第1节 现代顺风耳——电话
电话
1.电话机里的炭粒和膜片相当于 ( )
A.开关 B.变阻器
C.电磁继电器 D.电磁铁
电话交换机
2.下列关于电话交换机的说法正确的是 ( )
A.电话交换机的出现,大大提高了电话线路的利用率
B.打电话时,出现“占线”一定是对方电话机在使用的缘故
C.电话上的“来电显示”是由用户手机设定的,不需要程控交换机去完成
D.现代程控电话交换机利用电磁继电器进行接线
模拟通信和数字通信
3.电话信号分模拟信号和数字信号两种。信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样,这种电流传递的信号叫 。使用不同符号的不同组合表示的信号叫 。
1.关于电话的工作过程,有如下几句话,其合理的顺序是 ( )
①膜片忽松忽紧,挤压炭粒;②人对着话筒说话时,声波使膜片振动;③电阻忽大忽小;④电磁铁对薄铁膜片的吸引力忽大忽小,使铁片膜振动,振动情形与说话情形相同;⑤在电路中产生强弱随声音的振动而变化的电流。
A.①②③④⑤ B.②①④③⑤
C.①②③⑤④ D.②①③⑤④
2.下列关于模拟信号和模拟通信的说法中,正确的是 ( )
A.电话的模拟信号是在话筒将声音转换成信号电流时产生的
B.电话的模拟信号是在话筒将变化的电流转换成声音时产生的
C.使用数字信号通信的过程中肯定没有模拟信号
D.模拟信号与声音的变化情况完全一样,所以现代通信多采用模拟信号
3.如图所示为电话机原理图。电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与 信号的相互转换。当人对着话筒说话时,滑动变阻器的滑片向左移动,则听筒电磁铁的磁性将 (选填“变强”“变弱”或“不变”),其左端为 极。
4.(科学思维)如图所示是正在绕月飞行的“嫦娥二号”卫星,A、B为卫星的两个喷气发动机。根据二进制代码指令表可知,飞控中心应该向“嫦娥二号”卫星发射的减速信号应为 ( )
指令 信号
发动机A 00100
发动机B 11011
点火 10001
熄火 01110
A.0010010001 B.0010001110
C.1101110001 D.1101101110
【详解答案】
课堂达标
1.B 2.A
3.模拟信号 数字信号
课后提升
1.D 解析:话筒工作时的具体过程:声音带动膜片振动→膜片时紧时松地压迫炭粒→电阻忽大忽小→电路中的电流忽大忽小;听筒的工作过程:电路中的电流忽大忽小→电磁铁对薄铁膜片的吸引力忽大忽小→薄铁膜片振动产生声音。所以合理的顺序为②①③⑤④,故D符合题意,ABC不符合题意。
2.A 解析:电话的模拟信号是在话筒将声音转换成信号电流时产生的,故A正确,B错误;使用数字信号通信的过程中也使用模拟信号,故C错误;现代通信多采用数字信号,故D错误。
3.电 变强 S 解析:最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒把声音变成变化的电流,电流沿着导线把信息传到听筒,电流使听筒的膜片振动,携带信息的电流又变成了声音,所以电话的基本原理是通过话筒与听筒共同完成声信号与电信号的相互转化;滑动变阻器的左半段连入电路,滑片向左移动时,其连入电路的电阻变小,电路中的电流增大,在螺线管的匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强。电流从螺线管的右端流入,根据安培定则,螺线管的右端是N极,左端是S极。
4.C 解析:图中有一个向右的箭头,代表卫星此时向右运动;要使它减速,应选择右喷气发动机B,点火后发动机B喷气产生向左推动卫星的力,使其减速,结合表中信息可知,飞控中心应该向“嫦娥二号”卫星发射的减速信号应为1101110001。第2节 电磁波的海洋
电磁波的产生
1.有一天,小羽同学打开收音机后,又去打开台灯,这时他听到收音机中传来“咔哒”一声。他为了进一步验证这个现象,将收音机旋至没有电台的位置,并开大收音机的音量,又连续使台灯的开关闭合、断开,结果发现,只是在闭合或断开开关的瞬间才有“咔哒”声从收音机中传来,从他观察到的现象可以说明:导线中电流的 会在空间激起电磁波。
电磁波的传播
2.2023年9月21日15时48分,“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲,新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮首次在梦天实验舱内进行授课,梦天实验舱和地面交流靠的是 ( )
A.超声波 B.电磁波
C.红外线 D.次声波
3.农用机械——无人机已能通过北斗导航系统实行精准作业,它们是利用 (选填“超声波”或“电磁波”)来传递信息的。
1.关于电磁波的说法正确的是 ( )
A.电磁波的传播速度为3×108 m/s B.超声波是电磁波
