人教版九年级物理同步练习22.1能源（培优卷）
一、选择题
1．（粤沪版物理九年级下册第20章第2节开发新能源同步练习）《不扩散核武器条约》缔约国第八次审议大会在纽约联合国总部召开，消除核武器与和平利用核能成为参会国讨论的焦点．关于原子弹与核电站的叙述正确的是（ ）
A．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
B．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
C．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】原子弹与核电站都是利用了原子核的裂变释放能量。只不过原子弹是核裂变不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器；而核电站是人工控制链式反应的速率让能量得以缓慢释放，和平利用核能。
故选：C
【分析】核裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应。如果原子核的链式反应在可控制的核反应堆中进行，就可和平利用核能发电，若不加控制，就会发生原子弹爆炸。
2．（粤沪版物理九年级下册第20章第1节能源和能源危机同步练习）下列列能源中，不属于二次能源的是（ ）
A．汽油 B．石油 C．电能 D．煤气
【答案】B
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】A、汽油是由石油经过加工转换以后得到的能源产品，是二次能源，故A不符合题意；
B、石油是从自然界直接获取不需要加工的能源，是一次能源，故B符合题意；
C、我们生活中所使用的电能不能从自然界直接获得，而是通过机械能、内能、光能等其他形式的能转化而来的，即由一次能源经过加工转换以后得到的，是二次能源，故C不符合题意；
D、煤气是用煤为原料制得的气体，它的主要成分是一氧化碳，即由一次能源经过加工而获得的能源，是二次能源，故D不符合题意。
故选B
【分析】掌握一次能源和二次能源的定义，以及常见的一次能源和二次能源。例如：原煤、原油、天然气、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等，属于一次能源；例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等，属于二次能源。
3．（2024九下·郓城期中）下列关于能源和信息技术说法正确的是（ ）
A．电磁波的传播需要介质
B．石油、天然气属于可再生能源
C．电磁波既能传递信息也能传递能量
D．宇航员在空间站内只能通过电磁波交流
【答案】C
【知识点】能源及其分类；电磁波的产生；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．电磁波传播不需要介质，可在真空中，固液气三相中传播，故A错误；
B．石油、天然气属于不可再生能源，故B错误；
C． 电磁波既能传递信息也能传递能量 ，故C正确；
D．在空间站属于真空状态，不能使用声音交流，但是宇航员在空间站内可以通过手势交流，也可以通过电磁波交流，故D错误。
故选C。
【分析】可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息
4．（2024九下·乐东模拟）中国空间站入选2023全球十大工程成就。全面建成的中国空间站如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在地球上的质量比在空间站中的大
B．太阳能电池板所利用的太阳能属于不可再生能源
C．空间站绕地球转动的过程中处于平衡状态
D．空间站通过电磁波向地面接收站传递信息
【答案】D
【知识点】质量及其特性；能源及其分类；平衡状态的判断；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．质量是物体含有物质的多少，与地理位置无关，航天员在地球上的质量与在空间站中相等，故A错误；
B．太阳能电池板所利用的太阳能，可以源源不断地从自然界中获取，属于可再生能源，故B错误；
C．空间站的绕地球转动的，运动状态不断改变，处于非平衡状态，故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，空间站通过电磁波向地面传递信息，故D正确。
故选D。
【分析】质量是物体的属性，和空间位置无关；太阳能是可再生能源；运动方向改变时，运动状态在改变内能；空间站利用电磁波和地面联系。
5．（2024九下·顺城模拟）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，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
B．抽水时，消耗的电能全部转化为水的机械能
C．太阳光来源于太阳内部的核聚变释放的能量
D．不同形式的能量可以相互转化，说明能量不守恒
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；能量守恒；能源及其分类
【解析】【解答】A．风能和光能是一次能源，电能是二次能源，故A错误；
B．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．太阳内部时刻在进行着核聚变，因此发光发热，太阳光就是太阳内部的核聚变释放的能量，故C正确；
D．能量不会凭空消失，也不会凭空产生，只会发生转化或转移，故D错误。
故选C 。
【分析】根据能源的分类、能量的转化、核聚变判识选项
1、一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能
2、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，在转化中，由于能量的损耗，不可能全部转化
3、 太阳内部时刻在进行着核聚变
6．（2024九下·武汉月考）如图所示，某公司的一款网约车在武汉东湖高新区试运营，它是一辆纯电动汽车，拥有无人驾驶功能，以其方便快捷的特点，成为不少人出行的首选。下列有关说法正确的是（ ）
A．该车使用的电能属于二次能源，也属于可再生能源
B．该车的主要部件是电动机，其工作原理是电磁感应．
C．该车依靠“北斗导航”精准定位控制行驶路线，它利用了电磁波能够传递信息
D．下坡时，为了保持匀速运动，会带动发电机发电进行“刹车”，即将机械能全部转化为电能供汽车使用
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；直流电动机的构造原理与工作过程；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A、电能属于二次能源，属于可再生和不可再生能源中 ，A错误；
B、电动机工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，B错误；
C、该车依靠“北斗导航”精准定位控制行驶路线，它利用了电磁波能够传递信息，C正确；
D、由于摩擦损耗， 机械能全部转化为不可能全部转化为电能供汽车使用 ，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、可在生能源：使用后短期可以恢复的能源，如太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋、一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能
2、手机是利用电磁波传递信息。
3、信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息
4、由于摩擦损耗， 机械能全部转化为不可能全部转化为电能供汽车使用
二、多选题
7．（2024九下·沈丘模拟）2024年的政府工作报告中，将“大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力”列为2024 年政府工作任务的首位。下列说法正确的是（ ）
A．万伏高压输电中，通过增大电压来减小电流，从而减少导线上的能耗
B．无人驾驶汽车在水平道路上匀速行驶时，受到一对平衡力的作用
C．5G 信号比 3G、4G 快三四十倍，在相同时间内传输的信息更多，最主要的原因是 5G 信号使用的电磁波频率更高
D．新能源汽车需要的电能属于一次能源
【答案】A,C
【知识点】能源及其分类；二力平衡的条件及其应用；电功率与电压、电流的关系；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．根据P=UI可知，在输电功率一定时，电压越高，电流越小，根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，电流越小，产生的热量越少，从而减少导线上的能耗，故A正确；
B．无人驾驶汽车在水平道路上匀速行驶时，处于平衡状态，即汽车受到的重力和支持力是一对平衡力，牵引力和阻力是一对平衡力，故B错误；
C.5G信号比3G、4G快三四十倍，在相同时间内传输的信息更多，最主要的原因是5G信号使用的电磁波频率更高，在相同时间内传输的信息更多，故C正确；
