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【期末满分冲刺】2022-2023学年人教版物理九年级上册期末综合复习：专题12《能源与可持续发展》常考题专练
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【期末直通车】专题12：能源与可持续发展常考题专练
（解析版）
一、单选题
1．（2021·山东河东·二模）2021年4月29日11时22分30秒，文昌航天发射场发出震耳欲聋的轰鸣声，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭点火升空。天和核心舱与火箭分离后进入预定轨道，之后太阳能帆板两翼顺利展开，此次发射任务的圆满成功，标志着我国空间站在轨组装建造全面展开。下列说法正确的是（ ）
A．震耳欲聋的轰鸣声属于超声波 B．震耳欲聋是指轰鸣声的响度很大
C．在预定轨道飞行的天和舱受力平衡 D．太阳能帆板将太阳能转化为内能
【标答】B
【分析】
A．高于20000Hz的声音叫做超声波，超过人类听觉的上限，人是听不到的，故震耳欲聋的轰鸣声不属于超声波，故A错误；
B．震耳欲聋说明声音很大，是指声音的响度很大，故B正确；
C．在预定轨道飞行的天和舱做圆周运动，运动方向时刻发生变化，即运动状态发生改变，因此处于非平衡状态，故天和舱受非平衡力作用，故C错误；
D．天太阳能帆板正常工作时，将太阳能转化为电能，故D错误。
故选B。
2．（2021·四川金牛·二模）2020年12月1日，如图甲所示，嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆并采样，引起了世界各国的热议。此前，如图乙所示我国还成功将“玉兔号”月球车降落在月球表面。下列说法中正确的是（ ）
A．如图甲所示，嫦娥五号探测器的取样钻头做的小而尖，是为了减小压力
B．如图甲所示嫦娥五号探测器的“脚掌”又大又宽，是为了减小摩擦
C．如图乙所示，“玉兔号”月球车的车轮做的比较宽大，是为了减小压强
D．如图乙所示，“玉兔号”月球车的太阳能电池板是将太阳能转化为内能
【标答】C
【分析】
A．嫦娥五号探测器的取样钻头做的小而尖，是为了在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A错误；
B．探测器的“脚掌”又大又宽，是通过增大受力面积来减小压强，故B错误；
C．“玉兔号”月球车的车轮做的比较宽大，是通过增大受力面积来减小压强，故C正确；
D．“玉兔号”月球车的太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故D错误。
故选C。
3．（2021·陕西·宝鸡市渭滨区教研室二模）2021年1月13日，我国自主研发制造、时速可达620千米/小时的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车在成都西南交通大学下线，下列说法正确的是（ ）
A．磁悬浮列车通过异名磁极相互排斥将车体托举起来
B．列车以电能为动力来源，电能属于一次能源
C．行驶的列车带正电荷是因失去电子而造成的
D．发热体用超导材料来制造产生的热量会更多
【标答】C
【分析】
A．磁悬浮列车是通过同名磁极相互排斥将车体托举起来的，故A错误；
B．电能是由其它能源加工转换而来，故属于二次能源，故B错误；
C．行驶的列车带正电荷是由于失去电子，从而带正电，故C正确；
D．因超导材料电阻为零，故发热体用超导材料来制造不会产生热量，故D错误。
故选C。
4．（2021·江苏秦淮·二模）天然气是一种重要的能源，也是一种清洁能源，小明家的燃气灶使用天然气作燃料。以下关于说法正确的是（天然气的热值为4.4×107J/kg）（ ）
A．天然气是可再生能源
B．经过技术改造小明家的燃气灶效率可达100%
C．完全燃烧10g天然气放热4.4×105 J
D．天然气燃烧不会产生空气污染
【标答】C
【分析】
A．天然气会越用越少，不能再短时间内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．经过技术改造后，只能提高效率，但燃气灶效率不可能达到100%，故B错误；
C．质量为10g的天然气完全燃烧放出的热量为
Q＝mq＝0.01kg×4.4×107J/kg＝4.4×105J
故C正确；
D．天然气燃烧会产生二氧化碳，二氧化碳会产生温室效应，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查能源的分类、热量的计算及燃气灶的效率问题，为基础题。
5．（2021·辽宁·九年级学业考试）水是人类生存环境的重要组成部分，能够供人类直接利用的淡水资源十分珍贵，因此我们要节约用水。下列关于水的说法正确的是（ ）
A．水可以滋养万物，水能是不可再生能源
B．水力发电无污染，将电能转化为机械能
C．水的三态变化中，霜和露都是凝华现象
D．水的比热容较大，有利于调节气温
【标答】D
【分析】
A．水能在短期内能从自然界得到补充，是可再生能源，故A错误；
B．水力发电是将机械能转化为电能，故B错误；
C．霜是凝华现象，而露是液化现象，故C错误；
D．水的比热容较大，在质量相同时，与其它物质相比较，吸收（或放出）相同热量，水的温度升高（或降低）较小，所以有利于调节气温，故D正确。
故选D。
6．（2021·山东河东·二模）2021年2月4日晚，北京冬奥会倒计时一周年活动在国家游泳中心“冰立方”举行。活动现场，北京2022年冬奥会火炬“飞扬”也正式发布亮相。火炬由银色和红色两种配色构成，采用氢作为燃料，外壳由重量轻、耐高温的碳纤维材料制成。下列说法正确的是（ ）
A．火炬红色部分可以吸收红光 B．火炬的氢燃料属于可再生能源
C．碳纤维材料可以增大火炬的密度 D．握紧火炬时，手对火炬的压强增大
【标答】D
【分析】
A．由于不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，物体只反射与自身颜色相同的色光，所以火炬红色部分反射红色光，故A错误；
B．火炬的氢燃料使用后不能从自然界自动获得，属于不可再生能源，故B错误；
C．根据可知，在体积相同时，火炬的质量小，说明碳纤维材料的密度小，故C错误；
D．握紧火炬时，手对火炬的压力增大，是在压力一定时，通过增大压力来增大压强的，故D正确。
故选D。
7．（2021·陕西·中考真题）2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ）
A．核反应堆是利用核裂变产生核能的 B．蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能
C．汽轮机工作时将机械能转化为内能 D．发电机的工作原理是电磁感应
【标答】C
【分析】
A．核反应堆是利用裂变产生核能的，故A正确，不符合题意；
B．蒸汽发生器内水通过吸收热量增加内能的，所以是热传递的方式的改变内能，故B正确，不符合题意；
C．汽轮机工作时，是将水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，故C错误，符合题意；
