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沪粤版初中九年级物理第十九章电磁波与信息时代第二十章能源与能量守恒定律素养综合检测课件
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这是一份沪粤版初中九年级物理第十九章电磁波与信息时代第二十章能源与能量守恒定律素养综合检测课件，共46页。
第十九、二十章 素养综合检测(满分100分, 限时45分钟)一、选择题(每小题5分,共35分)1.(2024河北邯郸期末)电磁波在我们的生产、生活以及科学 研究中扮演着非常重要的角色。下列关于电磁波的说法中 不正确的是 ( )A.“祝融号”火星车利用电磁波向地球传递信息B.电磁波可以在真空中传播C.微波炉是用电磁波来加热食品的D.光不是电磁波D解析 “祝融号”火星车利用电磁波将信息传回地球,A正 确;电磁波可以在真空中传播,B正确;微波炉是利用电磁波来 加热食品的,C正确;光本身就是一种电磁波,D错误。2.(2023广西玉林模拟)关于信息传递,下列说法正确的是 ( )A.电视机是利用超声波来传递图像信号和声音信号的B.微波炉中能使用金属容器,它不会损坏微波炉C.用数字信号传输图像信息比用模拟信号传输容易失真D.要实现几乎全球通信,在地球周围至少要均匀地配置3颗 同步通信卫星D解析 电视机是利用电磁波来传递图像信号和声音信号的, A错误;微波炉中不能使用金属容器,它会损坏微波炉,B错误; 用模拟信号传输图像信息比用数字信号传输容易失真,C错 误;要实现几乎全球通信,在地球周围至少要均匀地配置3颗 同步通信卫星,D正确。3.(2023湖南长沙模拟)小王和同学乘车外出,车上正在收听 广播节目,提到“FM101.7”,小王进一步了解才知道,“FM1 01.7”指的是此时汽车上的收音机接收到的频率为101.7 MHz。下列说法正确的是 ( )A.车载收音机和蝙蝠都利用电磁波接收信息B.电磁波在空气中的传播速度大约为3.0×108 m/sC.电磁波传播也需要介质,电磁波在真空中不能传播D.车灯发出的可见光不属于电磁波B解析 蝙蝠利用超声波来接收信息,A错误;电磁波在空气中 的传播速度近似在真空中的传播速度,约是3.0×108 m/s,B正 确;电磁波的传播不需要介质,电磁波在真空中能传播,C错 误;可见光是一种电磁波,D错误。4.(2024湖南邵阳期末)学习了“能量的转化和守恒”的知识后,同学们提出了一些关于开发和利用能源的建议,其中不可行的是 ( )A.我国煤炭资源丰富,应研究并采用如何让燃料充分燃烧,以减少热量损失的措施B.加快将内能直接转化为电能的研究,以减少内能在多次转化过程中的损失C.我国应进一步开发利用江河水利资源、核能、风能等D.应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量,又能不断对外多做功的机器D解析 煤炭在燃烧的过程中,由于燃烧不够充分,导致损失的 热量较多,故研究并采用如何让燃料充分燃烧,以减少热量损 失的措施是必要的,A可行;在火力发电中利用了内能,故研究 内能直接转化为电能,以减少内能在多次转化过程中的损失, 也是非常必要的,B可行;根据我国地理特点,进一步地开发江 河水利资源、核能、风能是有必要的,C可行;能量既不会消 失,也不会产生,能量在转化或转移的过程中,其总量保持不 变,因此,不可能研究出既可以不消耗或少消耗能量,又能不 断对外多做功的机器,D不可行。5.(2024山东济南期末)2023年8月24日,日本政府启动核污染 排海计划,引起国际国内的强烈反对。这一行动被称为“公 地悲剧”。下列对于核能的认识正确的是 ( )A.核能是可再生能源B.核电站是利用原子核裂变释放核能来发电的C.原子弹爆炸时释放的能量来源于核能,氢弹不是D.核能不是新能源B解析 核能发电站是通过核燃料发生核裂变的方式,将核能 转化为电能,由于核燃料是有限的,且不能从自然界源源不断 获得,所以核能属于不可再生能源,A错误,B正确;核能是原子 核裂变或者聚变释放出的能量,原子弹、氢弹爆炸释放的能 量属于核能,C错误;新能源指新发现的或发现时间虽久但因 技术、经济条件限制而未得到广泛使用的能源,核能属于新 能源,D错误。6.