D．新能源汽车需要的电能是由其他能源转化而来的，属于二次能源，故D错误。
故选AC。
【分析】A.根据P=UI分析电压增大时电流变化，再根据焦耳定律Q=I2Rt分析电流产生热量的变化；
B.当物体处于平衡状态时受到平衡力，从水平和竖直两个方向分析；
C.根据5G信号与4G信号的不同判断；
D.直接从自然界获取的能源为一次能源。
8．（2024九下·莱芜模拟）如图是一款太阳能玩具电动车，下列说法正确的是（ ）
A．其中的硅光电池板主要是利用超导材料制成
B．电动车运动过程中，电能主要转化为车的机械能
C．太阳内部发生的是核聚变，太阳能属于可再生能源
D．标有“”字样的车载蓄电池，充满一次电，储存的电能是
【答案】B,C
【知识点】能源及其分类；半导体特点及作用；电功的计算；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】A．硅光电池板主要是利用半导体材料制成的，故A错误；
B． 电动车运动过程中，电能主要转化为车的机械能 ，故B正确；
C． 太阳内部发生的是核聚变，太阳能属于可再生能源 ，故C正确；
D．充满一次电储存的电能为故D错误。
故选BC。
【分析】根据半导体、能量转化、核聚变、电能的计算填空
半导体的应用：常用作发光二极管
能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如 电动车运动过程中，电能主要转化为车的机械能
核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式
电能的计算：公式为W=UIt，据题可知 车载蓄电池 的型号为，据此计算电能
9．（2024九下·息县模拟）我国在能源、信息与材料等领域已取得了辉煌成就，下列说法正确的是（ ）
A．目前的汽车的导航系统是利用电磁波传递信息
B．风能、水能、太阳能、核能都是可再生能源
C．光纤通信是利用激光在光导纤维中多次折射传输信息的
D．在制作民用飞机外壳材料时应选用密度小，硬度大的材料
【知识点】密度及其特性；能源及其分类；光纤通信；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A、目前的汽车的导航系统是利用电磁波传递信息，A正确；
B、核能属于不再生能源，B错误；
C、光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传输信息的，C错误；
D、在制作民用飞机外壳材料时应选用密度小，硬度大的材料，D正确。
故答案为：AD。
【分析】根据信息的传递、能源的分类、光纤通信的特点判识选项
声音和电磁波都能传递信息，电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，声音传播要有介质；能源从是否可再生角度划分：可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传输信息；因为飞机在天上飞要克服较大的空气阻力还要应付各种突发情况，材料除需要较高的牢固度外；飞机还要轻一些，太重的话，飞机起飞就需要更多的能量。
三、填空题
10．（粤沪版物理九年级下册第20章第2节开发新能源同步练习）地热是蕴藏在地球内部的天然绿色能源，举世闻名的西藏羊八井热电站，就是利用深层地热发电．它
将 能转化为 能，使用该能源的优点是 。
【答案】内；地热能；污染小
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】地热蒸气推动去汽轮机转动，将蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，汽轮机带电发电机旋转，将机械能转移给发电机，再由发电机将机械能转化为电能．所以地热发电就是将地热的内能转化成发电机的机械能；
地热能与火力发电相比优点是地热发电成本低，对空气、环境无污染，不破坏生态平衡．
故答案为：内；电；地热能；污染小
【分析】地热能发电，就是利用地下井获得地热将加热成水蒸气，水蒸气膨胀推动活塞，使汽轮机转动工作，将水蒸气的内能转化为机械能，汽轮机带动发电机工作，将机械能转化为电能．地热能与传统的化石能源相比，利用起来无污染，环保。
11．（人教版物理九年级第二十二章第四节能源与可持续发展同步练习题）风能作为一种的 能源（填“可再生”或“不可再生”），其蕴量巨大，比地球上可开发利用的水能大10倍．我国陆地上一天的风能如果能全部用来发电，可发电5×109kW h，这相当于完全燃烧 吨热值为3×107J/kg的煤所放出的能量．与火力发电相比，风力发电有一个显著的优点是 ．发电机是利用 原理来工作的，发电时，把 能转化为 能．
【答案】可再生；6×105；清洁无污染；电磁感应；机械；电
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染；
由题知，Q放=W电=5×109kW h=1.8×1016J，
∵Q放=mq，
∴需要标准煤的质量：
与火力发电相比，风力发电有一个显著的优点是清洁无污染；
发电机是通过运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的，故是将机械能转化为电能的装置．
故答案为：可再生；6×105；清洁无污染； 电磁感应；机械； 电．
【分析】（1）水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．（2）知道1kW h是3.6×106J，故先把5×109kW h的电转化为焦耳，后结合热量公式Q=qm变形可以求解质量m= （3）利用发电机的制作原理是电磁感应现象，即发电过程是将机械能转化为电能的过程．
12．（人教版物理九年级第二十二章第1节能源同步练习）能源的分类方式有多种：根据能否从自然界直接获取，我们可将能源分为 能源和 能源；根据能源的物质来源，可将能源分为 能源和 能源；根据人们对能源利用时间的长短，可将能源分为 能源和 能源．
【答案】一次；二次；生物质；非生物质；不可再生；可再生
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】根据能否从自然界直接获取，我们可将能源分为：一次能源和二次能源；
能源的物质来源，可将能源分为：生物质能源和非生物质能源；按对能源利用的长短可分为：可再生能源和不可再生能源．这是我们常见的分类方式．
故本题答案为：一次，二次；生物质和非生物质；不可再生，可再生．
【分析】不同的分类标准可以把能源分为不同的类型．本题对学生来说并不容易，因为有的学生只知道最常见的第三种分类方式，对前两种不了解．
13．（2024九下·山海关模拟）可燃冰是一种新型能源。可燃冰属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg、初温为20℃的水加热到100℃，共消耗了10m3天然气，此过程中将天然气的化学能转化为 能，水吸收的热量为 J，燃气锅炉烧水时的效率为 。（水的比热容为天然气的热值为）
【答案】不可再生；内；；40％
【知识点】比热容；燃料的热值；热机的效率；能源及其分类
【解析】【解答】可燃冰属于不可再生能源。天然气燃烧时将化学能转化为内能。
水吸收的热量为：
天然气完全燃烧放出的热量为：
燃气锅炉烧水时的效率为：
故答案为：不可再生；内；1.68×108；40%。
【分析】 从是否可再生角度划分：
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
根据热量和效率的计算公式进行分析 。
14．（2024九下·南关模拟）小明和爸爸“五一”开车去净月潭游玩时发现了很多与物理有关的现象，下面是他列出的几项，请你帮他补充完整。
（1）汽车的发动机是汽油机，汽油机在工作的过程中的 冲程为汽车提供了动力；加油时会闻到汽油的味道，这是 现象；小明查阅资料知道了汽油是由石油冶炼得到的，自然界中的石油属于 能源；
（2）为了便于行驶又在车上安装了“GPS”，它是通过 来传递信息的；
（3）到了小明家楼下，爸爸要把车停入车位，当车与其他物体靠近时，车内的倒车雷达系统就会报警，这个系统是利用 波工作的。
【答案】做功；扩散；不可再生；电磁波；超声
【知识点】热机的四个冲程；能源及其分类；超声波与次声波；电磁波在日常生活中的应用；分子热运动
【解析】【解答】（1） 汽油机在工作的过程中的做功冲程为汽车提供了动力；
加油时会闻到汽油的味道，这是扩散现象；自然界中的石油属于 不可再生能源。
（2）GPS靠电磁波传递信息。
（3）车内的倒车雷达利用超声波工作。
综上第1空、做功；第2空、扩散；第3空、不可再生；第4空、电磁波；第5空、超声
【分析】根据热机的冲程，分子热运动、电磁波、超声波填空
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息
超声波可以传递信息，例子有：雷达、以及B超
分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快
四、科普阅读题
15．（2024九下·海门模拟）阅读短文，回答问题：
从龙骨水车到世界之最发电机组
