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第二十二章 能源与可持续发展 单元同步复习检测卷
一、单选题
1．下列关于信息、能源与材料的说法正确的是（ ）
A．目前的核电站都是利用核聚变释放的能量发电的
B．天宫站的太阳能帆板可以把太阳能转化为化学能
C．LED指示灯主要是由超导材料制成的
D．雷达是利用电磁波进行定位和导航的
2．近年来，我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就，下列说法正确的是（ ）
A．量子计算机中的电子器件都是由超导体制成
B．水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用
C．新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作原理与内燃机的工作原理相同
D．光纤通信，是利用光在纤维材料中多次反射传输信息的
3．下列关于信息、能源和材料的说法中正确的是（ ）
A．LED灯内的发光二极管是由超导材料制成的
B．手机用无线Wifi信号上网是利用电磁波传递信息
C．现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
D．太阳能、水能、天然气是可再生能源
4．以下关于节约能源的叙述中，错误的是（ ）
A．每个人都应有节能的常识
B．设法提高能源的利用率
C．用新技术更新改造耗能大的装置
D．由于能源有限，因此应停止使用一切能源
5．有关“能源、材料与社会”的下列说法中不正确的是（ ）
A．能量是守恒的，故不会有能源危机
B．能量转移与转化具有方向性
C．半导体可以用来制作LED灯
D．利用核裂变原理修建核电站
6．下列说法正确的是（ ）
A．化石能源只要合理利用就不会产生污染
B．北斗卫星之间利用超声波相互传递信息，实现“星间链路”
C．航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料
D．嫦娥五号在大气中拖着长长的尾焰返回的过程将机械能转化为内能
7．下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（ ）
A．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导材料
B．太阳能和核能都是可再生能源
C．我国的北斗卫星导航系统是利用超声波来传递信息的
D．塑料和银都是很好的绝缘材料
8．2025 年 1 月 20 日，我国全超导托卡马克核聚变(EAST)实验装置实现了超亿度、1066 秒的长脉冲高约束模等离子体运行，创下了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录。下列关于核能的说法中正确的是( )
A．原子弹利用的是原子核裂变释放的能量
B．氢弹是利用加以控制的核聚变释放能量
C．目前我国建设的核电站利用了题中原理
D．太阳内部的氦原子核正在聚变释放能量
9． 2023年5月30日，我国神舟十六号载人飞船成功发射，以下说法正确的是（ ）
A．火箭升空利用了力的作用是相互的
B．神舟十六号进入预定轨道后受到平衡力的作用
C．宇航员在空间站中不受地球引力的作用
D．太阳能帆板打开后接收的太阳能是不可再生能源
10．2017年，共享单车风靡郑州，如图是街头的摩拜单车．单车车锁内有一张手机卡，开锁时车锁、手机和服务器通过微信交换信息．下列描述不正确的是（ ）
A．打开车锁是通过超声波来完成信息交换的
B．蜂窝轮胎可以减轻轮胎重量
C．二代摩拜单车车筐内的太阳能电池板把太阳能转化为电能
D．单车轮毂内侧涂有反光涂层，增强安全性
二、填空题
11．手机已经进入“5G”时代，所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。“5G”手机传递信息的载体是频率更高的 (选填“超声波”或“电磁波”)；用充电宝给手机充电时，消耗的电能为 (选填“一次”或“二次”)能源。
12．手机是靠 连接 Wi-Fi；手机的彩色画面是利用红、 、蓝三种色光混合而成。风能属于 次能源。
13．Wif是一种可以将电脑、手机等终端设备互相连接的技术， 常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现的。路由器是通过 向四周的终端设备传递信息的.核电站是使用原子核 (选填“聚变”或“裂变”)释放的能量来发电的，发电机产生的电能属于能源 (选填“一次”或“二次”).