C.手机通过电磁波进行信息传递 D.电磁波不能在真空中传播
2.如图所示是电磁波家族,已知X射线在真空中的传播速度约为3×108 m/s,则蓝光在真空中的传播速度约为 ( )
A.340 m/s B.1×1015 m/s C.3×108 m/s D.3.6×106 m/s
3.小王在车上收听广播节目,节目提到“FM101.7”,小王进一步了解才知道,“FM101.7”指的是汽车上的收音机调频到101.7 MHz。下列说法正确的是 ( )
A.车载收音机和蝙蝠都是利用电磁波接收信息的
B.电磁波在空气中的传播速度大约为3.0×108 m/s
C.电磁波传播也需要介质,电磁波在真空中不能传播
D.车灯发出的可见光不属于电磁波
4.手机是利用 传输信号实现通信的,该信号 (选填“可以”或“不可以”)在真空中传播。相同时间内,5G通信传输的信息量约为4G的10倍。在相同介质中,5G信号的传播速度
(选填“大于”“等于”或“小于”)4G信号的传播速度。
5.(科学思维)2023年12月21日,神舟十七号航天员乘组圆满完成第一次出舱活动。在空间站机械臂和地面科研人员的配合下,完成对天和核心舱太阳翼正面和外侧面的既定工作。之后,航天员安全返回问天实验舱。下列说法正确的是 ( )
A.舱外的两名航天员说话时不能直接利用声波进行交流
B.航天员从地面乘飞船到达太空后,声音的音色会发生变化,所以地面科研人员不能通过音色区分是哪位航天员在说话
C.地面科研人员与舱内航天员进行交流利用了超声波传递信息
D.电磁波到达太空后传播速度会变慢,所以航天员与地面人员交流时会有延迟现象
【详解答案】
课堂达标
1.迅速变化 解析:变化的电流都可以产生电磁波并被接收装置所接收,本现象就证明这一点,只有当闭合或断开开关时才发出声音。
2.B
3.电磁波
课后提升
1.C 解析:A.电磁波在真空中传播的速度约为3×108 m/s,故A错误;B.超声波不属于电磁波,它是声波,故B错误;C.手机是通过电磁波来传递信息的,故C正确;D.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故D错误。
2.C 解析:电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s,蓝光属于可见光,所以蓝光在真空中的传播速度是3×108 m/s,故C正确。
3.B 解析:A.蝙蝠利用超声波来接收消息,故A错误;B.电磁波在空气中的传播速度约是3.0×108 m/s,故B正确;C.电磁波的传播不需要介质,电磁波在真空中能传播,故C错误;D.可见光是一种电磁波,故D错误。
4.电磁波 可以 等于
5.A 解析:A.声音不能在真空传播,舱外的两名航天员不能直接利用声波进行交流,要用无线电进行交流,故A正确;B.地面工作人员可以利用音色区分是哪位航天员在说话,故B错误;C.由于电磁波可在真空中传播,所以地面工作人员与舱内的航天员利用电磁波传递信息,故C错误;D.电磁波到达太空后传播速度不变,航天员与地面人员交流时会有延迟,是因为电磁波的传播需要时间,故D错误。第3节 广播、电视和移动通信
无线电广播信号的发射和接收
1.无线电广播信号接收装置中的调谐器的作用是( )
A.产生高频率振荡电流
B.使高频率电流随声音信号变化
C.得到所需要的带有声音信号的电磁波
D.把电信号还原成声音
2.小冬在广播电视台看到高高的发射天线,有以下几种想法,你认为错误的是 ( )
A.无线电波要通过天线向外发射到空中
B.发射无线电信号时,要将音频电信号加载到高频电磁波上
C.收音机的调谐器可以从电磁波中选出特定频率的信号
D.收音机中的扬声器能把电磁波转换成声音
电视的发射和接收
3.关于电视信号的接收,下列说法中正确的是 ( )
A.电视机用天线来接收电信号
B.电视机通过天线直接接收图像信号
C.电视机的图像是自己制造出来的
D.以上说法都不对
移动通信
4.下列常用电器中,既能接收又能发射电磁波的是 ( )
A.半导体收音机 B.电视机
C.手持移动电话 D.MP4
1.下列关于无线电广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程,说法错误的是 ( )
A.它们都是靠电磁波传递信息的
B.在发射时,都要把电信号加载到高频电磁波上
C.它们的发射、接收过程类似
D.移动电话和电视、收音机一样,只有接收功能,没有发射功能
2.对如图所示的三水荷花世界电视录制和播放过程解释正确的是 ( )
A.摄像机是把电信号转化为光信号
B.话筒是把电能转化为声能
C.扬声器是把声信号转化为电信号
D.发射机发射电磁波把信号传给接收机
3.广东省广播电视村村通工程惠及广大农村,接收离地面约36 000 km的卫星传来的调制有电视信号的 时要使用抛物面天线,天线把电视信号反射、 到降频器(高频头),通过DVB接收机再传给电视机。从电视台传到用户的电视信号至少要经过 s。
