初中物理第二节 能源的开发和利用优秀精练

20.2能源的开发和利用同步练习沪科版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共14小题，共28.0分）

1. 如图所示是科学家正在研究的太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，下列说法不正确的是

A. 太阳能来自太阳内部的核聚变
B. 太阳能光伏电池将太阳能转化为内能
C. 利用微波能传递能量的特性，可以实现“无缆输电”
D. 以地面接收站为参照物，太阳能电站是静止的

2. 人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是

A. 核电站能控制裂变的反应速度
B. 原子弹对聚变的链式反应不加控制
C. 原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
D. 原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变

3. 下列各组能源中，都属于新能源的是

A. 电能、水能、风能 B. 太阳能、地热能、核能
C. 液化气、沼气、酒精 D. 石油、天然气、煤

4. 造成全球温室效应的主要原因和缓解温室效应危机的重要措施分别是

A. 煤、石油、天然气大量燃烧；营造森林绿地
B. 二氧化硫等有毒气体的大量产生；种植苔藓类植物吸收二氧化硫
C. 人造含氟制冷剂的泄漏；采用无氟制冷剂
D. 汽车和工厂排放的废气和烟尘；收取排污费，限令整改

5. 2017年中国环境日主题是“绿水青山就是金山银山”，旨在动员引导社会各界树立“绿水青山就是金山银山”的强烈意识，尊重自然、顺应自然、保护自然。下列获取电能的途径会加剧温室效应的是

A. 火力发电 B. 水力发电 C. 风力发电 D. 核能发电

6. 科学家提出了开发太阳能的一种新途径：以水为原料，借助半导体光催化剂将太阳能转化为氢能，替代目前能量的最主要来源化石燃料。下列关于能源的说法不正确的是

A. 化石燃料是不可再生能源
B. 太阳能、氢能、化石燃料都是清洁能源
C. 与化石燃料相比，氢燃料的热值较高
D. 氢能替代化石燃料可缓解温室效应

7. 双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是

A. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B. 以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到
C. 在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D. 汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小

8. 2020年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符的是

A. 垃圾分类投放 B. 野炊明火烧烤 C. 控制汽车鸣笛 D. 坚持绿色出行

9. 导致全球气候变暖的主要原因有

臭氧层破坏

森林被大量砍伐

二氧化碳排放量增加

二氧化硫排放量增加

A.  B.  C.  D.

10. 下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是

A. 热机的大量使用会造成环境污染
B. 所有的热机都是用汽油作燃料的
C. 汽车排出的尾气都是有毒气体
D. 热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除

11. 为进一步强化安全意识与环保意识，近期滨海县安监、环保等多个职能部门联动，对县域内各行各业存在的安全隐患及肆意排污等现象进行彻查，严防企业生产过程中重特大事故的发生。下列有关说法中符合物理知识或规律的是

A. 滨海县濒临黄海，水资源取之不尽、用之不竭，废水可适当排放
B. 因为气体具有流动性，所以工厂排放的废气不会造成环境污染
C. 某些工业废料长期随意堆放极易燃爆，燃爆过程中的能量转化类似于内燃机的做功冲程
D. 工厂在生产过程中排放的烟尘属于分子量级的微粒

12. 如图所示，是某校新安装的太阳能路灯，关于太阳能路灯，下列表述不正确的是

A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
B. LED灯将电能转化为光能
C. 蓄电池白天将化学能转化为电能
D. 在使用太阳能路灯整个过程中，能量是守恒的
 

13. 2020年，河南省开展氢燃料电池汽车示范推广。在示范期间，要推广超过1000辆达到相关技术指标的燃料电池汽车，平均单车累积用氢运营里程超过3万千米。氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。以下对氢燃料电池的叙述符合事实的是

A. 其能量转换过程是：化学能内能电能
B. 氢气和氧气的化学能全部转化为电能
C. 氢燃料电池使用的能源是不可再生能源
D. 氢燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染

14. 关于原子、原子核和核能，下列说法正确的是

A. 原子是由原子核和核外质子组成的
B. 原子弹是利用核聚变制造的毁灭性武器
C. 核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备
D. 核反应堆有厚重的保护层是为了避免核燃料逸出

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

15. 我国核动力潜艇“长城号”利用核反应堆中发生的          选填“核裂变”或“核聚变”提供动力。核能属于          选填“新”或“常规”能源。下面是核能发电站中能量转换的过程，请将下面补充完整：核能                    电能。
16. 在南海试开采可燃冰取得成功，说明我国的可燃冰开采技术居于世界领先水平。科学家估测，以目前的消费速度，地球上可燃冰储量可满足80至800年的全球天然气需要。可燃冰是          选填“可再生”或“不可再生”能源。根据测算，可燃冰可以分解释放出以上的天然气。若完全燃烧可燃冰产生的热量至少为          J。天然气的热值为试写出可燃冰具备的一条优点：          。
17. 月球、太阳对地球的引力作用而产生潮汐。每天的涨潮与落潮过程蕴含着巨大的能量，这种能量可以用来发电，请回答：