(2024广东紫金期末)下列关于内能和能量守恒定律的说法 中,正确的是 ( )A.物体的温度越高,含有的热量越多B.能量既可以凭空消失,也可以凭空产生C.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,它的内能没有变化D.能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变D解析 由于热量是一个过程量,所以不能说物体含有多少热 量,A错误;根据能量守恒定律可知,能量不可以凭空产生,也 不会凭空消失,B错误;冰熔化过程要吸热,因此0 ℃的冰熔化 成0 ℃的水,它的内能变大,C错误;根据能量守恒定律可知,能 量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变,D正确。7.(2024广东广州黄埔期末)如图1所示是某型号手电筒风 扇。只闭合照明开关时,照明灯亮起;只闭合风扇开关时,风 扇单独工作。图2是手电筒风扇工作时的能量流向示意图, 电池充电时,将能量以化学能的形式储存,工作时给电动机和 照明灯供电。对图2方框中能量形式判断正确的是 ( ) A.甲是“内能” B.乙是“电能”C.丙是“光能” D.丁是“机械能” 答案 B解析 电池充电时,将电能转化为化学能,电池分别给电动机 和照明灯供电时,将储存的化学能转化为电能,然后将电能分 别转化为电动机的机械能和照明灯的光能。故选项B正确, A、C、D错误。二、填空题(每空2分,共30分)8.(2023陕西西安雁塔三模)飞机上高精度GPS系统利用 对飞机实时定位,该波的传播 (选填“需要”或 “不需要”)介质。如图,将手机放在密闭的塑料容器中,能 正常接收到呼叫信号,放在密闭的金属容器中,不能接收到呼 叫信号,说明 (选填“塑料容器”或“金属容器”) 对该波有屏蔽作用。电磁波不需要金属容器解析 飞机上高精度GPS系统对飞机实时定位时利用了电 磁波;电磁波的传播不需要介质;将手机放在密闭的塑料容器 中能正常接收到呼叫信号,放在密闭的金属容器中不能接收 到呼叫信号,说明金属容器对电磁波有屏蔽作用。9.(2024福建福州期末)如图是新型“光导纤维照明系统”, 让太阳光先在可过滤部分紫外线的玻璃球罩表面发生 ,再通过凸透镜将光会聚到光导纤维里,将太阳光导入室 内不同的地方。光通过光导纤维时,在其内部发生的是 (选填“反射”或“折射”)现象。 折射反射解析 新型“光导纤维照明系统”是让太阳光先通过折射 过滤部分紫外线,再通过凸透镜将光会聚到光导纤维里,将太 阳光导入室内不同的地方。光通过光导纤维时,在内部发生 的是反射现象。10.“收官之作,星耀全球”。2020年6月23日,长征三号乙运 载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射,标 志着我国全面完成北斗三号全球卫星导航系统星座部署。 燃料燃烧时,将 能转化为 能。能的总量是 (选填“增大”“减小”或“不变”)的。化学内不变解析 燃料燃烧时,将燃料的化学能转化为燃气的内能。根 据能量守恒定律可知,能的总量是不变的。11.(2024陕西延安期末)黄龙界头庙风电场矗立着许多如图 所示的大风车,它可以将风能转化为 能。风能不仅 清洁,而且还是 (选填“可再生”或“不可再 生”)能源。核电站利用核能发电,它的核心是反应堆,核反 应堆是通过可控 (选填“核裂变”或“核聚变”) 反应释放核能的设备。电可再生核裂变解析 风电场的大风车可以将风能转化为电能。风能不仅 清洁,而且还是可再生能源。核电站利用核能发电,它的核心 是反应堆,核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设 备。12.(2024山东济南期末)现在很多电动汽车为了节能安装了 一套“能量回收装置”,在刹车时该装置可带动发电机发 电。有人认为,只要不断改进,这种汽车就可以一边行驶,一 边发电,所产生的电能又可以供电动机转动,从而永远运动下 去,这种观念违背了 定律。在汽车刹车制动时,刹车 片与刹车盘摩擦会产生大量内能,但这些内能是无法自动转 化成机械能供汽车运动的,这是因为能量的转移和转化具有 。