第22章 能源与可持续发展（易错模拟题汇编）-最新中考物理一轮复习高频考点精讲与易错题精练（全国通用）

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第22章 能源与可持续发展（易错模拟题汇编）
一、选择题
1．（2022•长春模拟）下列各种发电方式中，不是利用可再生能源发电的是（ ）
A．太阳能发电B．核能发电C．风力发电D．水力发电
解：太阳能、风能、水能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源，太阳能发电、水力发电、风力发电都是利用可再生能源发电的；
核能不能从自然界源源不断获得，也不能重复利用，是不可再生能源，则核能发电是利用不可再生能源发电的，故B符合题意。
答案：B。
2．（2022•宝鸡模拟）今年的两会上，来自各领域的代表和委员都带来了很多新的消息。全国人大代表、国家原子能机构副主任董保同表示，我国已掌握第四代先进核电技术，其首个示范工程一全球首座球床模块式高温气冷堆核电站已经并网发电。下列说法正确的是（ ）
A．原子核是由电子和中子构成的
B．核电站利用原子核裂变释放的核能发电
C．核能发电的过程是将核能直接转化为电能
D．核能属于可再生能源
解：A．原子核是由质子和中子构成的，故A错误；
B．现阶段，核电站利用原子核裂变释放的核能发电，故B正确；
C．核电站的能量转化是：将核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能最后转化为电能，故C错误；
D．核能消耗后，不可能在短期内从自然界得到补充，故它是不可再生能源，故D错误。
答案：B。
3．（2022•黄石模拟）中国是一个负责任的大国，为构建人类命运共同体而不懈努力，实现可持续发展已成为21世纪各国的任务。能源可按不同方式分类，如图，下列四组能源中，能归入图中阴影部分的一组是（ ）
A．煤炭、沼气B．太阳能、风能
C．水能、天然气D．石油、核能
解：
A、煤炭，属于化石能源，一旦消耗，在短时间内不能再生，属于不可再生能源；沼气与电能同属于二次能源，是否可再生应该只对一次能源划分的，对二次能源划分是否可再生无意义，故A不符合题意；
B、太阳能、风能都是来自太阳能的可再生能源，属于新能源，故B符合题意；
C、天然气属于化石能源，一旦消耗，在短时间内不能再生，属于不可再生能源，故C不符合题意；
D、石油属于化石能源，一旦消耗，在短时间内不能再生，属于不可再生能源；核能不是来自太阳能，故D不符合题意。
答案：B。
4．（2022•天津模拟）继高铁之后，“华龙一号”核电装置成为了我国的另一“国之重器”，已经和多个国家签订了核能发电项目。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（ ）
A．核反应堆：核能转化为电能
B．蒸汽轮机：内能转化为机械能
C．发电机：电能转化为机械能
D．电驱动器：机械能转化为电能
解：
A．核反应堆是核能转化为水的内能，故A错误；
B．蒸汽轮机是利用高温高压的水蒸气推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B正确；
C．发电机是将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象，故C错误；
D．电驱动器工作时会消耗电能，将电能转化为机械能，故D错误。
答案：B。
5．（2022•郑州模拟）我国提出“力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”，碳达峰、碳中和成为社会各界关注的热点话题.关于能量和能源，下列说法中正确的是（ ）
A．化石能源是不可再生能源，核能、水能、太阳能都是可再生能源
B．能量的转移是有方向性的，而能量的转化没有方向性
C．我国已建成的核电站是利用核裂变来发电的
D．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源
解：
A、核能是不可再生能源，太阳能、风能都属于可再生能源，故A错误；
B、能量转化过程是有方向性的，是不可逆的，故B错误；
C、核反应堆中发生的是可控制的核裂变，核电站发电的过程是将核裂变产生的核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能，故C正确；
D、化石能源在使用过程中会产生大量废气，为了保护环境、控制和消除大气污染，应减少使用化石能源，而不是禁止，故D错误。
答案：C。
6．（2022•常州模拟）阳逻之心蓝玉项链公园两侧安装了“风光互补”景观节能灯，如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释最合理的是（ ）
A．白天，太阳能电池板将太阳能转化为化学能储存起来
B．小风扇是用来给太阳能电池板散热和确定风向的
C．小风扇是风力发电机，将机械能转化为电能
D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为光能
解：
A、“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，故A错误；
