初中物理第二十二章 能源与可持续发展第2节 新能源的发展课后作业题

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1.关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是（ ）
A . 目前核电站是利用核聚变发电的，核废料的放射性会造成环境污染
B . 5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等
C . 垃圾分类有利于环保和节约能源
D . 半导体材料可以用来制作智能机器人、平板电脑等科技类产品的芯片
2.近年来我市努力践行绿色发展理念，大力发展绿色能源。下列说法正确的是（ ）
A . 原子核聚变和裂变能释放出惊人的能量，所以核能是可再生能源
B . 太阳能电池板可将光能转化为电能
C . 新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作原理与内燃机的工作原理相同
D . 水能是一次能源，所以水力发电产生的电能也是一次能源
3.近年来，我国在科技领域取得了许多辉煌的成就.下列说法正确的是（ ）
A . “华龙一号”核电站利用氢原子核聚变时释放大量能量来发电
B . “魔方Ⅲ”超级计算机的芯片是采用超导体材料
C . “福建舰”航母动力系统把机械能转化为化学能
D . “天宫一号”利用太阳能发电时遵循能量守恒定律
4.在作为人类主要能源的化石能源发生危机时，核能由于其能量密度远高于化石能源，给人类解决能源危机带来希望。但1986年切尔诺贝利核电站的核泄漏和2011年日本福岛核电站姑的核世漏等，使各国对核电站的安全性不得不高度重视造成核电站的安全性得不到保障的最主要原因是（ ）
A . 核废料不好处理
B . 核能发电技术还不成熟
C . 只有核裂变可控，核聚变不可控
D . 意外发生核泄漏对，会声生放射性污染
5.信息、能源和材料并列为现代文明的三大支柱，以下相关说法正确的是（ ）
A . 核电站是利用核裂变获得核能的
B . 一切信息的传递都必须依靠电磁波
C . 铝、橡胶、塑料都是很好的绝缘材料
D . 超导材料适合制作电炉丝
6.关于信息、材料和能源，下列说法正确的是（ ）
A . “5G”比“4G”传递信息更快，是因为它使用的电磁波传播速度更快
B . 5G手机通话是用电磁波传递的模拟信号
C . 华为Matc60pr手机芯片的主要材料是半导体材料
D . 太阳能是来自太阳内部核裂变产生的能量，但太阳能是可再生能源
二、多选题
1.“嫦娥三号”月球车的多项探测任务中，其中有一项是探测月壤中“氦﹣3”的含量，为人类提供新的能源物质．下列关于核能的说法正确的是（ ）
A . “氦﹣3”是一种已开发的被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料
B . 目前世界上的大多数核电站都是利用原子核分裂时释放出的能量发电的
C . 氢弹是利用核裂变制成的武器
D . 核能和太阳能一样，可以在自然界源源不断地获得，属于可再生能源
2.关于能量和能源的利用，以下说法正确的是（ ）
A . 核电站是利用核能来发电的
B . 水能、风能和化石能源均是可再生资源
C . 太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
D . 电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能
3.著名核物理学家、“两弹一星”功勋、中国“氢弹之父”于敏院士获2014年度国家最高科学技术奖．以下说法中错误的有（ ）
A . 氢弹爆炸时释放了大量的核能
B . 氢弹爆炸运用了核裂变的原理
C . 核电站发电也是运用了核裂变
D . 核电站所用核燃料是可再生的
4.我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”的成功运行，标志着中国离“人造太阳”的梦想又近了一步。下列关于能源、现代信息技术说法不正确的是（ ）
A . 核能属于不可再生能源，只要做好技术保护，核能是没有污染的
B . 光纤通讯是依靠电磁波来传递信息的
C . 电能属于二次能源，现代技术无法将核能直接转化为电能
D . 制作手机芯片的主要材料是超导体
5.下列四组连线中，完全正确的是（ ）
A . 工作时的能量转化干电池﹣﹣化学能转化为电能太阳能热水器﹣﹣太阳能转化为内能发电机﹣﹣机械能转化为电能
B . 物理问题研究及科学方法曹冲称象﹣﹣控制变量法将撬棒抽象为杠杆﹣﹣建立物理模型法研究电流跟电压、电阻的关系﹣﹣等效法
C . 物理量和单位功﹣﹣千瓦功率﹣﹣千瓦时热量﹣﹣焦耳
D . 生活现象与物理知识能从各个方向看到物体﹣﹣漫反射夜间行车，驾驶室内不宜亮灯﹣﹣平面镜成像沸点与气压的关系﹣﹣高压锅
6.北京奥运会“绿色、科技、人文”的理念已落实到相关工作中，前不久完成的奥运圣火在珠穆朗玛峰的传递，创造了诸多奥运圣火传递的奇迹．设在海拔5200m处的大本营把太阳能作为工作和生活的能源．建起如图所示的由太阳能光伏板（太阳电池）组成功率达到10kW的光伏小电站．关于太阳能光伏发电站，下面说法正确的是（ ）
A . 这个发电站工作时将太阳能转化为内能
B . 这个发电站工作时将电能转化为光能
C . 这个发电站工作时不会对周围环境产生污染
D . 这个发电站不是在任何时候都能正常工作
三、填空题
1.一节干电池的电压是 ________ V；人体的安全电压是不高于 ________ V；核电站是利用原子核在 ________ (选填“裂变”或“聚变”)时释放的能量来发电。
