人教版九年级物理第二十二章 能源与可持续发展单元检测
一、选择题（每题3分，共45分）
1．（2024九上·石家庄期中）小强同学“物理学习笔记”中的摘录正确的是（ ）
①科学家与贡献 ②装置与原理 ③物理单位 ④社会发展与物理
法拉第：电磁感应 扬声器：电磁感应 电能：kW·h 天然气：可再生资源
沈括：磁偏角 验电器：同种电荷互相排斥 电阻：R 卫星通信：电磁波
欧姆：电流与电压和电阻的关系 原子弹：核聚变 电功率：J/s 光导纤维：光的直线传播
A．① B．② C．③ D．④
【答案】A
【知识点】能源及其分类；核能；科学探索
2．（2024九上·长沙月考）如图所示的交通工具中动力机械属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）
A．自行车 B．柴油车
C．电动车 D．皮划艇
【答案】B
【知识点】热机；能量的转化或转移；能源及其分类
【解析】【解答】AD．自行车、皮划艇前行，需要人力，消耗人的化学能，故AD不符合题意；
B．柴油机燃烧柴油，做功时将内能转化为机械能，是热机的工作现象，故B符合题意；
C．电动车工作时，将电能转化为机械能，是电动机工作，故C不符合题意。
故选B。
【分析】热机工作时，燃料燃烧得到内能，再转化为机械能。
3．（2024九下·大冶模拟）下列关于信息与能源的说法，正确的是有（ ）
A．5G通信是利用电磁波来传递信息的
B．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
C．我国的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的
D．有线电话（如图所示）既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能
【答案】A
【知识点】能源及其分类；模拟信号和数字信号；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.5G通信利用电磁波来传递信息，故A正确；
B．太阳能是未来的理想能源之一，是可再生能源，故B错误；
C．卫星与地面间的信息通过电磁波来传递，故C错误；
D．有线电话通过电话线来传递信息，不能发射，也不能接收电磁波，故D错误。
故选A。
【分析】根据信息的传递、可再生能源判识选项
信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息
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
4．（2024九下·观山湖模拟）2023年12月，我国江南造船集团公布核动力集装箱船舶设计方案。为该船舶提供动力的能源是（ ）
A．潮汐能 B．核能 C．风能 D．地热能
【答案】B
【知识点】核能
【解析】【解答】核动力集装箱船舶是利用核能，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据核能判识选项
目前人类获得核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
5．（2024九下·金坛模拟）如图所示，“华龙一号”是我国具有自主知识产权的第三代核反应堆，设置了完善的严重事故预防和缓解措施，使核能的利用更安全，下列说法正确的是（ ）
A．核能可直接转化为电能
B．核能是一种可再生的能源
C．核废料没有放射性，可以随意处置
D．核反应堆是利用核材料发生核裂变且可控的链式反应装置
【答案】D
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；核能；核裂变
【解析】【解答】AD．核电站的核心是核反应堆，利用的是核裂变释放能量，核裂变是可控的；核能会先转化为内能，然后内能转化为机械能，机械能再转化为电能，故A错误，D正确；
B．核能直接取自于地壳中的核物质，短时间得不到补充，是不可再生能源，故B错误；
C．核废料有放射性，不能随意处置，故C错误。
故选D。
【分析】核电站利用核裂变释放能量，核能属于不可再生能源；核废料有有污染性。
6．（2024·昆明月考）生活生产中处处有物理，下列现象中解释正确的是（ ）
A．把菜刀磨锋利是为了增大压力
B．汽车发动机用水降温是因为水的比热容较大
C．核电站是利用核聚变原理工作的
D．电热水壶烧水利用了电流的磁效应
【答案】B
【知识点】比热容；核能
【解析】【解答】A、菜刀磨的很锋利，是压力一定时，减小受力面积来增大压强，故A错误；
B、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机冷却系统用水作为工作物质，故B正确；
C、当前的核电站是利用核裂变原理工作的，故C错误；
D、电热水壶烧水，利用了电流的热效应，故D错误。
故选：B。
【分析】(1)根据增大压强的方法：压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力；
(2)水的比热容较大，常被用做冷却剂；
(3)核电站利用核裂变原理工作的；
(4)电流具有热效应。
7．（2019九下·永春月考）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们下列说法中正确的是（ ）
A．超导体材料可以用来制作电饭锅中的电热丝
B．手机是利用电磁波来传递信息的
C．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
D．大亚湾核电站利用的是核聚变释放的能量
【答案】B
【知识点】能源及其分类；核电站发电过程中的能量转化；超导体特点及作用；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】解：A、超导体电阻为零，电流流过超导体时，超导体不能发热，超导体不能用来制作电饭锅中的电热丝，A不符合题意；
B、手机是利用电磁波来传递信息的，B符合题意；
C、天然气不能在短时间内形成，天然气是不可再生能源，C不符合题意；
D、大亚湾核电站利用的是核裂变释放的能量，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】超导体电阻为零，电流流过超导体时，超导体不能发热.
现代社会为信息社会，信息的传播离不开电磁波，故应掌握电磁波的性质及应用，如：无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，微波炉利用微波加热食物等.
像水能、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、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源
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.
