沪科版九年级物理 20.2能源的开发和利用 同步测试（含解析）

2018-2019学年沪科版九年级物理 20.2能源的开发和利用 同步测试
一、单选题
1.能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列相关说法中正确的是（　　）
A.?太阳能、风能和核能都是可再生能源B.?电报、电话都是利用超声波来传输信息的C.?超导材料常用来制作电饭锅的发热体D.?手机贴膜能防止屏幕粘上灰尘，是因为这种材料有较好的防静电特性
2.铀核的裂变不断地自行继续下去的现象叫???? (??? )
A.?裂变??????????????????????????B.?聚变??????????????????????????C.?链式反应??????????????????????????D.?以上三种说法都不对
3.下列几种能量来自于太阳的是(??? )
A.?核能????????????????????????????????B.?生物质能????????????????????????????????C.?地热能????????????????????????????????D.?潮汐能
4.下列能源中，不来源于太阳辐射能的是（　　）
A.?石油????????????????????????????????B.?天然气????????????????????????????????C.?江河水流能????????????????????????????????D.?核能
5.太阳能来自于（???）
A.?反射其它恒星的能量??????????????????????????B.?裂变??????????????????????????C.?链式反应??????????????????????????D.?聚变
6.核电站的核反应堆中发生的变化是（）
A.?质量大的原子核的裂变???????????????????????????????????????B.?质量小的原子核的聚变C.?裂变和聚变同时发生???????????????????????????????????????????D.?核物质燃烧释放出内能
7.目前世界上已建成的核电站都是利用（　　）
A.?原子核的聚变释放的能量来发电的??????????????????????B.?原子核的裂变释放的能量来发电的C.?放射性物质衰变释放的能量来发电的??????????????????D.?原子核聚变和裂变释放的能量来发电的
8.关于核能，下列说法正确的是（?? ）
A.?原子核很小，因此其中不可能存在大量的能量???????????B.?人们现在能够利用可控核聚变的能量C.?对于核裂变的链式反应，人们还不能控制???????????D.?无论是较大的原子核受激分裂，还是较小的原子核的结合，其中都会伴随着巨大的能量变化
9.如图是2012年中国能源消耗结构图，下列说法正确的是（　　）
A.?汽车所用由原油提炼的汽油属于可再生能源B.?使用原油是造成我国环境污染的最大来源，限购汽车能立即改善环境C.?我国主要消耗的能源是不可再生能源D.?核能是新能源，利用它不会污染环境，我国需要大力发展核电
10.3月11日，日本发生大地震，造成核污染，引起世界各国恐慌。以下对于核能的理解正确的是(????? )
A.?核电站利用的是核聚变释放的能量??????????????????????B.?核能是再生能源C.?马上停止核能的开发和利用????????????????????????????????D.?检查核设施防止核泄漏
二、填空题
11.氢气、煤、石油和太阳能这四种能源中，属于可再生能源的是________?和________?；某电台频道的频率为5×106Hz，这套节目的波长是________?m．
12.在煤、太阳能、风能、水能中，属于不可再生能源的是?________，属于一次能源的是?________
13.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________?（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能．
14.如图所示，为了形象的描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图．图甲表示的是________；图乙表示的是________，其中________（填“甲”或“乙”）图展示的是制造氢弹的原理．
15.如图是“光电互补型”太阳能热水器，晴天以吸收太阳能作为加热方式，阴雨天可用电加热方式．某该种太阳能热水器水箱内的水为120kg，当水温由15℃升高到45℃时，若在阴雨天，采用电加热方式进行工作时的效率为70%，则要消耗的电能是________?千瓦时．[c水=4.2×103J/（kg?℃）]．
三、解答题