4.(科学思维)微信的声音锁功能可以使用声音作为登录方式。关于微信及声音锁,以下说法正确的是 ( )
A.手机在录制声音锁的过程是把电信号转化成了声信号
B.别人的声音打不开你的微信,是因为你们声音的音调不同
C.人们用微信进行语音对话时,是利用电磁波来传递信息的
D.用微信转发视频时,是直接把图像信号和声音信号从一部手机发送到另一部手机的
【详解答案】
课堂达标
1.C 2.D 3.A 4.C
课后提升
1.D
2.D 解析:摄像机把图像转化为电信号;话筒把声能转化为电能;扬声器把电信号转化为声信号;发射机发射电磁波把信号传给接收机。故D正确。
3.电磁波 集中 0.24 解析:广东省广播电视村村通工程惠及广大农村,接收离地面约36 000 km的卫星传来的调制有电视信号的电磁波时要使用抛物面天线,天线把电视信号反射、集中到降频器(高频头),通过DVB接收机再传给电视机;由v=得,从电视台传到用户的电视信号所用的时间:t===0.24 s。
4.C 解析:A.手机在录制声音锁的过程是把声信号转化为电信号,故A错误;B.别人的声音打不开你的微信,是因为你们声音的音色不同,故B错误;C.人们用微信进行语音对话时,是利用电磁波来传递信息的,故C正确;D.用微信转发视频时,是先把带有图像信号和声音信号的电磁波转发到基地台,再从基地台转发到另一部手机的,故D错误。第4节 越来越宽的信息之路
微波通信
1.关于微波,下列说法正确的是 ( )
A.微波波长大约在1 mm~1 m之间
B.微波大都能实现全球通信
C.进行长距离微波通信时,不需通过中继站转播
D.卫星通信是用通信卫星来作为微波通信的中继站
卫星通信
2.北斗卫星导航系统具备全球导航、定位和授时功能。下列说法正确的是 ( )
A.北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同
B.北斗卫星导航系统只能覆盖中国所在的区域
C.北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航
D.北斗卫星导航系统在传输大量信息时,其传输频率较低
光纤通信
3.光纤的应用使人们踏上了“信息高速公路”,主要是利用光纤的 ( )
A.照明功能 B.输电功能
C.通信功能 D.导热功能
网络通信
4.下列关于计算机网络的说法正确的是 ( )
A.同一个办公室里的几台计算机不可能建立网络
B.计算机网络可以实现信息交流、浏览新闻、实时监控、购物、现金交易等
C.网络通信不仅能传递文字,还能传递图像和声音
D.用笔记本电脑进行无线上网不属于网络通信
1.关于电磁波和现代通信,下列叙述不正确的是( )
A.电磁波可以在真空中传播
B.电磁波的频率越低,在空气中传播的速度越小
C.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的
D.光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点
2.关于信息传递,下列说法正确的是 ( )
A.光在光导纤维内壁上多次折射传递信息
B.手机通话利用超声波传递信息
C.北斗卫星导航系统通过电磁波传递信息
D.宇航员在空间站外交流可以使用超声波
3.北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信。卫星是使用 与地面站通信的,而光纤传递信息利用了光的 (选填“反射”或“直线传播”)原理。
4.(科学思维)在一些大楼的楼顶上,安装有碟型天线,即微波接收天线。如图所示的A、B两天线装置朝着不同的方向,其中一个是用来接收通信卫星信号的,另一个是接收地面微波信号的。你能判断出哪个是用来接收通信卫星信号的微波接收天线吗 请说出你的理由。
A B
【详解答案】
课堂达标
1.D 2.A 3.C
4.C 解析:A.因特网是通过通信线路(常见的是光缆和通信卫星)和电磁波,将全国各地的计算机网络连接起来,同一个办公室里的几台计算机可能建立网络,故A错误;B.现金交易不能通过计算机网络实现,故B错误;C.网络通信既能传递文字,还能传递图像和声音,故C正确;D.用笔记本电脑进行无线上网属于网络通信,故D错误。
课后提升
1.B 解析:A.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故A正确;B.电磁波传播的速度与频率无关,任何频率的电磁波在空气中的传播速度都相同,故B错误;C.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的,这样可以使它转发的微波到达地球上很大的范围,故C正确;D.光纤通信的优点是传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等,故D正确。
