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人教版初中物理九年级全册 第二十二章 《能源与可持续发展》单元测试卷【原卷版】+【解析版】
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（满分：100分 时间：90分钟）
一、单项选择题（每题3分，共36分）
1. 关于石油燃料的说法正确的是（ ）
A．石油燃料属于二次能源
B．石油燃料属于不可再生能源
C．石油燃料燃烧时将化学能转化为机械能
D．汽车发动机能把石油燃料化学能全部转化为汽车动能
【答案】B
【详解】A．一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源，例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。石油燃料属于一次能源，故A错误；
B．石油燃料消耗后不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B正确；
C．石油燃料燃烧时放出热量，将化学能转化为内能，故C错误；
D．由于存在能量损失，汽车发动机不能把石油燃料化学能全部转化为汽车动能，故D错误。
故选B。
2．图为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况（ ）
A．显著增长 B．平稳增长 C．稳中有降 D．显著减少
【答案】A
【详解】根据图像看出，自1950年以来，人类能源消耗的情况逐年上升，增长幅度也是显著的。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．下列能源中，属于二次能源的是（ ）
A．煤 B．汽油 C．太阳能 D．石油
【答案】B
【详解】解答：所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：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． 由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源，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．故ACD错误．
故选B．
4．如图所示是一种核反应的过程，则有关这过程的说法中正确的是（ ）
A．该核反应过程属于核裂变过程
B．现代核电站获取核能的方式就是利用了该核反应
C．该核反应的原理可用于制造原子弹
D．太阳能提供源源不断的能量是因为太阳内部在不断地发生该核反应过程
【答案】D
【详解】A．根据氘核和氚核生成氦核的核反应可知，该核反应过程属于核聚变过程，A错误；
B．为了能控制核反应的过程，现代核电站获取核能的方式是利用核裂变，故B错误；
C．原子弹属于核裂变，故该核反应的原理不可用于制造原子弹，故C错误；
D．由于太阳内部是氘核和氚核的核聚变反应，故太阳能提供源源不断的能量是因为太阳内部在不断地发生该核反应过程，故D正确。
故选D。
5．如图是我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是（ ）
A．核能是可再生能源
B．核能不会对人类造成危害
C．核电站是利用裂变的链式反应发电的
D．核电站发电时，把核能直接转化为电能
【答案】C
【详解】A．核能消耗后不可能在短期内从自然界得到补充的能源，其属于不可再生能源，故A错误；
B．核裂变的材料有很强的放射性，使用不当会对人类造成危害，故B错误；
C．核电站是利用裂变的链式反应发电的，故C正确；
D．核电站发电过程中的能量转化为核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能，故D错误。
故选C。
6．太阳是人类能源的宝库，太阳能（ ）
A．是可再生能源 B．是二次能源
C．不是未来的理想能源之一 D．来自太阳内部的核裂变
【答案】A
【详解】太阳的能量来自内部源源不断地核聚变反应，太阳能可以源源不断地从自然界直接获得、利用是一次能源，也是可再生能源，而且它还无污染，是未来理想能源之一。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．关于太阳能凉帽，以下说法错误的是（ ）
A．太阳能实质上是太阳内部核裂变释放出的能量
B．太阳能是可再生能源
C．电动机：将电能主要转化为机械能
D．电池板：将太阳能主要转化为电能
【答案】A
【详解】A．太阳内部有无数的氢弹在爆炸释放能量，即太阳能的实质是太阳内部的核聚变释放的能量，故A错误，符合题意；
B．太阳能可源源不断地从自然界获取，是可再生能源，故B正确，不符合题意；
C．电动机消耗电能，获得机械能，将电能主要转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．电池板接收太阳能，获得电能，将太阳能主要转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选A。
8．目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．太阳能来自太阳内部的核裂变
B．太阳能收集板将太阳能转化为电能
C．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波
D．太阳能是一种清洁，无污染的可再生能源
【答案】A
【详解】A．太阳能通过太阳内部的氢原子发生核聚变获得，故A错误，符合题意；
B．太阳能收集板就是太阳能电池板，它将太阳能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．通过电磁波来传输能量，实现能量的无线传输，微波是一种电磁波，故C正确，不符合题意；
D．太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，太阳内部时刻进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能，故D正确，不符合题意。
故选A。
9．配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电盘大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（ ）
A．光伏发电是将光能转化为化学能 B．风力发电是将风能转化为电能
C．电机抽水是将电能转化为机械能 D．放水发电是将水能转化为电能
【答案】A
【详解】A．光伏发电是将光能转化为电能，故A错误﹔
B．风力发电是将风能（风的机械能）转化为电能，故B正确；
C．电机抽水是将电能转化为水的机械能，故C正确；
D．放水发电是将水能（水的机械能）转化为电能，故D正确。
故选A。