D．发电机的工作原理是电磁感应现象，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．（2021·内蒙古包头·中考真题）2021年5月天舟二号升空与天宫空间站顺利完成对接。下列叙述正确的是（ ）
A．天舟二号在升空过程中机械能始终保持不变
B．天舟二号与天宫空间站对接后始终处于平衡状态
C．宇航员在天宫空间站内不能用声音交流
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能，可供空间站使用
【标答】D
【分析】
A．天舟二号升空过程中，速度和高度都增大，那么动能和重力势能都增大，所以机械能增大，故A错误；
B．对接后，天舟二号和天宫空间站一起做曲线运动，不是处于平衡状态，故B错误；
C．空间站内有空气，可以有声音交流，故C错误；
D．太阳能电池板可将太阳能转化为电能，为空间站供电，故D正确。
故选D。
9．（2021·湖南益阳·中考真题）我国的核电技术已进入世界先进行列。2021年5月19日下午，国家主席习近平在北京通过视频连线，同俄罗斯总统普京共同见证两国核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站开工仪式。下列关于田湾核电站和徐大堡核电站的说法正确的是（ ）
A．可以利用各种原子核发电
B．利用核聚变发电
C．发电后产生的核废料仍然具有放射性
D．核能能够全部转化为电能而没有损失
【标答】C
【分析】
核电站是利用铀核发生裂变而发电的，核反应堆在发电过程会产生内能，不会将核能全部转化为内能，发电后产生的核废料具有放射性，对人体有伤害，故ABD错误，C正确。
故选C。
10．（2021·湖北天门·中考真题）城市交通指示灯大量使用了太阳能。白天，太阳能电池板除了将一部分太阳能给交通指示灯供电外，还将多余的太阳能给蓄电池充电；夜晚蓄电池给交通指示灯供电。此过程中关于能源及能量转化的说法正确的是（ ）
A．太阳能是可再生能源
B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能
C．夜晚蓄电池将电能转化为化学能
D．交通指示灯将光能转化为电能
【标答】A
【分析】
A．太阳能是一种既相对清洁，又取之不尽的能源，属于可再生能源，故A正确；
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故B错误；
C．夜晚蓄电池给交通指示灯供电，蓄电池将化学通转化为电能，故C错误；
D．交通指示灯将电能转化为光能，故D错误。
故选A。
二、多选题
11．（2021·山东莱芜·中考真题）根据“祝融号”火星车发回的遥测信号确认，2021年5月15日7时18分，“天问一号”着陆巡视器与环绕器分离后进入火星大气层。经过减速，在距离火星表面100m高度处悬停、避障、缓冲，成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。又根据遥测数据判断，5月22日10时40分，“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测，如图所示。红色火星上有了中国印迹！下列说法正确的是（ ）
A．着陆巡视器在进入火星大气层后减速下落的过程中，机械能转化为内能
B．着陆巡视器在距离火星表面100m高度处悬停时，受到了平衡力的作用
C．“祝融号”火星车的太阳能电池阵，是用半导体材料和金属导体制成的
D．“祝融号”火星车发回的遥测信号和数据，是利用超声波来传递的
【标答】ABC
【分析】
A．着陆巡视器进入火星大气层减速，摩擦产生几千摄氏度的高温，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A正确；
B．着陆巡视器在距离火星表面100m高度处悬停时，处于静止状态，所受合力为0，则受到平衡力的作用，故B正确；
C．太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，太阳能电池阵，是用硅半导体材料和金属导体连接制成的，故C正确；
D．火星车发回的遥测信号和数据，是利用电磁波来传递信息的，故D错误。
故选ABC。
12．（2021·全国·九年级专题练习）关于如下图所示的各种情景，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中两电阻丝浸没在质量、初温均相同的煤油中，在相同的时间内，两瓶中煤油吸收的热量相同
B．乙图中核电站发电利用了核裂变反应
C．丙图中卫星通讯是依靠电磁波来传递信息的
D．丁图中电铃的主要部件是电磁铁，工作原理为磁场对通电导体有力的作用
【标答】BC
【分析】
A．由图可知，两个电阻串联，电流相等，通电时间相同时，根据公式，电阻大的产生的热量多，煤油吸收的热量多，因为，所以A装置中煤油吸收的热量多，故A错误；
B．核电站发电利用的是核裂变反应，故B正确；
C．卫星通讯是依靠电磁波来传递信息的，故C正确；
D．电铃的主要部件是电磁铁，工作原理为电流的磁效应，故D错误。
故选BC。
13．（2021·河南沁阳·一模）下列说法中正确的是：（ ）
A．利用水能发电不会破坏生态环境，所以要尽可能多地修建水力发电站
B．太阳能、风能是可再生能源
C．目前的核电站是利用核裂变释放的核能来发电的
D．天然气是一种清洁能源，人类可以无穷无尽地开发利用
【标答】BC
【分析】
A．建立水力发电站对生态环境有一定的破坏，故A错误；
B．太阳能、风能、潮汐能等都属于可再生能源，故B正确；
C．核裂变更容易控制，释放的核能可用于核电站发电，故C正确；
D．天然气是我们在开采石油时同时开采出来的，是不可再生能源，不可能被无尽地开发利用，故D错误。
故选BC。
14．（2021·河北·石家庄市第四十一中学九年级月考）下列事例中有关能量转化的分析正确的是（ ）
A．给蓄电池充电——化学能转化为电能 B．使用电饭锅煮饭——电能转化为内能
C．热机压缩冲程——机械能转化为内能 D．太阳能电池板——太阳能转化为电能
【标答】BCD
【分析】
A．给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能转化为化学能，故A错误；
B．电饭锅做饭，消耗电能，得到内能，将电能转化为内能，故B正确；
C．热机压缩冲程时，活塞压缩气体对气体做功，此时机械能转化为气体的内能，故C正确；
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故D正确。
故选BCD。
15．（2021·山东岚山·九年级期末）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．期末考试采用网上阅卷，条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料
B．电磁波不能在真空中传播
C．光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息
D．目前建成的核能发电站利用了核裂变原理
【标答】AD
【分析】
A．二极管只允许电流从单一方向流过，使用半导体材料制成，故A正确；
B．电磁波可以在真空中传播，故B错误；
C．使用光纤通信时，可以将图像信息声音信息转化为光信号进行传播。所以光纤通信既能传播图像信息，也能传播声音信息，故C错误；
D．目前的核能发电站是采用核裂变原理进行发电的，因为核裂变的过程容易被人控制，故D正确。