2.C 解析:A.光纤通信是利用激光从光纤的一端射入,在内壁上多次反射后从另一端射出,然后在接收端的检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息,故A错误;B.手机通话是利用电磁波传递信息的,故B错误;C.北斗卫星导航系统是利用电磁波传递信息的,故C正确;D.太空中没有空气,是真空状态,真空不能传声,所以宇航员在空间站外不能使用超声波交流,故D错误。
3.电磁波 反射
4.解:B天线的凹面朝向天空,是用来接收通信卫星信号的,A天线的凹面朝向地面附近,是接收地面微波信号的。第1节 能源
人类利用能源的历程
1.关于能源及能源的利用,下列说法不正确的是( )
A.煤、石油和天然气等化石能源归根到底是来自太阳能
B.能源的利用过程实质上是能量的转化和转移过程
C.现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气
D.由于我国煤和石油的储量十分丰富,所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要
2.现代社会中,尤其是我国使用的能量主要来源于 ( )
A.太阳能 B.风能
C.水能 D.燃料燃烧得到的内能
能源的类型
3.《中共中央国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》中提出,应大力发展非化石能源,加快构建新型电力系统。则应大力开发的能源是 ( )
A.石油 B.天然气 C.煤炭 D.风能
4.科普小组的同学调查了湖北省不同类型的发电站,其中利用化石能源发电的是 ( )
A.三峡水电站 B.广水风力电站
C.黄冈燃气电站 D.武汉光谷光伏电站
5.石油 (选填“属于”或“不属于”)化石能源;欧洲不少国家使用天然气发电,电能属于
(选填“一次”或“二次”)能源。
21世纪的能源趋势
6.如图所示是世界能源消耗量(折合成标准煤来计算),结合当今社会,下列说法中不正确的是 ( )
A.近半个世纪以来世界能源消耗急剧上升
B.能源的缺少有可能会导致经济发展滞后
C.主要是世界人口的激增导致能源消耗的激增
D.1800年以前,人们根本不用消耗能源
1.在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天,我们应重视下列哪种能源的利用 ( )
A.石油 B.煤炭
C.水能 D.天然气
2.自然界中存在着多种人类所需的能源。在下列几组能源中,属于化石能源的一组是 ( )
A.水能、风能、潮汐能
B.风能、水能、太阳能
C.煤炭、石油、天然气
D.风能、地热能、太阳能
3.如图所示,以下发电方式中,不属于清洁能源发电的是 ( )
A.风力发电 B.燃煤发电 C.潮汐发电 D.太阳能发电
4.2022年12月20日,世界在建规模最大、综合技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站最后一台百万千瓦机组投产发电,是实施“西电东送”的国家重大工程。下列说法正确的是 ( )
A.利用的水能是清洁的化石能源 B.利用水能发电有利于减少碳排放
C.利用水发电是因为水的内能较大 D.电能由水能转化而来,不需要节约
5.2024年全国两会中强调的“新质生产力”之一的氢能,发展势头迅猛。在应用端,燃料电池汽车是氢能最广泛的应用场景之一,而氢燃料电池电堆是氢能汽车最主要的组成部分,被誉为燃料电池汽车的“心脏”。下列说法正确的是 ( )
A.氢能和电能属于新能源,同时也都属于二次能源
B.燃料的热值越大,汽车发动机的效率一定越高
C.氢能发动机使用的燃料为氢,其工作时对环境没有任何污染
D.氢燃料电池汽车行驶时将化学能转化为机械能
6.随着世界性能源危机的日益剧烈,垃圾身价倍增,变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式是将垃圾填埋后,通过厌氧发酵产生沼气,这些沼气燃烧,产生高温燃气,推动汽轮机转动,汽轮机驱动发电机来发电,如图所示为垃圾发电的能量转化过程。垃圾填埋后产生的沼气 (选填“是”或“不是”)化学能源;②中的能量形式是 。
①②③电能
7.沿海及岛屿地区是风能资源最丰富的区域之一。虽然我国风力发电占世界第一,但海上风电刚刚起步,截至2019年仅占全国风电的3%,未来有望成为第三大电力来源。风能 (选填“属于”或“不属于”)化石能源;发电机的工作原理是电磁感应现象,是由 发现的。
8.“可燃冰”作为 (选填“新型”或“常规”)能源,有着巨大的开发使用潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的 (选填“热值”或“热量”)很大。以10倍的关系粗略计算,10 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J。(q煤气=4.2×107 J/kg)