8．（2024九下·长春开学考）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核聚变释放能量
B．电磁波在空气中的传播速度为340m/s
C．半导体是制成芯片的主要材料之一
D．太阳能、核能和天然气都属于可再生能源
【答案】C
【知识点】能源及其分类；核聚变；半导体特点及作用；电磁波的产生；电磁波的传播
【解析】【解答】 A、目前核电站是利用核裂变释放的能量来工作的，故A错误；
B、电磁波在空气中的传播速度与光速相同，为3×108m/s，故B错误；
C、半导体是制成芯片的主要材料之一，故C正确；
D、太阳能、风能属于可再生能源；天然气属于不可再生能源，故D错误；
故选：C。
【分析】 （1）目前核电站是利用核裂变释放的能量来工作的；
（2）电磁波在空气中的传播速度与光速相同；
（3）半导体是制成芯片的主要材料之一；
（4）短期内能够从自然界中得到补充的能源叫可再生能源，短期内不能从自然界中得到补充的能源叫不可再生能源。
9．（2024九下·十堰模拟）关于能源和信息，下列说法正确的是（ ）
A．石油和核能都是不可再生能源
B．目前核电站通过可控核聚变反应来发电
C．北斗卫星导航系统利用超声波传递信息
D．光纤通信是利用电信号传递信息的
【答案】A
【知识点】能源及其分类；核裂变；光纤通信；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．石油和核能都是不可再生能源，使用后短期内无法得到补充，故A正确；
B．核电站通过可控核裂变反应来发电，故B错误；
C．电磁波可以传递信息，而且可以在真空中传播，北斗卫星导航系统利用电磁波传递信息，故C错误；
D．光纤通信是利用激光信号传递信息的，故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据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。
(2)目前核电站是利用核裂变释放的核能来发电的。
(3)电磁波可以传递信息。
(4)光纤通信是利用激光的反射来传递信息的。
10．（2024九下·芝罘期中）太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量
B．能量的转化和转移是没有方向性、可逆的
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
【答案】A
【知识点】核聚变；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A、太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量，故A正确。
B、能量的转化和转移是有方向性、不可逆的，故B错误。
C、太阳能是未来的理想能源之一，可以源源不断得到，是可再生能源，故C错误。
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电能，故D错误。
故答案为：A。
【分析】 （1）太阳内部每时每刻都在发生核聚变。
（2）能量的转化和转移具有方向性。
（3）太阳能可以源源不断得到，属可再生能源。
（4）太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能。
11．（2024九下·广州月考） 如图所示为一款爆闪警示灯，常放置在存有安全隐患的危险路段，通过有规律的爆闪，起到有效的警示作用。太阳能电池板是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，白天，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电，LED红蓝灯发光时几乎不发热，则（ ）
A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源
B．蓄电池给LED红蓝灯供电时，蓄电池将化学能直接转化为光能
C．LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为光能
D．如果将蓄电池的正负极对调，LED红蓝灯也能发光
【答案】C
【知识点】太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A、当太阳能电池板给蓄电池充电时，将电能转化为化学能，蓄电池相当于用电器，故A错误。
B、蓄电池给LED红蓝灯供电时，蓄电池将化学能转化为电能，再转化为光能，故B错误。
C、LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为光能，故C正确。
D、LED灯具有单向导电性，如果将蓄电池的正负极对调，LED红蓝灯将不能发光，故D错误。
故答案为：C。
【分析】（1）给蓄电池充电时，将电能转化为化学能。
（2）蓄电池向外供电时，将化学能转化为电能。
（3）LED灯发光时，主要将电能转化为光能。
（4）LED灯导电时具有单向导电性。
12．（人教版初中物理九年级全册 22.4能源与可持续发展同步练习）为防止环境污染和温室效应的加剧，下列燃料最理想的是（ ）
A．煤 B．氢 C．石油 D．酒精
【答案】B
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】煤、石油和酒精的燃烧的时候，既污染环境，又能产生二氧化碳，造成温室效应。只有氢在燃烧的时候，产生水，不污染环境，也不会造成温室效应。ACD不符合题意。
故答案为：B.
【分析】化石燃料面临枯竭，开发利用新能源具有重要意义.
13．（2023九上·唐县期末）物理学对人类文明发展、社会进步起到了至关重要的作用。下列说法错误的是（ ）
A．蒸汽机推动第一次工业革命 B．电力推动第二次工业革命
C．氢能源动力汽车不会污染环境 D．电动机比柴油机效率低
【答案】D
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响；科学探索
【解析】【解答】 AB.根据物理学的发展史可知，”蒸汽机时代”极大地推动了人类的第一次工业革命，“电气时代”极大地推动了人类的第 二次工业革命，故A、B正确不合题意；
C.氢能源动力汽车的燃料是氢气，氢气燃烧后的产物是水，不会污染环境，故C正确不合题意；
D.电动机比柴油机效率高，故D错误符合题意。
故选D。
【分析】AB.根据科学发展史的知识判断；
C.根据氢气燃烧的产物判断；
D.根据电动机的能量转化效率判断。
14．（2024九下·月考） 能源、材料和信息是人类社会发展的三大支柱，下面说法错误的是（ ）
A．发光二极管具有单向导电性
B．核能和天然气都是不可再生能源
C．北斗卫星导航是通过光纤传递信息的
D．能量的转化和转移具有方向性
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；能源与可持续发展；半导体特点及作用
【解析】【解答】A.发光二极管具有单向导电性，故A不符合题意；
B.核能和天然气都是不可再生能源 ，故B不符合题意；
C.北斗卫星导航是通过电磁波传递信息的，故C符合题意；
D.能量的转化和转移具有方向性 ，故D不符合题意。
故选C。
【分析】A.半导体在芯片领域、电子通信领域应用广泛，发光二极管具有单向导电性；
B.知道常见的能源及其分类即可求解；
C.卫星是通过电磁波传递信息的；
D.知道能量的转化或转移具有方向性。
15．以下几种发电所用的能源不是来自地球之外的是（ ）.