BC、“头顶”的小风扇是风力发电机，可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，故B错误、C正确；
D、蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D错误。
答案：C。
7．（2022•西安模拟）我国自主研发的碲化镉（CdTe）发电玻璃，首次应用于北京冬奥会场馆建设中。它由普通玻璃底衬、TCO导电氧化层（透明导电薄膜玻璃）、碲化镉光电薄膜等部分组成，太阳光照射时可直接进行光电转换，即使在阴雨天也能满足场馆供电需要。关于该发电玻璃下列说法错误的是（ ）
A．它可以节能环保
B．它的TCO导电氧化层透光性较好
C．它的光电转化效率较高
D．它将光能转化为化学能，再转化为电能
解：A、D.由于该装置可以直接进行光电转换，故不会对环境产生污染，且利用的是太阳能，故A正确、D错误。
B.由于TCO导电氧化层是透明导电薄膜玻璃，故透光性较好，故B正确。
C.根据“即使在阴雨天也能满足场馆供电需要”可知，它的光电转化效率较高，故C正确。
答案：D。
8．（2022•辽阳模拟）如图是一款太阳能座椅，椅子顶部安装的硅光电池板，可储备能量供晚间使用。下列说法正确的是（ ）
A．硅光电池板是由超导材料制成的
B．硅光电池板可以将太阳能转化为电能
C．太阳能来源于太阳内部氢核的裂变
D．太阳能属于不可再生能源
解：A、硅光电池板由半导体材料制成，故A错误；
B、硅光电池板可将太阳能转化为电能，故B正确；
C、太阳能来源于太阳内部氢核的聚变，而不是裂变，故C错误；
D、太阳能可源源不断从自然界获得，因此属于可再生能源，故D错误。
答案：B。
9．（2022•长春模拟）如图所示是太阳能小凉帽，帽顶的电池板利用太阳能进行发电，再驱动电动机转动形成风。关于这个过程中的能量转化情况，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能→电能→机械能B．机械能→太阳能→电能
C．电能→太阳能→机械能D．太阳能→机械能→电能
解：太阳能电池板将太阳能转化为电能，再驱动电动机转动，把电能转化为机械能。故A正确，BCD错误。
答案：A。
10．（2022•成都模拟）月球表面为超高真空，白天最高温度可达160℃，夜间最低温度可达﹣180℃，环境极端严酷，然而月球含有丰富的可用于核聚变反应的氦3资源。2019年1月3日10点26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆。拍摄的世界第一张近距离月背影像图通过“鹊桥”中继星传回地球，揭开了古老月背的神秘面纱。下列说法中正确的是（ ）
A．嫦娥四号自带的太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．目前核电站使用的是核聚变反应释放的能量
C．在月球夜间可利用超导材料发热，为月球车提供能量
D．嫦娥四号用的是太阳能电池板，所以探测器节能不是其核心
解：A、嫦娥四号自带的太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A正确；
B、核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的，故B错误；
C、超导体电阻为零，由焦耳定律知，通电后不会发热，因此无法利用超导材料发热为月球车提供热量，故C错误；
D、月球夜间温度极低，嫦娥四号在月球背面需要足够能量支持其完成探测工作，所以探测器也需要考虑节能问题，故D错误。
答案：A。
11．（2022•西安模拟）图示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能不是清洁能源
B．太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失
C．薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能
D．1g薄膜太阳能电池1h可提供2.16×104J的电能
解：A、太阳能清洁环保无污染，所以A错误；
B、太阳能从太阳传递到薄膜电池上有一定的效率，所以有能量损耗，所以B错误；
C、薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能，所以C错误；
D、可根据题目已知条件“1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能”进行单位换算得出以焦耳为单位的电能数值，6×10﹣3kW•h＝6×10﹣3×3.6×106J＝2.16×104J，D正确。
答案：D。
12．（2022•无锡模拟）为了减排温室气体，我国提出碳达峰和碳中和目标。下列哪项措施不能很好地推动实现碳达峰和碳中和目标（ ）
A．优化能源结构，因地制宜发展水电、风电、太阳能、海洋能、地热能等
B．推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保等新兴产业
C．大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业