“龙骨水车”早在12世纪前被我们人民广泛用于灌溉农田等，如图甲所示，水车灌溉时，用人力或风力等转动摇杆，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，倾灌于地 势较高的田中。
我国在可再生能源发电已达到世界先进水平，其中风力发电、海底潮汐能发电等技术已达到世界之最。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图乙所示，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。
（1）水灌到水田，“哗啦”声与“涟漪”同时出现，这说明声音是由物体 产生，为了省力，水车的摇杆长度应 大轮轴半径（选填“>”、 “<”或“=”）；如果每个刮水板能将4L水刮到3m高的田中，则每个刮水板至少对水做功 J；
（2）结合上述材料，下列说法正确的是 ；
A．风能发电的能量转化不受方向性限制 B．风能是一种不可再生的能源
C．龙骨水车提水与吸管吸饮料原理一样 D．风力发电机的原理是电磁感应
（3）当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则叶片P的形状应是如图 （选填“A”、“B”或“C”）所示，理由是 ；
风力发电机
最小启动风速 1.0m/s
正常发电风速范围 2.0~12m/s
最大输出功率 400kW
（4）已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，某风力发电机参数如上表所示。当风速为6m/s时，发电机的输出功率为 kW；该风力发电机组齿轮箱中转动加速器的加速比为1∶20（即叶片转速与发电机转子转速之比），当风速为12m/s时，发电机转子1.5min转600圈，当该风速时发电机输出电能为，叶片需要转动 圈，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=3×107J/kg）。
【答案】振动；>；120；D；A；见解析；50；6；48
【知识点】燃料的热值；能源及其分类；大气压的综合应用；流体压强与流速的关系；电功率的计算
【解析】【解答】（1）①声音是由物体振动产生的。水“哗啦”声与“涟漪”同时出现，这说明声音是由物体振动产生的。
②把水车看成杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，为应增大动力臂，故水车的摇杆长度应大于轮轴半径；
③根据题意可知，水的重力G水=mg=ρVg=1×103kg/m3×4×10-3m3×10N/kg=40N
每个刮水板至少对水做功W=Gh=40N×3m=120J。
（2）A．根据能量转化和转移的方向性可知，能量的转化都具有方向性，故A错误；
B．风能可以在短时间内得到补充，是可再生的能源，故B错误；
C．龙骨水车提水主要是利用了轮轴等机械原理，而吸管吸饮料利用的是大气压强原理，故C错误；
D．在风力发电的过程中，风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，原理为电磁感应现象，故D正确。
故选D。
（3）当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则压面上方的压强应大于下方的压强，由流体中压强与流速的关系可知，叶片的上方一面应该流速较小，因此应该是平的，叶子的下方应该流速较大，是弯曲的，因此叶子的形状应是上平下凸。
故选A。
（4）①当风速为12m/s时达到最大输出功率400kW，已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，故有P=kv3，则；
当风速为6m/s时，功率；
②当风速为12m/s时，P=400kW，1.5min发电；
叶片转速与发电机转子转速之比为1：20，发电机转子转600圈叶片对应转了30圈，当该风速时发电机输出电能为，叶片需要转动n圈，故；
解得：n=6r。
③1h发电；
由可得完全燃烧的煤的质量为。
【分析】 （1）①声音是由物体的振动产生的；
②动力作用在轮上的轮轴省力；
③根据功的公式进行计算。
（2）A.风能发电的能量转化受方向性限制；
B.可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源；
C.根据龙骨水车的工作原理判断；
D.发电机是利用电磁感应现象来工作的。
（3）在流体中，流速越大的位置，压强越小。
（4）①②已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，根据表格中的数据进行计算；
③根据进行计算。
五、实验探究题
16．（粤沪版物理九年级下册第20章第2节开发新能源同步练习）下表是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20℃的水将保温桶充满．假设热水器接收到的太阳能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：
保温桶容积（L） 150
采光面积（m2） 2.5
水温（℃） 夏天 45～90
冬天 40～60
电热管 220V 2000W
（1）当水温恰好达到最高时，需要多少太阳能？
（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需热多长时间？
（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点。
【答案】（1）8.82×107J
（2）6.125h
（3）节能、无污染、环保、高效利用太阳能
【知识点】能源及其分类
【解析】解答：（1）保温箱充满水时：V=150L=0.15m3，
由 得，
水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.15m3=150kg；
当最好的日光充分照射下，水温达到最高值，t=90℃，
则水吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×150kg×（90℃-20℃）=4.41×107J；
因为太阳能有50%被水吸收；由 得，
所以 。
若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，
不计热量损失时；即：Q吸=W电=4.41×107J，
由 得，
。
3）普通的电热水器需消耗电能，煤气热水器需消耗煤气、燃烧时会产生废气污染空气，而太阳能热水器都避免这些，具有节能、无污染、环保、高效利用太阳能。
答：（1）在最好的日光充分照射下，当水温恰好达到最高时，需要吸收8.82×107J的太阳能；（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需加热6.125小时；（3）太阳能热水器的优点是：节能、无污染、环保、高效利用太阳能。
分析：先利用密度公式m=ρV求出水的质量，再根据吸热公式Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；再根据热水器接收到的太阳的效率计算太阳能热水器吸收的太阳能；若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，即利用电热管将保温桶里的水温度由20℃升高到90℃时，电热管需加热需多长时间；比较太阳能热水器与普通的电热水器、煤气热水器的不同，可知太阳能热水器的优点。
六、简答题
17．（人教版物理九年级第二十二章第1节能源同步练习）阅读材料
我国丰富的水力资源
我国有较大的河流1500多条，水能蕴藏量达6.8亿千瓦，其中可以开发利用的有3.8亿千瓦，居世界第一位．建国以来，我们在水能利用上已取得了很大成绩，在黄河上，已在龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、天桥、三门峡等地修建了大型水电站，总发电能力达356万千瓦．在长江干流已建成葛洲坝水电站，发电能力为271.5万千瓦．截至1993年底，我国已建成的水电站的总功率已达4459万千瓦．这些水电站已成为我国能源开发的重要组成部分．正在建设的三峡水电站总装机容量1820万千瓦，年发电量847亿千瓦时以上．
随着科学的进步，人们在实践中发现了许多新的能源，你知道哪些新的能源呢？
【答案】随着科学的进步，开发和利用的新能源越来越多，比如：太阳能、风能、地热能、潮汐能等
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】新能源的开发和利用现在已经是各国竞相发展的一件事情，伴随科技的发展进步，新的能源会越来越多，越来越环保．
故此题的答案可以这样写：随着科学的进步，开发和利用的新能源越来越多，比如：太阳能、风能、地热能、潮汐能等
【分析】解答本题需掌握常见的新能源﹣﹣太阳能、风能、地热能、潮汐能等．
七、综合题
18．（粤沪版物理九年级下册第20章第2节开发新能源同步练习）太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库，某太阳能汽车总质量为400kg，顶部安装了太阳能电池板，如图所示，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m2．