10．我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（ ）
A．做功过程实质是能量的转化或转移过程
B．能量转化具有方向性，所以能量不守恒
C．核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展
D．煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
【答案】A
【详解】A．能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。因此做功过程实质上是能量的转化和转移的过程，故A正确；
B．根据能量守恒定律可知，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，不能反过来转化，故B错误；
C．由于不可避免的能量损耗，因此核燃料能量转化不可能达到100%，故C错误；
D．煤、石油、天然气等来源于远古时期动植物，而动植物的能量来源于太阳辐射，故D错误。
故选A。
11．为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天，应特别重视射的能者新能源的开发和利用。下列能源中属于如图所示阴影部分的是（ ）
A．煤炭 B．风能 C．潮汐能 D．核能
【答案】B
【详解】AD．煤炭和核能属于不可再生能源，故AD不符合题意；
B．风能能源是地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能来自太阳能，是可再生的新能源，又是新能源，故B符合题意；
C．潮汐能是从海水面昼夜间的涨落中获得的能量，它与天体引力有关，不是来自太阳能，故C不符合题意。
故选B。
12．河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一、该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（ ）
A．风能和光能是不可再生能源
B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能
C．根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能
D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
【答案】B
【详解】A．风能和光能是可再生能源，能够从自然界获得，取之不尽用之不竭，故A错误；
B．该电站抽水蓄能时，消耗电能，增大的水的机械能，故将电能转化为机械能，发电时，机械能减小，电能增加，故将机械能转化为电能，故B正确；
C．该电站抽水时消耗的电能不可能全部转化为水的机械能，会有一部分的电能转化为内能或其它形式的能，故C错误；
D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，但是能量的转化有方向性的，比如汽车行驶时，克服摩擦力做的功，机械能转化为内能，这个内能不会自发的转化为原来的机械能，故D错误。
故选B。
二、填空题（每空1分，共计24分）
13．当今世界的主要能源是 ，人们最方便的能源是 。
【答案】化石能源，电能。
【详解】当今世界最主要的能源煤、石油和天然气，它们都属于化石能源；最方便的能源是由其它能源转化来的电能．人们几乎已经离不开电．
14．原子由 和电子组成，电子带 电。用中子轰击铀235原子核，可使其发生核 （选填“聚变”或“裂变”）并释放核能。
【答案】原子核，负，裂变。
【详解】原子由原子核和核外电子组成，原子核带正负，核外电子带负电。
核能的产生有两种方式，核裂变和核聚变，用中子轰击铀235原子核，铀235原子核会发生核裂变，铀235原子核会分裂成两个中等大小的原子核和一个中子，并释放核能。
15．如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录．“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 （选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为 能，从而获得上亿度的高温。
【答案】聚变，内。
【详解】太阳内部发生的是核聚变，“东方超环”的反应原理与太阳内部一样，为核聚变，释放巨大的核能，原子核能又转化为内能。
16．如图所示是利用太阳能电源工作的一种新型动力车．它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）太阳能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 ；
（3）电动机正常工作时，将电能主要转化为 能，若转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是 m/s。
【答案】（1）可；（2）15%；（3）机械，6.4。
【详解】（1）太阳能可以源源不断的获得，属于可再生能源。
（2）转化为的电能为W=UIt=120V×10A×1s=1200J
接收的太阳能总量为Q=8000J，所以太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是
η=WQ=1200J8000J=15%
（3）电动机正常工作时，将电能主要转化为机械能，若转化效率是80%，则每秒钟转化为的机械能为1200J×80%=960J
也就是电动机的功率为960W，根据公式P=Fv，可得该车匀速行驶的速度是
v=PF=960W150N=6.4m/s
17．随着国家“双碳”目标的实施，新能源的利用越来越广泛。
（1）如图甲所示，这是一款国产纯电动汽车，工作过程中利用电能驱动电机工作，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源；该车装有能量回收装置，在车辆需要减速时，可以将行驶过程中的
能转化为电能储存起来，提高了能量的利用率。
（2）山西气候宜人，光照充足。如图乙所示，这是在晋南地区铺设的太阳能光伏面板太阳能是太阳内部发生核 变反应释放的能量，在发电过程中利用到的原理是 。
【答案】（1）二次，机械；（2）聚，将太阳能直接转化为电能。
【详解】（1）电能是需要消耗一次能源才能得到的能源，属于二次能源；
该车装有能量回收装置，在车辆需要减速时，可以将行驶过程中的机械能转化为电能储存起来，提高了能量的利用率。
（2）在太阳内部，太阳之所以能发光发热，是氢原子核在超高温下发生聚变释放核能；
太阳能发电的原理是将太阳能直接转化为电能。
18. 近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台．如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃．（太阳能热水器的工作效率为50%）
