2023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷：第二十二章 能源与可持续发展（较难）
一、选择题
1．我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源．下列正确的是（ ）
A．可燃冰是可再生能源
B．可燃冰的能量来自亿年前的太阳能
C．可燃冰是核聚变反应生成的
D．可燃冰燃烧时核能转化为内能
【答案】B
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】A、“可燃冰”开发使用后，会越来越少，不可能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B、煤、石油、天然气等是化石燃料，是由古代动植物的遗体转化来的，而动植物体内的能量最初都可以追溯到太阳能，“可燃冰”又称天然气水合物，故B正确；
C、可燃冰是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”．“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多，故C错误；
D、可燃冰的主要成分是天然气，燃烧时化学能转化为内能，故D错误。
故选：B
【分析】天然气水合物俗称可燃冰，是一种新型能源，贮存于大海深处，其蕴藏量是地球上煤、石油的几百倍，因而是一种等待开发的巨大能源物质．化石燃料属于不可再生能源，属于一次能源；
太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射，而且也包括像所有的化石燃料、水能、风能、海洋能等间接的太阳资源，还应包括绿色植物的光合作用固定下来的能量，即生物能．严格地说，除了地热能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这是“广义太阳能”；
“可燃冰”又称天然气水合物，它是在海底的高压、低温条件下形成的；
可燃冰燃烧时化学能转化为内能。
2．和平利用核能，提高清洁型能源比重，是我国能源发展战略的重要内容。关于核能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
B．核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量
C．核能是可再生能源
D．核能是二次能源
【答案】B
【知识点】核能；核电站发电过程中的能量转化；核聚变；核裂变
【解析】【解答】AB.核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量，A错，B正确；
C：核能是不可再生能源，C错误；
D：核能是一次能源，D错误。
故选B。
【分析】核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量。不可再生能源主要有：煤炭、石油、天然气、化学能、核燃料等。能源可分为一次能源和二次能源。一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。
3．如图所示为核电站发电流程示意图。下列关于核能发电的表述中正确的是（ ）
A．核电站使用的燃料是石油或天然气
B．核燃料是可再生能源
C．核电站发电过程中把核能直接转化为电能的
D．核电站产生的核废料不可以像生活垃圾那样处理
【答案】D
【知识点】核电站发电过程中的能量转化
【解析】【解答】A. 核电站使用的是核原料，也称核燃料，而不是石油或天然气等，A说法错误；B. 核燃料是不可再生能源B不符合题意C. 根据核能发电的过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水的内能→机械能→电能，B不符合题意；C. 核反应堆中发生的是可控的核裂变，C说法错误；D. 核电站的核废料由于仍具有放射性，故不能像生活垃圾那样处理或进行二次加工利用，必须进行专门处理，D符合题意
故答案为：D
【分析】核电站主要组成包括：核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等，明确核能发电的能量转化过程.注意核电站的核废料由于仍具有放射性，必须进行专门处理.
4．下列关于核能的说法正确的是（ ）
A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
【答案】B
【知识点】核能；核聚变；核裂变
【解析】【解答】A. 目前人们获得核能的途径主要是为数极少的放射性物质的裂变和氢的同位素及氦原子的聚变，不是所有的物质都能发生核反应的，A不符合题意。B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变。B符合题意。C. 原子弹是利用核裂变原理，氢弹是核聚变。C不符合题意。D. 人只是控制了核反应速度，不是只有人为的条件下才能发生核裂变。D不符合题意。
故答案为：B
【分析】核能获取的途径有两条：重核的裂变和轻核的聚变（聚变也叫热核反应）.原子弹和目前人类制造的核电站是利用重核的裂变释放能量的，而氢弹则是利用轻核的聚变释放能量的.
5．核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（ ）
A．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能
B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．原子核分裂或聚合时释放出核能
D．核能是一种不可再生的能源
【答案】A
【知识点】核电站发电过程中的能量转化；核聚变；核裂变
【解析】【解答】A. 目前核电站是通过裂变中可控的链式反应来利用核能，A符合题意；B. 目前核电站是通过裂变中可控的链式反应来利用核能，B不符合题意；
C.原子核裂变与聚变都能放出大量核能， C不符合题意；
D.核能是不可再生能源，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】原子核发生裂变或聚变时都能放出大量的核能，质量较大的原子核可发生裂变，质量很小的原子核可发生聚变。核电站是通过控制原子核裂变中链式反应来利用核能的。目前发现可以进行原子核裂变或聚变的物质很少，不易得到补充，故核能是不可再生能源。
6．下列属于链式反应的是（ ）
A．原子弹爆炸 B．氢弹爆炸
C．镁条的燃烧 D．太阳内部发生的核反应
【答案】A
【知识点】核裂变
【解析】【解答】解：
A、链式反应是指：重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去的反应过程．因此，链式反应发生在核裂变时，故A正确；
BCD、氢弹爆炸是利用核聚变；太阳内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变释放能量；镁条的燃烧是一种化学变化，BCD不合题意．
故选A．
【分析】重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去，这就是链式反应．
7．如图是某城市开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（ ）
A．光电池板是将电能转化为光能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
【答案】C
【知识点】太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A. 光电池板是将太阳能转化为电能，A不符合题意；
B. 照明灯是将电能转化为内能和光能，B不符合题意；
C. 小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能，C符合题意；
D. 蓄电池夜晚放电时，将化学能转化为电能，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量.
8．（2019九上·宜昌期中）“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，吸入后会对人体健康造成危害，是影响空气质量的重要污染源.以下措施中会使空气中PM2.5污染增大的是（ ）
A．禁止焚烧秸秆 B．提倡使用太阳能设备
C．用水力发电代替部分煤发电 D．提倡城市居民开车出行
【答案】D
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】A．在户外禁止焚烧秸秆，会让空气中PM2.5污染减小，A项不合题意；
B．使用太阳能设备是无污染的，会让空气中PM2.5污染减小，B项不合题意；
C．使用水力发电是无污染的，会让空气中PM2.5污染减小，C项不合题意；
D．提倡城市居民开车出行，这种尾气会增加污染，会让空气中PM2.5污染增大，D符合题意。
故答案为：D
【分析】在户外禁止焚烧秸秆，会让空气中PM2.5污染减小，使用太阳能设备、使用水力发电是无污染的，会让空气中PM2.5污染减小，汽车尾气会增加污染，会让空气中PM2.5污染增大.