16.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能．
太阳照射时间/h
装水量/kg
吸热板面积/m2
水升高的温度/℃
水的比热容/J（kg?℃）﹣1
太阳辐射功率/J?（m2?h）﹣1
10
100
2.5
50
4.2×103
1.68×106
求：（1）水在10h内吸收的热量．（2）如果水吸收的热量用天然气提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4×107J/m3 ， 天然气完全燃烧的热量全部被水吸收）
四、实验探究题
17. 3月11日，日本发生9.0级强震，造成福岛第一核电站核泄漏事故，引发了日本民众的恐慌，在中国也因此产生危“盐”耸听事件。请问：
（1）获得核能的方式有哪几种？
（2）中国今后该不该再建核电站？并说明你的理由。
五、综合题
18.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）从能量的转化与转移来看，发电机直接将________能转化成了________能。
（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）。
19.阅读以下材料，回答相关问题．原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成的，带正电的质子和不带电的中子组成了原子核，质子和中子统称为核子．如果把原子比作是一个直径100m的足球场，原子核就相当于一个乒乓球的大小．原子核虽小，却蕴含着巨大的原子核能，核电站正是利用核能来发电的，铀﹣235是一种重要的核燃料，一个铀﹣235原子有92个电子，其原子核由92个质子和143个中子组成，核子总和为235，铀﹣235因此而得名．由爱因斯坦的质能方程式E=mc2计算可知：1kg铀﹣235中全部发生裂变所释放的能量相当于2500t标准煤完全燃烧放出的热量．一座100万千瓦的火力发电厂，每年要烧掉约330万吨煤，而同样容量的核电站一年只用30吨核燃料．目前化石燃料在能源消耗中所占的比重仍处于绝对优势，但此种能源不仅燃烧利用率低，而且污染环境，在相同功率的情况下，核电站排放到环境中的有害物质比火电厂要少得多；核电站对周围居民的辐射影响，也远远低于燃煤电厂和天然辐射，对于在日常工作中不接触辐射性物质的一般人来说，每年也要受到空气中存在的放射性气体氡1～2毫希的辐射（毫希是辐射剂量的常用单位），核电站和原子弹的反应原理相同，都是利用核燃料在中子的轰击下产生链式反应放出能量，但原子弹会爆炸，核电站不会．核电站中铀﹣235的含量约为3%，而原子弹中的铀﹣235含量高达90%以上，正如啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以点燃，而啤酒则因酒精含量低却不能点燃一样．可见，核电是清洁而安全的能源．今年是中国核工业发展60年，中国核电发展30年．建国初期，一大批爱国科学家放弃了国外优越的工作和舒适的生活，毅然回到当时那个一穷二白的中国，我国核工业正是因为他们的无私和努力，让中国在这个领域拔地而起，原子弹、氢弹和核潜艇研制取得了圆满成功，大大提高了中国在世界的话语权，加快了我国实现核电自主化、系列化、规模化的发展进程，他们中的邓稼先、钱学森等多位科学家获得了“两弹元勋”的殊荣．能否正确地和平利用核能将成为世界各国正视的现实问题，实现世界无核化应成为各国认真思考的问题，世界和平才是人类的大同．
（1）下列科学家中，获得“两弹元勋”殊荣的是________?　A．邓稼先?????????? B．爱因斯坦???????????? C．杨振宁?????????? D．牛顿
（2）原子是由________?和电子组成的，其中电子带________?电；
（3）核电站是利用________?来发电的．（选填“化石能”或“核能”）

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】解：A、太阳能、风能可以从自然界源源不断的直接获得，因此是属于可再生能源，核能是不可再生能源，故A错误．B、电报和电话都是利用电磁波传递信息的，故B错误；C、超导体没有电阻，通电后不会发热，因此不能用在电饭锅上，故C错误；D、带电体能吸引灰尘等轻小物体，手机贴膜能防止屏幕粘上灰尘，说明这种材料具有防静电的特性，故D正确．故选D．【分析】（1）太阳能、风能、水能可以从自然界源源不断的直接获得，是可再生能源．（2）电磁波与超声波相比的传播速度更快，能携带的信息量更多；（3）超导体是电阻为零的材料，当电流通过时不会发热；（4）带电体具有吸引轻小物体的性质．
2.【答案】C
【解析】【解答】质量较大的原子核变成两个相差不大的原子核的现象叫做核裂变，这种核变结果不断地自行进行下去，就像雪崩一样，这种的现象叫做链式反应．
故选C．