D．建设、运行、管理各环节落实绿色低碳理念，建设低碳智慧型城市和绿色乡村
解：水电、风电、太阳能、海洋能、地热能使用过程中没有释放二氧化碳等温室气体，为了减少化石能源一类燃料的使用，推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保等新兴产业减少对空气的污染，在绿色低碳理念下倡导健康绿色出行和生活，可以降低对化石能源的使用，从而减少二氧化碳等温室气体释放，故ABD不符合题意；
大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业，这些化石能源的使用会加大空中碳的含量，故C符合题意。
答案：C。
二、填空题
13．（2022•珠海模拟）原子由 原子核 和电子组成，电子带 负 电，用中子轰击铀235原子核，可使其发生核 裂变 （选填“聚变”或“裂变”）并释放核能。
解：原子由带正电的原子核和核外带负电的电子构成。用中子轰击铀235原子核，可使其发生核裂变并释放核能。
答案：原子核；负；裂变。
14．（2022•德州模拟）太阳能是万物生长的主要能量来源，它属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能实际上是利用太阳内部发生 核聚变 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能。
解：太阳能可以在自然界里源源不断地得到，属可再生能源；太阳能实际上是利用太阳内部发生核聚变释放的核能。
答案：可再生；核聚变。
15．（2022•菏泽模拟）核电站发电流程如图所示，其能量转化过程为：核能→内能→ 机械 能→电能。
解：
在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，最终输送到电网上。
答案：机械。
16．（2022•泰州模拟）汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和 不变 （选填“增大”、“不变”或“缩小”）。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有 方向 性。
解：据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有方向性。
答案：不变；方向。
17．（2022•营口模拟）如图所示是太阳能LED照明路灯，LED是一种发光二极管，它是由 半导体 材料制成的，可以把电能直接转化成 光 能，太阳能是 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源、清洁无污染，它是在太阳内部氢原子核发生 聚变 （选填“裂变”或聚变”）释放出巨大的能量。
解：
LED是一种半导体发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能；
太阳能属于可再生能源，其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染；
在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。
答案：半导体；光；可再生；聚变。
18．（2022•哈尔滨模拟）“构建节约型社会”是党中央提出的战略号召，“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务，我们要从生活中的点滴做起，为保护人类共同的家园﹣﹣地球，作出一份努力。请就如何做到“节能”或“减排”，简要谈谈你的两点建议：① 所使用清洁能源 ；② 加强废气排放管理 。
解：①节能的措施有：多使用清洁能源，比如使用风能、水能、太阳能等；养成良好的用水、用电的习惯；
②减排的措施有：加强废气排放管理；鼓励人们多乘坐公共交通工具，减少汽车尾气的排放；
答案：①所使用清洁能源；②加强废气排放管理。
三、解答题
19．（2022•庆阳模拟）日本福岛核电站泄露事故对环境造成极大的危害，如图甲所示。
（1）核电站是利用 核 能来发电的，其能量是原子核发生了核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）；
（2）由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中。图乙中是核辐射标志的是 C ；
（3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用 热传递 的方法来改变内能的；
（4）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭。6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是 1.8×1017 J（煤炭的热值为3×107J/kg）。
（5）“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起。下列说法中需要改正的是 D 。
A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器
