弹力。
（3）[4]以骑行的车为参照物，路旁的树木是运动的；以地面为参照物，路旁的树木是静止的；所以物体的运动是相对的。
14．（1）见解析；（2）见解析
【详解】答：（1）“借腹滑行”时，压力一定，增大受力面积可以减小压强，不易破坏冰面。
（2）减少二氧化碳排放，可以缓解温室效应，因而出行多乘坐公共交通工具，少开私家车，减少碳排放。
15．见解析
【详解】解决汽车尾气污染的方法很多，如限制私家汽车的数量，大力发展公共交通；汽车改用清洁环保型燃料；使用电动汽车；在汽车排气管加装尾气处理装置等。
16．见解析
【详解】为了保护生态环境，我们可以采取尽量低碳出行，减少二氧化碳的排放和能源消耗；可以采取垃圾分类，可节约资源，减少对环境的污染；节约用水、用电，防止造成资源的浪费等等。
17． 木块的运动状态未知，拉力和摩擦力的大小不一定相等 错误 木块克服摩擦做功，机械能转化为内能
【详解】（1）[1]表格中数据F1=2N时，f1=0.6N；当F2=3N时，f2=0.9N，则由此知
所以滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为
[2]用弹簧测力计水平拉动木块在水平长木板上做匀速直线运动时，拉力才等于木块受到的摩擦力。实验过程中的不当之处，木块的运动状态未知，拉力和摩擦力的大小不一定相等。
（2）[3][4]要探究动能大小与质量的关系，需控制速度相同，则应让质量不同的小车从同一高度滚下，通过木块被推出的距离反映看出小球动能的大小，小球推动木块移动一段距离后都要停下来，是因为水平面有摩擦力，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，而不是机械能消失了，故晓光的观点是错误的。
18． 利用太阳能发电 电磁感应 磁体 线圈/导体 将磁极和线圈中的任一个固定在塔座上，另一个随波浪起伏，让线圈切割磁感线
【详解】（1）[1]新能源都是可再生能源和清洁能源，利用太阳能，风能，水能，海洋能等发电，不需要浪费燃料。
（2）[2]传统发电机的原理都是利用了电磁感应现象，即使闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，使电路中产生感应电流，最终将机械能转化为电能。
[3][4]从原理的角度分析，为了实现电磁感应现象，需要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，而由于地磁场磁性太弱，所以必须还要有另外的磁体和线圈（或导体）才行。
[5]将磁极和线圈中的任一个固定在塔座上，另一个随波浪起伏，让线圈切割磁感线，这样在闭合电路中会产生感应电流，这一电流可提供给灯塔照明。
19． 使物质受热均匀 方向 > 增加 变小 不能
【详解】（1）[1]图1中装置将需要加热的物质放入试管中，并用水进行加热，这样可以使加热物质受热更加均匀。
[2]能量转移具有方向性，加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有方向性。
（2）[3]由图像可以看出，AB段与CD段的倾斜程度不同，可知升高相同的温度，冰比水用的时间短，由Q=cmΔt，质量相同的水和冰，升高相同的温度，冰加热时间少，吸热少，故冰的比热容比水的比热容小。
[4][5]BC过程中，物质不断吸热，内能增加，冰逐渐熔化成水，总体积变小。
[6]BC过程中，烧杯内的水沸腾时温度保持不变，试管内的水虽达到沸点，但不能继续吸热，所以不能沸腾。
20．（1）3.36×108J；（2）见解析
【详解】解：（1）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，把水烧开，水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1000kg×(100℃﹣20℃)=3.36×108J
（2）煤炭燃烧不完全，产生大量的CO，煤气的成分是CO，燃烧生成CO2，天然气的主要成分是甲烷，燃烧生成CO2和水。所以煤炭、煤气、天然气中，煤炭对大气污染最严重；它对大气的主要污染物是粉尘、二氧化硫等。
答：（1）每天烧开这些水至少需要3.36×108J的热量；
（2）煤炭对大气污染最严重；它对大气的主要污染物是粉尘、二氧化硫等。
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