14．2020年12月27日，国家西电东送重点工程——乌东德水电站送电广东、广西特高压多端柔性直流示范工程正式建成投产。如图所示乌东德水电站位于四川省会东县和云南省禄劝县交界处金沙江河道上，水电站最大坝高270米，总库容74.08亿立方米。水能属于 （选填“不可再生”或“可再生”）能源；正在流动的水具有 能，修筑拦河坝的主要作用是提高水的 能。
15．2014年9月8日“玉兔号”月球车再次苏醒，发来信息．
（1）“玉兔号”在月球上工作的能源主要来源于太阳能，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源．它科学探测得到的图象和数据是通过 （选填“声波”或“电磁波”）传递到地球的．
（2）“玉兔号”的车轮采用网状材质，加入多个锯齿形结构，它在月面行走时，印出一道深深的印痕，说明力能改变物体的 ．
（3）月球车快速行进时，1min可通过3m的路程，它运动的速度是
16．太阳能是一种新能源，它属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是将核能最
终转化为 能的发电站．
17．
2017年12月，由我国自主研发与铺设的全球首段光伏高速公路在山东亮相，如图所示。高速路面下铺设了一层太阳能电池板且预留有金属线圈，未来可实现对其上运动的电动汽车进行无线充电。太阳能电池板可以把光能转化成 ；若将预留的金属线圈与太阳能电池相连，线圈周围就会产生 ；当电动汽车内的线圈随汽车运动时，线圈在做 运动会在汽车的线圈中产生 电流，从而实现运动中的无线充电，解决电动汽车充电难的问题。
18．年月日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施第三次近火制动，进入近火点千米、远火点万千米、周期为个火星日的火星停泊轨道，开始科学探测。
（1）太阳能属于 能源。选填“可再生”或“不可再生”
（2）火星车安装了太阳能电池板进行能量转化，其能量转化方式是将太阳能转化为 能。
（3）火星车采用钛合金、铝合金等材料制造，为保证火星车能够正常在火星上运行，钛合金、铝合金应具备的性能是 。答一点即可
三、计算题
19．如图是一艘完全依靠太阳能驱动的船。船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在某次航行中，太阳能船受到水平方向的牵引力是，在水平海面上匀速直线运动的速度为0.5m/s。求：
（1）太阳能船航行50s所运动的距离；
（2）牵引力在这段时间内做的功；
（3）太阳能船在这段时间内的效率。
20．某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃，已知C水=4.2×103J/（kg ℃）．求：
（1）热水器中的是所吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8.4×107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
四、实验探究题
21．太阳能热水器可直接利用吸收的太阳光的热量来加热，故它具有环保、节能的优点．对市场调查后不难发现，不同品牌的太阳能热水器的表面都是黑色的．难道物体吸热的本领与颜色有关？对此，我们可以猜想：颜色越深，物体吸热本领就越强．
（1）为了验证此猜想，现设计了如下实验步骤，请你补充完整．
①选用四个 的容器，分别涂上黑、红、黄、白4种不同颜色；
②在容器中加入温度和体积均相同的水，并同时放到阳光下照射，每隔15min，测量各容器中水的温度值；
③将测量的结果记录在事先准备好的表格中，进行分析论证请设计并画出此表格 ．
（2）若上述猜想得到了证实，请以此为依据，分析企鹅背部黑色羽毛对它生存有利的一面．
（3）海南岛地理纬度较低，阳光充足，但在海口市却很少见到有应用太阳能热水器的用户，其原因可能是：(写出2条即可)
① ；
②
22．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想。
猜想1：太阳光照时间
猜想2：水量的多少
猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）
（1）关于猜想1小明同学认为借助 （填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是错误的；
（2）在研究猜想2时，小明利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢，这样的操作过程 （选填“合理”或“不合理”），理由是 ；
（3）为研究猜想3，小明准备了三个侧面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A中装满水使光垂直照射在透明玻璃水槽的表面，同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示：
t/min 0 2 4 6 8
ΔT/℃ 0 3.0 4.8 5.6 5.9
①请在图乙中描点作出t-ΔT图像；
②为进行对比，小明应在水槽 （选填B、C）中装入水，再进行实验；
③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定；小明了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热；已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水每侧单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2；则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 ；
（4）你对水吸收太阳能的升温快慢的影响因素还有什么猜想： 。
23．新华网重庆3月31日电，3月31日1时35分，从缅甸曼德勒起飞的全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，在飞越群山，历经约20小时30分航行1500公里后，犹如一只巨大的风筝，安静地降落在重庆江北国际机场．
“阳光动力2号”是瑞士设计的一款能够在不添加任何燃料、不排放任何污染物的情况下昼夜飞行的飞机，机身使用的碳纤维蜂窝夹层材料，每立方米质量仅25克，机翼有72米，质量仅有2300千克，和一辆小汽车相当．机翼上装载的17248块太阳能电池板为飞机提供了持续的可再生能源．这些电池板每块仅厚135μm，相当于人类的一根头发丝．从上述可知：
（1）太阳能电池板的作用是将 能转化为电能．
（2）135μm= m．
（3）“阳光动力2”从曼德勒飞到重庆的平均速度 km/h．
（4）在飞行过程中，以 为参照物飞行员是运动的．
（5）机翼制成图乙所示的形状，使得飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，所以下方空气的压强 上方空气的压强（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
（6）飞机与地面之间的信息传播是通过 波来实现实，这种波在空气中的传播速度大约是 m/s．
五、综合题
24． 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.