9．（2020九上·高邑期末）“绿水青山就是金山银山”为来来中国的生态文明建设和绿色发展指明了路线，我们要从生活中的小事做起，以下行为符合节能减排要求的是（ ）
A．尽量多开启电冰箱门 B．照明时选用新型节能灯
C．电视机长期处于待机状态 D．多使用内燃机为动力的汽车
【答案】B
【知识点】能源与可持续发展
【解析】【解答】A．频繁开启电冰箱门，进入冰箱内的热空气增加，加重了冰箱的负荷，不利于节约电能，A项不符合题意；
B．选用新型节能灯，灯泡发光亮度不变，但功率大大减小，相同时间消耗电能减少，有利于节约用电，B项符合题意；
C．电视机不使用时处于待机状态，也会消耗电能，这样会浪费电能，C项不符合题意；
D．使用内燃机作为动力的汽车，排放的废气较多，用电动汽车代替燃油车，能减少废气的排放，这样符合减排的要求，D项不符合题意。
故答案为：B
【分析】“节能减排”指的是生产时所耗用的能量要尽量减少，特别是减少二氧化碳的排放量，减缓生态恶化。
10．下列能源是来自于太阳能的是（ ）
A．潮汐能 B．地热能 C．天然气 D．核能
【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】A、潮汐能和月亮有关，主要是由于月球对地球的引力产生的能量，故A不符合题意；
B地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量，与太阳能无关，故B不符合题意；
C煤、石油、天然气等是化石燃料，是由古代动植物的遗体转化来的，而动植物体内的能量最初都可以追溯到太阳能，故C符合题意；
D核能又称原子能，指一些特殊物质在特殊条件下分裂或聚合，此时会产生惊人的能量。一般获得核能的途径为重核裂变和轻核聚变，故D不符合题意。
故选：C
【分析】除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这是“广义太阳能”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能”相区别．地球上很多能源都是间接来自太阳能，如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气、风能、水能等都是由太阳能转化而来的。
二、填空题
11．辐射到地球上的太阳能，其中一部分被大地吸收了，温度升高，还有一部分被植物吸收了，那么大地吸收的那一部分太阳能转化成 能，被植物吸收的太阳能转化成 能．
【答案】内；化学
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】辐射到地球上的太阳能，其中一部分被地面吸收，地面的温度升高，内能增加，所以是太阳能转化为内能；
太阳能被植物吸收，植物进行光合作用，促进植物生长，太阳能转化为植物的化学能储存起来。
故答案为：内；化学
【分析】自然界中的能量都以各种形式的能储存起来，在一定条件下可以相互转化；
光合作用则是把接收到的光能转化为化学能贮存起来．据此结合实例可具体问题具体分析。
12．（2024九上·港北期末）2022年10月12日宇航员刘洋在空间站进行了太空直播授课，实现了天地互动，所需的电能主要来源于太阳能帆板。如图所示，太阳能帆板是一种把太阳能转化为 能的装置，它相当于电路中的 （选填“用电器”或“电源”）。太阳能是通过太阳内部的核 （选填“裂变”或“聚变”）产生的；太阳能既是清洁能源，又是 （选填“可“或“不可”）再生能源。
【答案】电；电源；聚变；可
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；核聚变；电路的构成及电路图
【解析】【解答】（1）太阳能帆板是一种把太阳能转化为电能的装置，它相当于电路中的电源。
（2）太阳能是通过太阳内部的核聚变产生的；
（3）太阳能既是清洁能源，可以在短时间内得到补充，则又是可再生能源。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答。用电器消耗电能，电源提供电能；
（2）根据太阳能能源的来源解答；
（3）可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源。
13．（2023九上·槐荫期末）从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，根据焦耳定律，就要尽可能地减小输电线中的 ， 因此在目前技术水平下要采用高电压输电。我国现在建成的核电站，都是利用 方式来获取能量的（选填“核裂变”或“核聚变”）。
【答案】电流；核裂变
【知识点】核裂变；焦耳定律的应用
【解析】【解答】为减少远距离输电中因导体发热而造成的电能损失，根据焦耳定律Q=I Rt可知，在导线电阻和通电时间一定时，就要尽可能地减小输电线中的电流；在输出功率不变的情况下，根据P=UI可知，提高电压能减小电路中的电流，因此在目前技术水平下要采用高电压输电。根据核电站发电的原理可知，核电站是利用可控的核裂变提供的核能来发电的。
【分析】根据焦耳定律Q=I Rt可知，在导线电阻和通电时间一定时，就要尽可能地减小输电线中的电流；核电站是利用可控的核裂变提供的核能来发电的。
14．（2018九上·博罗期末）太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的 能；有一太阳能热水器，水箱的容积为160L，装满水后，若水温由20℃升高到70℃，水箱里的水温度升高了 ℃，吸收的热量是 J。[C水＝4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】内；50；3.36×107
【知识点】太阳能的相关计算
【解析】【解答】解：太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的内能使水温度升高，由水温由20℃升高到70℃，知水箱里的水温度升高了50℃；水箱装满水水的体积：v＝160L＝160×10 3m3，
水的质量：m＝ρ水v＝1×103kg/m3×160×10 3m3＝160kg，
水箱里的水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/(kg ℃)×160kg×(70℃ 20℃)＝3.36×107J.
