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人教版九年级全册单元分层过关检测（2024·新教材）第22章能源与可持续发展单元测试A卷试题含解析答案
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第二十二章 能源与可持续发展 单元测试A卷时间：60分钟满分：70分试卷得分：一、选择题（每题3分，共计24分）下列各小题均有四个选项，其中只有一个是正确的1．下列做法符合“绿色环保”、“节能减排”理念的是（ ）A．废电池与其他垃圾一起填埋B．电视机长期处于待机状态C．工业废水未经处理直接排入江河D．教室中无人时要及时关灯2．了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（ ）A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能C．风能、水能 D．柴薪、天然气3．近年来，我国在科技和工程领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（ ）A．“神舟十六号”发射升空时，火箭发动机将机械能转化为内能B．国产芯片研制稳步推进，标志着我国超导产业逐步成熟C．中国“人造太阳”创造运行新纪录，它是利用核聚变释放核能的D．“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位和导航的4．下列有关信息和能源等知识的描述正确的是（ ）A．电磁波只能传递信息不能传递能量B．光导纤维是利用光的折射传递信息的C．核能是可再生的二次能源D．未来的理想能源应该是来源丰富、可再生、洁净安全、获取方便且经济的5．2024中关村论坛年会发布未来能源之源——EAST核聚变实验装置实现世界上最长时间可重复的高约束模等离子体运行。下列能源形成与之相同的是（ ）A．风能 B．太阳能 C．地热能 D．潮汐能6．目前人类大规模利用核能发电的方式属于（ ）A．可控核裂变 B．可控核聚变 C．不可控核裂变 D．不可控核聚变7．如图所示是一种新能源的路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。以下说法正确的是（ ）A．小风扇是把电能转化为动能的装置B．风能是不可再生能源C．太阳能是可再生能源D．太阳能电池板储存电能供小风扇运动8．推动绿色发展，建设美丽家乡是我们共同的追求。下列做法不利于实现这一目标的是（ ）A．积极植树造林，防沙降尘 B．大力推广使用一次性餐具C．回收废旧电器，节约资源 D．农业上合理施用化学肥料二、填空题（每空1分，共计11分）9．2022年5月，全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号（如图所示）在广州下水。“珠海云”号放飞的无人机升空后，始终静止在行驶的母船上方，说明无人机和母船具有相同的 ；起飞后的无人机通过 波与母船联络。无人机靠电力驱动，电能属于 次能源。10．2023年9月，中海油研究总院牵头研发设计的50kW（千瓦）海洋温差能发电系统于广东湛江一次投料成功发电，取得峰值功率超出预期10%以上的显著成效，验证了整体系统的技术可行性及运行稳定性。海洋温差能发电是将 能转化为电能，海洋温差能 （选填“是”或“不是”）清洁能源。11．我们使用的手机利用 传递信息；核电站利用核 （选填“裂变”或“聚变”）释放的核能发电。12．太阳内部的原子核发生 （选填“裂变”、“聚变”）从而释放能量、小陈家里的太阳能热水器水箱内盛有100kg水。在太阳照射下水温从20℃上升到70℃。则水吸收的热量为 J。[c=4.2×103J/(kg·℃)]13．某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过 的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有 性。三、简答题（共2分）14．推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳中和、碳达标”的目标。你认为在生产生活中哪些做法有利于推动“节能减排”工作，请列举两个做法。四、实验题（共20分，第15题-17题，第15题7分，第16题6分，第17题7分）15．如图甲是一种太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、蓄心池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示，其中太阳能电池板的核心部件是光电板。