利用潮汐能发电的过程中，能量的转化情况是海水的          能传递给发电机，通过发电机转化为          能。

与火力发电相比，潮汐发电的优点是          ，不足之处是          。

18. 核能的开发和利用采用两种方式：

核裂变：是          的原子核裂变为          的原子核的一种核反应。原子核发生裂变时，裂变自行持续的现象称为          反应。

核聚变：是          的原子核结合为          的原子核的一种核反应，聚变也称为          反应。

三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

19. 为响应无锡市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为

“发电玻璃”面积为，其光电转化率为，则要对控制电路的蓄电池充满电需要多少小时？太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算
按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为40mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？该浮体的密度为多大？
制作压敏电阻的材料属于______填“导体”或“半导体“。在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向______填“左”或“右“移动。

20. 为了有效利用太阳能，某兴趣小组对“吸收太阳能多少与物体表面颜色之间的关系”进行了实验探究，在黑色和白色的塑料袋内装了质量相同的水，插入温度计后系好，放在太阳光下曝晒，每隔相同时间读出温度计示数，数据记录如下：

该小组同学在实验中采用的主要科学研究方法是______法；
白色塑料袋的温度在升高到时，温度上升了______；
由以上研究可知：太阳能热水器集热管的吸热表面颜色应以______色为宜；
某太阳能热水器的集热管接收太阳能的有效面积为2米，若每米的集热管每小时接收太阳能约焦，则该热水器2小时内可接收太阳能______焦。

四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

21. 如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为，光电池接收太阳光辐射的功率为，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示，风能转化为电能的效率为，太阳能电池将光能转化为电能的效率为。

无风的晴天，光照，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作，则路灯消耗的电能是多少？光电池将光能转化为电能的效率为多大？

在有风的晴天，经的光照和风吹，路灯可正常工作，则当时的风速为多大？






 

22. 随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”如图所示得到了广泛的应用．它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明．为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至左右即停止充电，放电余留左右即停止电能输出．下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数：

若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？

若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到，则垂直太阳光方向范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率为多少？

当风速为时，风力发电机的输出功率将变为在这种风速下，持续光照，蓄电池的电量也只由充到求此过程中太阳能电池板发电的平均功率．

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】略
 

2.【答案】A
 

【解析】原子弹及核电站都是利用了原子核的裂变释放能量，只不过原子弹对于裂变的速度不加控制，而核电站是控制裂变的速度，让能量得以缓慢释放。
 

3.【答案】B
 

【解析】略
 

4.【答案】A
 

【解析】略
 

5.【答案】A
 

【解析】略
 

6.【答案】B
 

【解析】化石燃料为不可再生能源，故A正确；化石燃料不是无污染的清洁能源，故B错误；与化石燃料相比，氢燃料的热值较高，故C正确；氢燃料燃烧后生成水，不产生二氧化碳，故氢能替代化石燃料可缓解温室效应，故D正确。选B。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：燃料的热值越大，说明单位质量燃料完全燃烧时放出的热量越多，选项A错误；无论燃烧何种燃料，汽车发动机的效率总小于，选项B错误；汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较大，选项D错误。
 

8.【答案】B
 

【解析】略
 

9.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题主要考查全球气候变暖的原因，属于基础题，根据课本内容即可分析解答。
全球气候变暖主要是大量燃烧矿物燃料，向大气中排放二氧化碳，它能强烈吸收地面辐射；二是大量砍伐森林，尤其是热带雨林遭到大面积毁灭性破坏，使之吸收固定二氧化碳的能力降低。
【解答】
臭氧层破坏和全球气候变暖关系不大，不符合题意。
森林被大量砍伐使之吸收固定二氧化碳的能力降低，导致二氧化碳相对增加，故正确。
随着工业的快速发展，二氧化碳排放量增加，故正确。
二氧化硫排放量增加是导致酸雨或者大气污染的因素，和全球气候变暖关系不大，不符合题意。
故选C。  

10.【答案】A
 

【解析】解：热机给人类文明带来进步，但也会造成污染。煤、石油产品、天然气等都可以作为热机的燃料，它们燃烧时产生的二氧化碳、二氧化硫等有害气体有害气体不一定是有毒气体和粉尘，会造成大气污染。热机还会产生噪声污染，消声器可以减小热机的噪声污染，但不能完全消除。
 

11.【答案】C
 

【解析】滨海县虽然濒临黄海，水资源较丰富，但并不是取之不尽、用之不竭的；废水不能随意排放，会造成水污染，故A错误；空气虽然具有流动性，有一定的自净能力，但是不可以随意排放废气，否则会造成严重的环境污染，故B错误；工业废料长期随意堆放极易燃爆，燃爆过程中的能量转化类似于内燃机的做功冲程，都是内能转化为机械能的过程，故C正确；工厂在生产过程中排放的烟尘属于固体颗粒，不是分子量级的微粒，故D错误。选C。
 