故选AD。
三、填空题
16．（2021·四川南充·中考真题）2021年1月，南充籍总设计师刑继主持完成的华龙一号全球首堆投入商业运行，标志着我国自主三代核电技术跻身世界前列，核反应堆是通过可控______（选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备；图是小明家电能表月初、月末的示数，若小明家所在地区每度电的电费为0.5元，则他家本月电费为______元。
【标答】裂变 51.75
【分析】
[1]核反应堆是通过裂变反应释放核能的设备；此裂变反应是可控的链式反应。
[2]他家本月消耗的电能
则他家本月电费
17．（2021·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）随着生产和技术的发展，人们已经开始将太阳能转化为其它形式的能加以利用。目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是用吸光性好的材料制成太阳能集热器，实现给水或其它介质加热；另一种是利用半导体材料制成太阳能电池，这种电池目前已用于人造地球卫星、太阳能汽车等。太阳能作为一种新能源，具有来源丰富、不需运输、不会对环境造成污染等优点。但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，又给大规模利用太阳能带来新的技术课题。如图是试验中的无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源。
（1）太阳能电池工作时，是将太阳能转化为______；
（2）技术人员可以通过______远程操控汽车（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）；
（3）太阳能属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
（4）太阳能汽车的外形做成流线型，上表面弯曲，下表面比较平。汽车高速行驶时对地面的压力______汽车静止时对地面的压力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（5）请你说出太阳能的一条优点：______ 。
【标答】电能 电磁波 可再生 小于 来源丰富（不需运输，环保无污染）
【分析】
（1）[1]太阳能电池工作时，电池慢慢续满了电，故是将太阳能转化为电能。
（2）[2]技术人员可以通过电磁波远程操控汽车，因为超声波和次声波都不能传在真空中传播，故为电磁波远程操控。
（3）[3]太阳能属于可再生能源，用了之后还有的能源。
（4）[5] 上表面弯曲，下表面比较平，导致上表面流速大，压强小，产生向上的升力，故汽车高速行驶时对地面的压力小于汽车静止时对地面的压力。
（5）[6]太阳能属于清洁能源，环保无污染，而且来源广泛。
18．（2021·辽宁阜新·中考真题）煤属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是______J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是______（选填“原子弹”或“氢弹”）。
【标答】不可再生 6×1010 原子弹
【分析】
[1]常见的不可再生资源有：煤、石油、天然气等。这些资源在短期内不能从自然界中得到补充，所以是不可再生资源。
[2]根据可知，2t煤完全燃烧放出的热量是
[3]原子弹是利用核裂变原理制成的武器，氢弹是根据核聚变原理制成的武器。
19．（2021·辽宁沈阳·中考真题）2021年1月29日，我国在酒泉卫星发射中心成功将遥感三十一号02组卫星发射升空所用长征四号丙运载火箭是用液态氢作燃料，因为液态氢具有较高的______（填“热值”或“比热容”），液态氢属于______（选填“一次”或“二次”）能源。
【标答】热值 二次
【分析】
[1]液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的燃料，能放出更多的热量。
[2]氢能是利用太阳能或电能分解水产生的，故属于二次能源。
20．（2021·山东淄博·中考真题）创建文明城市，垃圾分类从你我做起。在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，可减少石油资源的开采，石油是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。若燃料油的热值为3.15×107J/kg，完全燃烧________ kg燃料油可放出热量6.3×107J，这些热量全部被质量为300kg、温度为20℃的水吸收，可使水的温度升高______℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【标答】不可再生 2 50
【分析】
[1]天然气、石油、煤炭和核能是短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。
[2]由知道，燃料的质量
[3]由知道，水的温度升高
四、综合题
21．（2021·云南昭通·一模）小明家新安装了一台太阳能热水器，如图所示。物理实践活动中，他从说明书中得知太阳能热水器水箱的容量为100L，他将水箱注满自来水后，观察到温度指示表显示为25℃，经过几个小时的照射后，温度指示表显示为85℃。[，，，）]
（1）太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）求水箱中水的质量；______
（3）求水箱中水吸收的热量；______
（4）若水箱中的水吸收的热量全部由燃烧天然气来提供，求需要完全燃烧天然气的体积。（假设天然气完全燃烧放出的热量完全被水吸收）______。
【标答】可再生 100kg
【分析】
（1）[1]太阳能用之不竭、取之不尽，所以是可再生能源。
（2）[2]水箱中水的质量
（3）[3]水箱中水吸收的热量
（4）[4]天然气完全燃烧放出的热量
完全燃烧天然气的体积
22．（2021·广东恩平·一模）阅读短文，回答问题
人造太阳
目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。
目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。 “人造太阳”非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。
（1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是______；
（2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是（____）；
A．无法消除核聚变产生核的污染
B．无法实现核聚变反应
C．无法控制核聚变反应的速度
（3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：______（请写出其中一种）；
（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有______特点；