（1）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？ （液化石油气的热值为4×107J/kg）
（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用 将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过 将太阳能转化为化学能．
【答案】（1）0.9；（2）太阳能电池（光伏电池），光合作用（植物）。
【详解】（1）每台每天太阳能热水器接收太阳能是：
W太＝2.4×106J/（h•m2）×6h×3m2＝4.32×107J，
由于太阳能热水器的工作效率是50%，由η=Q吸W太×100% 知道，水吸收的热量是：
Q吸＝η1W太＝50%×4.32×107J＝2.16×107J，
都把相同质量的水从15℃加热到70℃，则水吸收的热量相同，且家用燃气热水器的工作效率为60%，由η=Q吸W太×100%知道，液化石油气完全燃烧放出的热量是：
Q放=Q吸η2=2.16×107J60% =3.6×107J
由Q＝mq知道，需要燃烧液化石油气的质量是：
m=Q放q=3.6×107J4×107J/kg=0.9kg
即使用太阳能热水器可节约0.9kg液化石油气；
（2）“光电转换”是通过太阳能电池（光伏电池）把太阳能转化为电能；“光化转换”是通过植物的光合作用把太阳能转化为化学能．
19．我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。
（1）核能属于 次能源。核电站利用核反应堆中铀核 （填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过 （填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。
（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较 。 已知水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），则1 kg水温度升高1℃吸收的热量为 J。 核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为 （填“百”“千”或“万”）分之一。
【答案】 （1） 一，裂变，汽轮机；（2）大，4.2×103J，万。
【详解】（1）核能从自然界中没有加工转换的能量，是一次性能源。
原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能通过汽轮机做功，带动发电机发电的。
（2）水的比热容较大，相同质量的水升高相同的温度比液体吸收的热量多，故常用水作为冷却剂。
1 kg水温度升高1°C吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/（kg. °C）×1kg×1°C=4.2×103J
2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为
2堆×50年106堆·年=1104
20．如图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置，图中各个反射镜由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器（锅炉）上，集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电。
（1）该太阳能发电站发电时，将光能转化为 能，太阳能是 （选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）这个装置中反射镜的作用是改变 ；
（3）10kW•h的电能，如果由热电转化效率为30%的热电厂来供电，需要完全燃烧煤 kg。（煤的热值q煤＝3×107J/kg，1kW•h＝3.6×106J）
【答案】（1）电，一次能源；（2）光的传播方向，4。
【详解】（1）太阳能发电是将太阳能转化为电能，太阳能是可以从自然界源源不断地得到的能源，故称之为一次能源。
（2）由题意可知该装置中的反射镜，将照射在其上面的太阳光反射到塔顶的集热器（锅炉）上，所以反射镜的作用是改变了光的传播方向。
（3）电能 W=10kW⋅h=3.6×107J
煤完全燃烧放出的热量
Q放=Wη=3.6×107J30%=1.2×108J
由Q放＝mq可知，煤的质量
m=Q放q煤=1.2×108J3×107J/kg=4kg
三、计算题（每题10分，共20分）
21．为落实中国对世界承诺的节能减排目标，加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划（如图所示）。太阳能电池板的参数如下表所示，其中光电转换效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
（1）太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若中午时分，太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2500J，则此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是多少？
（3）小明家的屋顶面积达到200m2，太阳能电池板依次相连平铺在屋顶，理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为多大？
（4）用太阳能发电替代发电效率为40%的火力发电站，按照第3问中的条件，小明家一天（一天太阳能发电时间按8h计算）理论上可节约多少吨的煤？（煤的热值q=3×107J/kg）
【答案】 （1）可再生；（2）400W；（3）2.5×104W ；（4）0.06t
【详解】（1）太阳能可以从自然界源源不断地得到，所以是可再生能源。
（2）由题意可知，太阳每秒钟照射到电池板每平方米面积上的光能约为2500J，电池板面积1.6m2，光电转换效率10%，所以太阳能电池板输出电能的实际功率
P输出=2500J/s⋅m2×1.6m2×10%=400W
一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W。
（3）理论上他家屋顶日输出电能的平均功率
P输出'=200W1.6m2×200m2=2.5×104W
他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×104W。
（4）由P=Wt可知，小明家一天输出的电能
W'=P输出't'=2.5×104W×8×3600s=7.2×108J
小明家一天输出的电能为7.2×108J；
煤完全燃烧需要放出的热量