某兴趣小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，他们提出了以下猜想：猜想1：可能与光电板的光照时间有关；猜想2：可能与光电板的面积有关；猜想3：可能与光电板的颜色有关。根据以上猜想，他们设计好实验方案，让太阳光对光电板照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给相同的LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如下表。（1）如图乙所示，白天控制开关S应与触点 接通（选填“b”或“c”）；该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的 （选填“亮暗程度”或“发光时间”）反映的；（2）①由表中 （填表中的序号）三组数据对猜想1进行验证，可得出猜想1是正确的；②由表中数据分析可知：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成 ；③由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用 色最好；（3）若将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则至少需要的光照时间为 min（设LED灯丝电阻不变）；（4）光电板吸收太阳能的多少还可能与 因素有关。（写出一种即可）16．为了实现2030年碳达峰和2060年碳中和的目标，我国大力提倡风力发电。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机的风叶转动，带动内部机组发电。那么风力发电机的发电功率与哪些因素有关？针对这一个问题，小明提出了如下猜想：猜想一：风力发电机的发电功率可能与风速有关；猜想二：风力发电机的发电功率可能与风叶长度有关；猜想三：风力发电机的发电功率可能与风叶个数有关。根据猜想一和猜想二，小明准备的主要实验器材有小型风力发电机（含形状相同，长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组），电吹风、电压表、导线若干。实验过程中，先将电压表连接在小型风力发电机输出电路两端，用电吹风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下。（1）风力发电机的原理是 ；（2）本实验是通过电压表示数来反映 大小的；（3）为了验证猜想一，可以比较实验序号 （填上表中实验序号）三次实验所得的数据，结论是其他条件都相同时，风速 ，风力发电机的发电功率越大；（4）比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），风能可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它称为 能源。17．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：水量的多少；猜想2：太阳光照时间；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，小明利用如图1所示的装置，发现照射时间相同时，水质量越大，水温上升越慢，这样的操作 （选填“合理”或“不合理”），理由是 ；（2）在研究猜想2时，小明同学认为借助 （选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想2是错误的；（3）为了研究猜想3，小明准备了三个受光面积相同而厚度不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A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A水槽中水温随照射时间的变化情况。①分析表格数据可知，水温升高的快慢特点 （选填“均匀升高”、“由快到慢”或“由慢到快”）；②为了进行对比，小明应该在水槽 （选填“B”或“C”）中装入水，再进行实验；③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定，小明了解到，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： 。五、计算题（共13分，第18题6分，第19题7分，解答应写成文字说明、演算步骤或证明过程）18．如图是一艘完全依靠太阳能驱动的船。船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在某次航行中，太阳能船受到水平方向的牵引力是，在水平海面上匀速直线运动的速度为0.5m/s。求：（1）太阳能船航行50s所运动的距离；（2）牵引力在这段时间内做的功；（3）太阳能船在这段时间内的效率。