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（培优卷）（含答案）

第第页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（培优卷）一、选择题（每题3分，共45分）1．下列说法正确的是：（）A．太阳能、风能和核能都是可再生能源B．光纤通讯是依靠超声波来传递信息的C．在通常情况下，铜、碳棒和陶瓷都属于导体D．酒精灯给水加热时，能量从火焰转移给水，却无法从水自动转移给火焰2．关于能量和信息，下列说法正确的是（）A．核能、水能和风能均是可再生能源B．有线电话是靠电流传递信息的C．目前人类的核电站是利用核聚变获取电能的D．不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同3．下列关于核能的说法，正确的是（）A．核能是一种化石能源，属于一次能源B．核能是可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展方向C．利用核能发电是直接将核能转化成电能D．核电站的核反应堆中发生的链式反应是可以控制的4．近年来我国科技多个领域不断取得新突破，例如：2021年，我国“和平”海底光缆计划启动；同年，我国人造太阳磁约束核聚变装置“东方超环”在7000万摄氏度下运行17.6分钟；2022年，冬奥园区无人驾驶车辆实现基于北斗提供的厘米级高精度定位服务。关于上述新科技成果，下列说法中正确的是（）A．光纤利用了光的折射B．中国人造太阳装置“东方超环”的反应原理与氢弹相同C．无人驾驶车辆的芯片主要材料是超导体D．“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位和导航5．我国天宫空间站使用4对柔性三结砷化镓太阳能电池板来发电，它的技术非常先进，光电转换效率超30％。下列说法正确的是（）A．太阳能电池板所用材料三结砷化镓是超导体B．太阳能电池板面积越大，发电效率越高C．太阳能电池板工作的效率超30％，表明太阳能电池板把至少30％的太阳能转化为化学能D．太阳能电池板工作的效率超30％，表明太阳能电池板把至少30％的太阳能转化为电能6．为防止化石燃料枯竭后出现能源危机，同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论，你认为错误的是（）A．积极研究和寻找新能源B．减少工农业能源用量C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电效率D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施7．为了实现“碳达峰、碳中和”的战略目标，我国正大力发展清洁能源技术，下列能源属于清洁能源的是（）A．太阳能 B．煤炭 C．石油 D．汽油8．如图是自然界中水的循环示意图，下列说法正确的是（）A．高山上的积雪升华，直接变成小水滴，升入天空B．水蒸气在高空遇冷时，有的凝固成小冰晶，有的液化成小水滴C．过量开采地下水可以解决部分饮水问题，且对环境不会造成影响D．江河湖海、土壤、植物中的水通过汽化，变成水蒸气升入天空9．下列关于材料、能源及信息的说法中，正确的是（）A．半导体元件具有许多独特的功能，半导体二极管具有单向导电性B．煤、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源C．光波、无线电波、声波都可以在真空中传播D．汽车上安装的倒车雷达是利用电磁波来传递信息的10．如图所示是武汉市的氢能源公交车。这种公交车不用加油、无需充电，3分钟“喝”满氢气，就能一口气跑上600公里，且全程零碳排放，连“滴”出来的水也能直接饮用。下列说法正确的是（）A．氢能源公交车使用的氢能源是一次能源B．停在站台上的公交车以旁边缓缓出站的另一辆公交车为参照物是静止的C．公交车发动机的能量损失中，燃气带走的能量最少D．汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了内能11．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．纳米材料制成的物体其强度和硬度会大大提高B．卫星通讯、互联网都是依靠电磁波传递信号的C．在通常情况下，铜、铅笔芯和纯净水都属于导体D．煤、石油、干电池、食物中贮存的能量是化学能12．我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源．下列正确的是（）A．可燃冰是可再生能源B．可燃冰的能量来自亿年前的太阳能C．可燃冰是核聚变反应生成的D．可燃冰燃烧时核能转化为内能13．下列能源是来自于太阳能的是（）A．潮汐能 B．地热能 C．天然气 D．核能14．《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15．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．煤气二、填空题（每空2分，共30分）16．为实现碳中和、碳达峰目标，我国大力发展无污染能源。如图所示，这是利用潮汐单向发电的示意图，左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，涨潮时，水进入海湾（如图-1）待内外水面高度相同，堵住通道（如图-2）潮落至最低点时开始放水带动发电机发电（如图-3）利用漂浮在水面的椭圆形水位监测仪（体积为2m3）可以实时监测水位高度，涨退潮时海湾内最高液面与最低液面间高度差为h=4m（图-1、-2）。（g取10N/kg，q无烟煤=3.6×107J/kg，海水密度取1.0×103kg/m3）根据相关信息，完成以下问题。（1）潮汐能属于（“可再生”或“不可再生”）能源；（2）若图-2中水位监测仪露出水面的体积占总体积的15，则水位监测仪的质量是多少（3）水坝中间有一细长的进出水孔（忽略水孔高度），水孔紧贴通道下表面，此处受到海水的最大压强是多少。水孔面积为S=4m，进出水流的最大速度为15m/s，则水孔进出水时，水流做功的最大功率是多少；（4）若发电机组发电的平均输出功率为2×106W，则利用潮汐发电1h产生的电能相当完全燃烧多少无烟煤放出的热量。17．2007年3月召开的欧盟峰会通过了一项协议：在2009年之前，彻底终结“白炽灯时代”，推广使用节能灯．（一只5W的节能灯与一只25W的白炽灯的发光效果相当）请你结合所学物理知识说出推广使用节能灯的理由（写出两点）①；②。18．辐射到地球上的太阳能，其中一部分被大地吸收了，温度升高，还有一部分被植物吸收了，那么大地吸收的那一部分太阳能转化成能，被植物吸收的太阳能转化成能．19．继2009年之后，今年3月27日在全球举行了一场名为“地球一小时”的熄灯接力活动，人们用黑暗的方式唤醒人类的环保意识，这个就是通过关灯的方式减少通电来减少电能消耗，我国家庭电路电压为V，如果小明家有100W的用电器停止使用1h，则节约用电J。20．科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们到海滨旅游提供了方便，而且节约了能源、减少了对环境的污染．某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0×103W，能为该房供应热水和在水上移动等提供能量．