2.能源危机日益加剧．核电站给水力资源、化石能源缺乏的地区提供了一种好的选择，也给人类解决能源危机带来了希望．核电站是利用反应堆内的铀发生 ________ 变释放的核能来发电的，铀是 ________ （填“可再生”或“不可再生”）能源．
3.常规潜艇以四冲程柴油内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中机械能转化为内能的是 ________ 冲程；核潜艇利用核反应堆发生核裂变提供动力，其核能是 ________ （选填“新能源”或“常规能源”）；在海面下潜艇上浮过程中受到的重力 ________ 下潜过程中受到的重力（选填“等于”、“小于”或“大于”）。
4.太阳能电池帆板（简称“电池板”）是为各类太空飞行器提供能源的装置，电池板是把太阳能转化成 ________ （填“一次”或“二次”）能源—电能；我国最新建成的“华龙一号”核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应是 ________ （填“相同”或“不相同”）的，该反应用到的核原料属于 ________ （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站的大规模应用可显著减少温室气体排放，助力实现碳中和目标。
5.太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境．围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳电池板，能把 ________ 能直接转化成 ________ 能，供通信卫星使用．
6.获得核能有两种途径，分别为 和 ________
7.小明根据我国古书记载制作了一个冰透镜，并放在太阳下顺利将纸巾点燃，这是利用了冰透镜对阳光有 ________ 作用；小明想到太阳辐射出巨大的光和热，是因为太阳内部发生 ________ （选填“核裂变”或“核聚变”）反应导致的。
8.《中国制造2025》提出：坚持清洁低碳导向，加快能源绿色低碳转型，提高清洁能源和非化石能源消费比重。在煤、石油、风能三种能源中，属于清洁能源的是 ________ ；为核电站提供能量的装置是核反应堆，在核反应堆中发生的是 ________ （选填“核裂变”或“核聚变”）。
四、实验探究题
1.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1m 2面积上的太阳能．求：
（1） 水在10h内吸收的热量；
（2） 如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m 3的天然气（天然气的热值为8.4×10 7J/m 3 ， 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．
2.新华网重庆3月31日电，3月31日1时35分，从缅甸曼德勒起飞的全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，在飞越群山，历经约20小时30分航行1500公里后，犹如一只巨大的风筝，安静地降落在重庆江北国际机场．
“阳光动力2号”是瑞士设计的一款能够在不添加任何燃料、不排放任何污染物的情况下昼夜飞行的飞机，机身使用的碳纤维蜂窝夹层材料，每立方米质量仅25克，机翼有72米，质量仅有2300千克，和一辆小汽车相当．机翼上装载的17248块太阳能电池板为飞机提供了持续的可再生能源．这些电池板每块仅厚135μm，相当于人类的一根头发丝．从上述可知：
（1） 太阳能电池板的作用是将 ________ 能转化为电能．
（2） 135μm= ________ m．
（3） “阳光动力2”从曼德勒飞到重庆的平均速度 ________ km/h．
（4） 在飞行过程中，以 ________ 为参照物飞行员是运动的．
（5） 机翼制成图乙所示的形状，使得飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，所以下方空气的压强 ________ 上方空气的压强（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
（6） 飞机与地面之间的信息传播是通过 ________ 波来实现实，这种波在空气中的传播速度大约是 ________ m/s．
五、计算题
1.为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活中．现有一种太阳能、电能两用热水器，晴天时，它用太阳能加热，能将接收的部分太阳能转换为水的内能，如果遇到雨天，可以用电加热．[ρ 水=1.0×10 3kg∕m 3 ， C 水=4.2×10 3J/（kg．℃）]
（1）当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量是多少？
（2）如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧多少kg的焦炭？
（3）若在水温从20℃上升到70℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是多少？
2.小张同学家安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，铭牌如右表所示．求：（其中 m=ρV）
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流有多大？