19．如图所示为小明家的电热油汀取暖器，它的额定电压为，有高、中、低三个挡位，额定功率分别为、和。试问：（1）电能属于___________（选填“一次”或“二次”）能源，为了用电安全，电热油汀取暖器应该使用___________（选填“二孔”或“三孔”）插座。（2）电油汀在中挡位工作时的电流是多少？（3）某次取暖器使用高档位和低挡位共消耗电能，已知高挡正常工作时间为，则低挡位正常工作时间为多长？ 序号光电板的面积/光照时间/min光电板表面所涂颜色LED灯的发光时间/min10.110黑色3020.120黑色6030.130黑色9040.210黑色6050.310黑色9060.110绿色2070.110白色5实验序号风叶长度/cm电吹风挡位风叶个数电压表示数/V110弱30.5210中30.8310强31.2415中31.3520中31.8t/min02468ΔT/℃03.04.85.65.9参考答案：1．D【详解】A．废电池与其他垃圾一起填埋，会对土壤及地下水造成污染，故不能与其他垃圾一起填埋，不符合“绿色环保”的理念，需要进行特别处理，故A不符合题意；B．电视机不使用时处于待机状态，电视机也会消耗电能，这样会浪费电能，故B不符合题意；C．工业废水未经处理直接排入江河，会造成江河水的污染，故C不符合题意；D．教室中无人时要及时关灯，减少灯的工作时间，可以达到节能的目的，故D符合题意。故选D。2．C【详解】煤炭、石油、天然气是化石能源，是远古时期动植物的遗体在漫长的地质年代中形成的，它们是来自太阳辐射的能源，但它们是不可再生能源。柴薪、沼气、风能、水能、潮汐能是可再生能源，它们也是来自太阳辐射的能源。故选C。3．C【详解】A．“神舟十六号”发射升空时，火箭发动机属于热机，它在工作时将内能转化为机械能，故A错误；B．国产芯片研制要用到半导体材料，芯片的研制属于半导体产业，与超导产业无关，故B错误；C．中国“人造太阳”是利用核聚变释放核能的，太阳也是利用核聚变释放核能的，故C正确；D．“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故D错误。故选C。4．D【详解】A．电磁波传递信息的实例：手机的应用；电磁波传递能量的实例：激光武器、激光手术。可见，电磁波不但可以传递信息，还可以传递能量，故A错误； B．光纤通信是利用光的反射传递信息的，故B错误； C．核能源于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于不可再生资源，并且是一次能源，故C错误； D．未来的理想能源，应该是来源丰富、可再生、洁净安全、获取方便且经济，故D正确。故选D。5．B【详解】我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，其反应原理与太阳类似，通过核聚变，释放巨大的核能。故B符合题意， ACD不符合题意。故选B。6．A【详解】目前核聚变还不可控，原子弹利用了不可控核裂变，氢弹利用了不可控核聚变，核电站利用的是可控核裂变将核能转化为电能发电，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。7．C【详解】A．小风扇是把电能转化为动能与内能的装置，故A错误；BC．风能、太阳能都可以源源不断地从自然界获得，都是可再生能源，故B错误，C正确；D．太阳能电池板储存化学能转化为电能供小风扇运动，故D错误。故选C。8．B【详解】A. 植物造林，防沙降尘，利于环境保护，故A正确，A不符合题意；B. 经常使用一次性餐具会造成资源浪费，故B错误，B符合题意；C. 回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染，故C正确，C不符合题意；D. 合理使用化肥、农药可以减少水污染，故D正确，D不符合题意；故选B。9． 方向和速度 电磁 二【详解】[1]无人机始终静止在行驶的母船上方，说明无人机相对母船是静止的，无人机与母船具有相同的速度和运动方向。[2]电磁波的传播不需要介质，且能传递信息，所以无人机是利用电磁波与母船联络的。[3]电能是由其它形式的能转化而来的，属于二次能源。10． 内能 是【详解】[1]海洋温差能发电是将海洋中的热能转化为电能。[2]海洋温差能发电过程中不产生污染，属于清洁能源。11． 电磁波 裂变【详解】[1]手机能发出电磁波也能接收电磁波，故手机通信是利用电磁波来传递信息。[2]核电站是利用可人为加以控制的核裂变释放的核能来进行发电的。12． 聚变 2.1×107【详解】[1]太阳内部氢原子核在高温下发生核聚变而释放出巨大能量。[2]水吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107J13． 