故答案为：内；50；3.36×107．
【分析】（1）太阳能热水器可以把太阳能转化为水的内能．
（2）利用公式m=ρ水V求出水的质量，利用公式Q=cm（t-t0）计算水吸收的热量．
15．继2009年之后，今年3月27日在全球举行了一场名为“地球一小时”的熄灯接力活动，人们用黑暗的方式唤醒人类的环保意识，这个就是通过关灯的方式减少通电 来减少电能消耗，我国家庭电路电压为 V，如果小明家有100W的用电器停止使用1h，则节约用电 J。
【答案】时间；220；2.16×105 J
【知识点】能源与可持续发展
【解析】【解答】“地球一小时”，号召人们自愿关灯一小时，这是通过减少通电时间达到节约电能的；
我国家庭电路的电压为220V；
t=1h=3600s，由 得，
60W的用电器一小时的用电量为：
W=Pt=100W×3600s=3.6×105 J。
故答案为：时间；220；3.6×105 J
【分析】减少用电器的工作时间可以减少消耗电能；根据家庭电路电压来解答；
利用W=Pt求用电器一小时节约的电能。
16．（2017九上·钦州港月考）导致全球变暖的原因是多方面的，其主要原因是现代工业大量使用 燃料（如煤、石油、天然气等）作为能源，排放出 等多种温室气体，这些温室气体使太阳的能量聚在地球周围，导致全球变暖，这就是常说的 ．
【答案】化石；二氧化碳；温室效应
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】解：导致全球变暖的主要原因是现代工业大量使用化石燃料，在使用的过程中除了产生大量的热以外，还产生使全球变暖的物质——二氧化碳，
全球变暖的现象称为温室效应。
故答案为：化石，二氧化碳，温室效应。
【分析】从造成温室效应的原因分析。
三、实验探究题
17．核能作为一种“绿色”能源，为许多国家所接受。但核能的安全问题直接关系到人类的共同利益，引起国际社会的高度关注。我国在核安全法规体系建设上，借鉴国际原子能机构以及核电先进国家的安全标准；在核电技术利用上，注重引进消化吸收基础上的自主创新；在核电发展道路上，从“适度发展”到“积极发展”，再到现在强调“安全第一”。近期，国务院要求切实加强正在运行核设施的安全管理，全面审查在建核电站，暂停审批核电项目。
结合材料，回答下列问题：
（1）从唯物辩证法角度，分析我国在发展核电事业过程中是怎样坚持具体问题具体分析的。
（2）运用《政治生活》知识，说明我国政府加强核安全管理的依据。
【答案】（1）①坚持在矛盾普遍性指导下，具体分析矛盾的特殊性。我国借鉴国际原子能机构以及核电先进国家的安全标准，形成了自己的核安全法规体系。
②根据同一事物在不同阶段的不同矛盾决定发展思路。在核电发展道路的不同发展阶段，各有不同的侧重点。
③着重把握解决主要矛盾。当前，国家强调“安全第一”体现了这一点。
④坚持辩证否定观，树立创新意识。我国在核电技术利用上，注重在引进消化吸收基础上进行自主创新。
（2）①我国是人民民主专政的社会主义国家，政府坚持为人民服务的宗旨以及对人民负责的工作原则。我国政府加强核安全管理是维护人民利益，对人民负责的体现。
②我国政府具有组织社会主义经济建设和提供社会公共服务的职能。政府有责任保护环境防治污染，安全利用核能，促进经济发展。
③主权国家作为国际社会的最基本成员必须履行国际义务。我国在坚定地维护自身利益的同时，也维护各国人民的共同利益。我国政府加强核安全管理，体现了一个负责任的大国形象。
【知识点】核能
【解析】【分析】根据同一事物在不同阶段的不同矛盾决定发展思路。在核电发展道路的不同发展阶段，各有不同的侧重点。着重把握解决主要矛盾。当前，国家强调“安全第一”体现了这一点来进行解答。
四、计算题
18．（2021九上·南召期末）如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器（以下简称热水器）。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三档之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳辐射能为E＝1.75×106J/(h m2)（每小时每平方米辐射的热量），太阳能只将水由20℃加热到了30℃，此时开启电加热器，将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2，水吸收太阳能的效率为60%，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）。供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算：
项目 参数
电源电压（V） 220
低温档功率（W） 100
高温档功率（W） 1200
容积（L） 50
（1）水吸收太阳能的多少。
（2）太阳能板当天接收太阳能的时间。
（3）电路中电阻R2的阻值。
（4）在热水器向外供水时，通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合，可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃，每个人淋浴用水均为30L，假设热水器内70℃的热水能全部用完，则能满足几个人的淋浴用水？
【答案】（1）解：由题意，热水器的容积为50L，则满水状态下水的质量为
太阳能只将水由20℃加热到了30℃，根据吸热公式可知水吸收太阳能为
答：水吸收的太阳能；
（2）解：)由于水吸收太阳能的效率为60%，故太阳能板当天接收太阳能的总热量为
已知太阳辐射能为E＝1.75×106J/(h m2)，太阳能板的面积为2m2，则当天接收太阳能的时间为
答：太阳能板当天接收太阳能的时间为1h；
（3）解：由表格中数据可知，热水器处于低温档时只有电阻R1接入，此时
热水器处于低温档时，电阻R1与R2并联接入，此时
联立可得
则电路中电阻R2的阻值为
答：电路中电阻R2的阻值为44
（4）解：设每个人淋浴用水体积为V，则
简化得
代入数据可得
解得
热水器的容积为50L，则
则能满足4个人的淋浴用水。
答：则能满足4个人的淋浴用水。
