2026-2027学年人教版九年级全一册第二十二章《能源与可持续发展》 单元素养达标评价卷（含解析）

人教版九年级全一册物理第二十二章能源与可持续发展

单元素养达标评价卷时间：45分钟满分：100分题序一二三四总分得分一、选择题（每小题4分，共40分）1.能源是人类生存与发展的重要基础。下列属于不可再生能源的是（

）A．风能 B．石油 C．地热能 D．太阳能2.下列选项中属于新能源的是（

）A．石油 B．潮汐能 C．煤炭 D．天然气3.如图是氘原子的核式结构模型，图中代表原子核的是（

）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁4.人类科学探究迈入新阶段，从微观的世界到宏观的宇宙，形成了从“粒子”到“星系”的完整科学探索链条。下列物体中空间尺度最小的是（

）A．中子 B．原子 C．月球 D．灰尘5.从海水中开采的氢核（氘、氚）所利用的核能属于（

）A．核裂变 B．核聚变 C．核衰变 D．化学反应6.“十四五”时期，我国核电装机容量1.25亿千瓦，居世界第一，核电累计发电量超过2万亿千瓦时，等效减排二氧化碳超过15.3亿吨。关于核能，下列说法正确的是（

）A．核能是二次能源 B．核能是一种新能源C．核能是可再生能源 D．目前核电站是通过聚变利用核能的7.2025年，广东省在多地推广如图所示的“风光互补”路灯系统，下列关于该系统涉及的能源说法正确的是（

）A．电能是不可再生能源 B．风能是不可再生能源C．化学能是一次能源 D．太阳能是一次能源8.能量守恒定律是自然界的基本定律之一，下列有关该定律的理解正确的是（

）A．根据该定律可知，某个人具有的能量总是保持不变B．“钻木取火”是创造内能的过程，说明能量可以从无到有创造出来C．自然界任何制造永动机的设想，无论它多么巧妙，都是徒劳D．一个单摆在来回摆动多次后总会停下来，说明能量是不守恒的9.课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的机械能”（如图），引发了小聪一些联想，下列说法错误的是（

）A．太阳能凉帽中的电池板先把太阳能转化为电能，风扇再把电能转化为机械能，太阳能实质上是太阳内部链式反应释放出的能量B．太阳能是可再生能源，电能是二次能源C．太阳光中的可见光红外线紫外线都是电磁波D．太阳能电池使用的主要材料是硅，硅是半导体10.在工业时代热机被广泛使用，燃料燃烧产生的排放物给环境带来了压力。下列说法不正确的是（

）A．热机排出的二氧化碳引起温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响B．提高热机效率，对于控制和减少热机使用中产生的污染有积极作用C．尽量乘坐公共交通工具、减少食物浪费、节约用电等都属于“低碳”生活行为D．使用太阳能发电、风能发电来全面取代火力发电，从而降低碳排放二、填空题（每空2分，共22分）11.目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核__________（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，发电机的原理是__________________。12.如图所示，风力发电机把______能转化为______能；太阳能电池板把______能转化为______能13.太阳能热水器是一种将太阳能转化为__________（填能量形式）的设备，太阳能属于__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。14.现有柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能以及电能。在这些能源中属于化石能源的有______；体积为0.28m3、热值为3.6×107J三、实验探究题（共12分）15.太空光伏电池是航天器的核心部件，它像一台“微型发电机”，能将太阳能直接转换为电能，但需要在地球大气层外的极端环境中保持良好性能。某实验小组想探究太空光伏电池的性能与哪些因素有关，提出了以下猜想：猜想1：与光照强度有关

