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2023—2024学年度八年级物理上册单元过关和期末考试达标试卷（人教版）
专题10 能源与可持续发展单元过关达标检测试卷
满分100分，答题时间90分钟
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1. （2023苏州）以下说法正确的是（ ）
A. 太阳位于银河系的中心
B. 原子由原子核和电子构成
C. 核电站通过核聚变利用核能发电
D. 扩散现象说明分子之间有排斥力
1. （2023山东枣庄）关于能源、信息、新材料和航天，下列说法正确的是（ ）
A. 核能和地热能都是可再生能源
B. 核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力的
C. 弯曲的光导纤维也能传输信息，说明光可以沿曲线传播
D. 中国航天员王亚平进行“天宫课堂”授课时，依靠电磁波与地面之间进行信息传递
3. （2023江西）下列科技成果与其工作时所涉及到的物理知识对应错误的是（ ）
A. 高速磁悬浮列车——磁极间的相互作用规律
B. C919客机——流体压强与流速的关系
C. “华龙一号”核电机组——核聚变将核能转化为电能
D. 天舟六号货运飞船——电磁波传递信息
4. （2023湖南永州市）发展是人类永恒的主题，能源与社会发展关系密切。关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（ ）
A. 煤、石油属于可再生能源
B. 太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C. 能量是守恒的，我们不需要节约能源
D. 核电站是利用核聚变释放的能量进行发电
5. （2023广西）如图，我国空间站正在航行。下列关于空间站的说法正确的是（ ）
A. 质量为零 B. 全部由超导体材料构成
C. 通过超声波与地面联系 D. 消耗的电能主要由太阳能电池板提供
6. （2023湖南益阳）太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（ ）
A. 太阳能是氢聚变释放的核能
B. 我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能
C. 目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高
D. 太阳能电池是将太阳能转化为电能
7. （2023湖北宜昌）下列能源中属于不可再生能源的是（ ）
A. 太阳能 B. 潮汐能 C. 核能 D. 水能
8. （2023湖南怀化）下列属于可再生能源的是（ ）
A. 煤 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气
9. （2023湖南株洲）太阳是人类能源的宝库，太阳能（ ）
A. 是可再生能源 B. 是二次能源
C. 不是未来的理想能源之一 D. 来自太阳内部的核裂变
10. （2023湖北随州）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
二、填空题（本大题有6道小题，每空1分，共22分）
1.（2023辽宁抚顺） 如图是既能显示时间、天气又能提供Wifi信号的分类垃圾箱。其电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、_______三种色光混合而成的，电子屏幕消耗的电能是______（填“一次”或“二次”）能源。静止在水平地面上的垃圾箱受到的重力与______（填“箱对地面的压力”或“地面对箱的支持力”）是平衡力。
2. （2023内蒙古赤峰）今年四月份，我国新一代人造太阳取得重大突破，它致力于太阳中能量产生方式——________（选填“核聚变”或“核裂变”）的研究，使其可以控制，追求无污染的人类能源自由。核能属于______（选填“一次”或“二次”）能源。
3. （2023广东省）题图是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是______的；空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核______变；空间站的图像信号是通过_______波传回地面的。
4. （2023江苏扬州）我国“天宫二号”上的太阳能电池板将太阳能转化为_____能。太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。在太空，给“天宫二号”加注燃料需要用特制的压气机，它是利用压力差的原理让液体燃料流动起来，这说明力可以改变物体的__________。
5. （2023福建省）我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于______能源，风力发电设备测试时，风机叶片转动一圈用时20s，发电功率约为6120kW，则风机叶片转动一圈的发电量为______kW·h。
6. （2023山东临沂）2023年4月29日，我市“水韵琅琊·夜游沂河”文旅项目试营业、游客可乘船观看全国首部东夷和魏晋文化主题行进式实景演出，如图所示。
（1）该项目所在三河口处宽阔的水面能对气温起到一定的调节作用是因为水的比热容较_______；
（2）岸边的太阳能景观灯利用的太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（3）船上的游客看到水中欢快游动的鱼儿是光的_______形成的虚像；
（4）一阵风吹来，游船随风微动，说明力可以改变物体的_______；游客感到凉爽是因为汗液蒸发时
_______（选填“吸收”或“放出”）热量；
（5）实景演出时，追光灯发出的红光照到演员黄色的衣服上时，衣服呈______色；