（1）太阳能是 能源（填“可再生”或“不可再生”），太阳的巨大能量来自于太阳内部的 反应．
（2）太阳能电池板能将太阳能转化为电能，若太阳能电池板的转换效率为40%，则转换给汽车电动机的电功率是多少瓦？
（3）这辆汽车在某水平面上匀速行驶时，受到的阻力为车重的0.02倍，则汽车受到的牵引力为多少牛顿？
（4）如果这辆汽车的电动机经电能最终转化为机械能的效率为80%，则汽车在该平面上匀速形的速度为多少米每秒？
【答案】（1）可再生；热核
（2） 2.4×103W
（3） 80N
（4）24m/s
【知识点】能源及其分类
【解析】解答：（1）太阳光可以源源不断的从自然界得到，是可再生能源．
太阳能来自于太阳内部的核聚变．（热核反应）
太阳能电池板的总功率：
由 得，
则转换的电功率P电=ηP总=40%×6×103W=2.4×103W；（3）车的重力G=mg=400kg×10N/kg=4000N，
由于这辆汽车在某水平面上匀速行驶，则牵引力等于阻力，故F=f=0.02G=0.02×4000N=80N；（4）由 得，
，
因为牵引力为F=80N，由 可得
。
答：（2）转换给汽车电动机的电功率是2.4×103W；（3）汽车受到的牵引力为80N；（4）汽车在该平面上匀速形的速度为24m/s．
分析：太阳能是可以源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源；太阳能来自于太阳内部的核聚变反应，聚变又叫热核反应；
先求出总功率，利用 的变形公式求出电功率；
先求出其重力，根据摩擦力阻力与重力关系求出阻力，利用二力平衡求出摩擦力；
先根据 求出机械功率，利用 的变形公式求出速度。
19．（粤沪版物理九年级下册第20章第1节能源和能源危机同步练习）阅读下面有关能源问题的材料，按要求回答问题．目前，化石燃料是人类生产、生活主要能源．随着全球能量使用增长，化石燃料等不可再生能源将枯竭．世界各国人民的节能意识也增强，科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化率等方面，做着积极的努力。
（1）图象显示的是自1750年以来人类能源消耗的情况从中你发现了 趋势。
（2）你知道哪些有待继续开发、利用的新能源？（写出两种即可）
（3）在世界各国人民的节能意识日趋增强的今天，谈谈日常生活中你应该怎样做？（写出两点即可）
【答案】（1）加速；
（2）风能；太阳能；地热能；潮汐能（任写两种）；
（3）少开私家车；空调温度调的适中；随手关灯；用完水后及时关闭水龙头（任写两点）。
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】（1）通过图表我们会发现，能源的需求量在逐年增加，并且增加的越来越快，所以呈现出加速趋势；（2）我们目前利用的新能源有很多，如风能、太阳能、地热能、潮汐能，这些新能源有待继续开发利用（3）目前全世界都出现能源危机，所以要节约能源，我们在日常生活中才取的方法很多，如少开私家车，空调温度调的适中，随手关灯，用完水后及时关闭水龙头等。
故答案：（1）加速；（2）风能；太阳能；地热能；潮汐能（任写两种）（3）少开私家车；空调温度调的适中；随手关灯；用完水后及时关闭水龙头（任写两点）
【分析】由图可得，煤炭的消耗量在逐年增加，而且增长速度越来越快，呈现加速状态；了解对新能源的利用与开发的现状及如何从我们自身节约能源。
20．（人教版物理九年级第二十二章第1节能源同步练习）将下列给出的各种能源进行分类，并写明分类依据．
煤炭，木柴，石油，太阳能，电能，核能，潮汐能，地热能，风能
（1）划分依据： ；分类： ．
（2）依据： ；分类：（1） ．
（3）划分依据： ；分类： ．
【答案】（1）能否从自然界直接获取；煤炭，木柴，石油，太阳能，核能，潮汐能，地热能，风能；电能，风能；
（2）能源的物质来源；煤炭，木柴，石油；太阳能，电能，核能，潮汐能，地热能，风能；
（3）能源利用的长短；木柴，电能，潮汐能，风能，地热能，太阳能；煤炭，石油，核能；
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】根据能否从自然界直接获取，我们可将能源分为：一次能源和二次能源；
能源的物质来源，可将能源分为：生物质能源和非生物质能源；按对能源利用的长短可分为：可再生能源和不可再生能源．这是我们常见的分类方式．
故本题答案为：能否从自然界直接获取；煤炭，木柴，石油，太阳能，核能，潮汐能，地热能，风能；电能，风能；
能源的物质来源；煤炭，木柴，石油；太阳能，电能，核能，潮汐能，地热能，风能；
能源利用的长短；木柴，电能，潮汐能，风能，地热能，太阳能；煤炭，石油，核能；
【分析】不同的分类标准可以把能源分为不同的类型．本题对学生来说是难题，因为有的学生只知道最常见的第三种分类方式，对前两种不了解．
21．（2024九下·南明模拟）为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国在第75届联合国大会上正式提出“碳达峰”“碳中和”两个目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲所示，某风电场使用的发电机其机舱、发电机组合体重达385吨。风力发电的原理，是利用风力带动风轮叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
（1）风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）图甲风电场所用的发电机的机舱、发电机组合体的重力是多少；（g取10 N/kg）
（3）图乙为风力发电机组总体结构图，风轮到发电机部分为发电主体，其他部分则是控制系统和输出系统。请从能量转化的角度结合电磁的相关知识分析说明发电机的工作原理；
（4）目前一些小型风力发电机可以在3 m/s的风速条件下正常发电。若某风电场常年风速大小基本不变，请结合风力发电机结构，分析增速机对风力发电的作用和对发电功率的影响。
【答案】可再生；3.85×106 N；根据图乙，风力推动风轮叶片转动，带动发电机中闭合线圈转动，切割磁感线，从而产生感应电流，将风能转化为机械能再转化为电能。；在电磁感应现象中，切割磁感线的速度不同，感应电流大小不同，且速度越快，感应电流越大，相同时间发电功率越大。增速机将风轮转动的速度增大，带动发电机更快转动，提高发电功率。若没有增速机，风力发电所需环境风速大小会提高，适用范围会受影响。
【知识点】能源及其分类；产生感应电流的条件；发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）风能取之不尽用之不竭，是可再生能源。
（2）根据发电机的机舱、发电机组合体的质量，计算重力：
；
（3）根据图乙，风力推动风轮叶片转动，带动发电机中闭合线圈转动，切割磁感线，从而产生感应电流，将风能转化为机械能再转化为电能。
（4）在电磁感应现象中，切割磁感线的速度不同，感应电流大小不同，且速度越快，感应电流越大，相同时间发电功率越大。增速机将风轮转动的速度增大，带动发电机更快转动，提高发电功率。若没有增速机，风力发电所需环境风速大小会提高，适用范围会受影响。
【分析】（1）风能属于可再生资源；
（2）根据G=mg，可以计算重力；
（3）风力发电时，将风能转化为机械能，再转化为电能；
（4）风速越大，发电机产生的电流越大；发电功率越大。
22．（2024九下·扶沟模拟）如图所示是我国研制的新能源5G无人电动四轮拖拉机，它以氢燃料供电为主，可以搭载深耕机、播种机等多种设备进行农田耕作。某次该电动拖拉机在水平公路上以额定功率匀速直线行驶了30km，耗时40min到达目标农田。该拖拉机质量为3.2t，每个车轮与地面的总接触面积为400cm2，匀速直线运动时受到的阻力为其重力的0.05倍，拖拉机耕地的额定功率为20kW（g取10N/kg）。求：
（1）氢能源属于 （选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）求该拖拉机静止在水平地面时，对地面的压强；
（3）求在平直公路上行驶时牵引力所做的功；
（4）某次该拖拉机搭载深耕机耕地时，总消耗氢能为9×106J，工作效率为60%，求拖拉机以额定功率耕地的时间。
【答案】二次能源；2×105Pa；4.8×107J；270s
【知识点】功率计算公式的应用；能源及其分类；二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算
【解析】【解答】（1）氢能源需要其它能源转化而成，不是从自然界中直接获取的能源，因此属于二次能源。
（2）拖拉机在重力为；
它对对水平地面的压力等于重力，即为；
那么则拖拉机对地面的压强：；
（3）拖拉机受到的阻力：；
因为拖拉机在水平公路上匀速直线行驶，所以电动拖拉机的牵引力和阻力相互平衡，即二者大小相等，那么；
牵引力所做的功：；
（4）拖拉机做的有用功：；
由知，深耕机耕地用时：；
故答案为：二次能源；2×105Pa；4.8×107J；270s。
【分析】需要消耗一次能源才能获得的能源叫二次能源，根据压强公式来计算压强，根据W=Fs来计算功，根据效率公式来计算耕地时间。
1 / 1人教版九年级物理同步练习22.1能源（培优卷）
一、选择题