（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是______；
（6）目前人类利用最多的核聚变能量来自______聚变方式。
【标答】原子核 C 石油（或煤，或天然气） 耐高温 超导体 引力约束
【分析】
（1）[1]原子由原子核和核外电子组成，而原子的大部分质量集中在原子核上。
（2）[2]实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束，人类能制造氢弹说明可以实现核聚变反应，所以核聚变到目前为止不可控的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。
（3）[3]化石能源指的是石油（或煤，或天然气）。
（4）[4] “人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤，故需要耐高温。
（5）[5]实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是即电流比较大，磁场强，电压一定时，电阻最好为零，电流才能更大，故最好是超导体材料。
（6）[6]目前人类利用最多的核聚变能量来太阳，太阳就是典型的引力约束聚变。
23．（2021·河南梁园·二模）河南风力资源丰富，为了合理利用风能，某地已建成风力发电站，若年平均风速为6m/s，风能年等效利用时间约2000h，该区域发电厂安装24台风叶直径为15m的风力机组，如图所示，下表为不同风速下该地区风力发电机组输出的电功率。
（1）风能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，利用风能发电的好处是______。
（2）该风力发电厂每年大约能发电多少千瓦时？如果采用200kV高压输送，求高压输电线上的电流为多少？（________）
（3）若用火力发电，煤燃烧放出的能有36%转化为电能，则该风力发电厂每年可节约多少吨标准煤？（）（________）
风速/
3
6
9
12
15
18
…
输出功率/kW
20
160
540
1280
2500
4320
…
【标答】可再生 清洁、无污染 19.2A 2.56×103t
【分析】
（1）[1][2]风能可以源源不断的从自然界得到补充，是可再生能源；利用风能资源发电，可以保护环境，减小由于燃烧化石能源对大气的污染，又可以发挥风能可再生的优势，重复使用。
（2）[3]根据表格可知，当风速为6 m/s时每个风力发电机组的功率为160 kW，发电厂有24台发电机组，因此发电总功率
每年发电量
由功率公式知，高压输电线上的电流
（3）[4]该风力发电场每年提供电能
煤完全燃烧放出的热量
煤的质量
24．（2021·广东·珠海市紫荆中学三模）阅读材料：世界瞩目！嫦娥五号探测器成功发射：
2020年11月，嫦娥五号创造了我国数个首次，包括：航天器首次在地外天体采样与封装。航天器首次在地外天体起飞。航天器首次在月球轨道交会对接，嫦娥五号探测器在距地球38万公里的月球轨道上，完成上升器与轨道器的交会对接。航天器首次携带样品高速再入地球。嫦娥五号任务，就是承担探月工程三步走——“绕、落、回”。
（1）火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭获得上升的推力，利用的物理知识是___________。
（2）火箭加速离开地面的过程中，动能___________，重力势能___________均选填“减小”或“增大”。
（3）航天器首次在月球轨道交会对接时，“上升器”相对“轨道器”是___________选填“运动”或“静止”。
（4）轨道器环绕月球匀速运动时___________选填“不受力”或“受平衡力”或“受非平衡力”。
（5）如图为我国首辆“玉兔号”月球车，已知月球的重力为地球的地球上，登录后月球车匀速直线行驶180m用时，若车的质量为120kg，受到地面的摩擦阻力为其重力的。若月球车动力是由其太阳能电池板效率为提供的，其功率为电池板面积为2。求：月球车行驶180m需要太阳能电池板工作___________ s。
【标答】力的作用是相互的 增大 增大 静止 受非平衡力
【分析】
（1）[1]火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭对气体产生一个向下的力，气体对火箭产生一个向上的力，火箭获得上升的推力，这是利用了力的作用是相互的。
（2）[2] [3]火箭加速离开地面的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大。
（3）[4]上升器与轨道器交会对接成为一体，以轨道器为参照物，上升器的位置没有发生变化，是静止的。
（4）[5]轨道器环绕月球匀速运动时，运动的方向发生了变化，受到非平衡力的作用。
（5）[6]月球车在月球上受到的重力
受到地面的摩擦阻力为
克服摩擦力做的功
月球车动力是由其太阳能电池板效率为提供的，则太阳能电池板提供的太阳能为：
根据可知，所需的时间为
故所需的时间为160s。
25．（2021·山东济南·中考真题）（1）高速公路上常常会见到“限速”或“保持车距”的提示牌。对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有______不能及时停住而造成交通事故。炎热的夏日，驾车行驶在平直的高速公路上，常常会看到公路远处似乎有“积水”，“积水”中还有汽车、电线杆等物体的倒影，如图1所示，但行驶至该处时“积水”却消失了。这种现象称之为“公路盛景”，是由于光通过不均匀的空气时发生______形成的。
（2）2020年的冬天特别寒冷，早起锻炼的小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了如图2中图甲和图乙所示的取暖方式。从物理学的角度来看，小丽是通过______（选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的，小军是通过______（选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的。
（3）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。
【标答】惯性 折射 热传递 做功 可再生 裂变
【分析】
（1）[1]一切物体都具有惯性，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有惯性而继续前行产生危险。
[2]因为不同的空气层有不同的密度，而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率，而路面上热空气与空中冷空气之间的密度不同，所以光线在路面上会发生折射现象；远处物体的光经路面上空气传播，发生折射后进入人的眼睛，人由于错觉始终认为光沿直线传播，所以看到“公路远处似乎有水，水中还有汽车、电杆等物体的倒影，但当车行驶至该处时，水却消失了”。
（2）[3][4]从图2中可以看出，小丽是在哈气，小军在搓手，因此小丽是通过热传递的方式增加手的内能；小军是通过做功的方式来增加手的内能。