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；太阳能及其利用与转化；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据物体的密度和体积的乘积计算质量；利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算吸热多少；
（2）根据吸热和热效率的比值， 可以计算总热，根据总热和辐射能与面积，可以计算光照时间；
（3）根据电压和电功率，可以计算电阻大小；
（4）根据密度和体积的乘积计算质量，根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；结合热量比，可以计算物体体积的关系。
19．（2021九上·松山期中）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。某品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在6小时的有效照射时间内将热水器中体积为50L，初温为20℃的水升高到60℃，求：[]
（1）热水器中水吸收的热量；
（2）太阳能热水器的效率；
（3）若改用煤气来加热这些水，假设煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，问需要完全燃烧多少煤气？（煤气的热值）
【答案】（1）解：由题意可知，热水器中水的体积为
水的密度为，根据可知，水的质量为
水的质量为50kg；水的比热容，这些水从初温20℃升高到60℃，根据比热容公式可知，水吸收的热量为
答：热水器中水吸收的热量为；
（2）解：由题意可知，该品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在6小时的有效照射时间内，吸收的太阳能为
由（1）解析可知，水吸收的热量为，则太阳能热水器的效率为
答：太阳能热水器的效率约为；
（3）解：完全燃烧这些煤气，放出的热量为，煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，而由（1）解析可知，，则
解得煤气放出的热量；根据热值公式，可得这些煤气的体积为
答：若改用煤气来加热这些水，假设煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，问需要完全燃烧煤气的体积为。
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；燃料的热值；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）根据物体的密度和体积的乘积计算质量；利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；
（2）根据物体吸收的热量和总热的比值， 计算热效率；
（3）根据热量和热效率的比值，计算总热，根据总热和热值的比值， 计算燃料的体积。
五、简答题
20．核能具有很大的优越性。它的能量密度非常高，是等量优质煤的250万倍。由于核裂变无需空气，核电站排出的废气也很少，是一种非常清洁的能源。当然，核泄漏事故也是很可怕的。前苏联的切尔诺贝利核电站由于核泄漏导致28人死亡，500万人受到不同程度的核辐射。2011年3月11日，9.0级的强烈地震引发的日本福岛第一核电站发生核物质泄漏，引起国际社会对核能利用的担忧。不过，专家指出，只要我们采取行之有效的措施，是可以做到防患于未然，核能有广阔的发展前景的。
结合材料，运用矛盾的观点，谈谈对核能的认识。
【答案】①任何事物都包含着对立统一的两个方面，矛盾的对立统一(或矛盾的普遍性)要求我们坚持全面的观点看问题，防止片面性。核能具有两重性，一方面它能量密度高，是一种非常清洁的能源;另一方面核泄漏所造成的安全性问题又令人担忧。②矛盾的主要方面和次要方面辩证关系原理。事物的性质由矛盾的主要方面所决定，看问题善于把握矛盾的主要方面，分清主支流。核能能量密度高，是一种非常清洁的能源这是矛盾的主要方面，是主流。核泄漏所造成的安全性问题是矛盾的次要方面，是支流。对于矛盾的次要方面我们也不能掉意轻心，我们要采取行之有效的措施，做到防患于未然。权衡利弊，核能的优越性是主要的，核能有广阔的发展前景。
【知识点】核能
【解析】【分析】任何事物都包含着对立统一的两个方面，矛盾的对立统一(或矛盾的普遍性)要求我们坚持全面的观点看问题，防止片面性。核能具有两重性，一方面它能量密度高，是一种非常清洁的能源;另一方面核泄漏所造成的安全性问题又令人担忧。②矛盾的主要方面和次要方面辩证关系原理。事物的性质由矛盾的主要方面所决定，看问题善于把握矛盾的主要方面。
六、综合题
21．（2019九下·东莞月考）沙漠集水器
（1）有些沙漠紧邻大海， （白天/晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。
（2）伯克利分校团队设计出一款沙漠集水器——Waterseer,利用风能这种 （可再生/不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨空气输入金属管中部。
（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属 （填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。
（4）空气中的水蒸气在金属管中部 （吸/放热），液化成水滴，水滴在 力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。
（5）Waterseer第天可以收集约37L饮用水，合 kg,应用前景十分乐观。（ 水=1.0x103kg/m3）
【答案】（1）白天
（2）可再生
（3）导热性
（4）放热；重
（5）37
【知识点】液化及液化放热；密度公式及其应用；比热容；能源及其分类
【解析】【解答】（1）在海边，由于海水和沙滩的比热容不同，白天风从海洋吹向陆地，是海陆风；（2）风能短时间可再生，是可再生能源；（3）金属的导热性好，可以使金属管温度降低；（4）水蒸气遇冷会液化成水，在重力的作用下下落；（5）37L=37dm3=3.7×10-2m3，水的质量为.