1．（粤沪版物理九年级下册第20章第2节开发新能源同步练习）《不扩散核武器条约》缔约国第八次审议大会在纽约联合国总部召开，消除核武器与和平利用核能成为参会国讨论的焦点．关于原子弹与核电站的叙述正确的是（ ）
A．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
B．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
C．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
2．（粤沪版物理九年级下册第20章第1节能源和能源危机同步练习）下列列能源中，不属于二次能源的是（ ）
A．汽油 B．石油 C．电能 D．煤气
3．（2024九下·郓城期中）下列关于能源和信息技术说法正确的是（ ）
A．电磁波的传播需要介质
B．石油、天然气属于可再生能源
C．电磁波既能传递信息也能传递能量
D．宇航员在空间站内只能通过电磁波交流
4．（2024九下·乐东模拟）中国空间站入选2023全球十大工程成就。全面建成的中国空间站如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在地球上的质量比在空间站中的大
B．太阳能电池板所利用的太阳能属于不可再生能源
C．空间站绕地球转动的过程中处于平衡状态
D．空间站通过电磁波向地面接收站传递信息
5．（2024九下·顺城模拟）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，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
B．抽水时，消耗的电能全部转化为水的机械能
C．太阳光来源于太阳内部的核聚变释放的能量
D．不同形式的能量可以相互转化，说明能量不守恒
6．（2024九下·武汉月考）如图所示，某公司的一款网约车在武汉东湖高新区试运营，它是一辆纯电动汽车，拥有无人驾驶功能，以其方便快捷的特点，成为不少人出行的首选。下列有关说法正确的是（ ）
A．该车使用的电能属于二次能源，也属于可再生能源
B．该车的主要部件是电动机，其工作原理是电磁感应．
C．该车依靠“北斗导航”精准定位控制行驶路线，它利用了电磁波能够传递信息
D．下坡时，为了保持匀速运动，会带动发电机发电进行“刹车”，即将机械能全部转化为电能供汽车使用
二、多选题
7．（2024九下·沈丘模拟）2024年的政府工作报告中，将“大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力”列为2024 年政府工作任务的首位。下列说法正确的是（ ）
A．万伏高压输电中，通过增大电压来减小电流，从而减少导线上的能耗
B．无人驾驶汽车在水平道路上匀速行驶时，受到一对平衡力的作用
C．5G 信号比 3G、4G 快三四十倍，在相同时间内传输的信息更多，最主要的原因是 5G 信号使用的电磁波频率更高
D．新能源汽车需要的电能属于一次能源
8．（2024九下·莱芜模拟）如图是一款太阳能玩具电动车，下列说法正确的是（ ）
A．其中的硅光电池板主要是利用超导材料制成
B．电动车运动过程中，电能主要转化为车的机械能
C．太阳内部发生的是核聚变，太阳能属于可再生能源
D．标有“”字样的车载蓄电池，充满一次电，储存的电能是
9．（2024九下·息县模拟）我国在能源、信息与材料等领域已取得了辉煌成就，下列说法正确的是（ ）
A．目前的汽车的导航系统是利用电磁波传递信息
B．风能、水能、太阳能、核能都是可再生能源
C．光纤通信是利用激光在光导纤维中多次折射传输信息的
D．在制作民用飞机外壳材料时应选用密度小，硬度大的材料
三、填空题
10．（粤沪版物理九年级下册第20章第2节开发新能源同步练习）地热是蕴藏在地球内部的天然绿色能源，举世闻名的西藏羊八井热电站，就是利用深层地热发电．它
将 能转化为 能，使用该能源的优点是 。
11．（人教版物理九年级第二十二章第四节能源与可持续发展同步练习题）风能作为一种的 能源（填“可再生”或“不可再生”），其蕴量巨大，比地球上可开发利用的水能大10倍．我国陆地上一天的风能如果能全部用来发电，可发电5×109kW h，这相当于完全燃烧 吨热值为3×107J/kg的煤所放出的能量．与火力发电相比，风力发电有一个显著的优点是 ．发电机是利用 原理来工作的，发电时，把 能转化为 能．
12．（人教版物理九年级第二十二章第1节能源同步练习）能源的分类方式有多种：根据能否从自然界直接获取，我们可将能源分为 能源和 能源；根据能源的物质来源，可将能源分为 能源和 能源；根据人们对能源利用时间的长短，可将能源分为 能源和 能源．
13．（2024九下·山海关模拟）可燃冰是一种新型能源。可燃冰属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg、初温为20℃的水加热到100℃，共消耗了10m3天然气，此过程中将天然气的化学能转化为 能，水吸收的热量为 J，燃气锅炉烧水时的效率为 。（水的比热容为天然气的热值为）
14．（2024九下·南关模拟）小明和爸爸“五一”开车去净月潭游玩时发现了很多与物理有关的现象，下面是他列出的几项，请你帮他补充完整。
（1）汽车的发动机是汽油机，汽油机在工作的过程中的 冲程为汽车提供了动力；加油时会闻到汽油的味道，这是 现象；小明查阅资料知道了汽油是由石油冶炼得到的，自然界中的石油属于 能源；
（2）为了便于行驶又在车上安装了“GPS”，它是通过 来传递信息的；
（3）到了小明家楼下，爸爸要把车停入车位，当车与其他物体靠近时，车内的倒车雷达系统就会报警，这个系统是利用 波工作的。
四、科普阅读题
15．（2024九下·海门模拟）阅读短文，回答问题：
从龙骨水车到世界之最发电机组
“龙骨水车”早在12世纪前被我们人民广泛用于灌溉农田等，如图甲所示，水车灌溉时，用人力或风力等转动摇杆，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，倾灌于地 势较高的田中。
我国在可再生能源发电已达到世界先进水平，其中风力发电、海底潮汐能发电等技术已达到世界之最。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图乙所示，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。
（1）水灌到水田，“哗啦”声与“涟漪”同时出现，这说明声音是由物体 产生，为了省力，水车的摇杆长度应 大轮轴半径（选填“>”、 “<”或“=”）；如果每个刮水板能将4L水刮到3m高的田中，则每个刮水板至少对水做功 J；
（2）结合上述材料，下列说法正确的是 ；
A．风能发电的能量转化不受方向性限制 B．风能是一种不可再生的能源
C．龙骨水车提水与吸管吸饮料原理一样 D．风力发电机的原理是电磁感应
（3）当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则叶片P的形状应是如图 （选填“A”、“B”或“C”）所示，理由是 ；
风力发电机
最小启动风速 1.0m/s
正常发电风速范围 2.0~12m/s
最大输出功率 400kW
（4）已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，某风力发电机参数如上表所示。当风速为6m/s时，发电机的输出功率为 kW；该风力发电机组齿轮箱中转动加速器的加速比为1∶20（即叶片转速与发电机转子转速之比），当风速为12m/s时，发电机转子1.5min转600圈，当该风速时发电机输出电能为，叶片需要转动 圈，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=3×107J/kg）。
五、实验探究题
16．（粤沪版物理九年级下册第20章第2节开发新能源同步练习）下表是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20℃的水将保温桶充满．假设热水器接收到的太阳能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：
保温桶容积（L） 150
采光面积（m2） 2.5
水温（℃） 夏天 45～90
冬天 40～60
电热管 220V 2000W
（1）当水温恰好达到最高时，需要多少太阳能？
（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需热多长时间？
（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点。
六、简答题
17．（人教版物理九年级第二十二章第1节能源同步练习）阅读材料
我国丰富的水力资源
我国有较大的河流1500多条，水能蕴藏量达6.8亿千瓦，其中可以开发利用的有3.8亿千瓦，居世界第一位．建国以来，我们在水能利用上已取得了很大成绩，在黄河上，已在龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、天桥、三门峡等地修建了大型水电站，总发电能力达356万千瓦．在长江干流已建成葛洲坝水电站，发电能力为271.5万千瓦．截至1993年底，我国已建成的水电站的总功率已达4459万千瓦．这些水电站已成为我国能源开发的重要组成部分．正在建设的三峡水电站总装机容量1820万千瓦，年发电量847亿千瓦时以上．