【分析】当铀原子核在裂变时，产生大量的热，并且同时放出2-3个中子，产生的中子继续轰击分裂后的铀核，如此下去，越来越多的铀核同时裂变，将产生越来越剧烈的反应，我们把反应叫做链式反应．本题考查对核裂变基本概念的了解，知道链式反应指的是核裂变，而和平、安全地利用核裂变仍有很长的路要走．
3.【答案】B
【解析】【分析】太阳能是一种清洁、无污染的新的可再生能源，取之不尽用之不竭．地球上很多能源都间接来自太阳能，如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气等都是由太阳能转化而来的．
【解答】地热能是地球内部能量、潮汐能是月球与太阳共同作用的、核能是原子裂变聚变能．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．故选B．
【点评】本题主要考查学生对广义的太阳能的了解和掌握．
4.【答案】D
【解析】【解答】解：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”，故选项A、B、C不符合题意；故选D．【分析】太阳能是一种清洁、无污染的新的可再生能源，取之不尽用之不竭．地球上很多能源都间接来自太阳能，如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气等都是由太阳能转化而来的．
5.【答案】D
【解析】【分析】太阳的能量来自于它内部发生的核聚变．【解答】由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应．故选D．
6.【答案】A
【解析】【解答】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，而用人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理．故选A．【分析】裂变是由较重的原子核分裂成较轻的原子核，会释放出巨大的能量，原子弹和核电站都是利用了这一原理，这跟核聚变是不一样的过程．
7.【答案】B
【解析】【解答】解：核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是链式反应，是核裂变造成的；故选B．【分析】根据原子核聚变和裂变的条件，结合核电站的作用进行解答．
8.【答案】D
【解析】【解答】解：A、原子核虽小，但其中存在大量的能量，A不合题意；B、人们现在能够利用可控核裂变的能量，还无法利用可控核聚变的能量，B不合题意；C、对于核裂变的链式反应，人们已经能够控制，核反应堆就是利用了可控的核裂变，C不合题意；D、无论是较大的原子核受击分裂，还是较小的原子核的结合，其中都会伴随着巨大的能量变化，D符合题意．故答案为：D．【分析】原子核虽然很小，一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量；核裂变是可以控制的，而核聚变还不能控制 . 在人的干预下核燃料可以在核反应堆中安静地燃烧，根据这一特点人们建造了核电站 .
9.【答案】C
【解析】【解答】解：A、汽车使用的汽油是由石油加工而成，在短时间内无法从自然界得到补充，属于不可再生资源，故A错误；B、推行汽车“限购令”，能有有效控制汽车的数量，从而减少尾气排放，但不能立即改善环境，故B错误；C、煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故C正确；D、核泄漏、核废料具有很强的放射性，处理不当会对环境造成很大的破坏，故D错误．故选C．【分析】（1）人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，属于可再生能源；（2）根据汽车越多，尾气排放越多，危害越大进行解答；（3）化石能源会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；（4）核能发电有很多优点，但是核废料因具有放射线，故必须慎重处理．
10.【答案】D
【解析】【解答】核电站利用的是铀核裂变释放的能量，A错核能是不可再生能源，B错核能可以提供高能量服务于民，不能停止核能的开发和利用，C错检查核设施防止核泄漏，D对
二、填空题
11.【答案】氢气；太阳能；60
【解析】【解答】解：氢气和太阳能源源不断地从自然界获得，属于可再生能源；煤和石油是不可再生能源；电磁波的波长λ== =60m．故答案为：氢气；太阳能；60．【分析】（1）能够源源不断从自然界获得或可以重复利用的能源是可再生能源，不能源源不断地从自然界获得或不能重复利用的能源是不可再生能源；（2）已知波速与频率，由公式λ=可以求出电磁波的波长．
12.【答案】煤；煤、太阳能、风能、水能