猜想2：与电池工作温度有关实验思路：在每组设定的环境条件下进行实验，计算出太空光伏电池的输出功率。实验过程：将一块三结砷化镓电池（太空光伏电池的一种）与一个阻值恒定的电阻连接，共同置于模拟太空环境的实验舱中，进行实验后，将实验数据记录在下表中。序号光照强度E/（W⋅电池工作温度T/℃输出功率P/W1600280.86213611001.7631361281.25实验结论：(1)在该实验中，比较________的大小来评估太空光伏电池性能的优劣最合理。(2)要验证猜想1是否正确，应选择序号为__________的两组数据进行分析，并可以初步得到结论：__________。(3)太空光伏电池的输出功率还可能与哪些因素有关，请你提出一个可以探究的科学问题：__________。四、计算题（第16题12分，第17题14分，共26分）16.小明家新安装了一台太阳能热水器，装了500kg水，经过4h阳光的照射，水温由原来的20(1)太阳能热水器的能量转化是___________转化为___________。(2)在这4h内水吸收了多少热量?(3)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?（水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg）17.“渭河电厂”是陕西的一座大型火力发电厂。小秦经过调查得知，火力发电的原理是：用煤在锅炉中燃烧时产生的内能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动汽轮机转动，再带动发电机转动发电。“渭河电厂”有4组30万千瓦发电机组，年发电量是60亿千瓦时。则：（煤的热值为3×10(1)“渭河电厂”按装机总功率工作一天（按24时计）最多能发电多少千瓦时？(2)目前西安市一年的耗电量约为780亿千瓦时，要满足西安市的用电要求，需要在西安市周边建设多少个和“渭河电厂”一样的火力发电厂？(3)“渭河电厂”一年消耗180万吨煤，发电过程中锅炉的效率是90%，发电机的效率是96%，汽轮机的效率约为多少______？（结果精确到1%）请结合西安市的地理环境和能源可持续性发展的要求，对西安市生活生产用电来源提出合理建议：______（写出一条即可）。参考答案与解析一、选择题1.B2.B3.D4.A5.B6.B7.D8.C9.A10.D二、非选择题11．【答案】不可再生裂变电磁感应现象【详解】核能的消耗依赖核燃料，这类核燃料在自然界中短时间内无法得到补充，因此属于不可再生能源。目前人类可控的大规模核能释放形式是原子核的裂变，核电站正是利用可控的核裂变链式反应释放能量发电，核聚变目前还无法实现可控的大规模商用发电。发电机是基于电磁感应现象工作的，即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，将机械能转化为电能。12．【答案】风电太阳电【详解】风力发电机是将风能转化为电能；太阳能电池板可以吸收太阳光的能量，将太阳能转化为电能。13．【答案】内能可再生【详解】太阳能热水器工作时，将太阳能转化为内能，对水进行加热；因为太阳能可在短期内从自然界持续获得补充，所以它属于可再生能源。14．【答案】煤、石油、天然气100【详解】化石能源为煤、石油、天然气，燃烧时会对环境造成一定的污染；天然气完全燃烧放出的热量为Q水吸收的热量为Q水理论升高的温度为Δ因标准大气压下水的沸点为100∘C，水沸腾时温度保持不变，计算得理论末温30℃+80℃=110℃高于沸点，故水的末温为100∘C。15．【答案】(1)电池的输出功率(2)1、3在电池工作温度一定时，光照强度越强，太空光伏电池的性能越好(3)太空光伏电池的输出功率与电池的材料是否有关【详解】（1）太空光伏电池相当于一台微型发电机，用其输出功率来衡量性能，相同条件下输出功率越大性能越好，因此比较输出功率来评估性能。（2）[1]验证性能与光照强度有关，根据控制变量法，需要保持电池工作温度相同，改变光照强度，因此选温度都是28℃、光照强度不同的序号1、3。[2]从数据可得：温度相同时，光照强度越大，光伏电池输出功率越大，太空光伏电池的性能越好。（3）还可以探究的科学问题，如：太空光伏电池的输出功率与电池的材料是否有关、太空光伏电池的输出功率与光照角度是否有关等。16．