A．风力发电 B．火力发电 C．原子能发电 D．水力发电
【答案】C
【知识点】能源与可持续发展
【解析】【解答】地球上的能源，除了地热能、潮汐能、核能以外，所有能源都来源于太阳能，可以说太阳是人类的“能源之母” ，故C符合题意，而A、B、D不合题意。
故选C。
【分析】根据地球上能量来源的知识判断。
二、填空题（每空2分，共26分）
16．（2024九下·郯城模拟）2023年12月6日，山东华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程正式投产，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域已处于全球领先地位。核电站的核能是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）获取的，属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。
【答案】核裂变；不可
【知识点】能源及其分类；核裂变
【解析】【解答】核裂变和核聚变都能释放能量，核能发电是利用核裂变时放出的核能来发电的；核能不可能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源。
【分析】获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。
17．（2017九上·太仓期末）“神舟八号”飞船返回舱进入大气层后，由于空气摩擦，外壳烧得通红，这是通过 的方法改变物体的内能的；太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使200kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为 J，相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量．[天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg ℃）]．
【答案】做功；2.52×107；0.36
【知识点】做功改变物体内能；太阳能的相关计算
【解析】【解答】解：（1）飞船返回舱进入大气层后，由于空气摩擦，飞船克服摩擦力做功，使得飞船的内能增加、温度升高，所以外壳会被烧得通红；（2）水吸收的热量： Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×200kg×30℃=2.52×107J；（3）由题可知，Q放=Q吸=2.52×107J；根据Q放=qV可得，需要完全燃烧天然气的体积：
V= = =0.36m3．故答案为：做功；2.52×107；0.36．
【分析】（1）改变物体内能的两种方法：一是做功，二是热传递；当克服摩擦力做功时，物体的内能增加、温度升高；（2）已知水的质量、比热容、升高的温度，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；（2）由题知Q放=Q吸，再利用燃料完全燃烧放热公式Q放=qV计算需要天然气的体积．
18．（2024九下·二道开学考）石油和天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。为了降低对化石能源的依 赖，我国正在大力开发核能发电，核反应堆中利用核 (选填“聚变”或“裂变”)释放能量 通过汽轮机将能量转化成机械能，再通过发电机最终转化成电能，产生的电能属于 (选填 “一次能源”或“二次能源”)，在发电过程中因摩擦产生的内能无法自动汇集起来转化为汽轮机为其提供的机械能，这反映了能量的转化具有
【答案】不可再生；裂变；二次能源；方向性
【知识点】能源及其分类；核电站发电过程中的能量转化；核聚变；核裂变；能源与可持续发展
【解析】【解答】 石油和天然气属于不可再生能源。为了降低对化石能源的依 赖，我国正在大力开发核能发电，核反应堆中利用核裂变释放能量通过汽轮机将能量转化成机械能，再通过发电机最终转化成电能，产生的电能属于二次能源，在发电过程中因摩擦产生的内能无法自动汇集起来转化为汽轮机为其提供的机械能，这反映了能量的转化具有方向性。
第一空填写：不可再生；第二空填写：裂变；第三空填写：二次能源；第四空填写：方向性
【分析】将质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做聚变，自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变。核电站的核能反应属于核裂变。能量的转移和转化都是有方向性的，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。
19．（2024九下·通榆月考）5G 基站利用 (选填“电磁波”或“声波”)传递信息。 天然气作为清洁能源深受人们的青睐，天然气是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】电磁波；不可再生
【知识点】能源与可持续发展；电磁波的传播
【解析】【解答】5G基站利用电磁波传递信息。天然气消耗后不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。
故答案为：电磁波；不可再生。
【分析】根据(1)电磁波可以传递信息。
(2)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)、核能分析得出。
20．（2024九上·于洪期末）为向世界传递绿色亚运精神，杭州亚运会的56个场馆均采用光伏发电、风力发电等供电方式。其中，光伏发电是将 能转化成电能；亚运主火炬的燃料“零碳甲醇”在燃烧过程中将化学能转化成 能。
【答案】太阳；内
【知识点】能量的转化或转移；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】光伏发电时，利用太阳能电池板将太阳能转化为电能。“零碳甲醇”是燃料，在燃料燃烧时，将化学能转化为内能。
【分析】太阳能电池消耗太阳能，转化为电能；燃料燃烧时，化学能转化为内能。
三、科普阅读题（共16分）
21．（2024九下·铁锋模拟）阅读材料，回答问题
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，整体高度超200米，总质量达1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和1个中间立柱，图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子，柱子上方安装有机舱，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达2.2×107kW·h。
（1）风能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为 m（保留整数）；
甲
（3）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积达 （海水密度用1.0×103kg/m3计算，不考虑锚链对平台的作用）；
（4）每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的热量（天然气的热值q取4.4×107J/kg；
（5）海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。两种方式相比较，你认为“半潜式”的一个明显优点是 。
乙
【答案】可；70；；；吃水深度较浅，适用海域范围较广
【知识点】燃料的热值；能源及其分类；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】（1）风能属于可再生能源，在短时间可以再次产生；
（2）根据甲图，单个叶片长度比浮式基础上方圆筒状柱子稍短些，而圆柱高83米，单个叶片长度约为65~80m。
（3）海油观澜号漂浮在海面上，根据漂浮条件，计算浮力为：
F浮=G=mg=1.1×107kg×10N/kg=1. 1×108N
计算排开海水的体积为：
；
（4）根据单位换算，每年发电量将达为：W=2.2×107kW·h=2.2×107×3.6×106J=7.92×1013J；
消耗天然气的质量为
；
（5）半潜式海浮式风电平台基础吃水深度较浅，适用海域范围较广。
【分析】（1）风能属于可再生能源；
（2）根据长度间的关系，判断长度；
（3）漂浮的物体的物体受到的浮力等于物体的重力；利用，计算排开液体的体积；
（4）根据计算消耗的燃料；
（5）半潜式海浮式风电平台，吃水深度较浅，适用海域范围较广。
22．阅读短文，回答问题：
在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力的21%是来自核电．核电站的大体组成如图19所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸汽，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换．
请在下面的空格中填上适当的内容：
（1）从能源的分类来看，核能是属于 ．（填“一次能源”或“二次能源”）
（2）发电机发电时是让线圈在 中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为 现象．
（3）核电站所需的核能是利用原子核 （填“裂变”或“聚变”）所产生的．该变化是 ．（填“可控”或“不可控”）