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第二十二章 能源与可持续发展 单元同步复习检测卷
一、单选题
1．下列关于信息、能源与材料的说法正确的是（ ）
A．目前的核电站都是利用核聚变释放的能量发电的
B．天宫站的太阳能帆板可以把太阳能转化为化学能
C．LED指示灯主要是由超导材料制成的
D．雷达是利用电磁波进行定位和导航的
【答案】D
【解析】【解答】A．目前的核电站都是利用核裂变释放的能量发电的，A不符合题意；
B．天宫站的太阳能帆板把太阳能转化成电能，B不符合题意；
C．LED指示灯主要是由半导材料制成的，C不符合题意；
D．雷达是利用电磁波进行定位和导航的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核电站利用核裂变释放能量；太阳能电池板将太阳能转化外电能；LED灯是半导体材料；雷达利用电磁波传递信息。
2．近年来，我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就，下列说法正确的是（ ）
A．量子计算机中的电子器件都是由超导体制成
B．水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用
C．新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作原理与内燃机的工作原理相同
D．光纤通信，是利用光在纤维材料中多次反射传输信息的
【答案】D
【解析】【解答】A、量子计算机中的电子器件由很多半导体材料制成，故A错误。
B、火力发电是不可再生能源的利用，故B错误。
C、新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作原理是化学能转化为电能，故C错误。
D、光纤通信，是利用光在纤维材料中多次反射传输信息的，且发生全反射，故D正确。故选D。
【分析】量子计算机中的很多元器件属于半导体材料，水力、风力属于可再生能源，内燃机的工作原理是内能转化为机械能，光纤通信中光在光纤结构中发生全反射。
3．下列关于信息、能源和材料的说法中正确的是（ ）
A．LED灯内的发光二极管是由超导材料制成的
B．手机用无线Wifi信号上网是利用电磁波传递信息
C．现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
D．太阳能、水能、天然气是可再生能源
【答案】B
【解析】【解答】A．LED灯内的发光二极管是由半导体材料制成的，A不符合题意；
B．手机用无线Wifi信号上网是利用电磁波传递信息，B符合题意；
C．现有的核电站都是利用核裂变释放能量来发电的，C不符合题意；
D．太阳能、水能、是可再生能源，而天然气是不可再生能源，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】LED发光二极管是半导体；WIFI利用电磁波传递信息；核电站利用裂变释放能量；天然气不可再生。
4．以下关于节约能源的叙述中，错误的是（ ）
A．每个人都应有节能的常识
B．设法提高能源的利用率
C．用新技术更新改造耗能大的装置
D．由于能源有限，因此应停止使用一切能源
【答案】D
【解析】【解答】解：A、节约能源，低碳环保是当今社会倡导的一种生活方式．不合题意．
B、高能源的利用效率，是节约能源的重要措施．不合题意．
C、提新技术更新改造能耗大的装置，提高了能量的利用率，可以节约能源．不合题意．
D、能源的利用是为人类来服务的，停止使用能源，是不符合实际的，符合题意．
故选D．
【分析】节约能源是指尽量提高能量的利用效率，防止能量的损耗，将其与选择项对应，即可得到答案．
5．有关“能源、材料与社会”的下列说法中不正确的是（ ）
A．能量是守恒的，故不会有能源危机
B．能量转移与转化具有方向性
C．半导体可以用来制作LED灯
D．利用核裂变原理修建核电站
【答案】A
【解析】【解答】解：A、能量在使用中发生转化和转移，总量是不会变化的，但能源不是取之不尽用之不竭的，也会发生危机，此选项错误；
B、能量转化和转移过程是具有方向性，此选项正确；
C、LED节能灯的核心元件发光二极管是用半导体材料制成的，此选项正确；
D、核电站是利用可控的核裂变释放的核能发电的，此选项正确．
故选A．
【分析】（1）能量是守恒的，但消耗的能源产生的能量不能充分利用，以其它能量的形式损失掉；
（2）能量在转化中具有方向性，即由电能转化为内能，但内能不能全部转化成电能；能量的传递是从高温物体传向低温物体，但不能够从低温物体传递到高温物体，故能量的转移也是有方向性的；
（3）半导体可以用来制作LED灯；
（4）核电站是利用核裂变释放的核能发电的．
6．下列说法正确的是（ ）
A．化石能源只要合理利用就不会产生污染
B．北斗卫星之间利用超声波相互传递信息，实现“星间链路”
C．航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料