9.(科学思维)某电机厂进行技术革新,研制的直驱型风力发电机处于国际领先地位。
(1)风能是一种清洁的 (选填“一次”或“二次”)能源,直驱型风力发电机是利用风力带动发电机风车叶片旋转发电,将 能转化为电能的装置。其发电的原理是发电机的转子(永磁体)在定子(线圈)中运动,从而在定子(线圈)中产生 。
(2)风能足够丰富,比地球上可开发利用的水能多10倍。我国仅陆地上一天的风能就有大约1.8×1016 J,这相当于多少吨热值为3×107 J/kg的煤完全燃烧所放出的热量
【详解答案】
课堂达标
1.D 2.D 3.D 4.C
5.属于 二次
6.D
课后提升
1.C 解析:煤炭、石油、天然气属于化石能源,化石能源开发利用后不能再生,且在使用时会产生废物、废气,污染环境,与“节能环保”“低碳生活”不相符;水能取之不尽、用之不竭,而且环保,不会对环境产生影响,随着科学技术的进步也很容易转化为其他形式的能量,可以大力开发和利用。
2.C 解析:风能、水能、地热能、潮汐能、太阳能都不属于化石能源,ABD错误;煤炭、石油、天然气都是化石能源,故C正确。
3.B 解析:ACD.风力发电、潮汐发电、太阳能发电属于清洁能源发电,故ACD不符合题意;B.燃煤发电不属于清洁能源发电,故B符合题意。
4.B 解析:A.水能可以在自然界源源不断地得到,不是化石能源,故A不正确;B.水能属于清洁能源,利用水能发电有利于减少碳排放,故B正确;C.利用水能发电是因为水的机械能较大,故C错误;D.电能由水能转化而来,同样需要节约,故D错误。
5.C 解析:A.氢能属于新能源,但电能不属于新能源,氢能和电能都是消耗其他能源才能产生的能源,属于二次能源,故A不符合题意;B.燃料的热值越大,燃烧相同质量的燃料产生的热量越多,但不能说明有用的热量占总热量的比例越大,即不能说明发动机的效率一定越高,故B不符合题意;C.氢能发动机使用的燃料为氢,燃烧不产生有害物质,其工作时对环境没有任何污染,故C符合题意;D.氢燃料电池汽车行驶时,将化学能转化为电能,电能再转化为机械能,故D不符合题意。
6.是 内能 解析:垃圾填埋后产生的沼气是化学能源;沼气发电时,沼气燃烧,将化学能转化为内能;再推动汽轮机转动,将内能转化为机械能;最后通过发电机,将机械能转化为电能。故图中②中的能量形式是内能。
7.不属于 法拉第
8.新型 热值 4.2×109 解析:“可燃冰”是人类新近才开始利用的能源,属于新型能源。在同等条件下,包含质量相同,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的热值很大;10 kg煤气完全燃烧放出的热量:Q放=mq煤气=10 kg×4.2×107 J/kg=4.2×108 J,10 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量:Q放'=Q放×10=4.2×108 J×10=4.2×109 J。
9.解:(1)一次 机械 电流
(2)若一天的风能大约有1.8×1016 J,
这相当于完全燃烧煤的质量:
m===6×108 kg=6×105 t。
答:这相当于6×105 t热值为3×107 J/kg的煤完全燃烧所放出的热量。第2节 核能
核能
1.(2024成都青羊区模拟)有关原子核与核能的理解,正确的是 ( )
A.原子是由质子和中子组成的 B.核能可直接转化为电能
C.原子核内质子和中子都带电 D.核能是原子核发生变化时放出的能量
2.关于核能,下列说法不正确的是 ( )
A.原子核很小,因此其中不可能存在大量的能量
B.核能是一次能源
C.核能是一种干净、便宜的能源
D.无论是较大的原子核发生分裂,还是较小的原子核相互结合,其中都会伴随着巨大的能量变化
核裂变与核电站
3.如图是核电站发电的原理图。核电站发电时的能量转化情况是 ( )
A.核能→内能→机械能→电能 B.核能→化学能→机械能→电能
C.核能→内能→化学能→电能 D.核能→机械能→化学能→电能
4.核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆。下列说法不正确的是 ( )
A.核能是清洁能源 B.核废料会对人类造成危害
C.目前核电站是通过核聚变来利用核能的 D.在核反应堆中,核能转化为内能
核聚变
5.下列关于能源的说法中不正确的是 ( )
A.天然气属于可再生能源
B.煤炭、石油都属于不可再生能源
C.原子弹利用的是核裂变,氢弹利用的是核聚变
D.核电站利用核能发电,核反应堆中发生的链式反应是可控的