【分析】（1）由于比热容不同，海边白天和晚上风向不同；
（2）风是可再生能源；
（3）金属是热的良导体；
（4）水蒸气遇冷会液化成小水滴，并由于重力而下落；
（5）根据水的密度和体积的乘积计算质量。
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷：第二十二章 能源与可持续发展（较难）
一、选择题
1．我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源．下列正确的是（ ）
A．可燃冰是可再生能源
B．可燃冰的能量来自亿年前的太阳能
C．可燃冰是核聚变反应生成的
D．可燃冰燃烧时核能转化为内能
2．和平利用核能，提高清洁型能源比重，是我国能源发展战略的重要内容。关于核能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
B．核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量
C．核能是可再生能源
D．核能是二次能源
3．如图所示为核电站发电流程示意图。下列关于核能发电的表述中正确的是（ ）
A．核电站使用的燃料是石油或天然气
B．核燃料是可再生能源
C．核电站发电过程中把核能直接转化为电能的
D．核电站产生的核废料不可以像生活垃圾那样处理
4．下列关于核能的说法正确的是（ ）
A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
5．核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（ ）
A．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能
B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．原子核分裂或聚合时释放出核能
D．核能是一种不可再生的能源
6．下列属于链式反应的是（ ）
A．原子弹爆炸 B．氢弹爆炸
C．镁条的燃烧 D．太阳内部发生的核反应
7．如图是某城市开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（ ）
A．光电池板是将电能转化为光能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
8．（2019九上·宜昌期中）“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，吸入后会对人体健康造成危害，是影响空气质量的重要污染源.以下措施中会使空气中PM2.5污染增大的是（ ）
A．禁止焚烧秸秆 B．提倡使用太阳能设备
C．用水力发电代替部分煤发电 D．提倡城市居民开车出行
9．（2020九上·高邑期末）“绿水青山就是金山银山”为来来中国的生态文明建设和绿色发展指明了路线，我们要从生活中的小事做起，以下行为符合节能减排要求的是（ ）
A．尽量多开启电冰箱门 B．照明时选用新型节能灯
C．电视机长期处于待机状态 D．多使用内燃机为动力的汽车
10．下列能源是来自于太阳能的是（ ）
A．潮汐能 B．地热能 C．天然气 D．核能
二、填空题
11．辐射到地球上的太阳能，其中一部分被大地吸收了，温度升高，还有一部分被植物吸收了，那么大地吸收的那一部分太阳能转化成 能，被植物吸收的太阳能转化成 能．
12．（2024九上·港北期末）2022年10月12日宇航员刘洋在空间站进行了太空直播授课，实现了天地互动，所需的电能主要来源于太阳能帆板。如图所示，太阳能帆板是一种把太阳能转化为 能的装置，它相当于电路中的 （选填“用电器”或“电源”）。太阳能是通过太阳内部的核 （选填“裂变”或“聚变”）产生的；太阳能既是清洁能源，又是 （选填“可“或“不可”）再生能源。
13．（2023九上·槐荫期末）从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，根据焦耳定律，就要尽可能地减小输电线中的 ， 因此在目前技术水平下要采用高电压输电。我国现在建成的核电站，都是利用 方式来获取能量的（选填“核裂变”或“核聚变”）。
14．（2018九上·博罗期末）太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的 能；有一太阳能热水器，水箱的容积为160L，装满水后，若水温由20℃升高到70℃，水箱里的水温度升高了 ℃，吸收的热量是 J。[C水＝4.2×103J/（kg·℃）]
15．继2009年之后，今年3月27日在全球举行了一场名为“地球一小时”的熄灯接力活动，人们用黑暗的方式唤醒人类的环保意识，这个就是通过关灯的方式减少通电 来减少电能消耗，我国家庭电路电压为 V，如果小明家有100W的用电器停止使用1h，则节约用电 J。
16．（2017九上·钦州港月考）导致全球变暖的原因是多方面的，其主要原因是现代工业大量使用 燃料（如煤、石油、天然气等）作为能源，排放出 等多种温室气体，这些温室气体使太阳的能量聚在地球周围，导致全球变暖，这就是常说的 ．
三、实验探究题
17．核能作为一种“绿色”能源，为许多国家所接受。但核能的安全问题直接关系到人类的共同利益，引起国际社会的高度关注。我国在核安全法规体系建设上，借鉴国际原子能机构以及核电先进国家的安全标准；在核电技术利用上，注重引进消化吸收基础上的自主创新；在核电发展道路上，从“适度发展”到“积极发展”，再到现在强调“安全第一”。近期，国务院要求切实加强正在运行核设施的安全管理，全面审查在建核电站，暂停审批核电项目。
结合材料，回答下列问题：
（1）从唯物辩证法角度，分析我国在发展核电事业过程中是怎样坚持具体问题具体分析的。
（2）运用《政治生活》知识，说明我国政府加强核安全管理的依据。
四、计算题
18．（2021九上·南召期末）如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器（以下简称热水器）。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三档之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳辐射能为E＝1.75×106J/(h m2)（每小时每平方米辐射的热量），太阳能只将水由20℃加热到了30℃，此时开启电加热器，将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2，水吸收太阳能的效率为60%，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）。供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算：
项目 参数
电源电压（V） 220
低温档功率（W） 100
高温档功率（W） 1200
容积（L） 50
（1）水吸收太阳能的多少。
（2）太阳能板当天接收太阳能的时间。
（3）电路中电阻R2的阻值。
（4）在热水器向外供水时，通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合，可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃，每个人淋浴用水均为30L，假设热水器内70℃的热水能全部用完，则能满足几个人的淋浴用水？
19．（2021九上·松山期中）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。某品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在6小时的有效照射时间内将热水器中体积为50L，初温为20℃的水升高到60℃，求：[]
（1）热水器中水吸收的热量；
（2）太阳能热水器的效率；
（3）若改用煤气来加热这些水，假设煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，问需要完全燃烧多少煤气？（煤气的热值）
五、简答题