随着科学的进步，人们在实践中发现了许多新的能源，你知道哪些新的能源呢？
七、综合题
18．（粤沪版物理九年级下册第20章第2节开发新能源同步练习）太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库，某太阳能汽车总质量为400kg，顶部安装了太阳能电池板，如图所示，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m2．
（1）太阳能是 能源（填“可再生”或“不可再生”），太阳的巨大能量来自于太阳内部的 反应．
（2）太阳能电池板能将太阳能转化为电能，若太阳能电池板的转换效率为40%，则转换给汽车电动机的电功率是多少瓦？
（3）这辆汽车在某水平面上匀速行驶时，受到的阻力为车重的0.02倍，则汽车受到的牵引力为多少牛顿？
（4）如果这辆汽车的电动机经电能最终转化为机械能的效率为80%，则汽车在该平面上匀速形的速度为多少米每秒？
19．（粤沪版物理九年级下册第20章第1节能源和能源危机同步练习）阅读下面有关能源问题的材料，按要求回答问题．目前，化石燃料是人类生产、生活主要能源．随着全球能量使用增长，化石燃料等不可再生能源将枯竭．世界各国人民的节能意识也增强，科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化率等方面，做着积极的努力。
（1）图象显示的是自1750年以来人类能源消耗的情况从中你发现了 趋势。
（2）你知道哪些有待继续开发、利用的新能源？（写出两种即可）
（3）在世界各国人民的节能意识日趋增强的今天，谈谈日常生活中你应该怎样做？（写出两点即可）
20．（人教版物理九年级第二十二章第1节能源同步练习）将下列给出的各种能源进行分类，并写明分类依据．
煤炭，木柴，石油，太阳能，电能，核能，潮汐能，地热能，风能
（1）划分依据： ；分类： ．
（2）依据： ；分类：（1） ．
（3）划分依据： ；分类： ．
21．（2024九下·南明模拟）为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国在第75届联合国大会上正式提出“碳达峰”“碳中和”两个目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲所示，某风电场使用的发电机其机舱、发电机组合体重达385吨。风力发电的原理，是利用风力带动风轮叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
（1）风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）图甲风电场所用的发电机的机舱、发电机组合体的重力是多少；（g取10 N/kg）
（3）图乙为风力发电机组总体结构图，风轮到发电机部分为发电主体，其他部分则是控制系统和输出系统。请从能量转化的角度结合电磁的相关知识分析说明发电机的工作原理；
（4）目前一些小型风力发电机可以在3 m/s的风速条件下正常发电。若某风电场常年风速大小基本不变，请结合风力发电机结构，分析增速机对风力发电的作用和对发电功率的影响。
22．（2024九下·扶沟模拟）如图所示是我国研制的新能源5G无人电动四轮拖拉机，它以氢燃料供电为主，可以搭载深耕机、播种机等多种设备进行农田耕作。某次该电动拖拉机在水平公路上以额定功率匀速直线行驶了30km，耗时40min到达目标农田。该拖拉机质量为3.2t，每个车轮与地面的总接触面积为400cm2，匀速直线运动时受到的阻力为其重力的0.05倍，拖拉机耕地的额定功率为20kW（g取10N/kg）。求：
（1）氢能源属于 （选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）求该拖拉机静止在水平地面时，对地面的压强；
（3）求在平直公路上行驶时牵引力所做的功；
（4）某次该拖拉机搭载深耕机耕地时，总消耗氢能为9×106J，工作效率为60%，求拖拉机以额定功率耕地的时间。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】原子弹与核电站都是利用了原子核的裂变释放能量。只不过原子弹是核裂变不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器；而核电站是人工控制链式反应的速率让能量得以缓慢释放，和平利用核能。
故选：C
【分析】核裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应。如果原子核的链式反应在可控制的核反应堆中进行，就可和平利用核能发电，若不加控制，就会发生原子弹爆炸。
2．【答案】B
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】A、汽油是由石油经过加工转换以后得到的能源产品，是二次能源，故A不符合题意；
B、石油是从自然界直接获取不需要加工的能源，是一次能源，故B符合题意；
C、我们生活中所使用的电能不能从自然界直接获得，而是通过机械能、内能、光能等其他形式的能转化而来的，即由一次能源经过加工转换以后得到的，是二次能源，故C不符合题意；
D、煤气是用煤为原料制得的气体，它的主要成分是一氧化碳，即由一次能源经过加工而获得的能源，是二次能源，故D不符合题意。
故选B
【分析】掌握一次能源和二次能源的定义，以及常见的一次能源和二次能源。例如：原煤、原油、天然气、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等，属于一次能源；例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等，属于二次能源。
3．【答案】C
【知识点】能源及其分类；电磁波的产生；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．电磁波传播不需要介质，可在真空中，固液气三相中传播，故A错误；
B．石油、天然气属于不可再生能源，故B错误；
C． 电磁波既能传递信息也能传递能量 ，故C正确；
D．在空间站属于真空状态，不能使用声音交流，但是宇航员在空间站内可以通过手势交流，也可以通过电磁波交流，故D错误。
故选C。
【分析】可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息
4．【答案】D
【知识点】质量及其特性；能源及其分类；平衡状态的判断；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．质量是物体含有物质的多少，与地理位置无关，航天员在地球上的质量与在空间站中相等，故A错误；
B．太阳能电池板所利用的太阳能，可以源源不断地从自然界中获取，属于可再生能源，故B错误；
C．空间站的绕地球转动的，运动状态不断改变，处于非平衡状态，故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，空间站通过电磁波向地面传递信息，故D正确。
故选D。
【分析】质量是物体的属性，和空间位置无关；太阳能是可再生能源；运动方向改变时，运动状态在改变内能；空间站利用电磁波和地面联系。
5．【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；能量守恒；能源及其分类
【解析】【解答】A．风能和光能是一次能源，电能是二次能源，故A错误；
B．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．太阳内部时刻在进行着核聚变，因此发光发热，太阳光就是太阳内部的核聚变释放的能量，故C正确；
D．能量不会凭空消失，也不会凭空产生，只会发生转化或转移，故D错误。
故选C 。
【分析】根据能源的分类、能量的转化、核聚变判识选项
1、一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能
2、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，在转化中，由于能量的损耗，不可能全部转化
3、 太阳内部时刻在进行着核聚变
6．【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；直流电动机的构造原理与工作过程；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A、电能属于二次能源，属于可再生和不可再生能源中 ，A错误；
B、电动机工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，B错误；
C、该车依靠“北斗导航”精准定位控制行驶路线，它利用了电磁波能够传递信息，C正确；
D、由于摩擦损耗， 机械能全部转化为不可能全部转化为电能供汽车使用 ，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、可在生能源：使用后短期可以恢复的能源，如太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋、一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能