D．嫦娥五号在大气中拖着长长的尾焰返回的过程将机械能转化为内能
【答案】D
【解析】【解答】A．化石能源只要燃烧就会有废气产生，就会污染环境，A不符合题意；
B．超声波不能在真空中传播，北斗卫星之间利用电磁波相互传递信息，实现“星间链路”，B不符合题意；
C．航空器材常采用高强度、小密度的合金或新型合成材料，这样在体积一定的情况下，质量较小，C不符合题意；
D．嫦娥五号在大气中拖着长长的尾焰返回的过程中由于与大气摩擦产生大量的内能，此过程将机械能转化为内能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源。
能量在转移、转化过程中总是守恒的，但是能量的转化具有方向性，在能源的使用过程中，使能源从便于利用的变成不便于利用的，所以说能量虽守恒但还是要节约能源。
7．下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（ ）
A．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导材料
B．太阳能和核能都是可再生能源
C．我国的北斗卫星导航系统是利用超声波来传递信息的
D．塑料和银都是很好的绝缘材料
【答案】A
【解析】【解答】解：A、二极管是利用半导体材料制成的．故A正确．
B、太阳能是可再生能源，核能是不可再生能源．故B错误．
C、北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息．故C错误．
D、塑料是绝缘体，银是导体．故D错误．
故选A．
【分析】（1）半导体可以做出许多电子元件，例如二极管、三极管等．（2）可再生能源的特点是可以重复利用，取之不尽用之不竭，例如风能、水能、太阳能等．核能不属于可再生能源．（3）北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息．（4）金属是导体，塑料是绝缘体．
8．2025 年 1 月 20 日，我国全超导托卡马克核聚变(EAST)实验装置实现了超亿度、1066 秒的长脉冲高约束模等离子体运行，创下了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录。下列关于核能的说法中正确的是( )
A．原子弹利用的是原子核裂变释放的能量
B．氢弹是利用加以控制的核聚变释放能量
C．目前我国建设的核电站利用了题中原理
D．太阳内部的氦原子核正在聚变释放能量
【答案】A
【解析】【解答】A、原子弹是利用核裂变的链式反应，在极短时间内释放巨大能量，该说法正确。
B、氢弹利用的是核聚变释放能量，但目前核聚变无法被人为控制，氢弹的核聚变是不可控的，该说法错误。
C、我国核电站利用的是核裂变发电，而题干中托卡马克装置是研究可控核聚变，二者原理不同，该说法错误。
D、太阳内部是氢原子核发生核聚变（氢聚变成氦）释放能量，并非氦原子核聚变，该说法错误。
故答案为：A。
【分析】1、核反应的类型：核裂变：重原子核分裂成较轻原子核，释放能量，可人工控制（如核电站、原子弹）。
核聚变：轻原子核聚合成较重原子核，释放能量，目前不可控（如氢弹、太阳内部反应），托卡马克装置致力于实现可控核聚变。
2、核能的应用：原子弹：不可控核裂变。
氢弹：不可控核聚变。
核电站：可控核裂变。
3、太阳的能量来源：太阳内部持续发生氢原子核的核聚变反应，释放出光和热。
9． 2023年5月30日，我国神舟十六号载人飞船成功发射，以下说法正确的是（ ）
A．火箭升空利用了力的作用是相互的
B．神舟十六号进入预定轨道后受到平衡力的作用
C．宇航员在空间站中不受地球引力的作用
D．太阳能帆板打开后接收的太阳能是不可再生能源
【答案】A
【解析】【解答】A.火箭升空时，燃气受到向下的推力，同时燃气对火箭施加向上的反作用力，即利用了力的作用是相互的，故A正确；
B.神舟十六号进入预定轨道后，速度大小和方向都不断变化，因此不受平衡力的作用，故B错误；
C.宇航员在空间站中仍然受到地球引力的作用，否则不会围绕地球做圆周运动，故C错误；
D.太阳能帆板打开后接收的太阳能，可以在短时间内得到补充，是可再生能源，故D错误。
故选A。
【分析】A.根据力的作用的相互性分析；
B.当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，才处于平衡状态，受到平衡力；
C.对空间站进行受力分析；
D.可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源。
10．2017年，共享单车风靡郑州，如图是街头的摩拜单车．单车车锁内有一张手机卡，开锁时车锁、手机和服务器通过微信交换信息．下列描述不正确的是（ ）
A．打开车锁是通过超声波来完成信息交换的
B．蜂窝轮胎可以减轻轮胎重量
C．二代摩拜单车车筐内的太阳能电池板把太阳能转化为电能
D．单车轮毂内侧涂有反光涂层，增强安全性
【答案】A
【解析】【解答】解：
A、打开车锁是通过电磁波来完成信息交换的，故A错误；