（6）游玩结束后，关闭了发动机的游船依然能向前运动一段距离，这是因为游船具有______；游客逐渐离船上岸的过程中，游船排开的水的质量______（选填“增大”“减小”或“不变”）；水面下0.5m深处的船舷受到的水的压强为______Pa（水的密度为，g取10N/kg）。
三、计算题（本大题有3道小题，共30分）
1. （10分）（2023陕西）重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少______？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少_______？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少_________？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信________？（已知系统提升重物的效率为90%）
2．（12分）新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg．每个车轮与地血的接触面积为0.01m2．当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V，通过电动机的电流为60A．若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：
（1）该电动汽车此时对地面的压强；
（2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率；
（3）该电动汽车电动机线圈的电阻。
3. （8分）（2023苏州）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发（水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃)）。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
四、阅读理解题（本大题有2道小题，共18分）
1. （8分）（2023山西）阅读短文，回答问题。
戈壁滩上的“向日葵”
在甘肃省敦煌市西南方向约15千米的戈壁滩上有一处充满科幻感的设施（如图甲所示），这是目前全球装机容量第二的熔盐塔式产热电站。光热电站的镜场面积约140多万平方米，1万多面巨大的定日镜在计算机的精确控制下，能如同向日葵一样随着太阳位置变化而变化，使太阳光时刻都能聚集到260米高的吸热塔的吸热器上。
在北半球的正午，太阳光由南往北倾斜照射，位于吸热塔北面的定日镜，阳光的入射角极小，定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。而位于吸热塔南面的定日镜，阳光的入射角很大，反射阳光的有效面积大大缩小了。
在塔式太阳能热发电系统中，吸热器是最关键的核心部位，吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏，它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能，将能量存储在液态熔盐中，为汽轮发电机组提供所需的热源。
（1）太阳能光热电站利用平面镜________太阳光，聚集到吸热塔上进行加热。在镜阵最外层的大圈，定日镜呈现明显的分布不对称，吸热塔南边的定日镜比北边少，原因是__________。
（2）请结合图乙完成太阳能光热发电的能量转化流程图________。
（3）熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来，当熔盐温度______________时，便可把储存的内能释放出来，可以实现24小时均有高温熔盐推动汽轮机工作，实现持续发电。
2. （10分）（2023广东省）阅读材料，回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在的范围内5m/s≤v≤10m/s，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①___________，②___________ ；
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会_____（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于______kg的煤完全燃烧放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kWh，叶片需要转动______圈；
（5）若14∶00~15∶00和15∶00~16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，则14∶00~20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为_______kW·h。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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2023—2024学年度八年级物理上册单元过关和期末考试达标试卷（人教版）
专题10 能源与可持续发展单元过关达标检测试卷
满分100分，答题时间90分钟
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1. （2023苏州）以下说法正确的是（ ）
A. 太阳位于银河系的中心
B. 原子由原子核和电子构成
C. 核电站通过核聚变利用核能发电