6.为寻找清洁能源,科学家在地球上模仿太阳内部的核反应制造出“人造太阳”,核反应过程如图1所示,这一反应属于 (选填“核聚变”或“核裂变”)。引发“人造太阳”的核反应,温度高达上亿摄氏度,科学家只能通过强大的磁场让“人造太阳”悬浮于空中,如图2所示,“人造太阳”悬浮在空中是利用了同名磁极 的原理。
图1 图2
1.下面关于核能利用的说法,正确的是 ( )
A.我国具有完全自主知识产权的核电技术电站“华龙一号”利用的是可控核裂变
B.氢弹利用不加控制的核裂变放出巨大能量
C.原子弹利用核聚变放出巨大能量
D.太阳利用内部氢原子核发生裂变放出巨大能量
2.下列说法正确的是 ( )
A.原子弹和氢弹都是利用核聚变释放巨大能量的原理制成的
B.现在的核电站是利用核聚变来发电的
C.核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
D.原子核裂变和聚变均能释放巨大的能量
3.核电站利用核反应堆内发生核反应产生大量的热将水加热成高温高压的水蒸气,驱动汽轮机运转,汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是 ( )
A.核能不属于新能源
B.核反应堆内发生核聚变
C.汽轮机的效率可以达100%
D.发电机的工作原理是电磁感应
4.原子弹和核电站在利用核能上的根本区别是 ( )
A.原子弹利用的是核裂变,核电站利用的是核聚变
B.原子弹利用的是核聚变,核电站利用的是核裂变
C.原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站对裂变的链式反应加以控制
D.原子弹对聚变的链式反应加以控制,核电站对聚变的链式反应不加控制
5.(2024毕节模拟)如图甲所示的装置被称为“人造太阳”,有望成为世界上第一个投入运营的聚变示范堆,图乙是核聚变时的情景。下列关于“人造太阳”的理解不正确的是 ( )
甲 乙
A.“人造太阳”核变时的污染较小 B.“人造太阳”将是一种新型能源
C.“人造太阳”通过裂变获得核能 D.“人造太阳”通过聚变获得核能
6.尽管原子核非常小,但却蕴含着巨大的能量——核能,利用原子核发生 时产生的核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。
7.光伏发电是将 转化为电能。核能作为一种新能源,正在逐步被人们开发和利用,核能是
(选填“一次”或“二次”)能源。
8.原子是由原子核和 组成的。大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站,它获取核能的途径是图 (选填“甲”或“乙”)所示的途径。
甲 乙
9.(科学思维)阅读短文,回答问题。
CAP1400核能发电机是大型核电站核心设备。它采用水氢氢冷却方式(水氢氢冷却即定子线圈采用水内冷,转子线圈采用氢内冷,静子铁芯及其他构件采用氢气表面冷却)。CAP1400采用自主开发的电磁计算程序、新型通风冷却技术、绝缘系统以及静态励磁系统、整体式定子结构等,发电机的效率达到99%。
(1)核能发电机是大型核电站核心设备,其能量转化如下:先将反应堆的核能转化为蒸汽发生器的
能,再转化为汽轮机的 能,最后通过发电机转化为电能输出。
(2)核能 (选填“属于”或“不属于”)新能源。CAP1400核能发电机的定子线圈采用水内冷,即利用水进行冷却,是因为水的 大。
(3)单机容量为1 550 MW(1 MW=106 W)的CAP1400核能发电机,在1 h内最多可提供 J的能量。若要提取这么多能量,需要消耗0.38 kg铀燃料。如果CAP1400发电机的效率达到99%,则8 h消耗了 kg的铀燃料。(保留小数点后两位)
【详解答案】
课堂达标
1.D 2.A 3.A 4.C
5.A 解析:AB.煤、石油、天然气等化石能源在地球上的储量是有限的,消耗后不可能再生,属于不可再生能源,故A错误,B正确;C.核能的利用包括核裂变和核聚变,原子弹利用的是核裂变,氢弹利用的是核聚变,故C正确;D.核电站利用核能发电,核能来自于可控的核裂变链式反应,故D正确。
6.核聚变 相互排斥
课后提升
1.A 解析:A.核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的,核反应堆中发生的链式反应是可控的,故A正确;B.氢弹利用不加控制的核聚变放出巨大能量,故B错误;C.原子弹利用核裂变放出巨大能量,故C错误;D.太阳利用内部氢原子核发生聚变放出巨大能量,故D错误。
2.D 解析:A.原子弹是利用核裂变释放巨大能量的原理制成的,氢弹则是利用氢核的聚变释放巨大能量的原理制成的,故A错误;BC.现在核电站的核反应堆是利用可控制的裂变来获得巨大能量的,故BC错误;D.原子核裂变和聚变均能释放巨大的能量,故D正确。