能量守恒方向性解析 无论技术如何改进,汽车也不可能一边行驶,一边发 电,永远运动下去,因为能量在转化过程中必然会有一部分转 化为内能或做额外功消耗掉,因此,这种观念违背了能量守恒 定律;在汽车制动时,刹车片、刹车盘、与轮胎接触的地面、 轮胎及空气等获得的内能,无法自动转化成机械能供汽车运 动,这是因为能量的转移和转化具有方向性。13.(2024河南郑州期末)我国承诺到2030年,二氧化碳的排放, 达到峰值并逐步降低。请说出一种造成二氧化碳排放增加 的常用能源名称: ;减少碳排放人人有责,请说出一种能够对减少碳排放作出贡献的出行方式: 。煤炭(或石油、天然气)近距离出行采用步行或骑行的方式,远距离出行选用公交车等解析 目前我们使用的主要能源是煤炭、石油、天然气,这 些能源在使用过程中都会产生大量的二氧化碳,导致温室效 应的进一步加剧。为减少碳排放,我们应尽量减少这些能源 的使用量,如无必要不开车等。三、综合应用题(第14题10分,第15题15分,第16题10分,共35 分)14.(新独家原创)阅读下面短文,并回答问题。光纤的奥秘光纤电缆是21世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃 清澈、透明的性质,使用光来传送信号。光可以从弯曲的玻 璃纤维的一端传到另一端,而不会“溜”出玻璃纤维,这是为 什么呢?如图甲所示,以某种玻璃为例,让一束光沿半圆形玻璃砖的半 径射到平面上,可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射 到空气中,此时折射角大于入射角;另一部分光线反射入玻璃砖内;逐渐增大光的入射角,将看到折射光线离法线越来越 远,且亮度越来越弱,反射光线的亮度越来越强。当入射角增 大到41.8°,使折射角达到90°时,折射光线就消失了,只剩下反 射光线,如图丙所示,这种现象叫作全反射。光并非在任何界面都会发生全反射现象,这种现象只有在光 从一种介质射向另一介质,折射角大于入射角时才能发生。光纤通信就是利用光的全反射原理,光导纤维在结构上有内 芯和包层两种不同的透明介质,光从内芯中传播时在与包层 的交界面上反复发生全反射现象,从而保证光不会泄露到光纤外,这样光就只能在玻璃纤维中传播,而不会“溜”出玻璃 纤维,如图丁所示。(1)图甲中,光从玻璃斜射向空气时,反射角 (选填 “大于”“小于”或“等于”)折射角。(2)图乙中,当入射角逐渐增大时 。A.折射角逐渐增大,反射角逐渐减小B.折射角逐渐减小,反射角逐渐增大C.折射光线逐渐增强,反射光线逐渐减弱D.折射光线逐渐减弱,反射光线逐渐增强(3)光从空气进入玻璃时,增大入射角 (选填“有可 能”或“不可能”)发生全反射。小于D不可能(4)若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入 射角从水中射向空气时 (选填“会”或“不会”) 发生全反射现象。(5)光从光导纤维的包层斜射向内芯时 。A.折射角大于入射角,可能会发生全反射B.折射角小于入射角,可能会发生全反射C.折射角大于入射角,不可能会发生全反射D.折射角小于入射角,不可能会发生全反射会D解析 (1)由光的折射规律可知,当光从玻璃斜射向空气时, 入射角总是小于折射角,因反射角等于入射角,所以反射角小 于折射角;(2)由材料可知,当入射角逐渐增大时,折射光线的 亮度逐渐减弱,反射光线的亮度逐渐增强,故选D;(3)已知全 反射现象只有在光从一种介质射向另一介质,折射角大于入 射角时才能发生;光从空气进入玻璃时,入射角恒大于折射 角,故增大入射角不可能发生全反射;(4)若光由水进入空气 的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水中射向空气时,入射角大于临界角,所以会发生全反射现象;(5)光从光导纤维的包层斜射向内芯类似光从空气进入玻璃的情况,根据 折射规律可知,折射角小于入射角,当入射角增大时,折射角 也增大,但折射角不可能达到90°,故这种现象不会发生。故 选D。15.(2023江苏苏州中考)阅读材料,回答问题。“海油观澜号”深远海浮式风电平台2023年5月20日,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜 号”成功并入文昌油田群电网,标志着我国深远海风电关键 技术取得重大进展。