D. 扩散现象说明分子之间有排斥力
【答案】B
【解析】A．宇宙由众多的星系组成，银河系是其中一个星系，而太阳是银河系中众多恒星中的一颗，太阳系中有八大行星，地球是其中之一。由此可见，太阳不是宇宙的中心，故A错误；
B．原子是由原子核和核外电子组成，故B正确；
C．核电站通过可控的核裂变利用核能发电，故C错误；
D．扩散现象说明分子在不停地做无规则运动，故D错误。故选B。
1. （2023山东枣庄）关于能源、信息、新材料和航天，下列说法正确的是（ ）
A. 核能和地热能都是可再生能源
B. 核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力的
C. 弯曲的光导纤维也能传输信息，说明光可以沿曲线传播
D. 中国航天员王亚平进行“天宫课堂”授课时，依靠电磁波与地面之间进行信息传递
【答案】D
【解析】A．核能的核燃料是不可再生能源，故A错误；
B．核潜艇是利用原子核发生裂变来获取动力的，故B错误；
C．弯曲的光导纤维也能传输信息，是因为光发生了反射，故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，所以天空站和地面之间的信息传递是通过电磁波完成的，故D正确。
故选D。
3. （2023江西）下列科技成果与其工作时所涉及到的物理知识对应错误的是（ ）
A. 高速磁悬浮列车——磁极间的相互作用规律
B. C919客机——流体压强与流速的关系
C. “华龙一号”核电机组——核聚变将核能转化为电能
D. 天舟六号货运飞船——电磁波传递信息
【答案】C
【解析】A．磁浮列车车厢和铁轨上分别安放着磁体，磁极相对，由于磁极间的相互作用，列车能够在铁轨上方向几厘米的高度上飞驰，故A正确，不符合题意；
B．机翼上凸下平，飞机起飞时，上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢，压强大，从而产生向上的压强差，形成向上的升力，故B正确，不符合题意；
C．核聚变目前不可控制，“华龙一号”核电机组是利用核裂变将核能转化为电能，故C错误，符合题意；
D．电磁波可传递信息和能量。天舟六号货运飞船是利用电磁波传递信息的，故D正确，不符合题意。
故选C。
4. （2023湖南永州市）发展是人类永恒的主题，能源与社会发展关系密切。关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（ ）
A. 煤、石油属于可再生能源
B. 太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C. 能量是守恒的，我们不需要节约能源
D. 核电站是利用核聚变释放的能量进行发电
【答案】B
【解析】A．煤、石油不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误；
B．太阳能电池工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故B正确；
C．能量是守恒的，但是能量的转移或转化是有方向性的，所以节约能源势在必行，故C错误；
D．核电站是利用核裂变时释放的能量进行发电的，而不是核聚变，故D错误。
故选B。
5. （2023广西）如图，我国空间站正在航行。下列关于空间站的说法正确的是（ ）
A. 质量为零 B. 全部由超导体材料构成
C. 通过超声波与地面联系 D. 消耗的电能主要由太阳能电池板提供
【答案】D
【解析】A．质量表示物体含有物质的多少，所以无论空间站处于什么位置质量都不为零，故A错误；
B．空间站的外壳材料是耐高温、耐腐蚀、密度小的钛；选用铝合金作为结构材料，都不是超导材料，故B错误；
C．超声波不能在真空传播，空间站在太空运行，利用电磁波传递信息与地面联系，故C错误；
D．空间站储存能源以太阳能电池为主，也会有燃料电池供电，主要还是靠太阳翼源源不断的将太阳能转化为电能储存到太阳能电池板，所以消耗的电能主要由太阳能电池板提供，故D正确。
故选D。
6. （2023湖南益阳）太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（ ）
A. 太阳能是氢聚变释放的核能
B. 我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能
C. 目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高
D. 太阳能电池是将太阳能转化为电能
【答案】C
【解析】A．太阳是一个巨大的核能火炉，每时每刻都在发生聚变反应，向周围释放出惊人的核能，故A正确，不符合题意；
B．我们开采化石能源获取能量，实际上就是在开采上亿年前地球所接收的太阳能，故B正确，不符合题意；
C．目前太阳能电池转化太阳能的效率较低，故C错误，符合题意；
D．太阳能电池，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选C。
7. （2023湖北宜昌）下列能源中属于不可再生能源的是（ ）
A. 太阳能 B. 潮汐能 C. 核能 D. 水能
【答案】C
【解析】太阳能、水能、风能、潮汐能都能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；核能一旦消耗，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
8. （2023湖南怀化）下列属于可再生能源的是（ ）
A. 煤 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气
【答案】C
【解析】可再生能源指的是在自然界可以循环再生。是取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。