B、蜂窝轮胎可以减小轮胎的体积，根据m=ρV可知，可以减轻轮胎重量，故B正确；
C、摩拜单车车筐内的太阳能电池板可以把太阳能转化为电能储存起来，故C正确；
D、摩拜单车前后车轮轮毂内侧有反光涂层，大大增大了光的反射面，能使周围的人看见，增大了安全性，故D正确．
故选A．
【分析】（1）电磁波可以传递信息；（2）根据密度的公式分析；（3）太阳能电池板能把太阳能转化为电能；（4）光的反射是一种光学现象，指的是光在传播到不同介质中时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质的现象．
二、填空题
11．手机已经进入“5G”时代，所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。“5G”手机传递信息的载体是频率更高的 (选填“超声波”或“电磁波”)；用充电宝给手机充电时，消耗的电能为 (选填“一次”或“二次”)能源。
【答案】电磁波；二次
【解析】【解答】手机的文字、图片信息都是电信号，且电磁波的频率比超声波更高，所以“5G”手机传递信息的载体是频率更高的电磁波。电能是由其他形式的能转化而来，属于二次能源。
【分析】手机传递信息利用电磁波；电能属于二次能源。
12．手机是靠 连接 Wi-Fi；手机的彩色画面是利用红、 、蓝三种色光混合而成。风能属于 次能源。
【答案】电磁波；绿；一
【解析】【解答】我们使用的手机是通过电磁波连接Wi-Fi的。手机画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的。风能可以从自然界直接获取，属于一次能源。
【分析】手机是通过电磁波传递信息；光的三原色是红、绿、蓝；风能属于一次能源。
13．Wif是一种可以将电脑、手机等终端设备互相连接的技术， 常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现的。路由器是通过 向四周的终端设备传递信息的.核电站是使用原子核 (选填“聚变”或“裂变”)释放的能量来发电的，发电机产生的电能属于能源 (选填“一次”或“二次”).
【答案】电磁波；裂变；二次
【解析】【解答】（1）路由器是通过电磁波向四周的终端设备传递信息的；
（2）核电站是使用原子核裂变释放的能量来发电的；
（3）发电机产生的电能由机械能转化而来，为二次能源。
【分析】（1）根据电磁波的应用解答；
（2）根据核电站的工作原理解答；
（3）直接从自然界获取的为一次能源，由其它能源转化而成的为二次能源。
14．2020年12月27日，国家西电东送重点工程——乌东德水电站送电广东、广西特高压多端柔性直流示范工程正式建成投产。如图所示乌东德水电站位于四川省会东县和云南省禄劝县交界处金沙江河道上，水电站最大坝高270米，总库容74.08亿立方米。水能属于 （选填“不可再生”或“可再生”）能源；正在流动的水具有 能，修筑拦河坝的主要作用是提高水的 能。
【答案】可再生；动；重力势
【解析】【解答】像水能以及动植物等可以长期提供或可以再生的能源叫可再生能源；像煤、石油、天然气等一旦消耗短期内不能再得到的能源叫不可再生能源。物体由于运动而具有的能量叫动能；流动的水在运动，具有速度，具有动能。修筑拦河坝的主要作用是提高水的高度来提高重力势能。
【分析】再短时间内能再生的资源叫做可再生资源，比如水资源、太阳能；再短时间内不能再生的资源叫做可不可再生资源，比如核能、煤炭、石油；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
15．2014年9月8日“玉兔号”月球车再次苏醒，发来信息．
（1）“玉兔号”在月球上工作的能源主要来源于太阳能，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源．它科学探测得到的图象和数据是通过 （选填“声波”或“电磁波”）传递到地球的．
（2）“玉兔号”的车轮采用网状材质，加入多个锯齿形结构，它在月面行走时，印出一道深深的印痕，说明力能改变物体的 ．
（3）月球车快速行进时，1min可通过3m的路程，它运动的速度是
【答案】可再生；电磁波；形状；0.05m/s
【解析】【解答】解：
（1）太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源；
月球上没有空气，而真空不能传声，而电磁波可以在真空中传播，所以科学探测得到的图象和数据是通过电磁波传递到地球的；
（2）“玉兔号”月球车在月面行走时，印出一道深深的印痕，说明力能改变物体的形状；
（3）月球车的速度：v===0.05m/s．
故答案为：（1）可再生；电磁波；（2）形状；（3）0.05m/s．
【分析】（1）可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源；
电磁波和声音都能传递信息，电磁波传播不需要介质，声音传播需要介质；
（2）力的作用效果有二：改变物体的形状，改变物体的运动状态；
（3）根据速度的计算公式v=求出月球车的速度．