Q放=W'η=7.2×108J40%=1.8×109J
煤的质量
m=Q放q=1.8×109J3×107J/kg=60kg=0.06t
小明家一天理论上可节约0.06t的煤。
答：（1）太阳能属于可再生能源；
（2）此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W；
（3）他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×104W；
（4）小明家一天理论上可节约0.06t的煤。
22．为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备．根据你所学知识完成下列问题．
（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生 (选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量；太阳能属于 能源（选填“可再生”、“不可再生”）．
（2）某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能．这种瓦片是通过 （选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的．
（3）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2,每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃ ？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）聚变，可再生；（2）光电转化；（3）60C
【详解】（1）在太阳内部，氢原子核在超高温、高压作用下发生聚变，释放巨大的核能；
太阳能取之不尽、用之不竭，是可再生能源；
（2）太阳能电池板的新型屋顶瓦片是太阳光的能量直接转化为电能，即通过光电转化方式直接利用太阳能的；
（3）水吸收的热量为：Q吸=2.5×106J/（m2·h）×3m2×6h×42%=1.89×107J；
根据Q=cmΔt可得，水升高的温度为：
Δt=Q吸cm=1.89×107J4.2×103J/(kg·℃)×100kg=45℃
水温度升高到：
t=t0+△t=15℃+45℃=60℃
四、综合题（共20分）
23. 如图甲是我国某地区风力发电的外景,风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 （可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度 （大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向 （上/下）的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用 原理。实现机械能转化为电能。
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的有哪些 。
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速过大，机组不会产生电能
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量（×104J）
1
8
27
64
①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是 （用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率 。
【答案】（1）可再生；（2）大，上；（3）电磁感应；（4）BD；（5）该风机1s内获得的能量与风速的三次方成正比；10%。
【详解】（1）风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，所以叶片受到向上的力。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把机械能转化为电能，是电磁感应现象。
（4）由丙图可知：
A．在风很小时，不能产生电能。故A错误；
B．风速过大，大于v3时，机组不会产生电能。故B正确；
C．在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大；故C错误；
D．在一定范围内（v2～v3），风速越大，机组产生的电功率不变。故D正确。
故选BD。
（5）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比。
②当风速为5m/s时，1s内获得的能量W总=10000J，由P=W/t得，风力发电机产生的电能（即电灯消耗的电能）
W有=Pt=10W×10s=1000J
则此风力发电机发电的效率
η=W有W总×100%=1000J10000J×100%=10%
24．阅读短文，回答问题。
如图是深圳大鹏的风光互补路灯系统，同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中。为了节能，该路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
太阳能电池板
风力发电机
蓄电池
LED灯
电池板的
总面积
最大限制
风速
电池
容量
150Ah
额定
电压
12V
光电转化效率
最大输出
功率
400W
额定
电压
12V
额定
功率
60W
（1）能源的种类繁多，太阳能和风能 （选填“是”或“不是”）清洁能源。风力发电的过程是将 能转化为电能；
（2）该型号LED灯正常工作时的电流为 A；
（3）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，照射一个小时，太阳能电池板的输出的电能为 J；
（4）蓄电池充满电时所储存的电能为 J，该型号电池能供一盏LED灯工作 h（设蓄电时能量不损失）。
【答案】（1）是，机械；（2）5；（3）3.6×105；（4）6.48×106，30。
【详解】（1）太阳能和风能在使用中不会产生废气、废渣，所以对环境无污染，是清洁能源；风力发电的过程是将机械能转化为电能的过程。
（2）该型号LED灯正常工作时的电压为12V，功率为60W，由P=UI可得，正常工作时的电流
I=PU=60W12V=5A
（3）太阳能电池板的输出电功率
P输出=1000W/m2×0.5m2×20%=100W
太阳能电池板的输出的电能
W输出=P输出t=100W×3600s=3.6×105J
（4）蓄电池充满电所储存的电能
W蓄电池=UIt=12V×150A×1×3600s=6.48×106J=1.8kW⋅h
由题意知
W蓄电池=WLED
则该型号电池能供一盏LED灯工作的时间为
tLED=W蓄电池PLED=1.8kW⋅h0.06kW=30h太阳能电池板