热传递 方向【详解】[1]用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，是热汤中的内能转移到金属勺，这是通过热传递的方式改变物体的内能。[2]内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，不能自动从低温物体转移到高温物体，这说明能量在转移过程中具有方向性。14．见解析【详解】“节能减排”指的是减少能源浪费和降低废气排放，据此结合生产、生活中的实际情况进行分析有利于推动“节能减排”工作的做法有：①绿色出行，多乘坐公交车出行；②绿色购物，用菜篮子、布袋子买菜；③绿色生活，注意生活用水的循环使用，节约用电、用纸等。15． b 发光时间 1、2、3 正比 黑 7.5 光照强度【详解】（1）[1]所示，白天控制开关S应与触点b接通，将太阳能转化为电能储存起来，灯泡断开，不亮。[2]光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的发光时间反映的，LED灯的发光时间越长，消耗的电能越大，说明光电板吸收太阳能越大，产生的电能越多。（2）[3]①由表中1、2、3三组数据可得，光照时间越长，LED灯的发光时间越长，说明光电板吸收太阳能与光电板的光照时间有关，可得出猜想1是正确的。[4]②由表中1、4、5的实验数据分析可知：当其他因素相同时，光电板的面积增大的倍数与LED灯的发光时间增长倍数相同，说明其他因素相同时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成正比。[5]由表中数据分析可知：其他因素相同时，光电板表面所涂颜色是黑色时，LED灯的发光时间越长，说明制作太阳能光电板用黑最好。（3）[6]设电池提供的电压为U，灯泡的电阻为R，光电板产生的电能的功率为P，则即将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则解得至少需要的光照时间为（4）[7]由生活经验得，其他因素相同时，不同的关照强度，光电板吸收太阳能不同，则光电板吸收太阳能的多少还可能与关照强度因素有关。16． 电磁感应 发电机发电功率 1、2、3 越大 二 可再生【详解】（1）[1] 由题意可知，风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机的风叶转动，带动内部机组发电，即将风能转化为电能，发电机是通过运动产生电能，利用电磁感应现象的原理制成的。（2）[2] 由题意可知，将电压表连接在小型发电机输出电路两端，模拟自然风，电压表示数可反映发电机的发电情况，所以本实验是通过电压表示数的变化来反映发电机发电功率大小的，示数越大，发电功率越大。（3）[3][4] 为了验证猜想一，风力发电机的发电功率可能与风速有关，根据控制变量法可知，需要保持风叶长度和风叶个数相同，改变风速，即改变电吹风挡位，故选择实验序号为1、2、3进行实验，由表中数据可得结论：其他条件相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大。（4）[5][6] 在2、4、5三次实验中，电吹风档位相同，即风速相同，风叶个数相同，但风叶长度不同，并且由实验数据可知，风叶长度越大，电压表示数越大，说明发电功率与风叶长度有关，即可验证猜想二。风能可以在自然界里源源不断地得到，取之不尽、用之不竭，是一种很清洁的可再生能源。17． 不合理 没有控制受光面积相等 功率 由快到慢 C 光照的角度【详解】（1）[1][2]做实验时，要控制无关的变量一致，小明在实验中没有控制受光面积相等，所以他的操作是不合理的。（2）[3]功率是指单位时间内完成的工作量，太阳光照射时间越长，水温升高的不一定快，与光照强度等因素有关。（3）[4]①分析表格数据可知，水温升高的速率由快变慢。[5]②为了对比明显，应选择侧面厚度相差较大的水槽进行实验。[6]③在时间t内，水槽接收到的太阳能为P1St，水槽两面向周边的散失的热量为2P2St，则水对太阳能的吸收效率为（4）[7]水吸收太阳能的升温快慢还可能与光照的角度、光照的强度等于因素有关。18．（1）25m；（2）2×106J；（3）8%【详解】解：（1）太阳能船航行的距离s=vt=0.5m/s×50s=25m（2）牵引力在这段时间内做的功W=Fs=8×104N×25m=2×106J（3）这段时间内吸收的太阳能W光=Pt=5×105W×50s=2.5×107J太阳能船的效率答：（1）太阳能船航行50s所运动的距离为25m；（2）牵引力在这段时间内做的功为2×106J；（3）太阳能船在这段时间内的效率为8%。19．（1）二次，三孔；（2）5.5A；（3）5h【详解】（1）由于电能不能直接从自然界获取，其属于二次能源，为了用电安全，电热油汀取暖器应该接地，所以电热油汀取暖器应该使用三孔插座。（2）根据题意可知，取暖器处于中挡时电路中的电流为（3）根据题意可知，高温挡正常工作消耗的电能为低温挡正常工作消耗的电能为低温挡正常工作的时间为