16．太阳能是一种新能源，它属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是将核能最
终转化为 能的发电站．
【答案】可再生；电．
【解析】【解答】解：太阳能取之不尽属于可再生能源；核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，即核电站最终是将核能转化为电能．
故答案为；可再生；电．
【分析】可以从自然界中源源不断地得到的能源叫可再生能源；核电站是利用核裂变获得能量得到电能．
17．
2017年12月，由我国自主研发与铺设的全球首段光伏高速公路在山东亮相，如图所示。高速路面下铺设了一层太阳能电池板且预留有金属线圈，未来可实现对其上运动的电动汽车进行无线充电。太阳能电池板可以把光能转化成 ；若将预留的金属线圈与太阳能电池相连，线圈周围就会产生 ；当电动汽车内的线圈随汽车运动时，线圈在做 运动会在汽车的线圈中产生 电流，从而实现运动中的无线充电，解决电动汽车充电难的问题。
【答案】电能；磁场；切割磁感线；感应
【解析】【解答】（1）太阳能电池板可以把光能转化成电能；
（2）若将预留的金属线圈与太阳能电池相连，线圈周围就会产生磁场；
（3）当电动汽车内的线圈随汽车运动时，线圈在做切割磁感线运动会在汽车的线圈中产生感应电流，从而实现运动中的无线充电，解决电动汽车充电难的问题。
【分析】（1）根据太阳能电池板的工作原理解答；
（2）根据电流的磁效应解答；
（3）根据电磁感应的知识分析解答。
18．年月日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施第三次近火制动，进入近火点千米、远火点万千米、周期为个火星日的火星停泊轨道，开始科学探测。
（1）太阳能属于 能源。选填“可再生”或“不可再生”
（2）火星车安装了太阳能电池板进行能量转化，其能量转化方式是将太阳能转化为 能。
（3）火星车采用钛合金、铝合金等材料制造，为保证火星车能够正常在火星上运行，钛合金、铝合金应具备的性能是 。答一点即可
【答案】（1）可再生
（2）电
（3）密度小
【解析】【解答】（1）太阳能在短时间可以获得，属于可再生能源；
（2）太阳能电池板消耗太阳能，得到电能，将太阳能转化为电能；
（3）火星车采用钛合金、铝合金等材料制造，由于钛合金、铝合金的密度小，硬度大。
【分析】（1）太阳能属于可再生能源；
（2）太阳能电池板将太阳能转化为电能；
（3）合金材料的密度较小。
三、计算题
19．如图是一艘完全依靠太阳能驱动的船。船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在某次航行中，太阳能船受到水平方向的牵引力是，在水平海面上匀速直线运动的速度为0.5m/s。求：
（1）太阳能船航行50s所运动的距离；
（2）牵引力在这段时间内做的功；
（3）太阳能船在这段时间内的效率。
【答案】解：（1）太阳能船航行的距离：s=vt=0.5m/s×50s=25m
（2）牵引力在这段时间内做的功：W=Fs=8×104N×25m=2×106J
（3）这段时间内吸收的太阳能：W光=Pt=5×105W×50s=2.5×107J
太阳能船的效率：
答：（1）太阳能船航行50s所运动的距离为25m；
（2）牵引力在这段时间内做的功为2×106J；
（3）太阳能船在这段时间内的效率为8%。
【解析】【分析】（1）根据s=vt，计算路程；
（2）根据W=Fs，计算牵引力做功多少；
（3）根据W=Pt，计算功率大小，利用，计算太阳能的利用率。
20．某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃，已知C水=4.2×103J/（kg ℃）．求：
（1）热水器中的是所吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8.4×107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
【答案】（1）解：热水器中水吸收的热量：
Q=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×40kg×（60℃﹣10℃）
=8.4×106J；
（2）解：天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=8.4×106J，
因为Q放=Vq
所以天然气的体积V= = =0.1m3．
【解析】【分析】（1）已知水的质量与初末温度，由热量公式可以求出水所吸收的热量．（2）根据Q放=Q吸，再根据Q放=Vq求出天然气的体积．
四、实验探究题
21．太阳能热水器可直接利用吸收的太阳光的热量来加热，故它具有环保、节能的优点．对市场调查后不难发现，不同品牌的太阳能热水器的表面都是黑色的．难道物体吸热的本领与颜色有关？对此，我们可以猜想：颜色越深，物体吸热本领就越强．
（1）为了验证此猜想，现设计了如下实验步骤，请你补充完整．
①选用四个 的容器，分别涂上黑、红、黄、白4种不同颜色；