平均输出功率
200W
电池板面积
1.6m2
光电转换效率
10%
（满分：100分 时间：90分钟）
一、单项选择题（每题3分，共36分）
1. 关于石油燃料的说法正确的是（ ）
A．石油燃料属于二次能源
B．石油燃料属于不可再生能源
C．石油燃料燃烧时将化学能转化为机械能
D．汽车发动机能把石油燃料化学能全部转化为汽车动能
【答案】B
【详解】A．一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源，例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。石油燃料属于一次能源，故A错误；
B．石油燃料消耗后不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B正确；
C．石油燃料燃烧时放出热量，将化学能转化为内能，故C错误；
D．由于存在能量损失，汽车发动机不能把石油燃料化学能全部转化为汽车动能，故D错误。
故选B。
2．图为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况（ ）
A．显著增长 B．平稳增长 C．稳中有降 D．显著减少
【答案】A
【详解】根据图像看出，自1950年以来，人类能源消耗的情况逐年上升，增长幅度也是显著的。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．下列能源中，属于二次能源的是（ ）
A．煤 B．汽油 C．太阳能 D．石油
【答案】B
【详解】解答：所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：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． 由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源，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．故ACD错误．
故选B．
4．如图所示是一种核反应的过程，则有关这过程的说法中正确的是（ ）
A．该核反应过程属于核裂变过程
B．现代核电站获取核能的方式就是利用了该核反应
C．该核反应的原理可用于制造原子弹
D．太阳能提供源源不断的能量是因为太阳内部在不断地发生该核反应过程
【答案】D
【详解】A．根据氘核和氚核生成氦核的核反应可知，该核反应过程属于核聚变过程，A错误；
B．为了能控制核反应的过程，现代核电站获取核能的方式是利用核裂变，故B错误；
C．原子弹属于核裂变，故该核反应的原理不可用于制造原子弹，故C错误；
D．由于太阳内部是氘核和氚核的核聚变反应，故太阳能提供源源不断的能量是因为太阳内部在不断地发生该核反应过程，故D正确。
故选D。
5．如图是我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是（ ）
A．核能是可再生能源
B．核能不会对人类造成危害
C．核电站是利用裂变的链式反应发电的
D．核电站发电时，把核能直接转化为电能
【答案】C
【详解】A．核能消耗后不可能在短期内从自然界得到补充的能源，其属于不可再生能源，故A错误；
B．核裂变的材料有很强的放射性，使用不当会对人类造成危害，故B错误；
C．核电站是利用裂变的链式反应发电的，故C正确；
D．核电站发电过程中的能量转化为核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能，故D错误。
故选C。
6．太阳是人类能源的宝库，太阳能（ ）
A．是可再生能源 B．是二次能源
C．不是未来的理想能源之一 D．来自太阳内部的核裂变
【答案】A
【详解】太阳的能量来自内部源源不断地核聚变反应，太阳能可以源源不断地从自然界直接获得、利用是一次能源，也是可再生能源，而且它还无污染，是未来理想能源之一。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．关于太阳能凉帽，以下说法错误的是（ ）
A．太阳能实质上是太阳内部核裂变释放出的能量
B．太阳能是可再生能源
C．电动机：将电能主要转化为机械能
D．电池板：将太阳能主要转化为电能
【答案】A
【详解】A．太阳内部有无数的氢弹在爆炸释放能量，即太阳能的实质是太阳内部的核聚变释放的能量，故A错误，符合题意；
B．太阳能可源源不断地从自然界获取，是可再生能源，故B正确，不符合题意；
C．电动机消耗电能，获得机械能，将电能主要转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．电池板接收太阳能，获得电能，将太阳能主要转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选A。
8．目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．太阳能来自太阳内部的核裂变
B．太阳能收集板将太阳能转化为电能
C．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波
D．太阳能是一种清洁，无污染的可再生能源
【答案】A
【详解】A．太阳能通过太阳内部的氢原子发生核聚变获得，故A错误，符合题意；
B．太阳能收集板就是太阳能电池板，它将太阳能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．通过电磁波来传输能量，实现能量的无线传输，微波是一种电磁波，故C正确，不符合题意；
D．太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，太阳内部时刻进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能，故D正确，不符合题意。
故选A。
9．配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电盘大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（ ）
A．光伏发电是将光能转化为化学能 B．风力发电是将风能转化为电能
C．电机抽水是将电能转化为机械能 D．放水发电是将水能转化为电能
【答案】A
【详解】A．光伏发电是将光能转化为电能，故A错误﹔
B．风力发电是将风能（风的机械能）转化为电能，故B正确；
C．电机抽水是将电能转化为水的机械能，故C正确；
D．放水发电是将水能（水的机械能）转化为电能，故D正确。
故选A。
10．我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（ ）
A．做功过程实质是能量的转化或转移过程
B．能量转化具有方向性，所以能量不守恒