【答案】(1)太阳能水的内能(2)4.2×(3)7kg【详解】（1）太阳能热水器工作过程中，接收太阳辐射的太阳能，使容器内水的温度上升，水的内能增加，因此该装置将太阳能转化为水的内能。（2）水吸收的热量Q（3）焦炭完全燃烧需放出的总热量Q所需焦炭的质量m17．【答案】(1)2.88×(2)13个(3)46%大力发展太阳能（合理即可）【详解】（1）电厂装机总功率P=4×3×一天按24小时满负荷运行，可得一天发电量W=Pt=1.2×（2）所需电厂数量n=（3）煤完全燃烧放出总热量Q锅炉输出的蒸汽热能Q一年的发电量W最终获得的电能W电可得汽轮机的效率η大力发展太阳能（或其他清洁能源）；或推广节能技术；或建设分布式能源系统等（合理即可）选择题详解1．【答案】B【详解】可再生能源是可短时间内从自然界持续获取的能源，不可再生能源是短时间内无法从自然界得到补充的能源。ACD．风能、地热能、太阳能均可从自然界源源不断获得，均属于可再生能源，故ACD不符合题意；B．石油属于化石能源，形成周期极长，短时间无法再生，属于不可再生能源，故B符合题意。故选B。2．【答案】B【详解】ACD．石油、煤炭、天然气均为已大规模长期使用的化石类常规能源，故ACD不符合题意；B．潮汐能是依托海洋潮汐运动开发的、近些年才逐渐被推广利用的清洁能源，属于新能源，故B符合题意。故选B。3．【答案】D【详解】氘原子的核外只有1个电子，原子核由1个质子和1个中子构成。所以甲是绕原子核运动的核外电子，乙、丙分别是原子核内的质子、中子，乙和丙共同组成原子核，因此丁代表原子核。故选D。4．【答案】A【详解】A．中子是微观粒子，组成原子核，故A符合题意；B．原子由原子核和核外电子构成，尺度比中子大，故B不符合题意；C．月球是天体，尺度远大于原子和灰尘，故C不符合题意；D．灰尘是由大量原子组成的固体小颗粒，故D不符合题意。故选A。5．【答案】B【详解】A．核裂变是重原子核分裂为轻原子核的核反应，是当前核电站、原子弹的能量来源，不符合氘氚的核能利用方式，故A不符合题意；B．氘、氚为轻原子核，二者结合为较重原子核的核反应为核聚变，故B符合题意；C．核衰变是原子核自发发生的放射性变化，不是人工开采氘氚利用核能的方式，故C不符合题意；D．化学反应仅涉及原子的重新组合，原子核本身不会发生改变，而核能释放过程中原子核种类发生了变化，不属于化学反应，故D不符合题意。故选B。6．【答案】B【详解】A．一次能源可以从自然界直接获得，而二次能源不能从自然界直接获得，需要通过消耗一次能源来获得，核能直接取自于地壳中的核物质，由这些核物质提炼而来，是一次能源，故A错误；B．常规能源是人类利用多年且广泛使用的能源，如煤、石油、电能等；新能源是新近才开始使用的能源，如核能、太阳能、地热能、潮汐能，故B正确；C．可再生能源是短时间内可以从自然界源源不断获得的能源，核能是利用放射性核燃料来释放能量的，而这些物质在地球上的储量是一定的，因此，属不可再生能源，故C错误；D．目前核电站是通过核裂变来获取核能的，核聚变还未实现可控商用，故D错误。故选B。7．【答案】D【详解】A．电能是由其他形式的能源转化而来的二次能源，并非不可再生能源，故A错误；B．风能可以从自然界中源源不断地获取，属于可再生能源，故B错误；C．化学能需要通过化学反应释放，它属于一种能量形式，不属于一次能源，故C错误；D．太阳能可以直接从自然界获取，属于一次能源，故D正确。故选D。8．【答案】C【详解】A.能量守恒定律适用于封闭系统，人会与外界进行能量交换，自身能量会发生变化，故A错误；B.钻木取火是机械能转化为内能，不是创造内能，能量不能凭空产生，不符合能量守恒定律，故B错误；C.永动机要求不消耗能量即可持续对外做功，违背能量守恒定律，不可能实现，故C正确；D.单摆摆动中克服摩擦做功，机械能转化为内能，总能量守恒，故D错误。故选C。9．【答案】A【详解】A．太阳内部释放能量的核反应是轻核聚变，并非链式反应（链式反应是核裂变的特征），故A错误；B．太阳能可以源源不断从自然界获得，属于可再生能源；电能是通过消耗其他形式的能源转化而来的，属于二次能源，故B正确；C．可见光、红外线、紫外线都属于电磁波，故C正确；D．太阳能电池的核心制作材料是硅，硅属于典型的半导体材料，故D正确。本题选择描述错误的，故选A。10．【答案】D【详解】A．热机燃烧化石燃料会排放大量二氧化碳，二氧化碳是主要的温