（3）[5][6]太阳能可以从自然界中源源不断地直接获得，属于可再生能源；核裂变和核聚变都能释放能量，由于核裂变可控，所以核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的。
【期末直通车】专题12：能源与可持续发展常考题专练
（解析版）
一、单选题
1．（2021·山东河东·二模）2021年4月29日11时22分30秒，文昌航天发射场发出震耳欲聋的轰鸣声，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭点火升空。天和核心舱与火箭分离后进入预定轨道，之后太阳能帆板两翼顺利展开，此次发射任务的圆满成功，标志着我国空间站在轨组装建造全面展开。下列说法正确的是（ ）
A．震耳欲聋的轰鸣声属于超声波 B．震耳欲聋是指轰鸣声的响度很大
C．在预定轨道飞行的天和舱受力平衡 D．太阳能帆板将太阳能转化为内能
【标答】B
【分析】
A．高于20000Hz的声音叫做超声波，超过人类听觉的上限，人是听不到的，故震耳欲聋的轰鸣声不属于超声波，故A错误；
B．震耳欲聋说明声音很大，是指声音的响度很大，故B正确；
C．在预定轨道飞行的天和舱做圆周运动，运动方向时刻发生变化，即运动状态发生改变，因此处于非平衡状态，故天和舱受非平衡力作用，故C错误；
D．天太阳能帆板正常工作时，将太阳能转化为电能，故D错误。
故选B。
2．（2021·四川金牛·二模）2020年12月1日，如图甲所示，嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆并采样，引起了世界各国的热议。此前，如图乙所示我国还成功将“玉兔号”月球车降落在月球表面。下列说法中正确的是（ ）
A．如图甲所示，嫦娥五号探测器的取样钻头做的小而尖，是为了减小压力
B．如图甲所示嫦娥五号探测器的“脚掌”又大又宽，是为了减小摩擦
C．如图乙所示，“玉兔号”月球车的车轮做的比较宽大，是为了减小压强
D．如图乙所示，“玉兔号”月球车的太阳能电池板是将太阳能转化为内能
【标答】C
【分析】
A．嫦娥五号探测器的取样钻头做的小而尖，是为了在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A错误；
B．探测器的“脚掌”又大又宽，是通过增大受力面积来减小压强，故B错误；
C．“玉兔号”月球车的车轮做的比较宽大，是通过增大受力面积来减小压强，故C正确；
D．“玉兔号”月球车的太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故D错误。
故选C。
3．（2021·陕西·宝鸡市渭滨区教研室二模）2021年1月13日，我国自主研发制造、时速可达620千米/小时的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车在成都西南交通大学下线，下列说法正确的是（ ）
A．磁悬浮列车通过异名磁极相互排斥将车体托举起来
B．列车以电能为动力来源，电能属于一次能源
C．行驶的列车带正电荷是因失去电子而造成的
D．发热体用超导材料来制造产生的热量会更多
【标答】C
【分析】
A．磁悬浮列车是通过同名磁极相互排斥将车体托举起来的，故A错误；
B．电能是由其它能源加工转换而来，故属于二次能源，故B错误；
C．行驶的列车带正电荷是由于失去电子，从而带正电，故C正确；
D．因超导材料电阻为零，故发热体用超导材料来制造不会产生热量，故D错误。
故选C。
4．（2021·江苏秦淮·二模）天然气是一种重要的能源，也是一种清洁能源，小明家的燃气灶使用天然气作燃料。以下关于说法正确的是（天然气的热值为4.4×107J/kg）（ ）
A．天然气是可再生能源
B．经过技术改造小明家的燃气灶效率可达100%
C．完全燃烧10g天然气放热4.4×105 J
D．天然气燃烧不会产生空气污染
【标答】C
【分析】
A．天然气会越用越少，不能再短时间内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．经过技术改造后，只能提高效率，但燃气灶效率不可能达到100%，故B错误；
C．质量为10g的天然气完全燃烧放出的热量为
Q＝mq＝0.01kg×4.4×107J/kg＝4.4×105J
故C正确；
D．天然气燃烧会产生二氧化碳，二氧化碳会产生温室效应，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查能源的分类、热量的计算及燃气灶的效率问题，为基础题。
5．（2021·辽宁·九年级学业考试）水是人类生存环境的重要组成部分，能够供人类直接利用的淡水资源十分珍贵，因此我们要节约用水。下列关于水的说法正确的是（ ）
A．水可以滋养万物，水能是不可再生能源
B．水力发电无污染，将电能转化为机械能
C．水的三态变化中，霜和露都是凝华现象
D．水的比热容较大，有利于调节气温
【标答】D
【分析】
A．水能在短期内能从自然界得到补充，是可再生能源，故A错误；
B．水力发电是将机械能转化为电能，故B错误；
C．霜是凝华现象，而露是液化现象，故C错误；
D．水的比热容较大，在质量相同时，与其它物质相比较，吸收（或放出）相同热量，水的温度升高（或降低）较小，所以有利于调节气温，故D正确。
故选D。
6．（2021·山东河东·二模）2021年2月4日晚，北京冬奥会倒计时一周年活动在国家游泳中心“冰立方”举行。活动现场，北京2022年冬奥会火炬“飞扬”也正式发布亮相。火炬由银色和红色两种配色构成，采用氢作为燃料，外壳由重量轻、耐高温的碳纤维材料制成。下列说法正确的是（ ）
A．火炬红色部分可以吸收红光 B．火炬的氢燃料属于可再生能源
C．碳纤维材料可以增大火炬的密度 D．握紧火炬时，手对火炬的压强增大
【标答】D
【分析】
A．由于不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，物体只反射与自身颜色相同的色光，所以火炬红色部分反射红色光，故A错误；
B．火炬的氢燃料使用后不能从自然界自动获得，属于不可再生能源，故B错误；
C．根据可知，在体积相同时，火炬的质量小，说明碳纤维材料的密度小，故C错误；
D．握紧火炬时，手对火炬的压力增大，是在压力一定时，通过增大压力来增大压强的，故D正确。
故选D。
7．（2021·陕西·中考真题）2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ）
A．核反应堆是利用核裂变产生核能的 B．蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能
C．汽轮机工作时将机械能转化为内能 D．发电机的工作原理是电磁感应
【标答】C
【分析】
A．核反应堆是利用裂变产生核能的，故A正确，不符合题意；
B．蒸汽发生器内水通过吸收热量增加内能的，所以是热传递的方式的改变内能，故B正确，不符合题意；
C．汽轮机工作时，是将水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，故C错误，符合题意；
D．发电机的工作原理是电磁感应现象，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．（2021·内蒙古包头·中考真题）2021年5月天舟二号升空与天宫空间站顺利完成对接。下列叙述正确的是（ ）
A．天舟二号在升空过程中机械能始终保持不变