20．核能具有很大的优越性。它的能量密度非常高，是等量优质煤的250万倍。由于核裂变无需空气，核电站排出的废气也很少，是一种非常清洁的能源。当然，核泄漏事故也是很可怕的。前苏联的切尔诺贝利核电站由于核泄漏导致28人死亡，500万人受到不同程度的核辐射。2011年3月11日，9.0级的强烈地震引发的日本福岛第一核电站发生核物质泄漏，引起国际社会对核能利用的担忧。不过，专家指出，只要我们采取行之有效的措施，是可以做到防患于未然，核能有广阔的发展前景的。
结合材料，运用矛盾的观点，谈谈对核能的认识。
六、综合题
21．（2019九下·东莞月考）沙漠集水器
（1）有些沙漠紧邻大海， （白天/晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。
（2）伯克利分校团队设计出一款沙漠集水器——Waterseer,利用风能这种 （可再生/不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨空气输入金属管中部。
（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属 （填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。
（4）空气中的水蒸气在金属管中部 （吸/放热），液化成水滴，水滴在 力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。
（5）Waterseer第天可以收集约37L饮用水，合 kg,应用前景十分乐观。（ 水=1.0x103kg/m3）
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】A、“可燃冰”开发使用后，会越来越少，不可能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B、煤、石油、天然气等是化石燃料，是由古代动植物的遗体转化来的，而动植物体内的能量最初都可以追溯到太阳能，“可燃冰”又称天然气水合物，故B正确；
C、可燃冰是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”．“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多，故C错误；
D、可燃冰的主要成分是天然气，燃烧时化学能转化为内能，故D错误。
故选：B
【分析】天然气水合物俗称可燃冰，是一种新型能源，贮存于大海深处，其蕴藏量是地球上煤、石油的几百倍，因而是一种等待开发的巨大能源物质．化石燃料属于不可再生能源，属于一次能源；
太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射，而且也包括像所有的化石燃料、水能、风能、海洋能等间接的太阳资源，还应包括绿色植物的光合作用固定下来的能量，即生物能．严格地说，除了地热能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这是“广义太阳能”；
“可燃冰”又称天然气水合物，它是在海底的高压、低温条件下形成的；
可燃冰燃烧时化学能转化为内能。
2．【答案】B
【知识点】核能；核电站发电过程中的能量转化；核聚变；核裂变
【解析】【解答】AB.核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量，A错，B正确；
C：核能是不可再生能源，C错误；
D：核能是一次能源，D错误。
故选B。
【分析】核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量。不可再生能源主要有：煤炭、石油、天然气、化学能、核燃料等。能源可分为一次能源和二次能源。一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。
3．【答案】D
【知识点】核电站发电过程中的能量转化
【解析】【解答】A. 核电站使用的是核原料，也称核燃料，而不是石油或天然气等，A说法错误；B. 核燃料是不可再生能源B不符合题意C. 根据核能发电的过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水的内能→机械能→电能，B不符合题意；C. 核反应堆中发生的是可控的核裂变，C说法错误；D. 核电站的核废料由于仍具有放射性，故不能像生活垃圾那样处理或进行二次加工利用，必须进行专门处理，D符合题意
故答案为：D
【分析】核电站主要组成包括：核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等，明确核能发电的能量转化过程.注意核电站的核废料由于仍具有放射性，必须进行专门处理.
4．【答案】B
【知识点】核能；核聚变；核裂变
【解析】【解答】A. 目前人们获得核能的途径主要是为数极少的放射性物质的裂变和氢的同位素及氦原子的聚变，不是所有的物质都能发生核反应的，A不符合题意。B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变。B符合题意。C. 原子弹是利用核裂变原理，氢弹是核聚变。C不符合题意。D. 人只是控制了核反应速度，不是只有人为的条件下才能发生核裂变。D不符合题意。
故答案为：B
【分析】核能获取的途径有两条：重核的裂变和轻核的聚变（聚变也叫热核反应）.原子弹和目前人类制造的核电站是利用重核的裂变释放能量的，而氢弹则是利用轻核的聚变释放能量的.
5．【答案】A
【知识点】核电站发电过程中的能量转化；核聚变；核裂变
【解析】【解答】A. 目前核电站是通过裂变中可控的链式反应来利用核能，A符合题意；B. 目前核电站是通过裂变中可控的链式反应来利用核能，B不符合题意；
C.原子核裂变与聚变都能放出大量核能， C不符合题意；
D.核能是不可再生能源，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】原子核发生裂变或聚变时都能放出大量的核能，质量较大的原子核可发生裂变，质量很小的原子核可发生聚变。核电站是通过控制原子核裂变中链式反应来利用核能的。目前发现可以进行原子核裂变或聚变的物质很少，不易得到补充，故核能是不可再生能源。
6．【答案】A
【知识点】核裂变
【解析】【解答】解：
A、链式反应是指：重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去的反应过程．因此，链式反应发生在核裂变时，故A正确；
BCD、氢弹爆炸是利用核聚变；太阳内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变释放能量；镁条的燃烧是一种化学变化，BCD不合题意．
故选A．
【分析】重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去，这就是链式反应．
7．【答案】C
【知识点】太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A. 光电池板是将太阳能转化为电能，A不符合题意；
B. 照明灯是将电能转化为内能和光能，B不符合题意；
C. 小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能，C符合题意；
D. 蓄电池夜晚放电时，将化学能转化为电能，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量.
8．【答案】D
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】A．在户外禁止焚烧秸秆，会让空气中PM2.5污染减小，A项不合题意；
B．使用太阳能设备是无污染的，会让空气中PM2.5污染减小，B项不合题意；
C．使用水力发电是无污染的，会让空气中PM2.5污染减小，C项不合题意；
D．提倡城市居民开车出行，这种尾气会增加污染，会让空气中PM2.5污染增大，D符合题意。
故答案为：D
【分析】在户外禁止焚烧秸秆，会让空气中PM2.5污染减小，使用太阳能设备、使用水力发电是无污染的，会让空气中PM2.5污染减小，汽车尾气会增加污染，会让空气中PM2.5污染增大.