第二十二章 能源与可持续发展 单元测试A卷时间：60分钟满分：70分试卷得分：一、选择题（每题3分，共计24分）下列各小题均有四个选项，其中只有一个是正确的1．下列做法符合“绿色环保”、“节能减排”理念的是（ ）A．废电池与其他垃圾一起填埋B．电视机长期处于待机状态C．工业废水未经处理直接排入江河D．教室中无人时要及时关灯2．了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（ ）A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能C．风能、水能 D．柴薪、天然气3．近年来，我国在科技和工程领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（ ）A．“神舟十六号”发射升空时，火箭发动机将机械能转化为内能B．国产芯片研制稳步推进，标志着我国超导产业逐步成熟C．中国“人造太阳”创造运行新纪录，它是利用核聚变释放核能的D．“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位和导航的4．下列有关信息和能源等知识的描述正确的是（ ）A．电磁波只能传递信息不能传递能量B．光导纤维是利用光的折射传递信息的C．核能是可再生的二次能源D．未来的理想能源应该是来源丰富、可再生、洁净安全、获取方便且经济的5．2024中关村论坛年会发布未来能源之源——EAST核聚变实验装置实现世界上最长时间可重复的高约束模等离子体运行。下列能源形成与之相同的是（ ）A．风能 B．太阳能 C．地热能 D．潮汐能6．目前人类大规模利用核能发电的方式属于（ ）A．可控核裂变 B．可控核聚变 C．不可控核裂变 D．不可控核聚变7．如图所示是一种新能源的路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。以下说法正确的是（ ）A．小风扇是把电能转化为动能的装置B．风能是不可再生能源C．太阳能是可再生能源D．太阳能电池板储存电能供小风扇运动8．推动绿色发展，建设美丽家乡是我们共同的追求。下列做法不利于实现这一目标的是（ ）A．积极植树造林，防沙降尘 B．大力推广使用一次性餐具C．回收废旧电器，节约资源 D．农业上合理施用化学肥料二、填空题（每空1分，共计11分）9．2022年5月，全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号（如图所示）在广州下水。“珠海云”号放飞的无人机升空后，始终静止在行驶的母船上方，说明无人机和母船具有相同的 ；起飞后的无人机通过 波与母船联络。无人机靠电力驱动，电能属于 次能源。10．2023年9月，中海油研究总院牵头研发设计的50kW（千瓦）海洋温差能发电系统于广东湛江一次投料成功发电，取得峰值功率超出预期10%以上的显著成效，验证了整体系统的技术可行性及运行稳定性。海洋温差能发电是将 能转化为电能，海洋温差能 （选填“是”或“不是”）清洁能源。11．我们使用的手机利用 传递信息；核电站利用核 （选填“裂变”或“聚变”）释放的核能发电。12．太阳内部的原子核发生 （选填“裂变”、“聚变”）从而释放能量、小陈家里的太阳能热水器水箱内盛有100kg水。在太阳照射下水温从20℃上升到70℃。则水吸收的热量为 J。[c=4.2×103J/(kg·℃)]13．某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过 的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有 性。三、简答题（共2分）14．推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳中和、碳达标”的目标。你认为在生产生活中哪些做法有利于推动“节能减排”工作，请列举两个做法。四、实验题（共20分，第15题-17题，第15题7分，第16题6分，第17题7分）15．如图甲是一种太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、蓄心池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示，其中太阳能电池板的核心部件是光电板。某兴趣小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，他们提出了以下猜想：猜想1：可能与光电板的光照时间有关；猜想2：可能与光电板的面积有关；猜想3：可能与光电板的颜色有关。