(1)太阳能电池板将太阳能转化为能．

(2)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量，漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动．则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为N，太阳能转化为机械能的效率为．三、综合题（共8分）21．某款太阳能电池板，它能确保与日照方向始终垂直，使其吸收的太阳能最多。该电池板装有自动清洁装置。电池板相关参数如下表。水的比热容c＝4.2×10叶片面积光电转换效率充电效率清洁功率25m220%70%1kW（1）太阳能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）电池板自动清洁一次需要0.5h，需要消耗的电能为kW·h；若家庭电路消耗这一电能，标有“1200imp（3）某天，电池板接收太阳辐射的平均功率为1000W/m2，转化的电能直接供功率为3kW的用电器工作，多余的电能存储在电池中，晚上将当天存储的电能全部转化为内能，可以把50kg的水升高40℃，则当天的日照时间为min。四、实验探究题（共8分）22．创新小组同学在调研“太阳能使用情况”的综合实践活动中，发现不同型号的太阳能热水器水温上升快慢情况不一样，由此对水温上升快慢的影响因素进行了三种猜想：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）在研究猜想1时，小明同学根据所学知识可知猜想1是；（2）在研究猜想2时，小明利用如图一的装置，分别在长方体薄壁透明玻璃水槽中装入不同质量的水，发现照射时间相同时，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程，理由是；（3）为了研究猜想3，（如图二）小明准备了三个透明玻璃水槽（有盖，A、B受光面积相同，B容积较大，A、C容积相同，C受光面积较大），小明应选择A水槽和水槽进行对比实验，在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的正表面。同学们记录了水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示：A水槽t/min02468A水槽Δ03.04.85.65.9※水槽t/min02468※水槽Δ06.09.611.211.8①请在图中描点作出A水槽的ΔT-t图像；②分析表格数据可知，太阳能热水器水温上升快慢与受光面积（有关/无关）；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，水单位面积（研究中忽略薄水槽较小的四侧面积）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：（一点即可）。五、科普阅读题（共4分）23．阅读材料，回答问题垃圾分类与垃圾处理广东省每天产生将近12.4万吨的生活垃圾，如果处理不当，不仅会污染环境，还浪费资源，因此垃圾分类和科学处理尤为重要。目前采取的垃圾分类方法为“四分法”，即将垃圾分为有害垃圾，可回收物，厨余垃圾和其他垃圾。需要特别注意的是，现在生产的1号、5号、7号等干电池是低汞或者无汞电池，不属于有害垃圾。但纽扣电池，电子产品用的锂电池，电动车电瓶等铅蓄电池和镍镉充电电池仍须作为“有害垃圾”进行回收。垃圾处理厂对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆肥等处理，并把适合焚烧的生活垃圾送至焚烧厂，每充分燃烧1kg生活垃圾放出的热量大约为5.8×106J,焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动进行发电。每充分燃烧1kg生活垃圾可产生的电能大约为（1）手机锂电池属于（）A．有害垃圾 B．可回收物 C．厨余垃圾 D．其他垃圾（2）焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动进行发电，这个过程中能量转化是焚烧垃圾产生的内能转化为汽轮机的然后再转化成能。（3）垃圾发电不仅能变废为宝，产出电能，还能节约煤炭资源，如今，我国到处实施“限电令”，若忽略能量的损耗，完全燃烧100kg的生活垃圾所产生的热量可以节约kg的煤炭。q六、计算题（共5分）24．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℃。（q煤气（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】D【解析】【解答】A．核能是不可再生能源，故A错误；B．光纤通讯是依靠激光来传递信息的，故B错误；C．通常情况下，陶瓷是绝缘体，故C错误；D．火焰的温度一直高于水的温度，所以酒精灯给水加热时，能量从火焰转移给水，却无法从水自动转移给火焰，故D正确。故选D。

