20.2能源開發(fā)與利用同步練習(xí)上海科學(xué)版初中物理九年級全集上冊
一、選擇題（本部分共14題，總分28.0分）
如圖所示，科學(xué)家正在研究空間發(fā)電站，也就是地球同步軌道上的太陽能發(fā)電站。下列哪項表述是錯誤的？
A.太陽能來自太陽內(nèi)部的核聚變
B.太陽能光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)部能量
C.利用微波的能量傳遞特性，可以實現(xiàn)“無線輸電”。
D.以地面接收站為參考，太陽能發(fā)電站靜止不動
人類對核能的開發(fā)利用不斷取得進展，根據(jù)目前的科學(xué)研究水平，您認為下列關(guān)于原子彈和核電站的表述中，哪些是正確的？
A.核電站可以控制裂變反應(yīng)的速度
B.原子彈不控制核聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)
C.原子彈利用的是核裂變，核電站利用的是核聚變。
D.原子彈利用的是核聚變能源物理初中，核電站利用的是核裂變。
下列哪些能源類別都是可再生能源？
A.電力、水電、風(fēng)電 B.太陽能、地?zé)崮堋⒑四?span style="display:none">GQn物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
C.液化氣、沼氣、酒精 D.石油、天然氣、煤炭
全球溫室效應(yīng)的主要原因和緩解溫室效應(yīng)危機的重要措施是
A.燃燒大量煤炭、石油和天然氣；創(chuàng)造森林和綠地
B.產(chǎn)生大量二氧化硫等有毒氣體；種植苔蘚吸收二氧化硫
C.人造含氟制冷劑泄漏；使用無氟制冷劑
D. 汽車、工廠排放的廢氣和煙塵，征收排污費，責(zé)令整改
2017年中國環(huán)境日的主題是“綠水青山就是金山銀山”，旨在動員和引導(dǎo)社會各界樹立強烈的“綠水青山就是金山銀山”意識，尊重自然、適應(yīng)自然、保護自然。以下哪種獲取電力的方式會加劇溫室效應(yīng)？
A.火力發(fā)電 B.水力發(fā)電 C.風(fēng)力發(fā)電 D.核能發(fā)電
科學(xué)家提出了開發(fā)太陽能的新途徑：以水為原料，利用半導(dǎo)體光催化劑將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能，取代化石燃料這一主要能源。下列關(guān)于能源的說法中，錯誤的是？
A.化石燃料是不可再生能源
B.太陽能、氫能、化石燃料都是清潔能源
C.與化石燃料相比，氫燃料熱值更高
D.氫氣可以替代化石燃料，減輕溫室效應(yīng)
雙燃料汽車使用天然氣或汽油作為燃料。下列哪項陳述是正確的？
A.燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量越多。
B.以天然氣為燃料，汽車發(fā)動機的效率可達
C.在壓縮沖程時，燃料混合物的溫度升高，內(nèi)能增加。
D.與天然氣相比，汽油燃燒時對環(huán)境的污染較小。
中國2020年世界環(huán)境日的主題是“美麗中國，我是行動者”，以下做法與這一主題不符：
A.垃圾分類B.明火燒烤C.控制汽車喇叭D.堅持綠色出行
全球變暖的主要原因是
臭氧層損耗
森林被砍伐
二氧化碳排放量增加
二氧化硫排放量增加
ABCD
下列哪項關(guān)于熱機與環(huán)境保護的論述是正確的？
A.大量使用熱機會造成環(huán)境污染
B.所有熱機都使用汽油作為燃料
C.汽車排放的廢氣是有毒的。
D.熱機產(chǎn)生的噪聲可以通過熱機上的消聲器完全消除
為進一步強化安全環(huán)保意識，濱海縣安監(jiān)、環(huán)保等職能部門近期聯(lián)動，對全縣各行各業(yè)的安全隱患和肆意排污現(xiàn)象進行嚴查，嚴防企業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)生重特大事故。
A.濱海縣瀕臨黃海，水資源取之不盡，用之不竭，廢水可得到妥善排放。
B.由于氣體具有流動性，工廠排出的廢氣不會造成環(huán)境污染
C.某些工業(yè)廢棄物長期隨意堆放，極易發(fā)生燃燒爆炸，其燃燒爆炸過程中的能量轉(zhuǎn)換類似于內(nèi)燃機的做功沖程。
D.工廠在生產(chǎn)過程中排放的煙塵是分子量為
如圖所示，這是某學(xué)校新安裝的太陽能路燈。下列關(guān)于太陽能路燈的說法中，錯誤的是？
A.太陽能電池板將陽光轉(zhuǎn)化為電能
B. LED燈將電能轉(zhuǎn)化為光能
C.電池在白天將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
D.太陽能路燈整個使用過程中，節(jié)約能源