12.【答案】C
 

【解析】白天，太阳能电池板给蓄电池充电，太阳能电能化学能；晚上，蓄电池给灯供电，将化学能转化成电能，再转化为光能，故A、B正确，C错误；能量是守恒的，不会凭空消失，也不会凭空产生，所以在使用太阳能路灯整个过程中，能量是守恒的，故D正确。选C。
 

13.【答案】D
 

【解析】氢燃料电池将化学能直接转换为电能，故A错误；反应中伴随能量损失，化学能转换为内能，但有部分内能和外界交换而散失，故B错误；氢燃料电池原料是氢气和氧气，短期内可以从自然界得到补充，所以是可再生能源，故C错误；氢气和氧气反应生成水，所以使用氢燃料电池汽车能够实现“零排放”，可以有效减少城市空气污染，故D正确。选D。
 

14.【答案】C
 

【解析】原子是由原子核和核外电子组成的，故A错误；原子弹是利用核裂变制成的一种核武器，故B错误；核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变链式反应释放能量的，故C正确；核辐射是对环境污染很严重的，厚重的保护层是为了避免核辐射，故D错误。选C。
 

15.【答案】核裂变

新  

内能

机械能

【解析】略
 

16.【答案】不可再生

热值大、污染小合理即可

【解析】略
 

17.【答案】机械

  电

可再生，环保

功率不稳定 

【解析】略
 

18.【答案】较重

较轻

链式

较轻

较重

热核

【解析】略
 

19.【答案】半导体  右
 

【解析】解：蓄电池充满电时储存的电能：
，
因发电玻璃的光电转化率为，
所以，发电玻璃接收到的太阳能：
，
由可得，蓄电池充满电需要的时间：
；
当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流，
由表中数据知，此时压敏电阻的阻值，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由可得，定值电阻的阻值：
，
设此时连杆对A端的作用力为，压敏电阻对B处的作用力为，
由AB：：1可知，AO：：1，
由杠杆的平衡条件可得：
，
由力作用的相互性可知，A端对浮体向下的压力：，
由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：------
当浮体只有体积浸入水中时，由阿基米德原理可得此时的浮力，
此时控制电路中电流，则此时压敏电阻的阻值：
，
由表中数据知，压敏电阻受到压力，
由杠杆平衡条件可得：
，
此时浮体受到的浮力：，即-------
解可得：，，
由可得，浮体的体积
浮体的密度；
制作压敏电阻的材料属于半导体；
在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，
则控制电路的电流太小，如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，
应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流，由表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力，
在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，可增大对压敏电阻的压力。
答：要对控制电路的蓄电池充满电需要5h；
小科应选择重力为8N的浮体，该浮体的密度为；
半导体；右。
根据求出蓄电池充满电时储存的电能，利用求出发电玻璃接收到的太阳能，根据求出蓄电池充满电需要的时间；
控制电路中R与串联，由表格数据知压力为360N压敏电阻的阻值，根据串联电路特点和欧姆定律求出的阻值，由杠杆平衡条件计算浮体浸没时A端受力，并表示出此时浮体受到的浮力；同理再表示出浮体浸入水中时的浮力，联立方程计算出浮体重力，利用阿基米德原理和、求出该浮体的密度；
制作二极管的材料是半导体材料，常用的有：硅、锗等材料；水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，应增大控制电路中电流，由此分析解答。
本题考查了电功公式、效率公式、串联电路特点、欧姆定律、阿基米德原理、密度公式、重力公式、半导体材料和电路的动态分析，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。
 

20.【答案】控制变量    黑 
 

【解析】解：根据题目中的表格可知，水的质量相同，只有装水的塑料袋的颜色不同，通过此来做研究比较，所以采用的是控制变量法；
白色塑料袋的温度在升高到时，上升的温度是；
由表格中数据分析可知，黑色塑料袋内水的温度明显要高于白色塑料袋内的水的温度，所以太阳能热水器集热管的吸热表面颜色应以黑色为宜；
该热水器2小时内接收的太阳能是。
故答案为：控制变量；；黑；。
控制变量法指的是当实验结果受到多个因素影响时，为了研究其中某一个因素的变化对结果有何影响，就必须控制其他几个因素保持不变的方法；
升高的温度是末温与初温的差；
根据表格中的数据进行分析，同样质量的水同样的时间哪一个的温度升高的快；
热水器吸收的能量为时间面积辐射强度
本题主要考查的是吸收太阳能与物体表面颜色之间的关系及热量的计算，综合性强。
 

21.【答案】   
 

【解析】略
 

22.【答案】；；
 

【解析】充电至左右即停止充电，放电余留左右即停止电能输出．
  蓄电池的供电容量： J， 
由，可供灯具正常发光时间：．

太阳能电池板的总面积为，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到，
所以太阳能电池板每发电功率为，
由表格数据可知：，
所以范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率：．

蓄电池的电量由充到，   J， 
由得，
风力发电机发电：   J； 
太阳能电池板发电：     J， 
所以发电功率：．