（4）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭．则6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是 J （煤炭的热值为3×107J/kg）．
（5）核电站的核废料具有 性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带，同时如何在开发新能源，又注意环境的保护，是人类面临的一大课题．
【答案】（1）一次能源
（2）磁场；电磁感应
（3）裂变；可控
（4）1.8×1017
（5）放射
【知识点】核聚变
【解析】【解答】解：（1）核能能够从自然界直接获得，因此属于一次能源；
（2）发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线运动，从而产生感应电流，这就是电磁感应现象；
（3）目前人类利用核能发电是利用可控的核裂变来工作的；
（4）6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量：Q=mq=6×109kg×3×107J/kg=1.8×1017J；
（5）核电站的核废料具有放射性，会对环境造成相当大的危害．
故答案为：
（1）一次能源；
（2）磁场；电磁感应；
（3）裂变；可控；
（4）1.8×1017；
（5）放射．
【分析】（1）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；
（2）发电机都是通过闭合电路的线圈在磁场中做切割磁感线运动而发电的，即都是利用电磁感应现象发电的；
（3）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种可控核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种不可控核反应；
（4）根据Q=mq进行计算即可；
（5）核废料的放射性是其危害环境的主要原因．
23．（2024九下·泽州模拟）阅读短文，回答问题
光伏电池
1839年法国物理学家A．E．贝克勒尔意外发现用两片金属浸入溶液构成的伏打电池，在受到阳光照射时会产生额外的电压就是光生伏特效应。后来人们利用这个原理制造出了可以发电的太阳能电池，也叫做光伏电池。
光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。光伏电池特有的电特性是借助在晶体硅中掺入某些元素（例如磷或硼等），从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷。这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端闭合时便产生电流。
光伏发电是最优质的绿色能源之一，根据世界自然基金会研究结果：从减少二氧化碳效果而言，安装1m2光伏发电系统相当于植树造林，目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一。
（1）光伏电池是是一种具有光、电转换特性的 器件；
（2）光伏电池是利用了在晶体硅中掺入磷或硼等元素，使这种材料在阳光的照射下可以产生 ，并且通过定向移动在电池两端形成电压；
（3）光伏电池的优点有 ；（写一种即可）
（4）请你阅读上述短文，提出一个与所学物理知识有关的问题 。
【答案】半导体；自由电荷；绿色、环保、节能；光伏电池工作时，将什么能转化为什么能？
【知识点】能量的转化或转移；太阳能及其利用与转化；半导体特点及作用
【解析】【解答】（1）由“光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电。”可知光伏电池是是一种具有光、电转换特性的半导体器件。
（2）由“在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷。”可知光伏电池是利用了在晶体硅中掺入磷或硼等元素，使这种材料在阳光的照射下可以产生自由电荷，并且通过定向移动在电池两端形成电压。
（3）由“光伏发电是最优质的绿色能源之一”，“目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一 ”可知光伏电池的优点有绿色、环保、节能等。
（4）光伏电池工作存在能力转化，提出问题：光伏电池工作时，将什么能转化为什么能？
【分析】（1）由文中“光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件”可知；
（2）由“在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷。”可知；
（3）由“光伏发电是最优质的绿色能源之一”，“目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一 ”可知；
（4）光伏电池工作存在能力转化。
四、综合题（共9分）
24．（2024九下·茂名模拟）目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？
答： 。
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是
A．磁性材料 B．纳米材料 C．半导体 D．超导体
（3）太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的。我国太阳能热水器已走进了千家万户。小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到 。（已知：c水=4.2×103J/(kg·℃)
（4）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车。车子顶部的太阳能电池板将光能转化为 能，再通过三轮车的电动机转化为 能。
【答案】利用太阳能的好处：无污染、环保、可再生；C；60℃；电；机械能
【知识点】比热容；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】（1）太阳能有很多好处：如无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭）。
（2）太阳能电池板是由半导体制成的，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3）太阳能热水器中的水一天吸收的热量：Q=3×106J×2.1×8×50%=2.52×107J，
计算水温度的变化量：
，则水的末温：t2=t1+Δt=20℃+40℃=60℃；
（4）太阳能电池板消耗太阳能，得到电能，将光能转化为电能；电动机工作时，将电能转化为机械能。
【分析】（1）太阳能可再生，无污染、清洁环保；
（2）太阳能电池板是半导体材料制成的；
（3）根据太阳能电池板的面积、光照时间，计算总热量；根据，计算水的温度差，再计算末温；
（4）太阳能电池板将太阳能转化为电能；电动机将电能转化为机械能。
25．（2020九上·高明期末）我们国家发射的嫦娥五号于2020年12月2日凌晨四点五十三分在月球上完成了土壤的钻取采样及封装，月球上有丰富的矿藏资源，而其中最有价值的就是氦-3资源。氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子。在几乎没有大气的月球上，太阳风直接落到月球表面，日积月累在月球表面的沙粒、岩石中，氦-3的含量越积越多，成了月球土壤重要的组成部分。氦-3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”，它不仅可用于地面核电站，而且特别适合作为火箭和飞船的燃料，用于宇宙航行。从月球土壤中每提取一吨氦-3，可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨炭。据估算1kg氦-3便可产生6.84×1013
J的能量，只需要十吨氦-3就能满足全国一年的能源需求。
（1）我国科学家通过 (选填“电磁波”或“超声波”)来控制嫦娥五号月球探测器成功落月并完成土壤的钻取采样及封装。
（2）氦-3释放核能的形式与氢弹一样，它是通过核 释放出巨大能量。2kg氦-3可产生 J的能量，相当于完全燃烧 kg煤放出的热量。（煤的热值是3×107J/kg）
【答案】（1）电磁波
（2）聚变；1.368×1014；4.56×106
【知识点】核聚变；信息与信息传播
【解析】【解答】(1)声音传播需要介质，所以，地面科技人员对“嫦娥五号”的控制是靠电磁波来传递数据信息的。(2)人们可利用月球土壤中丰富的氦-3与氘核结合成新的原子核，是核聚变过程。根据短文知道，“1kg氦-3便可产生6.84×1013 J的能量”故2kg氦-3可产生的能量 由 知道，需要完全燃烧煤的质量
【分析】（1）传统的有线通信是靠电子传递信息，无线通信是靠电磁波来传递信息的；
（2）核裂变是质量较大的原子核分裂成较小的原子核，核聚变是质量较小的原子核聚合成较大的原子核；结合释放的能量除以煤炭的热值即可。
五、计算题（共4分）
26．（2024九上·揭阳期末）小刚家安装了一台太阳能热水器，水箱容积是200L，小刚进行了一次观察活动：星期天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70℃。（）。求：
（1）水箱里的水吸收的热量？
（2）如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供，求至少需要燃烧多少煤气？（假设煤气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