根据以上猜想，他们设计好实验方案，让太阳光对光电板照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给相同的LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如下表。（1）如图乙所示，白天控制开关S应与触点 接通（选填“b”或“c”）；该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的 （选填“亮暗程度”或“发光时间”）反映的；（2）①由表中 （填表中的序号）三组数据对猜想1进行验证，可得出猜想1是正确的；②由表中数据分析可知：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成 ；③由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用 色最好；（3）若将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则至少需要的光照时间为 min（设LED灯丝电阻不变）；（4）光电板吸收太阳能的多少还可能与 因素有关。（写出一种即可）16．为了实现2030年碳达峰和2060年碳中和的目标，我国大力提倡风力发电。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机的风叶转动，带动内部机组发电。那么风力发电机的发电功率与哪些因素有关？针对这一个问题，小明提出了如下猜想：猜想一：风力发电机的发电功率可能与风速有关；猜想二：风力发电机的发电功率可能与风叶长度有关；猜想三：风力发电机的发电功率可能与风叶个数有关。根据猜想一和猜想二，小明准备的主要实验器材有小型风力发电机（含形状相同，长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组），电吹风、电压表、导线若干。实验过程中，先将电压表连接在小型风力发电机输出电路两端，用电吹风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下。（1）风力发电机的原理是 ；（2）本实验是通过电压表示数来反映 大小的；（3）为了验证猜想一，可以比较实验序号 （填上表中实验序号）三次实验所得的数据，结论是其他条件都相同时，风速 ，风力发电机的发电功率越大；（4）比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），风能可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它称为 能源。17．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：水量的多少；猜想2：太阳光照时间；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，小明利用如图1所示的装置，发现照射时间相同时，水质量越大，水温上升越慢，这样的操作 （选填“合理”或“不合理”），理由是 ；（2）在研究猜想2时，小明同学认为借助 （选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想2是错误的；（3）为了研究猜想3，小明准备了三个受光面积相同而厚度不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A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A水槽中水温随照射时间的变化情况。①分析表格数据可知，水温升高的快慢特点 （选填“均匀升高”、“由快到慢”或“由慢到快”）；②为了进行对比，小明应该在水槽 （选填“B”或“C”）中装入水，再进行实验；③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定，小明了解到，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： 。五、计算题（共13分，第18题6分，第19题7分，解答应写成文字说明、演算步骤或证明过程）18．如图是一艘完全依靠太阳能驱动的船。船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在某次航行中，太阳能船受到水平方向的牵引力是，在水平海面上匀速直线运动的速度为0.5m/s。求：（1）太阳能船航行50s所运动的距离；（2）牵引力在这段时间内做的功；（3）太阳能船在这段时间内的效率。19．如图所示为小明家的电热油汀取暖器，它的额定电压为，有高、中、低三个挡位，额定功率分别为、和。