②在容器中加入温度和体积均相同的水，并同时放到阳光下照射，每隔15min，测量各容器中水的温度值；
③将测量的结果记录在事先准备好的表格中，进行分析论证请设计并画出此表格 ．
（2）若上述猜想得到了证实，请以此为依据，分析企鹅背部黑色羽毛对它生存有利的一面．
（3）海南岛地理纬度较低，阳光充足，但在海口市却很少见到有应用太阳能热水器的用户，其原因可能是：(写出2条即可)
① ；
②
【答案】（1）形状、大小、材料均相同或完全相同；见下表(测量结果略)
容器颜色 15 min 30 min 45 min 60 min
黑
红
黄
白
（2）黑色羽毛吸热本领较强，可以吸收大量太阳光，用来取暖。
（3）海口长夏无冬，一年中需用热水洗澡的时间较少；产品宣传力度不够。
【解析】【解答】（1）所选择的容器必须相同，即形状、大小、材料均相同。
②选择几种不同的颜色，分别涂在表面，每15min观察一次，分析颜色与其温度的关系，表格设计如下：
容器颜色 15 min 30 min 45 min 60 min
黑
红
黄
白
（2）黑色可以吸收更多的热量，所以黑色羽毛吸热本领较强，为了取暖。
（3）海口长夏无冬，一年中需用热水洗澡的时间较少；太阳能一次性成本较高；产品宣传力度不够；市民环保节能的意识淡薄；海口最冷需热水洗澡的12月、1月日照较少；安装不方便等。
【分析】解决此题要知道太阳能照射物体可以把太阳能以热辐射的形式转移到物体上，改变物体的内能。
由题意可知，发现吸热的热水器表面都是黑色的，产生合理的猜测即：物体吸热本领与颜色是否有关，所以可以选择同样的几个容器，改变其颜色，控制水的初温和质量相同，观察它们在相同时间内温度的变化关系即可得出结论。
22．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想。
猜想1：太阳光照时间
猜想2：水量的多少
猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）
（1）关于猜想1小明同学认为借助 （填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是错误的；
（2）在研究猜想2时，小明利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢，这样的操作过程 （选填“合理”或“不合理”），理由是 ；
（3）为研究猜想3，小明准备了三个侧面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A中装满水使光垂直照射在透明玻璃水槽的表面，同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示：
t/min 0 2 4 6 8
ΔT/℃ 0 3.0 4.8 5.6 5.9
①请在图乙中描点作出t-ΔT图像；
②为进行对比，小明应在水槽 （选填B、C）中装入水，再进行实验；
③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定；小明了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热；已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水每侧单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2；则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 ；
（4）你对水吸收太阳能的升温快慢的影响因素还有什么猜想： 。
【答案】（1）效率
（2）不合理；没有控制受光面积相等
（3）；C；
（4）光照的角度、光照的强度
【解析】【解答】（1）功率是指做功的快慢，单位时间内做功越多，功率越大。效率指有效转化的能量占总能量的比重，与做功的总量及做功时间的长短没有直接关系。光热的转化效率越高，则单位时间内，水吸热越多，水升温越快，因此，根据效率的概念可知，水升温快慢与光照时间的长短没有关系，猜想1是错误的。
（2）探究水量的多少对水升温快慢的影响时，根据控制变量法，应控制水的受光面积相同，改变水量的大小，小明在做实验时，没有控制受光面积相同，受光面积的不同也有可能影响水温升高的快慢，因此，这样的操作过程不合理。
（3）①在坐标系中描出时间和温度对应点，用光滑的曲线连接起来，如图所示
②为了对比明显，应选择侧面厚度相差较大的水槽进行实验，因此，应选水槽C。
③水槽接收到的太阳能为P1S，水槽两面向周边散失的热量为2P2S，则水对太阳能的吸收效率为
（4）对水吸收太阳能的升温快慢的影响因素还可能有光照的角度、光照的强度等。
【分析】（1）效率是指单位时间内完成的工作量。
（2）做实验时，要控制无关的变量一致，不同的受热面积会影响水温升高的快慢。