【解析】【解答】解：太阳能、风能、水能可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源；煤会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；煤、太阳能、风能、水能都能够从自然界直接获得，属于一次能源．故答案为：煤；煤、太阳能、风能、水能．【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）可以在自然界里源源不断的得到补充的能源属于可再生能源，不可能在短期内从自然界得到补充的能源属于不可再生能源．
13.【答案】聚变
【解析】【解答】解：在太阳内部，太能之所以能发光发热，实质相当于无数个的氢弹爆炸而造成的，即氢原子核在超高温下发生聚变释放核能；而核电站利用的是核反应堆内的铀核发生裂变，即利用可控的链式反应释放核能的．故答案为：聚变．【分析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上．
14.【答案】核裂变；核聚变；乙
【解析】【解答】解：甲图中由一个较重的原子核变成较轻的原子核的核反应，是核裂变； 乙图是由较轻的原子核变成较重的原子核的核反应，是核聚变．其中乙图展示的是制造氢弹的原理．故答案为：核裂变；核聚变；乙．【分析】核裂变是指由较重的原子核变成较轻的原子核的核反应，核聚变是指由较轻的原子核变成较重的原子核的核反应．
15.【答案】6
【解析】【解答】解：水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×120kg×（45℃﹣15℃）=1.512×107J；由η=得：W===2.16×107J=6kW?h．故答案为：6．【分析】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量（有用能量）；利用效率公式求消耗的电能．
三、解答题
16.【答案】解：（1）水吸收的热量（有用能量）：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×50℃=2.1×107J；（2）由题知，Q放=Vq=Q吸=2.1×107J，需要天然气的体积：V===0.25m3；
【解析】【分析】（1）由表中数据知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，即Q放=Q吸 ， 再利用Q放=Vq求需要完全燃烧多少天然气；
四、实验探究题
17.【答案】（1）获得核能的方式有核裂变和核聚变?。（2）应该再建核电站；理由：核能清洁、长远成本低、运输花费少。
【解析】【解答】（1）物理学家用中子轰击铀，使铀这种重原子核分裂成两块中等质量的原子核，同时放出大量的能量，这种原子核反应叫做重核裂变，核裂变是目前利用核能的主要形式；后来，物理学家又发现了轻核在一定条件下能聚合成质量较大的核，同时也能放出大量的能量，这种反应称为轻核聚变，两种核反应都可产生很大的能量；（2）核能的优点是非常明显的，例如消耗很少的核燃料，就能产生大量电能，清洁、经济等特点都是其他能源与它无法相比的。核能是今后理想能源，因为它符合未来理想能源的条件，它们的优点：清洁、长远成本低、运输花费少。故答案为：（1）获得核能的方式有核裂变和核聚变；（2）应该再建核电站；理由：核能清洁、长远成本低、运输花费少。【分析】原子核结构发生变化时会释放出大量能量，这种能量称核能；核能的主要途径为核裂变和核聚变；核能的特点：①贮量丰富；②价格便宜；③技术成熟；④安全清洁。
五、综合题
18.【答案】（1）一次能源（2）磁场；电磁感应（3）机械；电（4）1.8×1017
【解析】【解答】（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产生电流，故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）目发电机是消耗机械能，产生电能的过程，故该过程是将机械能转化为电能的过程。（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。故答案为：（1）一次能源；（2）磁场；电磁感应；（3）机械；电；（4）1.8×1017【分析】可从自然界直接获得、不需要加工转换的能源叫一次能源，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）判断在各个部分是否发生了能量的转化，即观察在各个部分是否有新形式的能量产生即可；（4）根据Q=mq进行计算即可。
19.【答案】（1）A（2）原子核；负（3）核能
【解析】【解答】解：（1）由资料中“邓稼先、钱学森等多位科学家获得了“两弹元勋”的殊荣”可知应选A；（2）原子是由位于中心位置的原子核和核外电子组成，其中电子带负电；（3）核电站是利用核燃料在中子的轰击下产生链式反应放出能量，这种能量叫核能．故答案为：（1）A；（2）原子核；负；（3）核能．【分析】（1）可由资料中找到答案；（2）原子是由原子核和核外电子组成，其中电子带负电；（3）原子核发生聚变或裂变时释放出的能量叫核能．