试问：（1）电能属于___________（选填“一次”或“二次”）能源，为了用电安全，电热油汀取暖器应该使用___________（选填“二孔”或“三孔”）插座。（2）电油汀在中挡位工作时的电流是多少？（3）某次取暖器使用高档位和低挡位共消耗电能，已知高挡正常工作时间为，则低挡位正常工作时间为多长？ 序号光电板的面积/光照时间/min光电板表面所涂颜色LED灯的发光时间/min10.110黑色3020.120黑色6030.130黑色9040.210黑色6050.310黑色9060.110绿色2070.110白色5实验序号风叶长度/cm电吹风挡位风叶个数电压表示数/V110弱30.5210中30.8310强31.2415中31.3520中31.8t/min02468ΔT/℃03.04.85.65.9参考答案：1．D【详解】A．废电池与其他垃圾一起填埋，会对土壤及地下水造成污染，故不能与其他垃圾一起填埋，不符合“绿色环保”的理念，需要进行特别处理，故A不符合题意；B．电视机不使用时处于待机状态，电视机也会消耗电能，这样会浪费电能，故B不符合题意；C．工业废水未经处理直接排入江河，会造成江河水的污染，故C不符合题意；D．教室中无人时要及时关灯，减少灯的工作时间，可以达到节能的目的，故D符合题意。故选D。2．C【详解】煤炭、石油、天然气是化石能源，是远古时期动植物的遗体在漫长的地质年代中形成的，它们是来自太阳辐射的能源，但它们是不可再生能源。柴薪、沼气、风能、水能、潮汐能是可再生能源，它们也是来自太阳辐射的能源。故选C。3．C【详解】A．“神舟十六号”发射升空时，火箭发动机属于热机，它在工作时将内能转化为机械能，故A错误；B．国产芯片研制要用到半导体材料，芯片的研制属于半导体产业，与超导产业无关，故B错误；C．中国“人造太阳”是利用核聚变释放核能的，太阳也是利用核聚变释放核能的，故C正确；D．“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故D错误。故选C。4．D【详解】A．电磁波传递信息的实例：手机的应用；电磁波传递能量的实例：激光武器、激光手术。可见，电磁波不但可以传递信息，还可以传递能量，故A错误； B．光纤通信是利用光的反射传递信息的，故B错误； C．核能源于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于不可再生资源，并且是一次能源，故C错误； D．未来的理想能源，应该是来源丰富、可再生、洁净安全、获取方便且经济，故D正确。故选D。5．B【详解】我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，其反应原理与太阳类似，通过核聚变，释放巨大的核能。故B符合题意， ACD不符合题意。故选B。6．A【详解】目前核聚变还不可控，原子弹利用了不可控核裂变，氢弹利用了不可控核聚变，核电站利用的是可控核裂变将核能转化为电能发电，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。7．C【详解】A．小风扇是把电能转化为动能与内能的装置，故A错误；BC．风能、太阳能都可以源源不断地从自然界获得，都是可再生能源，故B错误，C正确；D．太阳能电池板储存化学能转化为电能供小风扇运动，故D错误。故选C。8．B【详解】A. 植物造林，防沙降尘，利于环境保护，故A正确，A不符合题意；B. 经常使用一次性餐具会造成资源浪费，故B错误，B符合题意；C. 回收废旧电器，节约金属资源，减少金属污染，故C正确，C不符合题意；D. 合理使用化肥、农药可以减少水污染，故D正确，D不符合题意；故选B。9． 方向和速度 电磁 二【详解】[1]无人机始终静止在行驶的母船上方，说明无人机相对母船是静止的，无人机与母船具有相同的速度和运动方向。[2]电磁波的传播不需要介质，且能传递信息，所以无人机是利用电磁波与母船联络的。[3]电能是由其它形式的能转化而来的，属于二次能源。10． 内能 是【详解】[1]海洋温差能发电是将海洋中的热能转化为电能。[2]海洋温差能发电过程中不产生污染，属于清洁能源。11． 电磁波 裂变【详解】[1]手机能发出电磁波也能接收电磁波，故手机通信是利用电磁波来传递信息。[2]核电站是利用可人为加以控制的核裂变释放的核能来进行发电的。12． 聚变 2.1×107【详解】[1]太阳内部氢原子核在高温下发生核聚变而释放出巨大能量。[2]水吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107J13． 热传递 方向【详解】[1]用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，是热汤中的内能转移到金属勺，这是通过热传递的方式改变物体的内能。[2]内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，不能自动从低温物体转移到高温物体，这说明能量在转移过程中具有方向性。