B．天舟二号与天宫空间站对接后始终处于平衡状态
C．宇航员在天宫空间站内不能用声音交流
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能，可供空间站使用
【标答】D
【分析】
A．天舟二号升空过程中，速度和高度都增大，那么动能和重力势能都增大，所以机械能增大，故A错误；
B．对接后，天舟二号和天宫空间站一起做曲线运动，不是处于平衡状态，故B错误；
C．空间站内有空气，可以有声音交流，故C错误；
D．太阳能电池板可将太阳能转化为电能，为空间站供电，故D正确。
故选D。
9．（2021·湖南益阳·中考真题）我国的核电技术已进入世界先进行列。2021年5月19日下午，国家主席习近平在北京通过视频连线，同俄罗斯总统普京共同见证两国核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站开工仪式。下列关于田湾核电站和徐大堡核电站的说法正确的是（ ）
A．可以利用各种原子核发电
B．利用核聚变发电
C．发电后产生的核废料仍然具有放射性
D．核能能够全部转化为电能而没有损失
【标答】C
【分析】
核电站是利用铀核发生裂变而发电的，核反应堆在发电过程会产生内能，不会将核能全部转化为内能，发电后产生的核废料具有放射性，对人体有伤害，故ABD错误，C正确。
故选C。
10．（2021·湖北天门·中考真题）城市交通指示灯大量使用了太阳能。白天，太阳能电池板除了将一部分太阳能给交通指示灯供电外，还将多余的太阳能给蓄电池充电；夜晚蓄电池给交通指示灯供电。此过程中关于能源及能量转化的说法正确的是（ ）
A．太阳能是可再生能源
B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能
C．夜晚蓄电池将电能转化为化学能
D．交通指示灯将光能转化为电能
【标答】A
【分析】
A．太阳能是一种既相对清洁，又取之不尽的能源，属于可再生能源，故A正确；
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故B错误；
C．夜晚蓄电池给交通指示灯供电，蓄电池将化学通转化为电能，故C错误；
D．交通指示灯将电能转化为光能，故D错误。
故选A。
二、多选题
11．（2021·山东莱芜·中考真题）根据“祝融号”火星车发回的遥测信号确认，2021年5月15日7时18分，“天问一号”着陆巡视器与环绕器分离后进入火星大气层。经过减速，在距离火星表面100m高度处悬停、避障、缓冲，成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。又根据遥测数据判断，5月22日10时40分，“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测，如图所示。红色火星上有了中国印迹！下列说法正确的是（ ）
A．着陆巡视器在进入火星大气层后减速下落的过程中，机械能转化为内能
B．着陆巡视器在距离火星表面100m高度处悬停时，受到了平衡力的作用
C．“祝融号”火星车的太阳能电池阵，是用半导体材料和金属导体制成的
D．“祝融号”火星车发回的遥测信号和数据，是利用超声波来传递的
【标答】ABC
【分析】
A．着陆巡视器进入火星大气层减速，摩擦产生几千摄氏度的高温，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A正确；
B．着陆巡视器在距离火星表面100m高度处悬停时，处于静止状态，所受合力为0，则受到平衡力的作用，故B正确；
C．太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，太阳能电池阵，是用硅半导体材料和金属导体连接制成的，故C正确；
D．火星车发回的遥测信号和数据，是利用电磁波来传递信息的，故D错误。
故选ABC。
12．（2021·全国·九年级专题练习）关于如下图所示的各种情景，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中两电阻丝浸没在质量、初温均相同的煤油中，在相同的时间内，两瓶中煤油吸收的热量相同
B．乙图中核电站发电利用了核裂变反应
C．丙图中卫星通讯是依靠电磁波来传递信息的
D．丁图中电铃的主要部件是电磁铁，工作原理为磁场对通电导体有力的作用
【标答】BC
【分析】
A．由图可知，两个电阻串联，电流相等，通电时间相同时，根据公式，电阻大的产生的热量多，煤油吸收的热量多，因为，所以A装置中煤油吸收的热量多，故A错误；
B．核电站发电利用的是核裂变反应，故B正确；
C．卫星通讯是依靠电磁波来传递信息的，故C正确；
D．电铃的主要部件是电磁铁，工作原理为电流的磁效应，故D错误。
故选BC。
13．（2021·河南沁阳·一模）下列说法中正确的是：（ ）
A．利用水能发电不会破坏生态环境，所以要尽可能多地修建水力发电站
B．太阳能、风能是可再生能源
C．目前的核电站是利用核裂变释放的核能来发电的
D．天然气是一种清洁能源，人类可以无穷无尽地开发利用
【标答】BC
【分析】
A．建立水力发电站对生态环境有一定的破坏，故A错误；
B．太阳能、风能、潮汐能等都属于可再生能源，故B正确；
C．核裂变更容易控制，释放的核能可用于核电站发电，故C正确；
D．天然气是我们在开采石油时同时开采出来的，是不可再生能源，不可能被无尽地开发利用，故D错误。
故选BC。
14．（2021·河北·石家庄市第四十一中学九年级月考）下列事例中有关能量转化的分析正确的是（ ）
A．给蓄电池充电——化学能转化为电能 B．使用电饭锅煮饭——电能转化为内能
C．热机压缩冲程——机械能转化为内能 D．太阳能电池板——太阳能转化为电能
【标答】BCD
【分析】
A．给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能转化为化学能，故A错误；
B．电饭锅做饭，消耗电能，得到内能，将电能转化为内能，故B正确；
C．热机压缩冲程时，活塞压缩气体对气体做功，此时机械能转化为气体的内能，故C正确；
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故D正确。
故选BCD。
15．（2021·山东岚山·九年级期末）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．期末考试采用网上阅卷，条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料
B．电磁波不能在真空中传播
C．光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息
D．目前建成的核能发电站利用了核裂变原理
【标答】AD
【分析】
A．二极管只允许电流从单一方向流过，使用半导体材料制成，故A正确；
B．电磁波可以在真空中传播，故B错误；
C．使用光纤通信时，可以将图像信息声音信息转化为光信号进行传播。所以光纤通信既能传播图像信息，也能传播声音信息，故C错误；
D．目前的核能发电站是采用核裂变原理进行发电的，因为核裂变的过程容易被人控制，故D正确。
故选AD。
三、填空题