【详解】可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。
故选C。
9. （2023湖南株洲）太阳是人类能源的宝库，太阳能（ ）
A. 是可再生能源 B. 是二次能源
C. 不是未来的理想能源之一 D. 来自太阳内部的核裂变
【答案】A
【解析】太阳的能量来自内部源源不断地核聚变反应，太阳能可以源源不断地从自然界直接获得、利用是一次能源，也是可再生能源，而且它还无污染，是未来理想能源之一。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10. （2023湖北随州）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
【答案】D
【解析】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。
二、填空题（本大题有6道小题，每空1分，共22分）
1.（2023辽宁抚顺） 如图是既能显示时间、天气又能提供Wifi信号的分类垃圾箱。其电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、_______三种色光混合而成的，电子屏幕消耗的电能是______（填“一次”或“二次”）能源。静止在水平地面上的垃圾箱受到的重力与______（填“箱对地面的压力”或“地面对箱的支持力”）是平衡力。
【答案】 蓝 二次 地面对箱的支持力
【解析】光的三原色为红、绿、蓝。因此电子屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。
电能是由其他形式的能转化来的，因此电能是二次能源。
作用在同一物体上、大小相等、方向相反、在同一直线上的两个力是一对平衡力。因此静止在水平地面上的垃圾箱受到的重力与地面对箱的支持力是平衡力。
2. （2023内蒙古赤峰）今年四月份，我国新一代人造太阳取得重大突破，它致力于太阳中能量产生方式——________（选填“核聚变”或“核裂变”）的研究，使其可以控制，追求无污染的人类能源自由。核能属于______（选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】 核聚变 一次
【解析】获取核能有两种途径：核裂变和核聚变。太阳释放的能量是由于太阳内部进行着核聚变。
可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，核能可以从自然界直接获取，属于一次能源。
3. （2023广东省）题图是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是______的；空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核______变；空间站的图像信号是通过_______波传回地面的。
【答案】 静止 聚 电磁
【解析】飞船与空间站完成对接时，以空间站为参照物，飞船与空间站的距离没有发生变化，此时飞船是静止的。
空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部氢原子在超高温下发生聚变而放出的能量。
由于太空中没有空气，声音无法传播，所以宇航员进入空间站后是利用电磁波将空间站的图像信号传回地面的。
4. （2023江苏扬州）我国“天宫二号”上的太阳能电池板将太阳能转化为_____能。太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。在太空，给“天宫二号”加注燃料需要用特制的压气机，它是利用压力差的原理让液体燃料流动起来，这说明力可以改变物体的__________。
【答案】 电 可再生 运动状态
【解析】给太阳能电池板充电，是将太阳能转化为电能的过程。
太阳能取之不尽用之不竭，属于可再生能源。
压力差是液体燃料流动，说明力改变了物体的运动状态。
5. （2023福建省）我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于______能源，风力发电设备测试时，风机叶片转动一圈用时20s，发电功率约为6120kW，则风机叶片转动一圈的发电量为______kW·h。
【答案】 可再生 34
【解析】风能可以源源不断地从自然界中获得补充，故是可再生能源。
由W=Pt可得，风机叶片转动一圈的发电量为
6. （2023山东临沂）2023年4月29日，我市“水韵琅琊·夜游沂河”文旅项目试营业、游客可乘船观看全国首部东夷和魏晋文化主题行进式实景演出，如图所示。
（1）该项目所在三河口处宽阔的水面能对气温起到一定的调节作用是因为水的比热容较_______；
（2）岸边的太阳能景观灯利用的太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（3）船上的游客看到水中欢快游动的鱼儿是光的_______形成的虚像；
（4）一阵风吹来，游船随风微动，说明力可以改变物体的_______；游客感到凉爽是因为汗液蒸发时
_______（选填“吸收”或“放出”）热量；
（5）实景演出时，追光灯发出的红光照到演员黄色的衣服上时，衣服呈______色；
（6）游玩结束后，关闭了发动机的游船依然能向前运动一段距离，这是因为游船具有______；游客逐渐离船上岸的过程中，游船排开的水的质量______（选填“增大”“减小”或“不变”）；水面下0.5m深处的船舷受到的水的压强为______Pa（水的密度为，g取10N/kg）。
【答案】（1）大（2）可再生 （3）折射 （4）运动状态 吸收 （5）黑 （6） 惯性 减小 5×103
【解析】（1）因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，对周围气温起到很好的调节作用。
（2）太阳能指的是太阳的热辐射能，是一种可再生能源。