2020年河南省將開展氫燃料電池汽車示范推廣，示范期間將推廣符合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的燃料電池汽車1000輛以上，平均每輛車累計加氫運行里程超過3萬公里。氫燃料電池是將氫和氧的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。下列關(guān)于氫燃料電池的表述中，哪一項是正確的？
A.其能量轉(zhuǎn)換過程為：化學(xué)能、內(nèi)能、電能
B.氫和氧的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
C.氫燃料電池使用的能源是不可再生能源
D.使用氫燃料電池汽車可有效減少城市空氣污染
下列關(guān)于原子、原子核和核能的說法哪一項是正確的？
A.原子由原子核和原子核外的質(zhì)子組成。
B.原子彈是利用核聚變制造的毀滅性武器
C.核反應(yīng)堆是一種通過受控裂變反應(yīng)釋放核能的裝置
D.核反應(yīng)堆有厚厚的保護層，防止核燃料泄漏
二、填空題（本部分共4題，總分8.0分）
我國核動力潛艇“長城”號，是利用核反應(yīng)堆的“核裂變”或“核聚變”提供動力。核能屬于“新”或“常規(guī)”能源。以下是核電站的能量轉(zhuǎn)換過程。請完成下列內(nèi)容：核能與電力。南海可燃冰試采成功，表明我國可燃冰開采技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。科學(xué)家估計，按目前的消耗速度，地球可燃冰儲量可滿足世界80至800年的天然氣需求。可燃冰是一種“可再生”或“不再生”能源。據(jù)計算，可燃冰分解釋放出的熱量比天然氣還多。如果可燃冰完全燃燒，產(chǎn)生的熱量至少為J。天然氣的熱值為。試寫出可燃冰的一個優(yōu)點：。月球和太陽對地球的引力會引起潮汐，每天漲潮和退潮的過程蘊含著巨大的能量，可以利用這些能量來發(fā)電。請回答：
在利用潮汐能發(fā)電過程中，其能量轉(zhuǎn)換情況是將海水的能量傳送給發(fā)電機，通過發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能。
與火力發(fā)電相比，潮汐發(fā)電的優(yōu)點是，缺點是。
核能的開發(fā)利用有兩種方式：
核裂變：一個原子的原子核分裂成另一個原子的原子核的核反應(yīng)。原子核分裂后，裂變繼續(xù)進行的現(xiàn)象稱為反應(yīng)。
核聚變：原子核結(jié)合形成原子核的核反應(yīng)。聚變也叫反應(yīng)。
3.實驗探究題（本題共2題，總分12.0分）
為響應(yīng)無錫市政府“打造海綿城市”的號召，小柯設(shè)計了如圖所示的市政自動排水裝置模型。控制電路采用電壓12V、最大容量100Ah的蓄電池供電，蓄電池通過“發(fā)電玻璃”制成的太陽能電池板充電。為固定電阻，R為壓敏電阻，壓敏電阻通過杠桿ABO、AB::1與圓柱形浮子連接，壓敏電阻的阻值與壓強的關(guān)系如下表所示。壓強板、杠桿及硬連桿的質(zhì)量和電磁鐵線圈的電阻可忽略不計。所用綠燈、紅燈、排水泵的額定電壓均為
壓敏電阻上的壓力
60
120
180
240
300
360
420
480
壓敏電阻R阻值
400
260
180
125
100
80
65
55
“發(fā)電玻璃”的面積是多少，它的光電轉(zhuǎn)換率是多少，控制電路的電池充滿電需要多少小時？太陽輻射到地面每平方米的平均功率按1kW計算
根據(jù)設(shè)計要求，當(dāng)水位上升到浮子完全浸沒在水中時，壓敏電阻上的壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動；當(dāng)水位回落到只有浮子體積浸沒在水中時，硬桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為40mA，排水泵停止工作。小克浮子應(yīng)選擇多大的重力？浮子的密度是多少？
制作壓敏電阻的材料屬于“導(dǎo)體”或“半導(dǎo)體”類別。在實際調(diào)試過程中，小柯發(fā)現(xiàn)水位已達到安全位置上限，但排水裝置尚未啟動。在其他條件不變的情況下，為使排水裝置達到設(shè)計要求，應(yīng)將連接在壓敏電阻上的壓板移至“左”或“右”類別。
為了有效利用太陽能，某興趣小組做了一個實驗，研究物體吸收太陽能量和表面顏色的關(guān)系。他們將等量的水分別裝入黑白兩色塑料袋中，將溫度計插入其中，綁好后放在陽光下暴曬。每隔一定時間讀取溫度計的讀數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如下：
塑料袋
水質(zhì)
初始溫度
溫度
溫度
溫度
黑色的
白色的