【答案】（1）解：水的体积
V=200L=0.2m3
水箱里的水的质量
水吸收的热量
（2）解：由题可知，煤气完全燃烧放出的热量
需要燃烧煤气的质量
【知识点】燃料的热值；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）水箱装满水时水的体积和水箱的容积相等，根据密度公式求出水的质量；知道水的质量和水的初温、末温以及水的比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（2）知道煤气灶的效率，利用效率公式求出煤气完全燃烧放出的热量，再利用Q=mq求出需要煤气的质量。
1 / 1人教版九年级物理第二十二章 能源与可持续发展单元检测
一、选择题（每题3分，共45分）
1．（2024九上·石家庄期中）小强同学“物理学习笔记”中的摘录正确的是（ ）
①科学家与贡献 ②装置与原理 ③物理单位 ④社会发展与物理
法拉第：电磁感应 扬声器：电磁感应 电能：kW·h 天然气：可再生资源
沈括：磁偏角 验电器：同种电荷互相排斥 电阻：R 卫星通信：电磁波
欧姆：电流与电压和电阻的关系 原子弹：核聚变 电功率：J/s 光导纤维：光的直线传播
A．① B．② C．③ D．④
2．（2024九上·长沙月考）如图所示的交通工具中动力机械属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）
A．自行车 B．柴油车
C．电动车 D．皮划艇
3．（2024九下·大冶模拟）下列关于信息与能源的说法，正确的是有（ ）
A．5G通信是利用电磁波来传递信息的
B．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
C．我国的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的
D．有线电话（如图所示）既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能
4．（2024九下·观山湖模拟）2023年12月，我国江南造船集团公布核动力集装箱船舶设计方案。为该船舶提供动力的能源是（ ）
A．潮汐能 B．核能 C．风能 D．地热能
5．（2024九下·金坛模拟）如图所示，“华龙一号”是我国具有自主知识产权的第三代核反应堆，设置了完善的严重事故预防和缓解措施，使核能的利用更安全，下列说法正确的是（ ）
A．核能可直接转化为电能
B．核能是一种可再生的能源
C．核废料没有放射性，可以随意处置
D．核反应堆是利用核材料发生核裂变且可控的链式反应装置
6．（2024·昆明月考）生活生产中处处有物理，下列现象中解释正确的是（ ）
A．把菜刀磨锋利是为了增大压力
B．汽车发动机用水降温是因为水的比热容较大
C．核电站是利用核聚变原理工作的
D．电热水壶烧水利用了电流的磁效应
7．（2019九下·永春月考）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们下列说法中正确的是（ ）
A．超导体材料可以用来制作电饭锅中的电热丝
B．手机是利用电磁波来传递信息的
C．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
D．大亚湾核电站利用的是核聚变释放的能量
8．（2024九下·长春开学考）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核聚变释放能量
B．电磁波在空气中的传播速度为340m/s
C．半导体是制成芯片的主要材料之一
D．太阳能、核能和天然气都属于可再生能源
9．（2024九下·十堰模拟）关于能源和信息，下列说法正确的是（ ）
A．石油和核能都是不可再生能源
B．目前核电站通过可控核聚变反应来发电
C．北斗卫星导航系统利用超声波传递信息
D．光纤通信是利用电信号传递信息的
10．（2024九下·芝罘期中）太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量
B．能量的转化和转移是没有方向性、可逆的
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
11．（2024九下·广州月考） 如图所示为一款爆闪警示灯，常放置在存有安全隐患的危险路段，通过有规律的爆闪，起到有效的警示作用。太阳能电池板是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，白天，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电，LED红蓝灯发光时几乎不发热，则（ ）
A．当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源
B．蓄电池给LED红蓝灯供电时，蓄电池将化学能直接转化为光能
C．LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为光能
D．如果将蓄电池的正负极对调，LED红蓝灯也能发光
12．（人教版初中物理九年级全册 22.4能源与可持续发展同步练习）为防止环境污染和温室效应的加剧，下列燃料最理想的是（ ）
A．煤 B．氢 C．石油 D．酒精
13．（2023九上·唐县期末）物理学对人类文明发展、社会进步起到了至关重要的作用。下列说法错误的是（ ）
A．蒸汽机推动第一次工业革命 B．电力推动第二次工业革命
C．氢能源动力汽车不会污染环境 D．电动机比柴油机效率低
14．（2024九下·月考） 能源、材料和信息是人类社会发展的三大支柱，下面说法错误的是（ ）
A．发光二极管具有单向导电性
B．核能和天然气都是不可再生能源
C．北斗卫星导航是通过光纤传递信息的
D．能量的转化和转移具有方向性
15．以下几种发电所用的能源不是来自地球之外的是（ ）.
A．风力发电 B．火力发电 C．原子能发电 D．水力发电
二、填空题（每空2分，共26分）
16．（2024九下·郯城模拟）2023年12月6日，山东华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程正式投产，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域已处于全球领先地位。核电站的核能是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）获取的，属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。
17．（2017九上·太仓期末）“神舟八号”飞船返回舱进入大气层后，由于空气摩擦，外壳烧得通红，这是通过 的方法改变物体的内能的；太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使200kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为 J，相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量．[天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg ℃）]．
18．（2024九下·二道开学考）石油和天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。为了降低对化石能源的依 赖，我国正在大力开发核能发电，核反应堆中利用核 (选填“聚变”或“裂变”)释放能量 通过汽轮机将能量转化成机械能，再通过发电机最终转化成电能，产生的电能属于 (选填 “一次能源”或“二次能源”)，在发电过程中因摩擦产生的内能无法自动汇集起来转化为汽轮机为其提供的机械能，这反映了能量的转化具有
19．（2024九下·通榆月考）5G 基站利用 (选填“电磁波”或“声波”)传递信息。 天然气作为清洁能源深受人们的青睐，天然气是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
20．（2024九上·于洪期末）为向世界传递绿色亚运精神，杭州亚运会的56个场馆均采用光伏发电、风力发电等供电方式。其中，光伏发电是将 能转化成电能；亚运主火炬的燃料“零碳甲醇”在燃烧过程中将化学能转化成 能。
三、科普阅读题（共16分）
21．（2024九下·铁锋模拟）阅读材料，回答问题
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，整体高度超200米，总质量达1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和1个中间立柱，图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子，柱子上方安装有机舱，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达2.2×107kW·h。
（1）风能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为 m（保留整数）；
甲
（3）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积达 （海水密度用1.0×103kg/m3计算，不考虑锚链对平台的作用）；
（4）每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的热量（天然气的热值q取4.4×107J/kg；