“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米, 总质量达1.1×107 kg。平台采用“半潜式”设计,底部是一个 三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转 子转动,生成绿色电力,年发电量将达2.2×107 kW·h。(1)风能属于 (可/不可)再生能源;(2)根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为 m(保留整数);(3)风平浪静叶片不动时,平台基础排开海水的体积达 m3(g取10 N/kg,海水密度用1.0×103 kg/m3计算,不考虑锚链 对平台的作用);(4)每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的 热量(天然气的热值q取4.4×107 J/kg);可701.1×1041.8×106(5)海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式(图 乙)。两种方式相比较,你认为“半潜式”的一个明显优点是 。吃水深度较浅,适用海域较广解析 (1)风能能从自然界源源不断地获得,属于可再生能 源;(2)由图甲可知,单个叶片长度比浮式基础上方圆筒状柱 子稍短些,而柱高83米,所以单个叶片长度约为65~80 m,可填 70 m;(3)根据题意可知,平台总质量为1.1×107 kg,漂浮时平台 受到的浮力F浮=G总=m总g=1.1×107 kg×10 N/kg=1.1×108 N,由 阿基米德原理可知,漂浮时平台基础排开海水的体积V排= = =1.1×104 m3;(4)年发电量W=2.2×107 kW·h=2.2×107×3.6×106 J=7.92×1013 J。由W=Q=mq可知,需要天然气的质量m= = =1.8×106 kg;(5)图中半潜式底部有一个三角形浮式基础,与单柱式相比,吃水深度较 浅,适用海域较广。16.(2024北京丰台期末)请阅读《极光》并回答问题。极光2023年12月,我国黑龙江、内蒙古、北京等北方地区出现了 罕见的极光现象。如图甲所示,极光是一种瞬息万变、绚丽 多彩的大气光学现象,它因经常出现在地球两极地区的上空 而得名。在高纬度地区看到极光的机会比较多,但在中低纬 度地区偶尔也能看到,不过亮度要弱得多。早在两千多年前, 我国就有关于极光观测的记载,是研究太阳活动和地磁变化情况的宝贵史料。现代科学家一般认为极光的形成与太阳的活动、地球磁场 以及高空大气等诸多因素有关系。太阳的内部一直在发生 复杂的核聚变反应,在核反应过程中,除了会产生大量的光和 热,还会产生高能带电粒子流。当其中的一部分射向地球时, 这些高能带电粒子会在地球磁场中受到力的作用发生偏转,运动到地球的高纬度地区,并高速进入大气层。当这些高能 带电粒子与地球大气中的气体分子或原子碰撞时,气体原子 的核外电子从中获取能量,跃迁至能量更高的能级(能量状 态)。因为这种状态是极不稳定的,所以电子很容易跃迁回较 低的能级,并将此前获得的能量以光的形式重新释放出来,从 而形成极光。极光的颜色是由高空气体成分和高能粒子的能量等因素决 定的。氧原子碰撞后通常发出频率约为538 THz的绿光和频 率约为476 THz的红光,氮分子通常发出频率约为767 THz的紫光和频率约638 THz的蓝光。大气中气体成分复杂,不同 成分的气体元素在高能带电粒子的碰撞下,发光的颜色也各 不相同,因而极光显得绚丽多彩、变化无穷。(1)太阳内部发生的核反应是 (选填“核聚变”或 “核裂变”)反应。(2)极光多发生在高纬度地区是因为高能带电粒子 。核聚变会在地球磁场中受到力的作用发生偏转(3)当核外电子从 (选填“高能级向低能级”或 “低能级向高能级”)跃迁时会释放能量产生极光。(4)可见光是一定频率范围的电磁波,其波速与波的频率、波 长的关系:波速=波长×频率。由此可知,在波速相同时,红色 光的波长 (选填“大于”或“小于”)紫色光的波 长。高能级向低能级大于解析 (1)太阳内部发生的核反应是核聚变反应;(2)极光多发 生在高纬度地区是因为高能带电粒子会在地球磁场中受到 力的作用发生偏转;(3)当核外电子从高能级向低能级跃迁时 会释放能量产生极光;(4)红光的频率比紫光的频率低,可见 光是一定频率范围的电磁波,其波速与波的频率、波长的关 系:波速=波长×频率。由此可知,在波速相同时,红色光的波 长大于紫色光的波长。