C．核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展
D．煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
【答案】A
【详解】A．能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。因此做功过程实质上是能量的转化和转移的过程，故A正确；
B．根据能量守恒定律可知，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，不能反过来转化，故B错误；
C．由于不可避免的能量损耗，因此核燃料能量转化不可能达到100%，故C错误；
D．煤、石油、天然气等来源于远古时期动植物，而动植物的能量来源于太阳辐射，故D错误。
故选A。
11．为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天，应特别重视射的能者新能源的开发和利用。下列能源中属于如图所示阴影部分的是（ ）
A．煤炭 B．风能 C．潮汐能 D．核能
【答案】B
【详解】AD．煤炭和核能属于不可再生能源，故AD不符合题意；
B．风能能源是地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能来自太阳能，是可再生的新能源，又是新能源，故B符合题意；
C．潮汐能是从海水面昼夜间的涨落中获得的能量，它与天体引力有关，不是来自太阳能，故C不符合题意。
故选B。
12．河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一、该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（ ）
A．风能和光能是不可再生能源
B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能
C．根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能
D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
【答案】B
【详解】A．风能和光能是可再生能源，能够从自然界获得，取之不尽用之不竭，故A错误；
B．该电站抽水蓄能时，消耗电能，增大的水的机械能，故将电能转化为机械能，发电时，机械能减小，电能增加，故将机械能转化为电能，故B正确；
C．该电站抽水时消耗的电能不可能全部转化为水的机械能，会有一部分的电能转化为内能或其它形式的能，故C错误；
D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，但是能量的转化有方向性的，比如汽车行驶时，克服摩擦力做的功，机械能转化为内能，这个内能不会自发的转化为原来的机械能，故D错误。
故选B。
二、填空题（每空1分，共计24分）
13．当今世界的主要能源是 ，人们最方便的能源是 。
【答案】化石能源，电能。
【详解】当今世界最主要的能源煤、石油和天然气，它们都属于化石能源；最方便的能源是由其它能源转化来的电能．人们几乎已经离不开电．
14．原子由 和电子组成，电子带 电。用中子轰击铀235原子核，可使其发生核 （选填“聚变”或“裂变”）并释放核能。
【答案】原子核，负，裂变。
【详解】原子由原子核和核外电子组成，原子核带正负，核外电子带负电。
核能的产生有两种方式，核裂变和核聚变，用中子轰击铀235原子核，铀235原子核会发生核裂变，铀235原子核会分裂成两个中等大小的原子核和一个中子，并释放核能。
15．如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录．“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 （选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为 能，从而获得上亿度的高温。
【答案】聚变，内。
【详解】太阳内部发生的是核聚变，“东方超环”的反应原理与太阳内部一样，为核聚变，释放巨大的核能，原子核能又转化为内能。
16．如图所示是利用太阳能电源工作的一种新型动力车．它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）太阳能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 ；
（3）电动机正常工作时，将电能主要转化为 能，若转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是 m/s。
【答案】（1）可；（2）15%；（3）机械，6.4。
【详解】（1）太阳能可以源源不断的获得，属于可再生能源。
（2）转化为的电能为W=UIt=120V×10A×1s=1200J
接收的太阳能总量为Q=8000J，所以太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是
η=WQ=1200J8000J=15%
（3）电动机正常工作时，将电能主要转化为机械能，若转化效率是80%，则每秒钟转化为的机械能为1200J×80%=960J
也就是电动机的功率为960W，根据公式P=Fv，可得该车匀速行驶的速度是
v=PF=960W150N=6.4m/s
17．随着国家“双碳”目标的实施，新能源的利用越来越广泛。
（1）如图甲所示，这是一款国产纯电动汽车，工作过程中利用电能驱动电机工作，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源；该车装有能量回收装置，在车辆需要减速时，可以将行驶过程中的
能转化为电能储存起来，提高了能量的利用率。
（2）山西气候宜人，光照充足。如图乙所示，这是在晋南地区铺设的太阳能光伏面板太阳能是太阳内部发生核 变反应释放的能量，在发电过程中利用到的原理是 。
【答案】（1）二次，机械；（2）聚，将太阳能直接转化为电能。
【详解】（1）电能是需要消耗一次能源才能得到的能源，属于二次能源；
该车装有能量回收装置，在车辆需要减速时，可以将行驶过程中的机械能转化为电能储存起来，提高了能量的利用率。
（2）在太阳内部，太阳之所以能发光发热，是氢原子核在超高温下发生聚变释放核能；
太阳能发电的原理是将太阳能直接转化为电能。
18. 近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台．如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃．（太阳能热水器的工作效率为50%）
（1）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？ （液化石油气的热值为4×107J/kg）