（3）贮满水的热水器，阴天里要使水温从20℃升高到50℃，其中55%的热量是由电来辅助提供的，则热水器正常工作时需加热多长时间？（不计热量损失）
（4）我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策，其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府财政补贴，就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响，发表你的看法．
3.小阳同学家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小阳进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．求：
（1） 水吸收的热量是多少？
（2） 如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧煤气的质量是多少？（c 水=4.2×10 3J/（kg•℃），（煤气的热值为q=4.2×10 7J/kg．）
4.太阳能具有环保、可再生等优点；太阳能热水器深受广大用户的青睐，某品牌太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×10 6J。若该热水器接收太阳能的有效面积为2m 2 ， 每天日照时间6h，这些太阳能使水温随日照时间变化的图像如图所示。【ρ 水=1.0×10 3kg/m 3；c 水=4.2×10 3J/(kg∙℃)】求：
（1）装满水时，热水器中水的质量；
（2）一天内热水器中的水能吸收的热量；
（3）热水器的效率约为多少。
5.人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出．如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题． 我国倡导“低碳减排，绿色生活”．目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力．
（1） 你认为利用太阳能有哪些好处？
（2） 太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线（如图甲所示）．太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是（ ）
A . 磁性材料 B . 纳米材料 C . 半导体 D . 超导体
（3） 太阳能热水器以节能、环保等特点为很多家庭所使用，太阳能热水系统主要元件包括集热板、储存装置及循环管路三部分．如果遇到阴雨连绵的天气，太阳能热水器的水就达不到所需要的温度．为此人们研制出了太阳能、电能两用热水器．小兰家就刚刚安装了一台这样的热水器，如图乙所示，它的容积为120L．求：
①若此热水器装满20℃的水，要使水温升高到40℃，需要吸收多少热量？
②小兰从产品使用说明书中了解到，该电加热器的额定电压为220V，额定功率为2kW．若水箱中的水用电加热器来加热，仍使满箱水的温度从20℃升高到40℃，需要电加热器正常工作多长时间？（假定所消耗的电能全部转化为水的内能）
六、综合题
1.某技工学校学生，研制出一辆太阳能汽车．这辆“自动档”太阳能汽车，上面装有有效面积为6m 2太阳能电池板，它正对太阳时电池能够产生100V的电压，并能输出8.4A的电流．
（1） 该车的太阳能电池板，将光能转化为 ________ 能，太阳能发电具有 ________ 的优点；
（2） 该太阳能电池板一分钟可提供多少焦耳的电能？
（3） 该车的质量350kg．当车上载有1500N的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为2.0×10 ﹣ 2m 2 ， 求汽车对地面的压强为（g=10N/kg）
2.如图：
（1） 如图所示的路灯是南沙海滨公园、蕉门公园等很多地方使用的一种利用新能源的路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板．小风扇是小型风力发电机，它和太阳能电池共同向路灯供电．这种路灯的发电装置分别把什么能转化为什么能？
（2） 走到海滨公园的喷水池旁边会感到凉快．请用物态变化的知识来解释为什么走到喷水池旁边会感到凉快？
3.太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源．在太阳进行着大规模的核聚变，其释放的能量主要以电磁波的形式辐射出来．地球每年所接受的太阳能有6×1017kW•h．
​
（1） 太阳内部发生核聚变时，释放的主要是哪种能量？答： ________
（2） 物体内能改变的方式有两种，“辐射”属于 ________ ，另一种是 ________
（3） 地球每年所接受的太阳能约为​ ________
（4） 如图所示是一个组合的电池板，它是由一块块小的电池板组合而成的，你知道它们是如何连接的？​ ________
太阳照射时间（h）
装水量（kg）
吸热板面积 （m2）
水升高的温度 （℃）
水的比热容J/（kg·℃）
太阳辐射功率J/（m2·h）
10
100
2.5
50
4.2×103
1.68×106
型号
EWH﹣80B
额定功率
1500W
额定电压
220V
容量
125L（0.125m3）
外型尺寸
842mm×463mm×415mm
额定电压220V
容积100L
额定功率1650W
频率50HZ