第十九、二十章 素养综合检测(满分100分, 限时45分钟)一、选择题(每小题5分,共35分)1.(2024河北邯郸期末)电磁波在我们的生产、生活以及科学 研究中扮演着非常重要的角色。下列关于电磁波的说法中 不正确的是 ( )A.“祝融号”火星车利用电磁波向地球传递信息B.电磁波可以在真空中传播C.微波炉是用电磁波来加热食品的D.光不是电磁波D解析 “祝融号”火星车利用电磁波将信息传回地球,A正 确;电磁波可以在真空中传播,B正确;微波炉是利用电磁波来 加热食品的,C正确;光本身就是一种电磁波,D错误。2.(2023广西玉林模拟)关于信息传递,下列说法正确的是 ( )A.电视机是利用超声波来传递图像信号和声音信号的B.微波炉中能使用金属容器,它不会损坏微波炉C.用数字信号传输图像信息比用模拟信号传输容易失真D.要实现几乎全球通信,在地球周围至少要均匀地配置3颗 同步通信卫星D解析 电视机是利用电磁波来传递图像信号和声音信号的, A错误;微波炉中不能使用金属容器,它会损坏微波炉,B错误; 用模拟信号传输图像信息比用数字信号传输容易失真,C错 误;要实现几乎全球通信,在地球周围至少要均匀地配置3颗 同步通信卫星,D正确。3.(2023湖南长沙模拟)小王和同学乘车外出,车上正在收听 广播节目,提到“FM101.7”,小王进一步了解才知道,“FM1 01.7”指的是此时汽车上的收音机接收到的频率为101.7 MHz。下列说法正确的是 ( )A.车载收音机和蝙蝠都利用电磁波接收信息B.电磁波在空气中的传播速度大约为3.0×108 m/sC.电磁波传播也需要介质,电磁波在真空中不能传播D.车灯发出的可见光不属于电磁波B解析 蝙蝠利用超声波来接收信息,A错误;电磁波在空气中 的传播速度近似在真空中的传播速度,约是3.0×108 m/s,B正 确;电磁波的传播不需要介质,电磁波在真空中能传播,C错 误;可见光是一种电磁波,D错误。4.(2024湖南邵阳期末)学习了“能量的转化和守恒”的知识后,同学们提出了一些关于开发和利用能源的建议,其中不可行的是 ( )A.我国煤炭资源丰富,应研究并采用如何让燃料充分燃烧,以减少热量损失的措施B.加快将内能直接转化为电能的研究,以减少内能在多次转化过程中的损失C.我国应进一步开发利用江河水利资源、核能、风能等D.应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量,又能不断对外多做功的机器D解析 煤炭在燃烧的过程中,由于燃烧不够充分,导致损失的 热量较多,故研究并采用如何让燃料充分燃烧,以减少热量损 失的措施是必要的,A可行;在火力发电中利用了内能,故研究 内能直接转化为电能,以减少内能在多次转化过程中的损失, 也是非常必要的,B可行;根据我国地理特点,进一步地开发江 河水利资源、核能、风能是有必要的,C可行;能量既不会消 失,也不会产生,能量在转化或转移的过程中,其总量保持不 变,因此,不可能研究出既可以不消耗或少消耗能量,又能不 断对外多做功的机器,D不可行。5.(2024山东济南期末)2023年8月24日,日本政府启动核污染 排海计划,引起国际国内的强烈反对。这一行动被称为“公 地悲剧”。下列对于核能的认识正确的是 ( )A.核能是可再生能源B.核电站是利用原子核裂变释放核能来发电的C.原子弹爆炸时释放的能量来源于核能,氢弹不是D.核能不是新能源B解析 核能发电站是通过核燃料发生核裂变的方式,将核能 转化为电能,由于核燃料是有限的,且不能从自然界源源不断 获得,所以核能属于不可再生能源,A错误,B正确;核能是原子 核裂变或者聚变释放出的能量,原子弹、氢弹爆炸释放的能 量属于核能,C错误;新能源指新发现的或发现时间虽久但因 技术、经济条件限制而未得到广泛使用的能源,核能属于新 能源,D错误。6.(2024广东紫金期末)下列关于内能和能量守恒定律的说法 中,正确的是 ( )A.物体的温度越高,含有的热量越多B.能量既可以凭空消失,也可以凭空产生C.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,它的内能没有变化D.