第二十二章《能源与可持续发展》单元基础与培优试卷（原卷+解析）-2024-2025年九年级全册物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练系列（人教版）

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一、单项选择题（本大题共7小题，每小题3分，共21分）在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的。
1．我省蕴藏丰富的能源可用于发电，下列发电方式中利用不可再生能源的是（ ）
A． 乌江源风电场B． 平箐太阳能电站
C． 构皮滩水电站D． 发耳火电厂
2．下列说法不正确的是（ ）
A．目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电的
B．我国的北斗卫星定位系统是利用电磁波进行定位的
C．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
D．以风能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
3．2021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
4．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是 （ ）
A．核电站利用核裂变释放的能量发电B．电磁波的传播需要介质
C．太阳能是不可再生能源D．手机芯片上的晶体管是由超导体材料制成的
5．勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明，在众多领域取得了举世瞩目的成就，推动了人类社会的进步。下列关于我国科学技术的成就和应用描述完全正确的有（ ）
①四大发明中的“指南针”——司南能指示南北方向是受地磁场的作用
②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船闸，这一创举利用了连通器原理
③战国时期的天平——木衡和铜环权利用了杠杆原理
④“玉兔2号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记，说明力可以改变物体的形状
⑤“华龙一号”核反应堆利用核聚变进行发电，所用核燃料属于可再生能源
⑥“复兴号”动车组刷新了中国速度，动车组速度越快，它的惯性越大
A．①②③④B．①②③⑤C．③④⑤⑥D．②③④⑥
6．2022年8月30日，中国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成果正式发布，其运行于高度为517公里的太阳同步轨道，“羲和号”上搭载的望远镜可以连续对太阳进行观测。以下说法正确的是（ ）
A．太阳能属于不可再生能源
B．地球上所有的能量均来自太阳
C．用望远镜观测到的太阳是一个倒立放大的实像
D．太阳光是由各种色光混合而成的
7．关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（ ）
A．太阳内部发生的核反应是不可控制的聚变反应
B．能量是守恒的，只要充分利用，就不会发生能源危机
C．常温下的超导体可以制成发热材料，提高发热效率
D．在只有一台电话的空房间内，不接打电话时，房间内就不存在电磁波
二：填空题（本题有7小题，每空1分，共21分）
8．风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
9．数字驱动转型发展，智慧引领国家能源，我国正以提升全要素生产率为核心，积极推动能源生产与先进信息技术深度融合，大力探索5G、云计算、大数据、区块链、人工智能、北斗通信等新一代信息技术创新应用。我国已建成的核电站是利用核 （选填“裂变”或“聚变”）来发电的；北斗卫星导航系统通过 （选填“超声波”或“电磁波”）提供定位服务；5G网络比4G快，则同种介质中5G网络传播电磁波的速度 （“大于”、“小于”或“等于”）4G网络传播电磁波的速度。
10．随着科技发展，太阳能的利用越来越广泛。太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，来自于太阳内部的 （选填“核聚变”或“核裂变”）。太阳发出的光在真空中约以 m/s的速度传播。
11．我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度，标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 能转化为电能，水能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。水电站年均发电量可达，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，煤的热值为，则需要用煤 kg。
12．2020年5月5日18时，我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场发射成功，如图所示，火箭主要用液态氢作为燃料是因为液态氢的 大；卫星在太空张开“翅膀”后获得的能源主要是 ，属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
13．北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信于2020年实现全球覆盖。卫星利用太阳能电池板获得能量，太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，卫星是使用 与地面站通信的。太阳能可以通过太阳能电池转化为电能，再以化学能的方式存储在太阳能电池里，但这些化学能却无法自动转化为太阳能，该现象说明能量的转化具有 性。
14．2024年4月9日，“深海一号”二期最大水下生产设施安装就位。“深海一号”是我国首个深水高压气田项目，探明天然气地质储量超500亿立方米，年产气量可达30亿立方米；
（1）天然气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；天然气燃烧时将 能转化为内能；
（2）用天然气烧水，在1标准大气压下将一定质量的水从20℃加热至沸腾吸收了4.2×107J的热量，则水的质量为 kg。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
三、作图题（共7分）
15．如图所示，开关闭合后，滑片向右滑动时弹簧缩短．请在括号内标出电源正负极，并画出闭合开关后螺线管下端的NS极和磁感线的方向。

16．请将图中的电灯、开关和三孔插座用笔画线代替导线正确接入家庭电路中。
17．请在图中完成家庭电路的连接，要求开关控制灯泡，插座单独使用。
四、实验题:本大題共3小题，第16小题7分，第17、18小题各6分，共19分。
18．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想：
猜想1：太阳光照时间
猜想2：水量的多少
猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）
（1）关于猜想1：小明同学认为借助 （选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是错误的；
（2）在研究猜想2时，小明利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程 （选填“合理”或“不合理”），理由是 ；
（3）为研究猜想3，小明准备了三个侧面大小相同而厚度稍有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表面。同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。
①请在图乙中描点作出ΔT﹣t图像；( )
②为进行对比，小明应在水槽 （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，水接受太阳辐射的同时，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，水每侧单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）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 。
19．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）
20．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:本大题共2小题，第19小题6分，第20小题7分，共13分。
21．一个能装水100L的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2m2，该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×106J/（h•m2）。求：
（1）如果每天接收太阳能的时间为8h，则该晒水箱每天可以接收多少焦的太阳能？
（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有60%。那么，该晒水箱一天吸收的太阳能可使这50L的水从20℃升高到多少℃
（3）请说出利用太阳能热水器的优点。
22．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。求：
（1）水在8h内吸收的热。
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气。（天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收。）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率。
六、综合能力题:本大题共3小题，第21小题7分，第22、23小题各6分，共19分
23．太阳是人类能源的宝库，目前人类直接利用太阳能的方式主要有以下两种：
（1）如图甲，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能E1转化为电能E2，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。太阳能是一种 能源（选填“可再生”、“不可再生”），E1 E2（选填“>”、“=”、“