（3）渔民叉鱼时，看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，因此我们看到的是变浅的鱼的虚像。
（4）一阵风吹来，游船随风微动，风给船一个力的作用，使得船由静止状态变为运动状态，说明力可以改变物体的运动状态。
游客感到凉爽是因为汗液蒸发时吸收身体的热量，从而感到凉爽。
（5）红光照在黄色衣服上，黄色衣服不能反射红光，只能反射黄光，没有光线进入观众的眼忠，观众看到演员的衣服就是黑色的。
（6）关闭了发动机的游船依然能向前运动一段距离，这是因为游船具有惯性，保持原来向前运动的状态。
游客逐渐离船上岸的过程中，游船上的总质量减小，所以排开的水的质量就减小。
水面下0.5m深处的船舷受到的水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×0.5m=5×103Pa
三、计算题（本大题有3道小题，共30分）
1. （10分）（2023陕西）重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少______？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少_______？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少_________？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信________？（已知系统提升重物的效率为90%）
【答案】 （1）可再生 （2）7500km （3） （4） 可信
【解析】（1）可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，风能属于可再生能源。
（2）单个风力发电机组发电1h产生的电能为
可供该电动汽车行驶路程是
（3）系统对重物所做的功是
（4）重力储能系统放下重物的发电效率是
重力储能系统提升重物所需要的总能量
重力储能系统的综合效率为
因此这一数据可信。
2．（12分）新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg．每个车轮与地血的接触面积为0.01m2．当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V，通过电动机的电流为60A．若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：
（1）该电动汽车此时对地面的压强；
（2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率；
（3）该电动汽车电动机线圈的电阻。
【答案】（1）6×105Pa；（2）6.25%；（3）2Ω。
【解析】（1）电动汽车对水平地面的压力：F=G=mg=2.4×103kg×10N/kg=2.4×104N，受力面积S=4S0=4×0.01m2=0.04m2，
电动汽车对水平地面的压强：p===6×105Pa；
（2）电动汽车在水平路面上匀速行驶，则汽车受到的牵引力F=f=0.02G=0.02×2.4×104N=480N，汽车匀速行驶牵引力做功的功率：P有用=Fv=480N×25m/s=1.2×104W；
电动汽车行驶消耗的电功率：P电=UI=320V×60A=1.92×104W；
则该电动车将电能转化为机械能的效率：η=×100%=×100%=62.5%；
（3）若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则电动机线圈的发热功率为：
P热=P电﹣P有用=1.92×104W﹣1.2×104W=7.2×103W，
根据P=I2R可得：线圈的电阻R===2Ω。
3. （8分）（2023苏州）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发（水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃)）。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
【答案】（1）4.2×103J；（2）28%
【解析】（1）由Q=cmΔt可得，该过程水吸收的热量为
（2）由W=Pt可得，照射到水面上的太阳能为
故水获取太阳能的效率为
答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；
（2）水获取太阳能的效率是28%。
四、阅读理解题（本大题有2道小题，共18分）
1. （8分）（2023山西）阅读短文，回答问题。
戈壁滩上的“向日葵”
在甘肃省敦煌市西南方向约15千米的戈壁滩上有一处充满科幻感的设施（如图甲所示），这是目前全球装机容量第二的熔盐塔式产热电站。光热电站的镜场面积约140多万平方米，1万多面巨大的定日镜在计算机的精确控制下，能如同向日葵一样随着太阳位置变化而变化，使太阳光时刻都能聚集到260米高的吸热塔的吸热器上。
在北半球的正午，太阳光由南往北倾斜照射，位于吸热塔北面的定日镜，阳光的入射角极小，定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。而位于吸热塔南面的定日镜，阳光的入射角很大，反射阳光的有效面积大大缩小了。
在塔式太阳能热发电系统中，吸热器是最关键的核心部位，吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏，它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能，将能量存储在液态熔盐中，为汽轮发电机组提供所需的热源。