9．【答案】B
【知识点】能源与可持续发展
【解析】【解答】A．频繁开启电冰箱门，进入冰箱内的热空气增加，加重了冰箱的负荷，不利于节约电能，A项不符合题意；
B．选用新型节能灯，灯泡发光亮度不变，但功率大大减小，相同时间消耗电能减少，有利于节约用电，B项符合题意；
C．电视机不使用时处于待机状态，也会消耗电能，这样会浪费电能，C项不符合题意；
D．使用内燃机作为动力的汽车，排放的废气较多，用电动汽车代替燃油车，能减少废气的排放，这样符合减排的要求，D项不符合题意。
故答案为：B
【分析】“节能减排”指的是生产时所耗用的能量要尽量减少，特别是减少二氧化碳的排放量，减缓生态恶化。
10．【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】A、潮汐能和月亮有关，主要是由于月球对地球的引力产生的能量，故A不符合题意；
B地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量，与太阳能无关，故B不符合题意；
C煤、石油、天然气等是化石燃料，是由古代动植物的遗体转化来的，而动植物体内的能量最初都可以追溯到太阳能，故C符合题意；
D核能又称原子能，指一些特殊物质在特殊条件下分裂或聚合，此时会产生惊人的能量。一般获得核能的途径为重核裂变和轻核聚变，故D不符合题意。
故选：C
【分析】除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这是“广义太阳能”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能”相区别．地球上很多能源都是间接来自太阳能，如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气、风能、水能等都是由太阳能转化而来的。
11．【答案】内；化学
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】辐射到地球上的太阳能，其中一部分被地面吸收，地面的温度升高，内能增加，所以是太阳能转化为内能；
太阳能被植物吸收，植物进行光合作用，促进植物生长，太阳能转化为植物的化学能储存起来。
故答案为：内；化学
【分析】自然界中的能量都以各种形式的能储存起来，在一定条件下可以相互转化；
光合作用则是把接收到的光能转化为化学能贮存起来．据此结合实例可具体问题具体分析。
12．【答案】电；电源；聚变；可
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；核聚变；电路的构成及电路图
【解析】【解答】（1）太阳能帆板是一种把太阳能转化为电能的装置，它相当于电路中的电源。
（2）太阳能是通过太阳内部的核聚变产生的；
（3）太阳能既是清洁能源，可以在短时间内得到补充，则又是可再生能源。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答。用电器消耗电能，电源提供电能；
（2）根据太阳能能源的来源解答；
（3）可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源。
13．【答案】电流；核裂变
【知识点】核裂变；焦耳定律的应用
【解析】【解答】为减少远距离输电中因导体发热而造成的电能损失，根据焦耳定律Q=I Rt可知，在导线电阻和通电时间一定时，就要尽可能地减小输电线中的电流；在输出功率不变的情况下，根据P=UI可知，提高电压能减小电路中的电流，因此在目前技术水平下要采用高电压输电。根据核电站发电的原理可知，核电站是利用可控的核裂变提供的核能来发电的。
【分析】根据焦耳定律Q=I Rt可知，在导线电阻和通电时间一定时，就要尽可能地减小输电线中的电流；核电站是利用可控的核裂变提供的核能来发电的。
14．【答案】内；50；3.36×107
【知识点】太阳能的相关计算
【解析】【解答】解：太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的内能使水温度升高，由水温由20℃升高到70℃，知水箱里的水温度升高了50℃；水箱装满水水的体积：v＝160L＝160×10 3m3，
水的质量：m＝ρ水v＝1×103kg/m3×160×10 3m3＝160kg，
水箱里的水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/(kg ℃)×160kg×(70℃ 20℃)＝3.36×107J.