【分析】A.短时间内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；

B.根据光纤通讯的原理判断；

C.容易导电的物体是导体，铜、碳棒是导体；不容易导电的物体是绝缘体，如空气、陶瓷、塑料、橡胶等；

D.发生热传递时，热量总是从高温物传到低温物体或者从物体的高温部分传到低温部分。2．【答案】B3．【答案】D【解析】【解答】A．核能可以直接从自然界获取，是一次能源，故A错误；B．核能在不能在短时间内得到补充，属于不可再生能源，故B错误；C．核电站主要是利用核的裂变进行发电的，其过程是将核能转化为内能，内能对外做功转化为机械能，然后带动发电机发电，机械能再转化为电能，故C错误；D．核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故D正确。故选D。

【分析】A.直接从自然界获取的能源为一次能源；

B.可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源；

C.根据能量转化的知识判断；

D.根据核电站的工作原理判断。4．【答案】B5．【答案】D6．【答案】B【解析】【解答】AB.解决能源问题的根本出路是节约能源，提高现有能源利用率，积极寻找和开发新能源，给A正确不合题意，B错误符合题意：

C.输电过程要损耗部分电能，利用超导体送电，可以减少输电过程中的能量损失，提高输电效率，故C正确不合题意：

D.由于煤炭资源有限，因此研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施是可行的，故D正确不合题意。

故选B。

【分析】解决能源问题的根本出路是减少能源损耗，节约能源，提高现有能源利用率，积极寻找和开发新能源。7．【答案】A【解析】【解答】煤、石油、天然气是化石燃料，汽油是从石油中提炼的，燃烧时产生大量的二氧化碳和二氧化硫等有毒的气体，还有固体废弃物需要处理，不是清洁能源，太阳能的使用不会造成环境污染，属于绿色能源，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

【分析】绿色能源使用时，不会对环境造成危害，太阳能的使用，不会对环境产生危害。8．【答案】D【解析】【解答】A．积雪是固态的，直接变成气态的水蒸气，是升华现象，故A错误；B．水蒸气在高空遇冷，形成液态的小水滴是液化现象，形成固态的小冰晶，是凝华现象，故B错误；C．过量开采地下水虽然可以解决饮水问题，但对环境造成严重影响，故C错误；D．江河、湖海、土壤、植物中的水，由液态变成气态，是汽化现象，故D正确。故选D。

【分析】从固体变为气体是升华现象；气体变为固体是凝华现象，气体变为液体，是液化现象；液体变为气体是汽化现象。9．【答案】A10．【答案】D11．【答案】A【解析】【解答】A.因为纳米尺度很小，所以利用纳米科学技术生产的纳米材料制成的物体其强度和硬度会大大提高，A符合题意；