14．见解析【详解】“节能减排”指的是减少能源浪费和降低废气排放，据此结合生产、生活中的实际情况进行分析有利于推动“节能减排”工作的做法有：①绿色出行，多乘坐公交车出行；②绿色购物，用菜篮子、布袋子买菜；③绿色生活，注意生活用水的循环使用，节约用电、用纸等。15． b 发光时间 1、2、3 正比 黑 7.5 光照强度【详解】（1）[1]所示，白天控制开关S应与触点b接通，将太阳能转化为电能储存起来，灯泡断开，不亮。[2]光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的发光时间反映的，LED灯的发光时间越长，消耗的电能越大，说明光电板吸收太阳能越大，产生的电能越多。（2）[3]①由表中1、2、3三组数据可得，光照时间越长，LED灯的发光时间越长，说明光电板吸收太阳能与光电板的光照时间有关，可得出猜想1是正确的。[4]②由表中1、4、5的实验数据分析可知：当其他因素相同时，光电板的面积增大的倍数与LED灯的发光时间增长倍数相同，说明其他因素相同时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成正比。[5]由表中数据分析可知：其他因素相同时，光电板表面所涂颜色是黑色时，LED灯的发光时间越长，说明制作太阳能光电板用黑最好。（3）[6]设电池提供的电压为U，灯泡的电阻为R，光电板产生的电能的功率为P，则即将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则解得至少需要的光照时间为（4）[7]由生活经验得，其他因素相同时，不同的关照强度，光电板吸收太阳能不同，则光电板吸收太阳能的多少还可能与关照强度因素有关。16． 电磁感应 发电机发电功率 1、2、3 越大 二 可再生【详解】（1）[1] 由题意可知，风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机的风叶转动，带动内部机组发电，即将风能转化为电能，发电机是通过运动产生电能，利用电磁感应现象的原理制成的。（2）[2] 由题意可知，将电压表连接在小型发电机输出电路两端，模拟自然风，电压表示数可反映发电机的发电情况，所以本实验是通过电压表示数的变化来反映发电机发电功率大小的，示数越大，发电功率越大。（3）[3][4] 为了验证猜想一，风力发电机的发电功率可能与风速有关，根据控制变量法可知，需要保持风叶长度和风叶个数相同，改变风速，即改变电吹风挡位，故选择实验序号为1、2、3进行实验，由表中数据可得结论：其他条件相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大。（4）[5][6] 在2、4、5三次实验中，电吹风档位相同，即风速相同，风叶个数相同，但风叶长度不同，并且由实验数据可知，风叶长度越大，电压表示数越大，说明发电功率与风叶长度有关，即可验证猜想二。风能可以在自然界里源源不断地得到，取之不尽、用之不竭，是一种很清洁的可再生能源。17． 不合理 没有控制受光面积相等 功率 由快到慢 C 光照的角度【详解】（1）[1][2]做实验时，要控制无关的变量一致，小明在实验中没有控制受光面积相等，所以他的操作是不合理的。（2）[3]功率是指单位时间内完成的工作量，太阳光照射时间越长，水温升高的不一定快，与光照强度等因素有关。（3）[4]①分析表格数据可知，水温升高的速率由快变慢。[5]②为了对比明显，应选择侧面厚度相差较大的水槽进行实验。[6]③在时间t内，水槽接收到的太阳能为P1St，水槽两面向周边的散失的热量为2P2St，则水对太阳能的吸收效率为（4）[7]水吸收太阳能的升温快慢还可能与光照的角度、光照的强度等于因素有关。18．（1）25m；（2）2×106J；（3）8%【详解】解：（1）太阳能船航行的距离s=vt=0.5m/s×50s=25m（2）牵引力在这段时间内做的功W=Fs=8×104N×25m=2×106J（3）这段时间内吸收的太阳能W光=Pt=5×105W×50s=2.5×107J太阳能船的效率答：（1）太阳能船航行50s所运动的距离为25m；（2）牵引力在这段时间内做的功为2×106J；（3）太阳能船在这段时间内的效率为8%。19．（1）二次，三孔；（2）5.5A；（3）5h【详解】（1）由于电能不能直接从自然界获取，其属于二次能源，为了用电安全，电热油汀取暖器应该接地，所以电热油汀取暖器应该使用三孔插座。（2）根据题意可知，取暖器处于中挡时电路中的电流为（3）根据题意可知，高温挡正常工作消耗的电能为低温挡正常工作消耗的电能为低温挡正常工作的时间为
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