（1）太阳能光热电站利用平面镜________太阳光，聚集到吸热塔上进行加热。在镜阵最外层的大圈，定日镜呈现明显的分布不对称，吸热塔南边的定日镜比北边少，原因是__________。
（2）请结合图乙完成太阳能光热发电的能量转化流程图________。
（3）熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来，当熔盐温度______________时，便可把储存的内能释放出来，可以实现24小时均有高温熔盐推动汽轮机工作，实现持续发电。
【答案】（1）反射 南面的定日镜，阳光的入射角大，有效反射面积小
（20
（3）降低（或下降）
【解析】（1）由短文中“在北半球的正午，太阳光由南往北倾斜照射，位于吸热塔北面的定日镜，阳光的入射角极小，定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。”说明太阳能光热电站利用平面镜反射太阳光。
在镜阵最外层的大圈，定日镜呈现明显的分布不对称，吸热塔南边的定日镜比北边少是因为吸热塔南面的定日镜，阳光的入射角很大，反射阳光的有效面积缩小了。
（2）吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏，它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能，即吸热管把太阳能转化为内能存储在液态熔盐中，又转化为汽轮发电机组的机械能推动汽轮发电机组转动，发电机组又把机械能转化为电能，故太阳能光热发电的能量转化流程图是太阳能→内能→机械能→电能。
（3）熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来，要把储存的内能释放出来，即放热，故熔盐要发生凝固，凝固过程温度下降。
2. （10分）（2023广东省）阅读材料，回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在的范围内5m/s≤v≤10m/s，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①___________，②___________ ；
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会_____（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于______kg的煤完全燃烧放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kWh，叶片需要转动______圈；
（5）若14∶00~15∶00和15∶00~16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，则14∶00~20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为_______kW·h。
【答案】 （1）机械能（或动能） 电能 （2） 顺时针 （3）36 （4）4 （5）1084.3
【解析】（1）风吹动叶片转动，将风的风能转化为叶片的机械能（或动能），经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转，带动发电机工作，将机械能转化为电能。
（2）叶片上平下凸，当风流过叶片时，下表面的风速大，压强小，上表面的风速小，压强大，叶片上下表面压强差的作用下顺时针转动。
（3）根据图丙可知，当风速为12m/s时，功率为300kW，根据可得，风力发电机组工作1h输出的电能为
由Q=mq可得，这些电能相当于完全燃烧煤的质量为
（4）若发电机输出电能1kW·h，当风速为13m/s时，功率为300kW，需要时间为
由于发电机转子1min转400圈，当发电机输出电能1kW·h，发动机需要转的圈数为80圈，又风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈，则叶片转4圈。
（5）根据丁图可知，15∶00-16∶00这段时间风速12~13m/s，由丙图可知，此时间段的功率为300kW，根据W=Pt可知，此段时间产生的电能为
W′=Pt=300kW×1h=300kW·h
14∶00-15∶00和15∶00-16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，可知14∶00-15∶00这段时间产生的电能为
由于14∶00-14∶30这时间段，风速小于3m/s，由丙图可知，输出功率为0，输出电能为0；由于14∶00-15∶00这段时间产生的电能为100 kW·h，所以14∶30-15∶00这时间段，风速等于10m/s，输出电能为100 kW·h；16∶00~17∶00这段时间，风速大于12m/s，输出的电能为300 kW·h；17∶00~17∶30这段时间，风速为10m/s，输出的电能为100 kW·h；17∶30~18∶00这段时间，风速为7m/s，满足5m/s≤v≤10m/s，由题意可知P与v的三次方成正比，即P=kv3，将速度v1=10m/s、v2=7m/s分别带入Pt= kv3t可得，W2=34.3kW·h；18∶00~19∶00这段时间，风速小于3m/s，由丙图可知，输出电能为0；19∶00~19∶30这段时间，风速为10m/s，输出的电能为100 kW·h；19∶30~20∶00这段时间，风速大于12m/s，输出的电能为
所以14∶00-20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为
100 kW·h+300 kW·h+300 kW·h+100 kW·h+34.3 kW·h+100 kW·h+150 kW·h=1084.3 kW·h
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