（3）用数学描点法，描出时间和温度的对应点，用光滑的曲线连接起来。为了对比明显，应选择侧面厚度相差较大的水槽进行实验。水槽接收到的太阳能为P1S，水槽两面向周边的散失的热量为2P2S，则可求出水对太阳能的吸收效率。
（4）根据生活经验做出猜想。
23．新华网重庆3月31日电，3月31日1时35分，从缅甸曼德勒起飞的全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，在飞越群山，历经约20小时30分航行1500公里后，犹如一只巨大的风筝，安静地降落在重庆江北国际机场．
“阳光动力2号”是瑞士设计的一款能够在不添加任何燃料、不排放任何污染物的情况下昼夜飞行的飞机，机身使用的碳纤维蜂窝夹层材料，每立方米质量仅25克，机翼有72米，质量仅有2300千克，和一辆小汽车相当．机翼上装载的17248块太阳能电池板为飞机提供了持续的可再生能源．这些电池板每块仅厚135μm，相当于人类的一根头发丝．从上述可知：
（1）太阳能电池板的作用是将 能转化为电能．
（2）135μm= m．
（3）“阳光动力2”从曼德勒飞到重庆的平均速度 km/h．
（4）在飞行过程中，以 为参照物飞行员是运动的．
（5）机翼制成图乙所示的形状，使得飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，所以下方空气的压强 上方空气的压强（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
（6）飞机与地面之间的信息传播是通过 波来实现实，这种波在空气中的传播速度大约是 m/s．
【答案】（1） 太阳
（2） 1.35×10﹣4
（3）73.2
（4） 地面
（5） 大于
（6） 电磁 ；3×108
【解析】【解答】解：
（1）太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能．
（2）135μm=135×1×10﹣6m=1.35×10﹣4m；
（3）从曼德勒飞到重庆飞行路程s=1500km，t=20h30min=20.5h，
v==≈73.2km/h；
（4）在飞行过程中，飞机相对于地面有位置的变化，所以以地面为参照物飞行员是运动的．
（5）如图乙，飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，则下方空气的压强大于上方空气的压强，产生向上的压强差、压力差，向上的压力差．
（6）飞机与地面之间的信息传播是利用电磁波传递信息的，这种波在空气中的传播速度约为3×108m/s．
故答案为：
（1）太阳；（2）1.35×10﹣4；（3）73.2；（4）地面；（5）大于；（6）电磁；3×108．
【分析】（1）太阳能电池板获取太阳能，转化为电能，为飞机提供动力；
（2）1μm=1×10﹣6m，据此进行单位换算；
（3）知道从曼德勒到重庆的距离，和飞机的飞行时间，利用速度公式求）“阳光动力2”从曼德勒飞到重庆的平均速度；
（4）判断一个物体是运动个还是静止的关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的；
（5）流体压强与流速的关系：在流体流速越大的地方，压强越小；在流体流速越小的地方，压强越大；
（6）飞机与地面之间的信息传播是利用电磁波传递信息的，根据电磁波的速度分析答题．
五、综合题
24． 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】（1）可再生
（2）发电机的机舱、发电机组合体的重力G＝mg＝385×103 kg×10 N/kg＝3.85×106 N
（3）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）根据感应电流产生的条件可知，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．增速机是将风轮转动的速度增大后，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。
【解析】【解答】（1）风能在短时间可获得，是可再生能源；
（2）计算发电机的机舱、发电机组合体的重力G＝mg＝385×103kg×10N/kg＝3.85×106N；
（3）发电机的工作时，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）增速机对风力发电的作用和对发电功率很大，根据感应电流产生的条件可知，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．增速机是将风轮转动的速度增大后，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）风能是可再生能源；
（2）根据G=mg，计算重力；
（3）电磁感应是发动机的工作原理，将机械能转化为电能；
（4）导体切割磁感线的速度越大， 产生的电流越大。
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