（5）海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。两种方式相比较，你认为“半潜式”的一个明显优点是 。
乙
22．阅读短文，回答问题：
在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力的21%是来自核电．核电站的大体组成如图19所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸汽，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换．
请在下面的空格中填上适当的内容：
（1）从能源的分类来看，核能是属于 ．（填“一次能源”或“二次能源”）
（2）发电机发电时是让线圈在 中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为 现象．
（3）核电站所需的核能是利用原子核 （填“裂变”或“聚变”）所产生的．该变化是 ．（填“可控”或“不可控”）
（4）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭．则6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是 J （煤炭的热值为3×107J/kg）．
（5）核电站的核废料具有 性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带，同时如何在开发新能源，又注意环境的保护，是人类面临的一大课题．
23．（2024九下·泽州模拟）阅读短文，回答问题
光伏电池
1839年法国物理学家A．E．贝克勒尔意外发现用两片金属浸入溶液构成的伏打电池，在受到阳光照射时会产生额外的电压就是光生伏特效应。后来人们利用这个原理制造出了可以发电的太阳能电池，也叫做光伏电池。
光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。光伏电池特有的电特性是借助在晶体硅中掺入某些元素（例如磷或硼等），从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷。这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端闭合时便产生电流。
光伏发电是最优质的绿色能源之一，根据世界自然基金会研究结果：从减少二氧化碳效果而言，安装1m2光伏发电系统相当于植树造林，目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一。
（1）光伏电池是是一种具有光、电转换特性的 器件；
（2）光伏电池是利用了在晶体硅中掺入磷或硼等元素，使这种材料在阳光的照射下可以产生 ，并且通过定向移动在电池两端形成电压；
（3）光伏电池的优点有 ；（写一种即可）
（4）请你阅读上述短文，提出一个与所学物理知识有关的问题 。
四、综合题（共9分）
24．（2024九下·茂名模拟）目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？
答： 。
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是
A．磁性材料 B．纳米材料 C．半导体 D．超导体
（3）太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的。我国太阳能热水器已走进了千家万户。小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到 。（已知：c水=4.2×103J/(kg·℃)
（4）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车。车子顶部的太阳能电池板将光能转化为 能，再通过三轮车的电动机转化为 能。
25．（2020九上·高明期末）我们国家发射的嫦娥五号于2020年12月2日凌晨四点五十三分在月球上完成了土壤的钻取采样及封装，月球上有丰富的矿藏资源，而其中最有价值的就是氦-3资源。氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子。在几乎没有大气的月球上，太阳风直接落到月球表面，日积月累在月球表面的沙粒、岩石中，氦-3的含量越积越多，成了月球土壤重要的组成部分。氦-3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”，它不仅可用于地面核电站，而且特别适合作为火箭和飞船的燃料，用于宇宙航行。从月球土壤中每提取一吨氦-3，可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨炭。据估算1kg氦-3便可产生6.84×1013
J的能量，只需要十吨氦-3就能满足全国一年的能源需求。
（1）我国科学家通过 (选填“电磁波”或“超声波”)来控制嫦娥五号月球探测器成功落月并完成土壤的钻取采样及封装。
（2）氦-3释放核能的形式与氢弹一样，它是通过核 释放出巨大能量。2kg氦-3可产生 J的能量，相当于完全燃烧 kg煤放出的热量。（煤的热值是3×107J/kg）
五、计算题（共4分）
26．（2024九上·揭阳期末）小刚家安装了一台太阳能热水器，水箱容积是200L，小刚进行了一次观察活动：星期天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70℃。（）。求：
（1）水箱里的水吸收的热量？
（2）如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供，求至少需要燃烧多少煤气？（假设煤气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】能源及其分类；核能；科学探索
2．【答案】B
【知识点】热机；能量的转化或转移；能源及其分类
【解析】【解答】AD．自行车、皮划艇前行，需要人力，消耗人的化学能，故AD不符合题意；
B．柴油机燃烧柴油，做功时将内能转化为机械能，是热机的工作现象，故B符合题意；
C．电动车工作时，将电能转化为机械能，是电动机工作，故C不符合题意。
故选B。
【分析】热机工作时，燃料燃烧得到内能，再转化为机械能。
3．【答案】A
【知识点】能源及其分类；模拟信号和数字信号；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.5G通信利用电磁波来传递信息，故A正确；
B．太阳能是未来的理想能源之一，是可再生能源，故B错误；
C．卫星与地面间的信息通过电磁波来传递，故C错误；
D．有线电话通过电话线来传递信息，不能发射，也不能接收电磁波，故D错误。
故选A。
【分析】根据信息的传递、可再生能源判识选项
信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息
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
4．【答案】B
【知识点】核能
【解析】【解答】核动力集装箱船舶是利用核能，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据核能判识选项
目前人类获得核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
5．【答案】D
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；核能；核裂变
【解析】【解答】AD．核电站的核心是核反应堆，利用的是核裂变释放能量，核裂变是可控的；核能会先转化为内能，然后内能转化为机械能，机械能再转化为电能，故A错误，D正确；
B．核能直接取自于地壳中的核物质，短时间得不到补充，是不可再生能源，故B错误；
C．核废料有放射性，不能随意处置，故C错误。
故选D。
【分析】核电站利用核裂变释放能量，核能属于不可再生能源；核废料有有污染性。
6．【答案】B
【知识点】比热容；核能
【解析】【解答】A、菜刀磨的很锋利，是压力一定时，减小受力面积来增大压强，故A错误；
B、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机冷却系统用水作为工作物质，故B正确；
C、当前的核电站是利用核裂变原理工作的，故C错误；
D、电热水壶烧水，利用了电流的热效应，故D错误。
故选：B。
【分析】(1)根据增大压强的方法：压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力；
(2)水的比热容较大，常被用做冷却剂；
(3)核电站利用核裂变原理工作的；
(4)电流具有热效应。
7．【答案】B
【知识点】能源及其分类；核电站发电过程中的能量转化；超导体特点及作用；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】解：A、超导体电阻为零，电流流过超导体时，超导体不能发热，超导体不能用来制作电饭锅中的电热丝，A不符合题意；
B、手机是利用电磁波来传递信息的，B符合题意；
C、天然气不能在短时间内形成，天然气是不可再生能源，C不符合题意；
D、大亚湾核电站利用的是核裂变释放的能量，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】超导体电阻为零，电流流过超导体时，超导体不能发热.
现代社会为信息社会，信息的传播离不开电磁波，故应掌握电磁波的性质及应用，如：无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，微波炉利用微波加热食物等.