3.D 解析:A.核能属于新能源,故A错误;B.目前核电站是利用可控核裂变释放的核能来发电的,故B错误;C.热机在工作时不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功,存在热量的损失,所以热机效率不可能达到100%,故C错误;D.汽轮机带动发电机发电,发电机是机械能转化为电能的装置,它是利用电磁感应原理工作的,故D正确。
4.C 解析:原子弹利用的是不加控制的核裂变,在极短的时间内释放出巨大的能量,而核电站利用的是可以控制的核裂变,故C正确。
5.C 解析:AB.“人造太阳”核变时,生成物是水,对环境污染小,同时放出大量能量,原材料也极易找到,可以缓解传统能源危机问题,是一种新型能源,故AB正确;CD.核裂变时会产生大量辐射,极易造成核污染,而“人造太阳”获得核能的方式是核聚变,故C错误,D正确。
6.裂变
7.太阳能 一次
8.核外电子 乙
9.(1)内 机械 (2)属于 比热容
(3)5.58×1012 3.07
解析:(1)核能发电机发电过程中的能量转化如下:先将反应堆的核能转化为蒸汽发生器的内能,再转化为汽轮机的机械能,最后通过发电机转化为电能输出。(2)核能属于新能源;核能发电机的定子线圈采用水内冷,即利用水进行冷却,是因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以核能发电机的定子线圈采用水来冷却。(3)核能发电机在1 h内最多提供的能量:W=Pt=1 550×106 W×3 600 s=5.58×1012 J,由题意可知,提取5.58×1012 J的能量,1 h内需要消耗0.38 kg铀燃料,则8 h消耗的铀燃料为≈3.07 kg。第3节 太阳能
太阳能
1.下列能源中不是来自太阳的是 ( )
A.水能 B.生物能 C.风能 D.地热能
2.下列关于太阳能的说法不正确的是 ( )
A.太阳是一个巨大的“核能火炉” B.太阳能为二次能源
C.太阳能属新能源 D.太阳能清洁、无污染
太阳能的利用
3.有一款新型充电宝,既可以利用太阳能给自身充电,又能给手机等电子设备充电。下列说法正确的是 ( )
A.太阳能电池可以把电能转化为化学能 B.给手机充电时手机电池相当于电源
C.太阳能不是化石能源且属于一次能源 D.LED指示灯是由超导材料制成的
4.太阳能来自太阳内部的核 (选填“裂变”或“聚变”),太阳能属于 (选填“一次”或“二次”)能源,利用太阳能的方式之一是用集热器加热,这是通过 方式改变物体内能的。某台太阳能集热器在天气晴好时,一天可以吸收5.2×107 J的热量,这相当于完全燃烧 m3的煤气释放的热量。(q煤气=4.0×107 J/m3)
1.一种太阳能背包,前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列说法错误的是( )
A.太阳能电池板将太阳能转化为电能
B.给蓄电池充电时,将化学能转化为电能
C.蓄电池给手机充电时,手机相当于用电器
D.小风扇工作时将电能主要转化为机械能
2.下列说法正确的是 ( )
A.绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B.太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C.太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.太阳能飞机将太阳能转化为飞机的机械能,转化效率可达100%
3.如图所示,“天问一号”探测器在太空张开“翅膀”是为了接收 能,再把这种能转化为
能供探测器使用。
4.(科学思维)如图所示为某光伏发电系统简化电路图,当太阳光照射太阳能电池板时可向蓄电池充电,当夜晚来临时,蓄电池向用电器供电。
(1)光伏发电是指太阳能电池板将太阳能转化为 能,再通过蓄电池转化为 能储存起来。
(2)小明查阅资料得知,太阳能电池板的发电功率为200 W/m2,若一块5 m2的太阳能电池板光照7 h,其产生的电能可以将 kg的水从20 ℃加热到70 ℃,相当于节省 kg煤完全燃烧释放的能量。[不计能量损失,煤的热值q煤=3×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
【详解答案】
课堂达标
1.D 解析:水能、生物能、风能都是来自太阳辐射的能源,地热能的能量来自于地球内部,与太阳辐射无关。
2.B 3.C
4.聚变 一次 热传递 1.3 解析:太阳能来自于太阳内部的核聚变,太阳能是我们可以从自然界中源源不断获取的能源,即太阳能属于一次能源;利用太阳能的方式之一是用集热器加热,这是通过热传递方式改变物体的内能的;由Q=qV可得,释放这些热量需要完全燃烧的煤气的体积:V===1.3 m3。
课后提升