16．（2021·四川南充·中考真题）2021年1月，南充籍总设计师刑继主持完成的华龙一号全球首堆投入商业运行，标志着我国自主三代核电技术跻身世界前列，核反应堆是通过可控______（选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备；图是小明家电能表月初、月末的示数，若小明家所在地区每度电的电费为0.5元，则他家本月电费为______元。
【标答】裂变 51.75
【分析】
[1]核反应堆是通过裂变反应释放核能的设备；此裂变反应是可控的链式反应。
[2]他家本月消耗的电能
则他家本月电费
17．（2021·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）随着生产和技术的发展，人们已经开始将太阳能转化为其它形式的能加以利用。目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是用吸光性好的材料制成太阳能集热器，实现给水或其它介质加热；另一种是利用半导体材料制成太阳能电池，这种电池目前已用于人造地球卫星、太阳能汽车等。太阳能作为一种新能源，具有来源丰富、不需运输、不会对环境造成污染等优点。但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，又给大规模利用太阳能带来新的技术课题。如图是试验中的无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源。
（1）太阳能电池工作时，是将太阳能转化为______；
（2）技术人员可以通过______远程操控汽车（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）；
（3）太阳能属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
（4）太阳能汽车的外形做成流线型，上表面弯曲，下表面比较平。汽车高速行驶时对地面的压力______汽车静止时对地面的压力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（5）请你说出太阳能的一条优点：______ 。
【标答】电能 电磁波 可再生 小于 来源丰富（不需运输，环保无污染）
【分析】
（1）[1]太阳能电池工作时，电池慢慢续满了电，故是将太阳能转化为电能。
（2）[2]技术人员可以通过电磁波远程操控汽车，因为超声波和次声波都不能传在真空中传播，故为电磁波远程操控。
（3）[3]太阳能属于可再生能源，用了之后还有的能源。
（4）[5] 上表面弯曲，下表面比较平，导致上表面流速大，压强小，产生向上的升力，故汽车高速行驶时对地面的压力小于汽车静止时对地面的压力。
（5）[6]太阳能属于清洁能源，环保无污染，而且来源广泛。
18．（2021·辽宁阜新·中考真题）煤属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是______J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是______（选填“原子弹”或“氢弹”）。
【标答】不可再生 6×1010 原子弹
【分析】
[1]常见的不可再生资源有：煤、石油、天然气等。这些资源在短期内不能从自然界中得到补充，所以是不可再生资源。
[2]根据可知，2t煤完全燃烧放出的热量是
[3]原子弹是利用核裂变原理制成的武器，氢弹是根据核聚变原理制成的武器。
19．（2021·辽宁沈阳·中考真题）2021年1月29日，我国在酒泉卫星发射中心成功将遥感三十一号02组卫星发射升空所用长征四号丙运载火箭是用液态氢作燃料，因为液态氢具有较高的______（填“热值”或“比热容”），液态氢属于______（选填“一次”或“二次”）能源。
【标答】热值 二次
【分析】
[1]液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的燃料，能放出更多的热量。
[2]氢能是利用太阳能或电能分解水产生的，故属于二次能源。
20．（2021·山东淄博·中考真题）创建文明城市，垃圾分类从你我做起。在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，可减少石油资源的开采，石油是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。若燃料油的热值为3.15×107J/kg，完全燃烧________ kg燃料油可放出热量6.3×107J，这些热量全部被质量为300kg、温度为20℃的水吸收，可使水的温度升高______℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【标答】不可再生 2 50
【分析】
[1]天然气、石油、煤炭和核能是短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。
[2]由知道，燃料的质量
[3]由知道，水的温度升高
四、综合题
21．（2021·云南昭通·一模）小明家新安装了一台太阳能热水器，如图所示。物理实践活动中，他从说明书中得知太阳能热水器水箱的容量为100L，他将水箱注满自来水后，观察到温度指示表显示为25℃，经过几个小时的照射后，温度指示表显示为85℃。[，，，）]
（1）太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）求水箱中水的质量；______
（3）求水箱中水吸收的热量；______
（4）若水箱中的水吸收的热量全部由燃烧天然气来提供，求需要完全燃烧天然气的体积。（假设天然气完全燃烧放出的热量完全被水吸收）______。
【标答】可再生 100kg
【分析】
（1）[1]太阳能用之不竭、取之不尽，所以是可再生能源。
（2）[2]水箱中水的质量
（3）[3]水箱中水吸收的热量
（4）[4]天然气完全燃烧放出的热量
完全燃烧天然气的体积
22．（2021·广东恩平·一模）阅读短文，回答问题
人造太阳
目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。
目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。 “人造太阳”非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。
（1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是______；
（2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是（____）；
A．无法消除核聚变产生核的污染
B．无法实现核聚变反应
C．无法控制核聚变反应的速度
（3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：______（请写出其中一种）；
（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有______特点；
（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是______；
（6）目前人类利用最多的核聚变能量来自______聚变方式。