B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站
D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱。
解：（1）核电站是利用核能来发电的，即利用可控的核裂变时释放的热量发电；
（2）图中表示核辐射标志的是C；
（3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，故让冷水从反应堆上吸取热量，故是通过热传递改变内能的；
（4）现有煤的质量是m＝6×106t＝6×109kg
故这些煤完全燃烧释放的热量是：Q＝mq＝6×109kg×3×107J/kg＝1.8×1017J
（5）A、用太阳能热水器代替电热水器可以节约部分电能，做法正确，不符合题意；
B、及时关掉水龙头可以节约水资源，人走关灯可以减少灯泡工作时间，减少对电能的消耗，做法正确，不符合题意；
C、把洗脸水用来冲厕所可以节约水资源，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站可以起到废物利用的作用，做法正确，不符合题意；
D、生活垃圾和废电池应该分类分装，这样会减少电池对环境的破坏，原做法不妥，符合题意；
答案：（1）核； 裂变；（2）C；（3）热传递；（4）1.8×1017；（5）D。
20．（2022•肇庆模拟）阅读短文，回答问题。
如图所示，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，供路灯照明使用。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。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。
（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类。太阳能和风能都属于 B
A．二次能源 B．可再生能源C．常规能源 D．非清洁能源
（2）风力发电机是根据 电磁感应 原理发电的。利用风力发电时，是将 机械能 能转化为 电 能。
（3）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W，此时风速为 6 m/s。
（4）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为 80 W。
解：
（1）太阳能、风能属于可再生能源，故选B；
（2）风力发电机是根据电磁感应原理发电的，利用风力发电时，是将机械能（风能）转化为电能；
（3）由题知，风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，即P＝kv3，
发电机的最大输出功率为400W、最大限制风速为12m/s，则400W＝k×（12m/s）3，
所以k=400W(12m/s)3，
由P＝kv3得，风力发电机的输出功率为50W时的风速：
v=3P′k=350W400W(12m/s)3=6m/s；
（4）太阳能电池板的输出功率：
P输出＝P0/m2×0.5m2×16%＝1000W/m2×0.5m2×16%＝80W。
答案：（1）B；（2）电磁感应；机械能；电；（3）6；（4）80。
21．（2022•汕尾模拟）太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。从某种意义上讲，太阳能汽车也是电动汽车的一种，所不同的是电动汽车的蓄电池靠工业电网充电，而太阳能汽车用的是太阳能电池。太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，用来推动汽车的电动机以及用作汽车辅助设备的能源，多余电能会在锂电池中储存起来备用。如题图甲所示为某公司设计的太阳能概念汽车，车顶和车头盖配置了高效率的多晶硅太阳能电池板，该车的车速最高能达到100km/h，而无太阳光时最大续航能力在50km左右，太阳能驱动汽车和给锂电池充电的示意图如题图乙所示。据此回答以下几个问题：
（1）太阳能属于清洁能源，也属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能电池板用到的多晶硅是 半导体 （选填“半导体”或“超导体”）材料。
（2）单块太阳能电池板在阳光的照射下输出电压为24V，若某时刻的输出电流为4A，则此时单块电池板的输出功率为 96 W，电池板接收太阳能辐射的功率 大于 （选填“大于”“小于”或“等于”）输出功率。
（3）若锂电池的容量为“144V 100A•h”，在晚上行车时，汽车以60km/h匀速行驶，电动机功率为17kW，辅助设备功率为1kW，则理论上充满电的汽车最大行驶路程为 48 km。
（4）为了提高太阳能汽车的续航能力，从太阳能电池板的角度看，你认为可以采取的措施是： 增大电池板的面积 。
解：（1）太阳能属于清洁能源，也属于可再生能源；太阳能电池板用到的多晶硅是半导体材料；
（2）此时单块电池板的输出功率为P＝UI＝24V×4A＝96W；
太阳能转化为电能的效率小于100%，故电池板接收太阳能辐射的功率大于输出功率；