能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变D解析 由于热量是一个过程量,所以不能说物体含有多少热 量,A错误;根据能量守恒定律可知,能量不可以凭空产生,也 不会凭空消失,B错误;冰熔化过程要吸热,因此0 ℃的冰熔化 成0 ℃的水,它的内能变大,C错误;根据能量守恒定律可知,能 量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变,D正确。7.(2024广东广州黄埔期末)如图1所示是某型号手电筒风 扇。只闭合照明开关时,照明灯亮起;只闭合风扇开关时,风 扇单独工作。图2是手电筒风扇工作时的能量流向示意图, 电池充电时,将能量以化学能的形式储存,工作时给电动机和 照明灯供电。对图2方框中能量形式判断正确的是 ( ) A.甲是“内能” B.乙是“电能”C.丙是“光能” D.丁是“机械能” 答案 B解析 电池充电时,将电能转化为化学能,电池分别给电动机 和照明灯供电时,将储存的化学能转化为电能,然后将电能分 别转化为电动机的机械能和照明灯的光能。故选项B正确, A、C、D错误。二、填空题(每空2分,共30分)8.(2023陕西西安雁塔三模)飞机上高精度GPS系统利用 对飞机实时定位,该波的传播 (选填“需要”或 “不需要”)介质。如图,将手机放在密闭的塑料容器中,能 正常接收到呼叫信号,放在密闭的金属容器中,不能接收到呼 叫信号,说明 (选填“塑料容器”或“金属容器”) 对该波有屏蔽作用。电磁波不需要金属容器解析 飞机上高精度GPS系统对飞机实时定位时利用了电 磁波;电磁波的传播不需要介质;将手机放在密闭的塑料容器 中能正常接收到呼叫信号,放在密闭的金属容器中不能接收 到呼叫信号,说明金属容器对电磁波有屏蔽作用。9.(2024福建福州期末)如图是新型“光导纤维照明系统”, 让太阳光先在可过滤部分紫外线的玻璃球罩表面发生 ,再通过凸透镜将光会聚到光导纤维里,将太阳光导入室 内不同的地方。光通过光导纤维时,在其内部发生的是 (选填“反射”或“折射”)现象。 折射反射解析 新型“光导纤维照明系统”是让太阳光先通过折射 过滤部分紫外线,再通过凸透镜将光会聚到光导纤维里,将太 阳光导入室内不同的地方。光通过光导纤维时,在内部发生 的是反射现象。10.“收官之作,星耀全球”。2020年6月23日,长征三号乙运 载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射,标 志着我国全面完成北斗三号全球卫星导航系统星座部署。 燃料燃烧时,将 能转化为 能。能的总量是 (选填“增大”“减小”或“不变”)的。化学内不变解析 燃料燃烧时,将燃料的化学能转化为燃气的内能。根 据能量守恒定律可知,能的总量是不变的。11.(2024陕西延安期末)黄龙界头庙风电场矗立着许多如图 所示的大风车,它可以将风能转化为 能。风能不仅 清洁,而且还是 (选填“可再生”或“不可再 生”)能源。核电站利用核能发电,它的核心是反应堆,核反 应堆是通过可控 (选填“核裂变”或“核聚变”) 反应释放核能的设备。电可再生核裂变解析 风电场的大风车可以将风能转化为电能。风能不仅 清洁,而且还是可再生能源。核电站利用核能发电,它的核心 是反应堆,核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设 备。12.(2024山东济南期末)现在很多电动汽车为了节能安装了 一套“能量回收装置”,在刹车时该装置可带动发电机发 电。有人认为,只要不断改进,这种汽车就可以一边行驶,一 边发电,所产生的电能又可以供电动机转动,从而永远运动下 去,这种观念违背了 定律。在汽车刹车制动时,刹车 片与刹车盘摩擦会产生大量内能,但这些内能是无法自动转 化成机械能供汽车运动的,这是因为能量的转移和转化具有 。能量守恒方向性解析 无论技术如何改进,汽车也不可能一边行驶,一边发 电,永远运动下去,因为能量在转化过程中必然会有一部分转 化为内能或做额外功消耗掉,因此,这种观念违背了能量守恒 定律;在汽车制动时,刹车片、刹车盘、与轮胎接触的地面、 轮胎及空气等获得的内能,无法自动转化成机械能供汽车运 动,这是因为能量的转移和转化具有方向性。13.