【标答】原子核 C 石油（或煤，或天然气） 耐高温 超导体 引力约束
【分析】
（1）[1]原子由原子核和核外电子组成，而原子的大部分质量集中在原子核上。
（2）[2]实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束，人类能制造氢弹说明可以实现核聚变反应，所以核聚变到目前为止不可控的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。
（3）[3]化石能源指的是石油（或煤，或天然气）。
（4）[4] “人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤，故需要耐高温。
（5）[5]实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是即电流比较大，磁场强，电压一定时，电阻最好为零，电流才能更大，故最好是超导体材料。
（6）[6]目前人类利用最多的核聚变能量来太阳，太阳就是典型的引力约束聚变。
23．（2021·河南梁园·二模）河南风力资源丰富，为了合理利用风能，某地已建成风力发电站，若年平均风速为6m/s，风能年等效利用时间约2000h，该区域发电厂安装24台风叶直径为15m的风力机组，如图所示，下表为不同风速下该地区风力发电机组输出的电功率。
（1）风能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，利用风能发电的好处是______。
（2）该风力发电厂每年大约能发电多少千瓦时？如果采用200kV高压输送，求高压输电线上的电流为多少？（________）
（3）若用火力发电，煤燃烧放出的能有36%转化为电能，则该风力发电厂每年可节约多少吨标准煤？（）（________）
风速/
3
6
9
12
15
18
…
输出功率/kW
20
160
540
1280
2500
4320
…
【标答】可再生 清洁、无污染 19.2A 2.56×103t
【分析】
（1）[1][2]风能可以源源不断的从自然界得到补充，是可再生能源；利用风能资源发电，可以保护环境，减小由于燃烧化石能源对大气的污染，又可以发挥风能可再生的优势，重复使用。
（2）[3]根据表格可知，当风速为6 m/s时每个风力发电机组的功率为160 kW，发电厂有24台发电机组，因此发电总功率
每年发电量
由功率公式知，高压输电线上的电流
（3）[4]该风力发电场每年提供电能
煤完全燃烧放出的热量
煤的质量
24．（2021·广东·珠海市紫荆中学三模）阅读材料：世界瞩目！嫦娥五号探测器成功发射：
2020年11月，嫦娥五号创造了我国数个首次，包括：航天器首次在地外天体采样与封装。航天器首次在地外天体起飞。航天器首次在月球轨道交会对接，嫦娥五号探测器在距地球38万公里的月球轨道上，完成上升器与轨道器的交会对接。航天器首次携带样品高速再入地球。嫦娥五号任务，就是承担探月工程三步走——“绕、落、回”。
（1）火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭获得上升的推力，利用的物理知识是___________。
（2）火箭加速离开地面的过程中，动能___________，重力势能___________均选填“减小”或“增大”。
（3）航天器首次在月球轨道交会对接时，“上升器”相对“轨道器”是___________选填“运动”或“静止”。
（4）轨道器环绕月球匀速运动时___________选填“不受力”或“受平衡力”或“受非平衡力”。
（5）如图为我国首辆“玉兔号”月球车，已知月球的重力为地球的地球上，登录后月球车匀速直线行驶180m用时，若车的质量为120kg，受到地面的摩擦阻力为其重力的。若月球车动力是由其太阳能电池板效率为提供的，其功率为电池板面积为2。求：月球车行驶180m需要太阳能电池板工作___________ s。
【标答】力的作用是相互的 增大 增大 静止 受非平衡力
【分析】
（1）[1]火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭对气体产生一个向下的力，气体对火箭产生一个向上的力，火箭获得上升的推力，这是利用了力的作用是相互的。
（2）[2] [3]火箭加速离开地面的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大。
（3）[4]上升器与轨道器交会对接成为一体，以轨道器为参照物，上升器的位置没有发生变化，是静止的。
（4）[5]轨道器环绕月球匀速运动时，运动的方向发生了变化，受到非平衡力的作用。
（5）[6]月球车在月球上受到的重力
受到地面的摩擦阻力为
克服摩擦力做的功
月球车动力是由其太阳能电池板效率为提供的，则太阳能电池板提供的太阳能为：
根据可知，所需的时间为
故所需的时间为160s。
25．（2021·山东济南·中考真题）（1）高速公路上常常会见到“限速”或“保持车距”的提示牌。对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有______不能及时停住而造成交通事故。炎热的夏日，驾车行驶在平直的高速公路上，常常会看到公路远处似乎有“积水”，“积水”中还有汽车、电线杆等物体的倒影，如图1所示，但行驶至该处时“积水”却消失了。这种现象称之为“公路盛景”，是由于光通过不均匀的空气时发生______形成的。
（2）2020年的冬天特别寒冷，早起锻炼的小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了如图2中图甲和图乙所示的取暖方式。从物理学的角度来看，小丽是通过______（选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的，小军是通过______（选填“做功”或“热传递”）来增加手的内能的。
（3）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。
【标答】惯性 折射 热传递 做功 可再生 裂变
【分析】
（1）[1]一切物体都具有惯性，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有惯性而继续前行产生危险。
[2]因为不同的空气层有不同的密度，而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率，而路面上热空气与空中冷空气之间的密度不同，所以光线在路面上会发生折射现象；远处物体的光经路面上空气传播，发生折射后进入人的眼睛，人由于错觉始终认为光沿直线传播，所以看到“公路远处似乎有水，水中还有汽车、电杆等物体的倒影，但当车行驶至该处时，水却消失了”。
（2）[3][4]从图2中可以看出，小丽是在哈气，小军在搓手，因此小丽是通过热传递的方式增加手的内能；小军是通过做功的方式来增加手的内能。
（3）[5][6]太阳能可以从自然界中源源不断地直接获得，属于可再生能源；核裂变和核聚变都能释放能量，由于核裂变可控，所以核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的。
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