故答案为：内；50；3.36×107．
【分析】（1）太阳能热水器可以把太阳能转化为水的内能．
（2）利用公式m=ρ水V求出水的质量，利用公式Q=cm（t-t0）计算水吸收的热量．
15．【答案】时间；220；2.16×105 J
【知识点】能源与可持续发展
【解析】【解答】“地球一小时”，号召人们自愿关灯一小时，这是通过减少通电时间达到节约电能的；
我国家庭电路的电压为220V；
t=1h=3600s，由 得，
60W的用电器一小时的用电量为：
W=Pt=100W×3600s=3.6×105 J。
故答案为：时间；220；3.6×105 J
【分析】减少用电器的工作时间可以减少消耗电能；根据家庭电路电压来解答；
利用W=Pt求用电器一小时节约的电能。
16．【答案】化石；二氧化碳；温室效应
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】解：导致全球变暖的主要原因是现代工业大量使用化石燃料，在使用的过程中除了产生大量的热以外，还产生使全球变暖的物质——二氧化碳，
全球变暖的现象称为温室效应。
故答案为：化石，二氧化碳，温室效应。
【分析】从造成温室效应的原因分析。
17．【答案】（1）①坚持在矛盾普遍性指导下，具体分析矛盾的特殊性。我国借鉴国际原子能机构以及核电先进国家的安全标准，形成了自己的核安全法规体系。
②根据同一事物在不同阶段的不同矛盾决定发展思路。在核电发展道路的不同发展阶段，各有不同的侧重点。
③着重把握解决主要矛盾。当前，国家强调“安全第一”体现了这一点。
④坚持辩证否定观，树立创新意识。我国在核电技术利用上，注重在引进消化吸收基础上进行自主创新。
（2）①我国是人民民主专政的社会主义国家，政府坚持为人民服务的宗旨以及对人民负责的工作原则。我国政府加强核安全管理是维护人民利益，对人民负责的体现。
②我国政府具有组织社会主义经济建设和提供社会公共服务的职能。政府有责任保护环境防治污染，安全利用核能，促进经济发展。
③主权国家作为国际社会的最基本成员必须履行国际义务。我国在坚定地维护自身利益的同时，也维护各国人民的共同利益。我国政府加强核安全管理，体现了一个负责任的大国形象。
【知识点】核能
【解析】【分析】根据同一事物在不同阶段的不同矛盾决定发展思路。在核电发展道路的不同发展阶段，各有不同的侧重点。着重把握解决主要矛盾。当前，国家强调“安全第一”体现了这一点来进行解答。
18．【答案】（1）解：由题意，热水器的容积为50L，则满水状态下水的质量为
太阳能只将水由20℃加热到了30℃，根据吸热公式可知水吸收太阳能为
答：水吸收的太阳能；
（2）解：)由于水吸收太阳能的效率为60%，故太阳能板当天接收太阳能的总热量为
已知太阳辐射能为E＝1.75×106J/(h m2)，太阳能板的面积为2m2，则当天接收太阳能的时间为
答：太阳能板当天接收太阳能的时间为1h；
（3）解：由表格中数据可知，热水器处于低温档时只有电阻R1接入，此时
热水器处于低温档时，电阻R1与R2并联接入，此时
联立可得
则电路中电阻R2的阻值为
答：电路中电阻R2的阻值为44
（4）解：设每个人淋浴用水体积为V，则
简化得
代入数据可得
解得
热水器的容积为50L，则
则能满足4个人的淋浴用水。
答：则能满足4个人的淋浴用水。
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；太阳能及其利用与转化；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据物体的密度和体积的乘积计算质量；利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算吸热多少；
（2）根据吸热和热效率的比值， 可以计算总热，根据总热和辐射能与面积，可以计算光照时间；
（3）根据电压和电功率，可以计算电阻大小；
（4）根据密度和体积的乘积计算质量，根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；结合热量比，可以计算物体体积的关系。
19．【答案】（1）解：由题意可知，热水器中水的体积为
水的密度为，根据可知，水的质量为
水的质量为50kg；水的比热容，这些水从初温20℃升高到60℃，根据比热容公式可知，水吸收的热量为
答：热水器中水吸收的热量为；
（2）解：由题意可知，该品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在6小时的有效照射时间内，吸收的太阳能为
由（1）解析可知，水吸收的热量为，则太阳能热水器的效率为
答：太阳能热水器的效率约为；
（3）解：完全燃烧这些煤气，放出的热量为，煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，而由（1）解析可知，，则
解得煤气放出的热量；根据热值公式，可得这些煤气的体积为
答：若改用煤气来加热这些水，假设煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，问需要完全燃烧煤气的体积为。
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；燃料的热值；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）根据物体的密度和体积的乘积计算质量；利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；
（2）根据物体吸收的热量和总热的比值， 计算热效率；
（3）根据热量和热效率的比值，计算总热，根据总热和热值的比值， 计算燃料的体积。
20．【答案】①任何事物都包含着对立统一的两个方面，矛盾的对立统一(或矛盾的普遍性)要求我们坚持全面的观点看问题，防止片面性。核能具有两重性，一方面它能量密度高，是一种非常清洁的能源;另一方面核泄漏所造成的安全性问题又令人担忧。②矛盾的主要方面和次要方面辩证关系原理。事物的性质由矛盾的主要方面所决定，看问题善于把握矛盾的主要方面，分清主支流。核能能量密度高，是一种非常清洁的能源这是矛盾的主要方面，是主流。核泄漏所造成的安全性问题是矛盾的次要方面，是支流。对于矛盾的次要方面我们也不能掉意轻心，我们要采取行之有效的措施，做到防患于未然。权衡利弊，核能的优越性是主要的，核能有广阔的发展前景。
【知识点】核能
【解析】【分析】任何事物都包含着对立统一的两个方面，矛盾的对立统一(或矛盾的普遍性)要求我们坚持全面的观点看问题，防止片面性。核能具有两重性，一方面它能量密度高，是一种非常清洁的能源;另一方面核泄漏所造成的安全性问题又令人担忧。②矛盾的主要方面和次要方面辩证关系原理。事物的性质由矛盾的主要方面所决定，看问题善于把握矛盾的主要方面。
21．【答案】（1）白天
（2）可再生
（3）导热性
（4）放热；重
（5）37
【知识点】液化及液化放热；密度公式及其应用；比热容；能源及其分类
【解析】【解答】（1）在海边，由于海水和沙滩的比热容不同，白天风从海洋吹向陆地，是海陆风；（2）风能短时间可再生，是可再生能源；（3）金属的导热性好，可以使金属管温度降低；（4）水蒸气遇冷会液化成水，在重力的作用下下落；（5）37L=37dm3=3.7×10-2m3，水的质量为.
【分析】（1）由于比热容不同，海边白天和晚上风向不同；
（2）风是可再生能源；
（3）金属是热的良导体；
（4）水蒸气遇冷会液化成小水滴，并由于重力而下落；
（5）根据水的密度和体积的乘积计算质量。
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