像水能、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、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源
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.
8．【答案】C
【知识点】能源及其分类；核聚变；半导体特点及作用；电磁波的产生；电磁波的传播
【解析】【解答】 A、目前核电站是利用核裂变释放的能量来工作的，故A错误；
B、电磁波在空气中的传播速度与光速相同，为3×108m/s，故B错误；
C、半导体是制成芯片的主要材料之一，故C正确；
D、太阳能、风能属于可再生能源；天然气属于不可再生能源，故D错误；
故选：C。
【分析】 （1）目前核电站是利用核裂变释放的能量来工作的；
（2）电磁波在空气中的传播速度与光速相同；
（3）半导体是制成芯片的主要材料之一；
（4）短期内能够从自然界中得到补充的能源叫可再生能源，短期内不能从自然界中得到补充的能源叫不可再生能源。
9．【答案】A
【知识点】能源及其分类；核裂变；光纤通信；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．石油和核能都是不可再生能源，使用后短期内无法得到补充，故A正确；
B．核电站通过可控核裂变反应来发电，故B错误；
C．电磁波可以传递信息，而且可以在真空中传播，北斗卫星导航系统利用电磁波传递信息，故C错误；
D．光纤通信是利用激光信号传递信息的，故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据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。
(2)目前核电站是利用核裂变释放的核能来发电的。
(3)电磁波可以传递信息。
(4)光纤通信是利用激光的反射来传递信息的。
10．【答案】A
【知识点】核聚变；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A、太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量，故A正确。
B、能量的转化和转移是有方向性、不可逆的，故B错误。
C、太阳能是未来的理想能源之一，可以源源不断得到，是可再生能源，故C错误。
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电能，故D错误。
故答案为：A。
【分析】 （1）太阳内部每时每刻都在发生核聚变。
（2）能量的转化和转移具有方向性。
（3）太阳能可以源源不断得到，属可再生能源。
（4）太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能。
11．【答案】C
【知识点】太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A、当太阳能电池板给蓄电池充电时，将电能转化为化学能，蓄电池相当于用电器，故A错误。
B、蓄电池给LED红蓝灯供电时，蓄电池将化学能转化为电能，再转化为光能，故B错误。
C、LED红蓝灯发光时将电能大部分转化为光能，故C正确。
D、LED灯具有单向导电性，如果将蓄电池的正负极对调，LED红蓝灯将不能发光，故D错误。
故答案为：C。
【分析】（1）给蓄电池充电时，将电能转化为化学能。
（2）蓄电池向外供电时，将化学能转化为电能。
（3）LED灯发光时，主要将电能转化为光能。
（4）LED灯导电时具有单向导电性。
12．【答案】B
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】煤、石油和酒精的燃烧的时候，既污染环境，又能产生二氧化碳，造成温室效应。只有氢在燃烧的时候，产生水，不污染环境，也不会造成温室效应。ACD不符合题意。
故答案为：B.
【分析】化石燃料面临枯竭，开发利用新能源具有重要意义.
13．【答案】D
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响；科学探索
【解析】【解答】 AB.根据物理学的发展史可知，”蒸汽机时代”极大地推动了人类的第一次工业革命，“电气时代”极大地推动了人类的第 二次工业革命，故A、B正确不合题意；
C.氢能源动力汽车的燃料是氢气，氢气燃烧后的产物是水，不会污染环境，故C正确不合题意；
D.电动机比柴油机效率高，故D错误符合题意。
故选D。
【分析】AB.根据科学发展史的知识判断；
C.根据氢气燃烧的产物判断；
D.根据电动机的能量转化效率判断。
14．【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；能源与可持续发展；半导体特点及作用
【解析】【解答】A.发光二极管具有单向导电性，故A不符合题意；
B.核能和天然气都是不可再生能源 ，故B不符合题意；
C.北斗卫星导航是通过电磁波传递信息的，故C符合题意；
D.能量的转化和转移具有方向性 ，故D不符合题意。
故选C。
【分析】A.半导体在芯片领域、电子通信领域应用广泛，发光二极管具有单向导电性；
B.知道常见的能源及其分类即可求解；
C.卫星是通过电磁波传递信息的；
D.知道能量的转化或转移具有方向性。
15．【答案】C
【知识点】能源与可持续发展
【解析】【解答】地球上的能源，除了地热能、潮汐能、核能以外，所有能源都来源于太阳能，可以说太阳是人类的“能源之母” ，故C符合题意，而A、B、D不合题意。
故选C。
【分析】根据地球上能量来源的知识判断。
16．【答案】核裂变；不可
【知识点】能源及其分类；核裂变
【解析】【解答】核裂变和核聚变都能释放能量，核能发电是利用核裂变时放出的核能来发电的；核能不可能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源。
【分析】获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。
17．【答案】做功；2.52×107；0.36
【知识点】做功改变物体内能；太阳能的相关计算
【解析】【解答】解：（1）飞船返回舱进入大气层后，由于空气摩擦，飞船克服摩擦力做功，使得飞船的内能增加、温度升高，所以外壳会被烧得通红；（2）水吸收的热量： Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×200kg×30℃=2.52×107J；（3）由题可知，Q放=Q吸=2.52×107J；根据Q放=qV可得，需要完全燃烧天然气的体积：
V= = =0.36m3．故答案为：做功；2.52×107；0.36．
【分析】（1）改变物体内能的两种方法：一是做功，二是热传递；当克服摩擦力做功时，物体的内能增加、温度升高；（2）已知水的质量、比热容、升高的温度，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；（2）由题知Q放=Q吸，再利用燃料完全燃烧放热公式Q放=qV计算需要天然气的体积．
18．【答案】不可再生；裂变；二次能源；方向性
【知识点】能源及其分类；核电站发电过程中的能量转化；核聚变；核裂变；能源与可持续发展
【解析】【解答】 石油和天然气属于不可再生能源。为了降低对化石能源的依 赖，我国正在大力开发核能发电，核反应堆中利用核裂变释放能量通过汽轮机将能量转化成机械能，再通过发电机最终转化成电能，产生的电能属于二次能源，在发电过程中因摩擦产生的内能无法自动汇集起来转化为汽轮机为其提供的机械能，这反映了能量的转化具有方向性。
第一空填写：不可再生；第二空填写：裂变；第三空填写：二次能源；第四空填写：方向性
【分析】将质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做聚变，自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变。核电站的核能反应属于核裂变。能量的转移和转化都是有方向性的，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。