（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用 将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过 将太阳能转化为化学能．
【答案】（1）0.9；（2）太阳能电池（光伏电池），光合作用（植物）。
【详解】（1）每台每天太阳能热水器接收太阳能是：
W太＝2.4×106J/（h•m2）×6h×3m2＝4.32×107J，
由于太阳能热水器的工作效率是50%，由η=Q吸W太×100% 知道，水吸收的热量是：
Q吸＝η1W太＝50%×4.32×107J＝2.16×107J，
都把相同质量的水从15℃加热到70℃，则水吸收的热量相同，且家用燃气热水器的工作效率为60%，由η=Q吸W太×100%知道，液化石油气完全燃烧放出的热量是：
Q放=Q吸η2=2.16×107J60% =3.6×107J
由Q＝mq知道，需要燃烧液化石油气的质量是：
m=Q放q=3.6×107J4×107J/kg=0.9kg
即使用太阳能热水器可节约0.9kg液化石油气；
（2）“光电转换”是通过太阳能电池（光伏电池）把太阳能转化为电能；“光化转换”是通过植物的光合作用把太阳能转化为化学能．
19．我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。
（1）核能属于 次能源。核电站利用核反应堆中铀核 （填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过 （填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。
（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较 。 已知水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），则1 kg水温度升高1℃吸收的热量为 J。 核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为 （填“百”“千”或“万”）分之一。
【答案】 （1） 一，裂变，汽轮机；（2）大，4.2×103J，万。
【详解】（1）核能从自然界中没有加工转换的能量，是一次性能源。
原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能通过汽轮机做功，带动发电机发电的。
（2）水的比热容较大，相同质量的水升高相同的温度比液体吸收的热量多，故常用水作为冷却剂。
1 kg水温度升高1°C吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/（kg. °C）×1kg×1°C=4.2×103J
2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为
2堆×50年106堆·年=1104
20．如图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置，图中各个反射镜由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器（锅炉）上，集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电。
（1）该太阳能发电站发电时，将光能转化为 能，太阳能是 （选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）这个装置中反射镜的作用是改变 ；
（3）10kW•h的电能，如果由热电转化效率为30%的热电厂来供电，需要完全燃烧煤 kg。（煤的热值q煤＝3×107J/kg，1kW•h＝3.6×106J）
【答案】（1）电，一次能源；（2）光的传播方向，4。
【详解】（1）太阳能发电是将太阳能转化为电能，太阳能是可以从自然界源源不断地得到的能源，故称之为一次能源。
（2）由题意可知该装置中的反射镜，将照射在其上面的太阳光反射到塔顶的集热器（锅炉）上，所以反射镜的作用是改变了光的传播方向。
（3）电能 W=10kW⋅h=3.6×107J
煤完全燃烧放出的热量
Q放=Wη=3.6×107J30%=1.2×108J
由Q放＝mq可知，煤的质量
m=Q放q煤=1.2×108J3×107J/kg=4kg
三、计算题（每题10分，共20分）
21．为落实中国对世界承诺的节能减排目标，加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划（如图所示）。太阳能电池板的参数如下表所示，其中光电转换效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
（1）太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若中午时分，太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2500J，则此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是多少？
（3）小明家的屋顶面积达到200m2，太阳能电池板依次相连平铺在屋顶，理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为多大？
（4）用太阳能发电替代发电效率为40%的火力发电站，按照第3问中的条件，小明家一天（一天太阳能发电时间按8h计算）理论上可节约多少吨的煤？（煤的热值q=3×107J/kg）
【答案】 （1）可再生；（2）400W；（3）2.5×104W ；（4）0.06t
【详解】（1）太阳能可以从自然界源源不断地得到，所以是可再生能源。
（2）由题意可知，太阳每秒钟照射到电池板每平方米面积上的光能约为2500J，电池板面积1.6m2，光电转换效率10%，所以太阳能电池板输出电能的实际功率
P输出=2500J/s⋅m2×1.6m2×10%=400W
一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W。
（3）理论上他家屋顶日输出电能的平均功率
P输出'=200W1.6m2×200m2=2.5×104W
他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×104W。
（4）由P=Wt可知，小明家一天输出的电能
W'=P输出't'=2.5×104W×8×3600s=7.2×108J
小明家一天输出的电能为7.2×108J；
煤完全燃烧需要放出的热量
Q放=W'η=7.2×108J40%=1.8×109J
煤的质量
m=Q放q=1.8×109J3×107J/kg=60kg=0.06t
小明家一天理论上可节约0.06t的煤。
答：（1）太阳能属于可再生能源；