（3）锂电池可提供的最大电能W＝U′I′t＝144V×100A×1×3600s＝5.184×107J＝14.4kW•h，
根据P=Wt可得理论上充满电的汽车最大行驶时间t′=WP总=14.4kW⋅ℎ17kW+1kW=0.8h，
根据v=st可得理论上充满电的汽车最大行驶路程s＝vt′＝60km/h×0.8h＝48km；
（4）为了提高太阳能汽车的续航能力，从太阳能电池板的角度看，你认为可以采取的措施是：增大电池板的面积。
答案：（1）可再生；半导体；（2）96；大于；（3）48；（4）增大电池板的面积。
22．（2022•无锡模拟）阅读短文，回答问题
空气能热水器
空气能热水器工作原理如图甲所示。蒸发器从室外空气吸热，加热低沸点氟介质并使其汽化，氟介质蒸汽由压缩机压缩升温后，进入冷凝器液化释放热量传递给水箱中的冷水，随后经过“节流降温过滤降压”回到室外的蒸发器开始下一个循环。
空气能热水器具有高效节能的特点，它工作时，氟介质在蒸发器中吸收热空气的能量；压缩机消耗电能转化为氟介质的内能，转化率为90%．最终氟介质在冷凝器中给冷水释放热量。
上表为某种型号“空气能热水器”在进水温度20℃时测定的部分参数。
其中，“热水产出率”和“能效比”是衡量空气能热水器性能的两个重要指标。“热水产出率”是指该热水器当进水温度为20℃，出水温度为50℃时，每小时可出热水的体积数。“能效比”是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的
（1）空气能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。水箱中水的温度升高，是通过 热传递 方式增加了水的内能，这个过程中，消耗的电能 小于 （选填“大于”、“等于”或“小于”）在冷凝器中水吸收的热量。
（2）该空气能热水器正常工作1h可产出 100 kg的热水，这段时间内水吸收的能量为 1.26×107 J，其能效比为 3.5 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）图乙是某兴趣小组设计的热水温度监测模拟电路。其中D温度传感器，通过温度计t（实质是一个量程为0～0.6A的电流表）读出温度的大小，若电源电压为9V，R0为10Ω的定值电阻，温度传感器D电阻的倒数1R与温度的关系如图丙所示。
①当温度计的示数为20℃时电路中的电流为 0.3 A．该温度计所能测量的最高温度为 80 ℃。
②设计中，该小组用干电池作为电源，随着电路使用时间的变长，将会导致测得的温度值 偏小 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
解：（1）空气在自然界可以不断利用、循环再生的一种能源，所以空气属于可再生能源。
蒸发器从室外空气吸热，加热低沸点氟介质并使其汽化，氟介质蒸汽由压缩机压缩升温后，进入冷凝器液化释放热量传递给水箱中的冷水，这是通过热传递的方法增加了水的内能。
因为“能效比”是3.5（在第2问中通过计算得到），“能效比”大于1，所以这个过程中消耗的电能小于在冷凝器中水吸收的热量。
（2）热水产出率100L/h表示1h能产出100L的热水，水的体积：V＝100L＝100dm3＝0.1m3，
由密度公式ρ=mV得，所以产出热水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg。
该热水器当进水温度为20℃，出水温度为50℃，
这段时间水吸收的热量：Q＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×107J。
由P=Wt得，1h空气能热水器消耗电能：W＝Pt＝1kW×1h＝1kW•h＝3.6×106J。
能效比=QW=1.26×107J3.6×106J=3.5。
（3）①当温度计的示数为20℃时，由图像知，温度传感器D电阻的倒数1R=0.05，所以温度传感器D电阻：R＝20Ω，
温度传感器和定值电阻R0是串联的，电路总电阻为：R总＝R+R0＝20Ω+10Ω＝30Ω，
电路电流为：I=UR总=9V30Ω=0.3A。
电流表量程为0～0.6A，电路最大电流是0.6A，电路最小电阻是：R'总=UI′=9V0.6A=15Ω，
温度传感器和定值电阻R0是串联的，
所以，温度传感器的最小电阻为：R'＝R'总﹣R0＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，
温度传感器D电阻的倒数1R的最大值为：1R′=15Ω=0.2Ω﹣1，
由图像知，0.2Ω−10.05Ω−1=t20℃，
解得，温度计所能测量的最高温度为：t＝80℃。
②电池永久了，电源内阻增大，电路中的电流减小，温度计（电流表）示数偏小，所以测得的温度减小。
答案：（1）可再生；热传递；小于；（2）100；1.26×107；3.5；（3）①0.3；80； ②偏小。
风力发电机
太阳能电池板
最小启动风速
1.0m/s
电池板的面积
0.5m2
最小充电风速
2.0m/s
光电转化效率
16%
最大限制风速
12.0m/s
最大输出功率
400W
额定电压（V）
220
出水温度（℃）
50
额定功率（kW）
1
热水产出率（L/h）
100
环境温度范围（℃）
﹣10～50