2、手机是利用电磁波传递信息。
3、信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息
4、由于摩擦损耗， 机械能全部转化为不可能全部转化为电能供汽车使用
7．【答案】A,C
【知识点】能源及其分类；二力平衡的条件及其应用；电功率与电压、电流的关系；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．根据P=UI可知，在输电功率一定时，电压越高，电流越小，根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，电流越小，产生的热量越少，从而减少导线上的能耗，故A正确；
B．无人驾驶汽车在水平道路上匀速行驶时，处于平衡状态，即汽车受到的重力和支持力是一对平衡力，牵引力和阻力是一对平衡力，故B错误；
C.5G信号比3G、4G快三四十倍，在相同时间内传输的信息更多，最主要的原因是5G信号使用的电磁波频率更高，在相同时间内传输的信息更多，故C正确；
D．新能源汽车需要的电能是由其他能源转化而来的，属于二次能源，故D错误。
故选AC。
【分析】A.根据P=UI分析电压增大时电流变化，再根据焦耳定律Q=I2Rt分析电流产生热量的变化；
B.当物体处于平衡状态时受到平衡力，从水平和竖直两个方向分析；
C.根据5G信号与4G信号的不同判断；
D.直接从自然界获取的能源为一次能源。
8．【答案】B,C
【知识点】能源及其分类；半导体特点及作用；电功的计算；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】A．硅光电池板主要是利用半导体材料制成的，故A错误；
B． 电动车运动过程中，电能主要转化为车的机械能 ，故B正确；
C． 太阳内部发生的是核聚变，太阳能属于可再生能源 ，故C正确；
D．充满一次电储存的电能为故D错误。
故选BC。
【分析】根据半导体、能量转化、核聚变、电能的计算填空
半导体的应用：常用作发光二极管
能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如 电动车运动过程中，电能主要转化为车的机械能
核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式
电能的计算：公式为W=UIt，据题可知 车载蓄电池 的型号为，据此计算电能
【知识点】密度及其特性；能源及其分类；光纤通信；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A、目前的汽车的导航系统是利用电磁波传递信息，A正确；
B、核能属于不再生能源，B错误；
C、光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传输信息的，C错误；
D、在制作民用飞机外壳材料时应选用密度小，硬度大的材料，D正确。
故答案为：AD。
【分析】根据信息的传递、能源的分类、光纤通信的特点判识选项
声音和电磁波都能传递信息，电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，声音传播要有介质；能源从是否可再生角度划分：可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传输信息；因为飞机在天上飞要克服较大的空气阻力还要应付各种突发情况，材料除需要较高的牢固度外；飞机还要轻一些，太重的话，飞机起飞就需要更多的能量。
10．【答案】内；地热能；污染小
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】地热蒸气推动去汽轮机转动，将蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，汽轮机带电发电机旋转，将机械能转移给发电机，再由发电机将机械能转化为电能．所以地热发电就是将地热的内能转化成发电机的机械能；
地热能与火力发电相比优点是地热发电成本低，对空气、环境无污染，不破坏生态平衡．
故答案为：内；电；地热能；污染小
【分析】地热能发电，就是利用地下井获得地热将加热成水蒸气，水蒸气膨胀推动活塞，使汽轮机转动工作，将水蒸气的内能转化为机械能，汽轮机带动发电机工作，将机械能转化为电能．地热能与传统的化石能源相比，利用起来无污染，环保。
11．【答案】可再生；6×105；清洁无污染；电磁感应；机械；电
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染；
由题知，Q放=W电=5×109kW h=1.8×1016J，
∵Q放=mq，
∴需要标准煤的质量：
与火力发电相比，风力发电有一个显著的优点是清洁无污染；
发电机是通过运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的，故是将机械能转化为电能的装置．
故答案为：可再生；6×105；清洁无污染； 电磁感应；机械； 电．
【分析】（1）水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．（2）知道1kW h是3.6×106J，故先把5×109kW h的电转化为焦耳，后结合热量公式Q=qm变形可以求解质量m= （3）利用发电机的制作原理是电磁感应现象，即发电过程是将机械能转化为电能的过程．
12．【答案】一次；二次；生物质；非生物质；不可再生；可再生
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】根据能否从自然界直接获取，我们可将能源分为：一次能源和二次能源；
能源的物质来源，可将能源分为：生物质能源和非生物质能源；按对能源利用的长短可分为：可再生能源和不可再生能源．这是我们常见的分类方式．
故本题答案为：一次，二次；生物质和非生物质；不可再生，可再生．
【分析】不同的分类标准可以把能源分为不同的类型．本题对学生来说并不容易，因为有的学生只知道最常见的第三种分类方式，对前两种不了解．
13．【答案】不可再生；内；；40％
【知识点】比热容；燃料的热值；热机的效率；能源及其分类
【解析】【解答】可燃冰属于不可再生能源。天然气燃烧时将化学能转化为内能。
水吸收的热量为：
天然气完全燃烧放出的热量为：
燃气锅炉烧水时的效率为：
故答案为：不可再生；内；1.68×108；40%。
【分析】 从是否可再生角度划分：
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
根据热量和效率的计算公式进行分析 。
14．【答案】做功；扩散；不可再生；电磁波；超声
【知识点】热机的四个冲程；能源及其分类；超声波与次声波；电磁波在日常生活中的应用；分子热运动
【解析】【解答】（1） 汽油机在工作的过程中的做功冲程为汽车提供了动力；
加油时会闻到汽油的味道，这是扩散现象；自然界中的石油属于 不可再生能源。
（2）GPS靠电磁波传递信息。
（3）车内的倒车雷达利用超声波工作。
综上第1空、做功；第2空、扩散；第3空、不可再生；第4空、电磁波；第5空、超声
【分析】根据热机的冲程，分子热运动、电磁波、超声波填空
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息
超声波可以传递信息，例子有：雷达、以及B超
分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快
15．【答案】振动；>；120；D；A；见解析；50；6；48
【知识点】燃料的热值；能源及其分类；大气压的综合应用；流体压强与流速的关系；电功率的计算
【解析】【解答】（1）①声音是由物体振动产生的。水“哗啦”声与“涟漪”同时出现，这说明声音是由物体振动产生的。
②把水车看成杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，为应增大动力臂，故水车的摇杆长度应大于轮轴半径；
③根据题意可知，水的重力G水=mg=ρVg=1×103kg/m3×4×10-3m3×10N/kg=40N
每个刮水板至少对水做功W=Gh=40N×3m=120J。
（2）A．根据能量转化和转移的方向性可知，能量的转化都具有方向性，故A错误；
B．风能可以在短时间内得到补充，是可再生的能源，故B错误；
C．龙骨水车提水主要是利用了轮轴等机械原理，而吸管吸饮料利用的是大气压强原理，故C错误；
D．在风力发电的过程中，风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，原理为电磁感应现象，故D正确。
故选D。
（3）当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则压面上方的压强应大于下方的压强，由流体中压强与流速的关系可知，叶片的上方一面应该流速较小，因此应该是平的，叶子的下方应该流速较大，是弯曲的，因此叶子的形状应是上平下凸。
故选A。
（4）①当风速为12m/s时达到最大输出功率400kW，已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，故有P=kv3，则；