19．【答案】电磁波；不可再生
【知识点】能源与可持续发展；电磁波的传播
【解析】【解答】5G基站利用电磁波传递信息。天然气消耗后不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。
故答案为：电磁波；不可再生。
【分析】根据(1)电磁波可以传递信息。
(2)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)、核能分析得出。
20．【答案】太阳；内
【知识点】能量的转化或转移；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】光伏发电时，利用太阳能电池板将太阳能转化为电能。“零碳甲醇”是燃料，在燃料燃烧时，将化学能转化为内能。
【分析】太阳能电池消耗太阳能，转化为电能；燃料燃烧时，化学能转化为内能。
21．【答案】可；70；；；吃水深度较浅，适用海域范围较广
【知识点】燃料的热值；能源及其分类；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】（1）风能属于可再生能源，在短时间可以再次产生；
（2）根据甲图，单个叶片长度比浮式基础上方圆筒状柱子稍短些，而圆柱高83米，单个叶片长度约为65~80m。
（3）海油观澜号漂浮在海面上，根据漂浮条件，计算浮力为：
F浮=G=mg=1.1×107kg×10N/kg=1. 1×108N
计算排开海水的体积为：
；
（4）根据单位换算，每年发电量将达为：W=2.2×107kW·h=2.2×107×3.6×106J=7.92×1013J；
消耗天然气的质量为
；
（5）半潜式海浮式风电平台基础吃水深度较浅，适用海域范围较广。
【分析】（1）风能属于可再生能源；
（2）根据长度间的关系，判断长度；
（3）漂浮的物体的物体受到的浮力等于物体的重力；利用，计算排开液体的体积；
（4）根据计算消耗的燃料；
（5）半潜式海浮式风电平台，吃水深度较浅，适用海域范围较广。
22．【答案】（1）一次能源
（2）磁场；电磁感应
（3）裂变；可控
（4）1.8×1017
（5）放射
【知识点】核聚变
【解析】【解答】解：（1）核能能够从自然界直接获得，因此属于一次能源；
（2）发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线运动，从而产生感应电流，这就是电磁感应现象；
（3）目前人类利用核能发电是利用可控的核裂变来工作的；
（4）6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量：Q=mq=6×109kg×3×107J/kg=1.8×1017J；
（5）核电站的核废料具有放射性，会对环境造成相当大的危害．
故答案为：
（1）一次能源；
（2）磁场；电磁感应；
（3）裂变；可控；
（4）1.8×1017；
（5）放射．
【分析】（1）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；
（2）发电机都是通过闭合电路的线圈在磁场中做切割磁感线运动而发电的，即都是利用电磁感应现象发电的；
（3）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种可控核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种不可控核反应；
（4）根据Q=mq进行计算即可；
（5）核废料的放射性是其危害环境的主要原因．
23．【答案】半导体；自由电荷；绿色、环保、节能；光伏电池工作时，将什么能转化为什么能？
【知识点】能量的转化或转移；太阳能及其利用与转化；半导体特点及作用
【解析】【解答】（1）由“光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电。”可知光伏电池是是一种具有光、电转换特性的半导体器件。
（2）由“在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷。”可知光伏电池是利用了在晶体硅中掺入磷或硼等元素，使这种材料在阳光的照射下可以产生自由电荷，并且通过定向移动在电池两端形成电压。
（3）由“光伏发电是最优质的绿色能源之一”，“目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一 ”可知光伏电池的优点有绿色、环保、节能等。
（4）光伏电池工作存在能力转化，提出问题：光伏电池工作时，将什么能转化为什么能？
【分析】（1）由文中“光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件”可知；
（2）由“在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷。”可知；
（3）由“光伏发电是最优质的绿色能源之一”，“目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一 ”可知；
（4）光伏电池工作存在能力转化。
24．【答案】利用太阳能的好处：无污染、环保、可再生；C；60℃；电；机械能
【知识点】比热容；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】（1）太阳能有很多好处：如无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭）。
（2）太阳能电池板是由半导体制成的，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3）太阳能热水器中的水一天吸收的热量：Q=3×106J×2.1×8×50%=2.52×107J，
计算水温度的变化量：
，则水的末温：t2=t1+Δt=20℃+40℃=60℃；
（4）太阳能电池板消耗太阳能，得到电能，将光能转化为电能；电动机工作时，将电能转化为机械能。
【分析】（1）太阳能可再生，无污染、清洁环保；
（2）太阳能电池板是半导体材料制成的；
（3）根据太阳能电池板的面积、光照时间，计算总热量；根据，计算水的温度差，再计算末温；
（4）太阳能电池板将太阳能转化为电能；电动机将电能转化为机械能。
25．【答案】（1）电磁波
（2）聚变；1.368×1014；4.56×106
【知识点】核聚变；信息与信息传播
【解析】【解答】(1)声音传播需要介质，所以，地面科技人员对“嫦娥五号”的控制是靠电磁波来传递数据信息的。(2)人们可利用月球土壤中丰富的氦-3与氘核结合成新的原子核，是核聚变过程。根据短文知道，“1kg氦-3便可产生6.84×1013 J的能量”故2kg氦-3可产生的能量 由 知道，需要完全燃烧煤的质量
【分析】（1）传统的有线通信是靠电子传递信息，无线通信是靠电磁波来传递信息的；
（2）核裂变是质量较大的原子核分裂成较小的原子核，核聚变是质量较小的原子核聚合成较大的原子核；结合释放的能量除以煤炭的热值即可。
26．【答案】（1）解：水的体积
V=200L=0.2m3
水箱里的水的质量
水吸收的热量
（2）解：由题可知，煤气完全燃烧放出的热量
需要燃烧煤气的质量
【知识点】燃料的热值；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）水箱装满水时水的体积和水箱的容积相等，根据密度公式求出水的质量；知道水的质量和水的初温、末温以及水的比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（2）知道煤气灶的效率，利用效率公式求出煤气完全燃烧放出的热量，再利用Q=mq求出需要煤气的质量。
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