1.B 解析:A.太阳能电池板将太阳能转化为电能,故A正确;B.给蓄电池充电时,将电能转化为化学能储存起来,故B错误;C.蓄电池给手机充电时,蓄电池是电源,手机是用电器,故C正确;D.小风扇工作时将电能主要转化为机械能,故D正确。
2.A 解析:A.绿色植物的光合作用是将太阳能转化为化学能,储存在植物体内,故A正确;B.太阳能热水器内的水从太阳中吸收热量,内能增加,温度升高,是通过热传递的方式增加水的内能,故B错误;C.太阳能交通信号灯先将太阳能转化为电能,再转化为光能,故C错误;D.太阳能飞机将太阳能转化为飞机的机械能,转化效率不可能达到100%,故D错误。
3.太阳 电 解析:“天问一号”探测器在太空张开的“翅膀”是太阳能电池板,所以卫星在太空张开“翅膀”后获得的能源是太阳能,再把这种能量转化为电能供探测器使用。
4.(1)电 化学 (2)120 0.84
解析:(1)光伏发电是指太阳能电池板将太阳能转化为电能,再通过蓄电池转化为化学能储存起来。(2)已知太阳能电池板的发电功率为200 W/m2,太阳能电池板的面积是5 m2,此太阳能电池板每天接收太阳能的时间为7 h,则太阳能电池板产生的电能为W=PSt=200 W/m2×5 m2×7 h=7 kW·h=2.52×107 J,由题意知,水吸收的热量:Q吸=W=2.52×107 J,由Q吸=cm(t-t0)可得,加热水的质量:m===120 kg。煤完全燃烧所放出的热量Q放=W=2.52×107 J,由Q=mq得,需要完全燃烧煤的质量:m===0.84 kg。第4节 能源与可持续发展
能量转移和能量转化的方向性
1.下列关于能量的说法错误的是 ( )
A.在自然界中不是所有能量都能被利用
B.能量的利用是有条件的,也是有代价的
C.不同温度的物体发生热传递时,热传递的方向只能自发地从高温物体到低温物体,不会相反
D.电流通过电阻丝时,电能转化为内能,这些内能可以完全收集起来,再转化为电能
能源消耗对环境的影响
2.为减少大气污染,下列措施不可行的是 ( )
A.通过技术改造改变燃烧方式,提高利用率
B.减少使用煤、石油等燃料
C.大力推广使用太阳能
D.放弃内能的利用,停止使用一切燃料
3.以下做法不利于改善环境的是 ( )
A.农村大量使用秸秆作为燃料 B.严禁燃放烟花爆竹
C.不随地乱扔垃圾 D.使用清洁能源代替化石能源
能源与可持续发展
4.下列说法正确的是 ( )
A.煤、石油属于可再生能源 B.电能是二次能源
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的
1.碳的耗用量称为“碳足迹”。一般情况下,排放的二氧化碳越多,碳足迹就越大。碳足迹的计算包括用于电力、建设、运输等方面的能源,以及我们所使用的消耗品。以下做法可以减少“碳足迹”的是 ( )
A.减少一次性餐具的使用
B.以私家车出行代替公共交通工具
C.大量使用天然气等燃料
D.将生活垃圾进行焚烧处理
2.第三届“一带一路”国际合作高峰论坛于2023年10月在北京举行,本届活动包括“绿色发展”等论坛。下列一带一路建设项目或做法不符合“绿色发展”理念的是( )
A.雅万高铁建设时生活污水任意排放
B.巴基斯坦建设恰希玛核电工程
C.匈牙利建设考波什堡光伏电站
D.乌干达建设卡鲁玛水电站
3.(科学态度与责任)寒冷的冬天,温室里鲜花盛开。这是因为温室的玻璃允许太阳的热辐射通过却阻止室内热量和水分的散发。从某种意义上说,地球也是一个大温室,大气层的对流层中水蒸气和CO2等气体允许太阳的热辐射通过,阻止地表热量的散发,从而使地表温暖湿润。但是,现在对流层中的CO2含量明显增加,引起了全球平均气温上升,即“温室效应”。(每问至少答两点)
(1)请你举例谈谈温室效应可能导致哪些变化
(2)结合实际谈一谈如何控制温室效应
【详解答案】
课堂达标
1.D 2.D 3.A 4.B
课后提升
1.A 解析:A.使用一次性筷子,就会浪费原料,一次性筷子用木材制造,需要砍伐树木,植物的光合作用就会减弱,吸收空气中的二氧化碳量就少了,所以减少一次性筷子的使用,就节省了原料,减少了树木的砍伐,减小“碳足迹”,故A正确;B.以私家车出行代替公共交通工具,就会增加汽车排放的尾气量,汽车燃烧的是汽油,能产生二氧化碳,这样做会增大“碳足迹”,故B错误;C.天然气中含有大量碳元素,燃烧后产生大量的二氧化碳等物质,所以会增大“碳足迹”,故C错误;D.生活垃圾进行焚烧处理后会产生大量的二氧化碳等物质,会增大“碳足迹”,应该进行垃圾回收再利用,故D错误。
2.A 解析:A.污水任意排放会污染土壤、地下水,不符合“绿色发展”的理念;BCD.巴基斯坦建设恰希玛核电工程、匈牙利建设考波什堡光伏电站、乌干达建设卡鲁玛水电站,均符合“绿色发展”的理念。
3.解:(1)温室效应可能导致的变化:冰川熔化,海平面上升;地表水分蒸发加快,加剧土地荒漠化;引起气候变化,影响农作物收成等。
(2)控制温室效应的方法:植树造林;开发和使用新能源;减少煤等燃料的使用量等。