当风速为6m/s时，功率；
②当风速为12m/s时，P=400kW，1.5min发电；
叶片转速与发电机转子转速之比为1：20，发电机转子转600圈叶片对应转了30圈，当该风速时发电机输出电能为，叶片需要转动n圈，故；
解得：n=6r。
③1h发电；
由可得完全燃烧的煤的质量为。
【分析】 （1）①声音是由物体的振动产生的；
②动力作用在轮上的轮轴省力；
③根据功的公式进行计算。
（2）A.风能发电的能量转化受方向性限制；
B.可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源；
C.根据龙骨水车的工作原理判断；
D.发电机是利用电磁感应现象来工作的。
（3）在流体中，流速越大的位置，压强越小。
（4）①②已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，根据表格中的数据进行计算；
③根据进行计算。
16．【答案】（1）8.82×107J
（2）6.125h
（3）节能、无污染、环保、高效利用太阳能
【知识点】能源及其分类
【解析】解答：（1）保温箱充满水时：V=150L=0.15m3，
由 得，
水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.15m3=150kg；
当最好的日光充分照射下，水温达到最高值，t=90℃，
则水吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×150kg×（90℃-20℃）=4.41×107J；
因为太阳能有50%被水吸收；由 得，
所以 。
若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，
不计热量损失时；即：Q吸=W电=4.41×107J，
由 得，
。
3）普通的电热水器需消耗电能，煤气热水器需消耗煤气、燃烧时会产生废气污染空气，而太阳能热水器都避免这些，具有节能、无污染、环保、高效利用太阳能。
答：（1）在最好的日光充分照射下，当水温恰好达到最高时，需要吸收8.82×107J的太阳能；（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需加热6.125小时；（3）太阳能热水器的优点是：节能、无污染、环保、高效利用太阳能。
分析：先利用密度公式m=ρV求出水的质量，再根据吸热公式Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；再根据热水器接收到的太阳的效率计算太阳能热水器吸收的太阳能；若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，即利用电热管将保温桶里的水温度由20℃升高到90℃时，电热管需加热需多长时间；比较太阳能热水器与普通的电热水器、煤气热水器的不同，可知太阳能热水器的优点。
17．【答案】随着科学的进步，开发和利用的新能源越来越多，比如：太阳能、风能、地热能、潮汐能等
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】新能源的开发和利用现在已经是各国竞相发展的一件事情，伴随科技的发展进步，新的能源会越来越多，越来越环保．
故此题的答案可以这样写：随着科学的进步，开发和利用的新能源越来越多，比如：太阳能、风能、地热能、潮汐能等
【分析】解答本题需掌握常见的新能源﹣﹣太阳能、风能、地热能、潮汐能等．
18．【答案】（1）可再生；热核
（2） 2.4×103W
（3） 80N
（4）24m/s
【知识点】能源及其分类
【解析】解答：（1）太阳光可以源源不断的从自然界得到，是可再生能源．
太阳能来自于太阳内部的核聚变．（热核反应）
太阳能电池板的总功率：
由 得，
则转换的电功率P电=ηP总=40%×6×103W=2.4×103W；（3）车的重力G=mg=400kg×10N/kg=4000N，
由于这辆汽车在某水平面上匀速行驶，则牵引力等于阻力，故F=f=0.02G=0.02×4000N=80N；（4）由 得，
，
因为牵引力为F=80N，由 可得
。
答：（2）转换给汽车电动机的电功率是2.4×103W；（3）汽车受到的牵引力为80N；（4）汽车在该平面上匀速形的速度为24m/s．
分析：太阳能是可以源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源；太阳能来自于太阳内部的核聚变反应，聚变又叫热核反应；
先求出总功率，利用 的变形公式求出电功率；
先求出其重力，根据摩擦力阻力与重力关系求出阻力，利用二力平衡求出摩擦力；
先根据 求出机械功率，利用 的变形公式求出速度。
19．【答案】（1）加速；
（2）风能；太阳能；地热能；潮汐能（任写两种）；
（3）少开私家车；空调温度调的适中；随手关灯；用完水后及时关闭水龙头（任写两点）。
【知识点】能源及其分类
【解析】 【解答】（1）通过图表我们会发现，能源的需求量在逐年增加，并且增加的越来越快，所以呈现出加速趋势；（2）我们目前利用的新能源有很多，如风能、太阳能、地热能、潮汐能，这些新能源有待继续开发利用（3）目前全世界都出现能源危机，所以要节约能源，我们在日常生活中才取的方法很多，如少开私家车，空调温度调的适中，随手关灯，用完水后及时关闭水龙头等。
故答案：（1）加速；（2）风能；太阳能；地热能；潮汐能（任写两种）（3）少开私家车；空调温度调的适中；随手关灯；用完水后及时关闭水龙头（任写两点）
【分析】由图可得，煤炭的消耗量在逐年增加，而且增长速度越来越快，呈现加速状态；了解对新能源的利用与开发的现状及如何从我们自身节约能源。
20．【答案】（1）能否从自然界直接获取；煤炭，木柴，石油，太阳能，核能，潮汐能，地热能，风能；电能，风能；
（2）能源的物质来源；煤炭，木柴，石油；太阳能，电能，核能，潮汐能，地热能，风能；
（3）能源利用的长短；木柴，电能，潮汐能，风能，地热能，太阳能；煤炭，石油，核能；
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】根据能否从自然界直接获取，我们可将能源分为：一次能源和二次能源；
能源的物质来源，可将能源分为：生物质能源和非生物质能源；按对能源利用的长短可分为：可再生能源和不可再生能源．这是我们常见的分类方式．
故本题答案为：能否从自然界直接获取；煤炭，木柴，石油，太阳能，核能，潮汐能，地热能，风能；电能，风能；
能源的物质来源；煤炭，木柴，石油；太阳能，电能，核能，潮汐能，地热能，风能；
能源利用的长短；木柴，电能，潮汐能，风能，地热能，太阳能；煤炭，石油，核能；
【分析】不同的分类标准可以把能源分为不同的类型．本题对学生来说是难题，因为有的学生只知道最常见的第三种分类方式，对前两种不了解．
21．【答案】可再生；3.85×106 N；根据图乙，风力推动风轮叶片转动，带动发电机中闭合线圈转动，切割磁感线，从而产生感应电流，将风能转化为机械能再转化为电能。；在电磁感应现象中，切割磁感线的速度不同，感应电流大小不同，且速度越快，感应电流越大，相同时间发电功率越大。增速机将风轮转动的速度增大，带动发电机更快转动，提高发电功率。若没有增速机，风力发电所需环境风速大小会提高，适用范围会受影响。
【知识点】能源及其分类；产生感应电流的条件；发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）风能取之不尽用之不竭，是可再生能源。
（2）根据发电机的机舱、发电机组合体的质量，计算重力：
；
（3）根据图乙，风力推动风轮叶片转动，带动发电机中闭合线圈转动，切割磁感线，从而产生感应电流，将风能转化为机械能再转化为电能。
（4）在电磁感应现象中，切割磁感线的速度不同，感应电流大小不同，且速度越快，感应电流越大，相同时间发电功率越大。增速机将风轮转动的速度增大，带动发电机更快转动，提高发电功率。若没有增速机，风力发电所需环境风速大小会提高，适用范围会受影响。
【分析】（1）风能属于可再生资源；
（2）根据G=mg，可以计算重力；
（3）风力发电时，将风能转化为机械能，再转化为电能；
（4）风速越大，发电机产生的电流越大；发电功率越大。
22．【答案】二次能源；2×105Pa；4.8×107J；270s
【知识点】功率计算公式的应用；能源及其分类；二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算
【解析】【解答】（1）氢能源需要其它能源转化而成，不是从自然界中直接获取的能源，因此属于二次能源。
（2）拖拉机在重力为；
它对对水平地面的压力等于重力，即为；
那么则拖拉机对地面的压强：；
（3）拖拉机受到的阻力：；
因为拖拉机在水平公路上匀速直线行驶，所以电动拖拉机的牵引力和阻力相互平衡，即二者大小相等，那么；
牵引力所做的功：；
（4）拖拉机做的有用功：；
由知，深耕机耕地用时：；
故答案为：二次能源；2×105Pa；4.8×107J；270s。
【分析】需要消耗一次能源才能获得的能源叫二次能源，根据压强公式来计算压强，根据W=Fs来计算功，根据效率公式来计算耕地时间。
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