(2024河南郑州期末)我国承诺到2030年,二氧化碳的排放, 达到峰值并逐步降低。请说出一种造成二氧化碳排放增加 的常用能源名称: ;减少碳排放人人有责,请说出一种能够对减少碳排放作出贡献的出行方式: 。煤炭(或石油、天然气)近距离出行采用步行或骑行的方式,远距离出行选用公交车等解析 目前我们使用的主要能源是煤炭、石油、天然气,这 些能源在使用过程中都会产生大量的二氧化碳,导致温室效 应的进一步加剧。为减少碳排放,我们应尽量减少这些能源 的使用量,如无必要不开车等。三、综合应用题(第14题10分,第15题15分,第16题10分,共35 分)14.(新独家原创)阅读下面短文,并回答问题。光纤的奥秘光纤电缆是21世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃 清澈、透明的性质,使用光来传送信号。光可以从弯曲的玻 璃纤维的一端传到另一端,而不会“溜”出玻璃纤维,这是为 什么呢?如图甲所示,以某种玻璃为例,让一束光沿半圆形玻璃砖的半 径射到平面上,可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射 到空气中,此时折射角大于入射角;另一部分光线反射入玻璃砖内;逐渐增大光的入射角,将看到折射光线离法线越来越 远,且亮度越来越弱,反射光线的亮度越来越强。当入射角增 大到41.8°,使折射角达到90°时,折射光线就消失了,只剩下反 射光线,如图丙所示,这种现象叫作全反射。光并非在任何界面都会发生全反射现象,这种现象只有在光 从一种介质射向另一介质,折射角大于入射角时才能发生。光纤通信就是利用光的全反射原理,光导纤维在结构上有内 芯和包层两种不同的透明介质,光从内芯中传播时在与包层 的交界面上反复发生全反射现象,从而保证光不会泄露到光纤外,这样光就只能在玻璃纤维中传播,而不会“溜”出玻璃 纤维,如图丁所示。(1)图甲中,光从玻璃斜射向空气时,反射角 (选填 “大于”“小于”或“等于”)折射角。(2)图乙中,当入射角逐渐增大时 。A.折射角逐渐增大,反射角逐渐减小B.折射角逐渐减小,反射角逐渐增大C.折射光线逐渐增强,反射光线逐渐减弱D.折射光线逐渐减弱,反射光线逐渐增强(3)光从空气进入玻璃时,增大入射角 (选填“有可 能”或“不可能”)发生全反射。小于D不可能(4)若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入 射角从水中射向空气时 (选填“会”或“不会”) 发生全反射现象。(5)光从光导纤维的包层斜射向内芯时 。A.折射角大于入射角,可能会发生全反射B.折射角小于入射角,可能会发生全反射C.折射角大于入射角,不可能会发生全反射D.折射角小于入射角,不可能会发生全反射会D解析 (1)由光的折射规律可知,当光从玻璃斜射向空气时, 入射角总是小于折射角,因反射角等于入射角,所以反射角小 于折射角;(2)由材料可知,当入射角逐渐增大时,折射光线的 亮度逐渐减弱,反射光线的亮度逐渐增强,故选D;(3)已知全 反射现象只有在光从一种介质射向另一介质,折射角大于入 射角时才能发生;光从空气进入玻璃时,入射角恒大于折射 角,故增大入射角不可能发生全反射;(4)若光由水进入空气 的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水中射向空气时,入射角大于临界角,所以会发生全反射现象;(5)光从光导纤维的包层斜射向内芯类似光从空气进入玻璃的情况,根据 折射规律可知,折射角小于入射角,当入射角增大时,折射角 也增大,但折射角不可能达到90°,故这种现象不会发生。故 选D。15.(2023江苏苏州中考)阅读材料,回答问题。“海油观澜号”深远海浮式风电平台2023年5月20日,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜 号”成功并入文昌油田群电网,标志着我国深远海风电关键 技术取得重大进展。“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米, 总质量达1.1×107 kg。平台采用“半潜式”设计,底部是一个 三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转 子转动,生成绿色电力,年发电量将达2.2×107 kW·h。