B.卫星通讯是利用微波传递信息，互联网也可以采用光纤通信方式，这个不是利用电磁波传递信息的，B不符合题意；

C.在通常情况下，纯净水是绝缘体，故C不符合题意；

D、煤、石油、干电池贮存的能量是化学能，食物中贮存的是生物能，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】纳米科学技术是纳米尺度内（0.1nm～100nm）的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子；微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信都是利用电磁波传递信息；导体：容易导电的物体叫导体，如：金属，人体，大地，酸、碱、盐的水溶液等；绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体，如：橡胶，玻璃，陶瓷，塑料，油，纯水等；化学能是一种很隐蔽的能量它不能直接做功，只有在发生化学变化的时候才释放出来，变成热能或其它形式的能量。12．【答案】B【解析】【解答】A、“可燃冰”开发使用后，会越来越少，不可能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；B、煤、石油、天然气等是化石燃料，是由古代动植物的遗体转化来的，而动植物体内的能量最初都可以追溯到太阳能，“可燃冰”又称天然气水合物，故B正确；C、可燃冰是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”．“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多，故C错误；D、可燃冰的主要成分是天然气，燃烧时化学能转化为内能，故D错误。故选：B【分析】天然气水合物俗称可燃冰，是一种新型能源，贮存于大海深处，其蕴藏量是地球上煤、石油的几百倍，因而是一种等待开发的巨大能源物质．化石燃料属于不可再生能源，属于一次能源；太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射，而且也包括像所有的化石燃料、水能、风能、海洋能等间接的太阳资源，还应包括绿色植物的光合作用固定下来的能量，即生物能．严格地说，除了地热能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这是“广义太阳能”；“可燃冰”又称天然气水合物，它是在海底的高压、低温条件下形成的；可燃冰燃烧时化学能转化为内能。13．【答案】C【解析】【解答】A、潮汐能和月亮有关，主要是由于月球对地球的引力产生的能量，故A不符合题意；B地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量，与太阳能无关，故B不符合题意；C煤、石油、天然气等是化石燃料，是由古代动植物的遗体转化来的，而动植物体内的能量最初都可以追溯到太阳能，故C符合题意；D核能又称原子能，指一些特殊物质在特殊条件下分裂或聚合，此时会产生惊人的能量。一般获得核能的途径为重核裂变和轻核聚变，故D不符合题意。故选：C【分析】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”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能”相区别．地球上很多能源都是间接来自太阳能，如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气、风能、水能等都是由太阳能转化而来的。14．【答案】C【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。15．【答案】B【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。16．【答案】可再生；1.6×103kg；4×104Pa；2.4×106W；200kg17．【答案】节约电能；提高能源利用效率（任写两点）【解析】【解答】日光灯的优点很多：①节能：功率只有5W的节能灯亮度相当于25W的白炽灯，即亮度相同时功率较小，更为省电；②寿命更长：通过的电流小，产生的热量少，在相同的时间内灯丝升华的少，灯丝不断，灯就不坏；③不伤眼：在使用过程中不会感到灯管的跳动，这样眼睛不会感到疲劳和产生模糊感；④环保、安全：不会自然起火，所以是安全环保的。故答案为：节约电能；提高能源利用效率（任写两点）【分析】从节能灯与白炽灯的发光效果和功率等方面去分析解答。18．【答案】内；化学【解析】【解答】辐射到地球上的太阳能，其中一部分被地面吸收，地面的温度升高，内能增加，所以是太阳能转化为内能；太阳能被植物吸收，植物进行光合作用，促进植物生长，太阳能转化为植物的化学能储存起来。故答案为：内；化学【分析】自然界中的能量都以各种形式的能储存起来，在一定条件下可以相互转化；光合作用则是把接收到的光能转化为化学能贮存起来．据此结合实例可具体问题具体分析。19．【答案】时间；220；2.16×105J【解析】【解答】“地球一小时”，号召人们自愿关灯一小时，这是通过减少通电时间达到节约电能的；我国家庭电路的电压为220V；t=1h=3600s，由P=W60W的用电器一小时的用电量为：W=Pt=100W×3600s=3.6×105J。故答案为：时间；220；3.6×105J【分析】减少用电器的工作时间可以减少消耗电能；根据家庭电路电压来解答；