（2）此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W；
（3）他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×104W；
（4）小明家一天理论上可节约0.06t的煤。
22．为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备．根据你所学知识完成下列问题．
（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生 (选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量；太阳能属于 能源（选填“可再生”、“不可再生”）．
（2）某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能．这种瓦片是通过 （选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的．
（3）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2,每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃ ？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）聚变，可再生；（2）光电转化；（3）60C
【详解】（1）在太阳内部，氢原子核在超高温、高压作用下发生聚变，释放巨大的核能；
太阳能取之不尽、用之不竭，是可再生能源；
（2）太阳能电池板的新型屋顶瓦片是太阳光的能量直接转化为电能，即通过光电转化方式直接利用太阳能的；
（3）水吸收的热量为：Q吸=2.5×106J/（m2·h）×3m2×6h×42%=1.89×107J；
根据Q=cmΔt可得，水升高的温度为：
Δt=Q吸cm=1.89×107J4.2×103J/(kg·℃)×100kg=45℃
水温度升高到：
t=t0+△t=15℃+45℃=60℃
四、综合题（共20分）
23. 如图甲是我国某地区风力发电的外景,风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 （可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度 （大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向 （上/下）的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用 原理。实现机械能转化为电能。
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的有哪些 。
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速过大，机组不会产生电能
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量（×104J）
1
8
27
64
①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是 （用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率 。
【答案】（1）可再生；（2）大，上；（3）电磁感应；（4）BD；（5）该风机1s内获得的能量与风速的三次方成正比；10%。
【详解】（1）风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，所以叶片受到向上的力。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把机械能转化为电能，是电磁感应现象。
（4）由丙图可知：
A．在风很小时，不能产生电能。故A错误；
B．风速过大，大于v3时，机组不会产生电能。故B正确；
C．在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大；故C错误；
D．在一定范围内（v2～v3），风速越大，机组产生的电功率不变。故D正确。
故选BD。
（5）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比。
②当风速为5m/s时，1s内获得的能量W总=10000J，由P=W/t得，风力发电机产生的电能（即电灯消耗的电能）
W有=Pt=10W×10s=1000J
则此风力发电机发电的效率
η=W有W总×100%=1000J10000J×100%=10%
24．阅读短文，回答问题。
如图是深圳大鹏的风光互补路灯系统，同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中。为了节能，该路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
太阳能电池板
风力发电机
蓄电池
LED灯
电池板的
总面积
最大限制
风速
电池
容量
150Ah
额定
电压
12V
光电转化效率
最大输出
功率
400W
额定
电压
12V
额定
功率
60W
（1）能源的种类繁多，太阳能和风能 （选填“是”或“不是”）清洁能源。风力发电的过程是将 能转化为电能；
（2）该型号LED灯正常工作时的电流为 A；
（3）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，照射一个小时，太阳能电池板的输出的电能为 J；
（4）蓄电池充满电时所储存的电能为 J，该型号电池能供一盏LED灯工作 h（设蓄电时能量不损失）。
【答案】（1）是，机械；（2）5；（3）3.6×105；（4）6.48×106，30。
【详解】（1）太阳能和风能在使用中不会产生废气、废渣，所以对环境无污染，是清洁能源；风力发电的过程是将机械能转化为电能的过程。
（2）该型号LED灯正常工作时的电压为12V，功率为60W，由P=UI可得，正常工作时的电流
I=PU=60W12V=5A
（3）太阳能电池板的输出电功率
P输出=1000W/m2×0.5m2×20%=100W
太阳能电池板的输出的电能
W输出=P输出t=100W×3600s=3.6×105J
（4）蓄电池充满电所储存的电能
W蓄电池=UIt=12V×150A×1×3600s=6.48×106J=1.8kW⋅h
由题意知
W蓄电池=WLED
则该型号电池能供一盏LED灯工作的时间为
tLED=W蓄电池PLED=1.8kW⋅h0.06kW=30h太阳能电池板
平均输出功率
200W
电池板面积
1.6m2
光电转换效率
10%
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