(1)风能属于 (可/不可)再生能源;(2)根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为 m(保留整数);(3)风平浪静叶片不动时,平台基础排开海水的体积达 m3(g取10 N/kg,海水密度用1.0×103 kg/m3计算,不考虑锚链 对平台的作用);(4)每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的 热量(天然气的热值q取4.4×107 J/kg);可701.1×1041.8×106(5)海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式(图 乙)。两种方式相比较,你认为“半潜式”的一个明显优点是 。吃水深度较浅,适用海域较广解析 (1)风能能从自然界源源不断地获得,属于可再生能 源;(2)由图甲可知,单个叶片长度比浮式基础上方圆筒状柱 子稍短些,而柱高83米,所以单个叶片长度约为65~80 m,可填 70 m;(3)根据题意可知,平台总质量为1.1×107 kg,漂浮时平台 受到的浮力F浮=G总=m总g=1.1×107 kg×10 N/kg=1.1×108 N,由 阿基米德原理可知,漂浮时平台基础排开海水的体积V排= = =1.1×104 m3;(4)年发电量W=2.2×107 kW·h=2.2×107×3.6×106 J=7.92×1013 J。由W=Q=mq可知,需要天然气的质量m= = =1.8×106 kg;(5)图中半潜式底部有一个三角形浮式基础,与单柱式相比,吃水深度较 浅,适用海域较广。16.(2024北京丰台期末)请阅读《极光》并回答问题。极光2023年12月,我国黑龙江、内蒙古、北京等北方地区出现了 罕见的极光现象。如图甲所示,极光是一种瞬息万变、绚丽 多彩的大气光学现象,它因经常出现在地球两极地区的上空 而得名。在高纬度地区看到极光的机会比较多,但在中低纬 度地区偶尔也能看到,不过亮度要弱得多。早在两千多年前, 我国就有关于极光观测的记载,是研究太阳活动和地磁变化情况的宝贵史料。现代科学家一般认为极光的形成与太阳的活动、地球磁场 以及高空大气等诸多因素有关系。太阳的内部一直在发生 复杂的核聚变反应,在核反应过程中,除了会产生大量的光和 热,还会产生高能带电粒子流。当其中的一部分射向地球时, 这些高能带电粒子会在地球磁场中受到力的作用发生偏转,运动到地球的高纬度地区,并高速进入大气层。当这些高能 带电粒子与地球大气中的气体分子或原子碰撞时,气体原子 的核外电子从中获取能量,跃迁至能量更高的能级(能量状 态)。因为这种状态是极不稳定的,所以电子很容易跃迁回较 低的能级,并将此前获得的能量以光的形式重新释放出来,从 而形成极光。极光的颜色是由高空气体成分和高能粒子的能量等因素决 定的。氧原子碰撞后通常发出频率约为538 THz的绿光和频 率约为476 THz的红光,氮分子通常发出频率约为767 THz的紫光和频率约638 THz的蓝光。大气中气体成分复杂,不同 成分的气体元素在高能带电粒子的碰撞下,发光的颜色也各 不相同,因而极光显得绚丽多彩、变化无穷。(1)太阳内部发生的核反应是 (选填“核聚变”或 “核裂变”)反应。(2)极光多发生在高纬度地区是因为高能带电粒子 。核聚变会在地球磁场中受到力的作用发生偏转(3)当核外电子从 (选填“高能级向低能级”或 “低能级向高能级”)跃迁时会释放能量产生极光。(4)可见光是一定频率范围的电磁波,其波速与波的频率、波 长的关系:波速=波长×频率。由此可知,在波速相同时,红色 光的波长 (选填“大于”或“小于”)紫色光的波 长。高能级向低能级大于解析 (1)太阳内部发生的核反应是核聚变反应;(2)极光多发 生在高纬度地区是因为高能带电粒子会在地球磁场中受到 力的作用发生偏转;(3)当核外电子从高能级向低能级跃迁时 会释放能量产生极光;(4)红光的频率比紫光的频率低,可见 光是一定频率范围的电磁波,其波速与波的频率、波长的关 系:波速=波长×频率。由此可知,在波速相同时,红色光的波 长大于紫色光的波长。
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