本組學(xué)生在實驗中主要采用的科學(xué)研究方法是規(guī)律；
當(dāng)白色塑料袋溫度升至?xí)r，溫度上升；
通過以上研究我們可以知道：太陽能熱水器集熱管的吸熱面顏色要鮮艷；
太陽能熱水器的集熱管接收太陽能的有效面積是2米，如果每米集熱管每小時接收太陽能約一焦耳，則熱水器在2小時內(nèi)就能接收約一焦耳的太陽能。
四、計算題（本部分共2題，總分16.0分）
如圖所示，這是一種裝有風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板的新型路燈。路燈的額定功率為，光伏電池接收到的太陽輻射功率為，吹在風(fēng)力發(fā)電機葉片上的風(fēng)力與風(fēng)速的關(guān)系如下表所示，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的效率為，將太陽能電池將光能轉(zhuǎn)換成電能的效率為。
風(fēng)速
10
12
16
風(fēng)力
15
125
420
1000
2000
3375
8000
在晴朗無風(fēng)的日子，太陽能電池板發(fā)出的電能可以讓路燈正常工作。路燈耗電量是多少？光伏電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率有多高？
刮風(fēng)晴天，陽光充足，風(fēng)力充足，路燈可以正常工作。當(dāng)時風(fēng)速是多少？
隨著人們環(huán)保意識的增強，“風(fēng)光互補路燈”如圖所示，得到了廣泛的應(yīng)用。有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)時通過風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電，當(dāng)兩者同時可用時，同時發(fā)電并將電能輸送到蓄電池儲存起來，供晚上路燈照明使用。為了延長蓄電池的使用壽命，一般充電到10000左右就停止，放電剩余10000左右就停止電力輸出。下表為某型號風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)配置方案相關(guān)參數(shù)：
風(fēng)力渦輪機
太陽能電池模塊
最低啟動風(fēng)速
太陽能電池
最小充電風(fēng)速
太陽能轉(zhuǎn)換效率
最大風(fēng)速限制
電池
最大輸出功率
大功率LED路燈
如果是陰天，沒有風(fēng)，僅靠電池供電，燈可以正常亮多久？
假如這種“風(fēng)光互補路燈”的一塊太陽能電池板的總面積為，當(dāng)它被垂直于太陽光方向放置時，最大的發(fā)電功率達到，那么在垂直于太陽光方向的范圍內(nèi)，太陽能電池板接收到的太陽輻射的最大功率是多少呢？
當(dāng)風(fēng)速為時，風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率將為。在此風(fēng)速下，在陽光持續(xù)照射下，電池電量僅從 到 充電。求出此過程中太陽能電池板產(chǎn)生的平均功率。
解答與分析
1.【答案】B
【分析】省略
2.【答案】A
【解析】原子彈與核電站都是利用原子核的裂變來釋放能量，但是原子彈不控制裂變的速度，而核電站則控制裂變的速度，讓能量緩慢地釋放出來。
3.【答案】B
【分析】省略
4.【答案】A
【解析】省略
5.【答案】A
【解析】省略
6.【答案】B
【解析】化石燃料屬于不可再生能源能源物理初中，故A正確；化石燃料不是沒有污染的清潔能源，故B錯誤；與化石燃料相比，氫燃料熱值更高，故C正確；氫燃料燃燒后生成的是水，不會產(chǎn)生二氧化碳，所以氫能可以替代化石燃料緩解溫室效應(yīng)，故D正確。選B。
7.【答案】C
【解析】 答案：燃料的熱值越大，單位質(zhì)量的燃料完全燃燒時放出的熱量就越多。選項A錯誤。無論燃燒什么燃料，汽車發(fā)動機的效率總是小于，所以選項B錯誤。與天然氣相比，汽油燃燒對環(huán)境的污染更大。選項D錯誤。
8.【答案】B
【分析】省略
9.【答案】C
【分析】
【分析】
本題主要探討全球氣候變暖的原因，屬于基礎(chǔ)題，可根據(jù)教材內(nèi)容進行分析作答。
造成全球氣候變暖的主要原因一是大量燃燒化石燃料，向大氣中排放二氧化碳，同時強烈吸收地面輻射；二是大量砍伐森林網(wǎng)校頭條，特別是熱帶雨林遭到毀滅性的破壞，導(dǎo)致其吸收和固定二氧化碳的能力降低。
【回答】
臭氧層消耗與全球變暖關(guān)系不大，與主題不符。
大規(guī)模的砍伐森林，降低了森林吸收和固定二氧化碳的能力，導(dǎo)致二氧化碳相對增加，所以這是正確的。
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，二氧化碳的排放量增加，所以這是正確的。
二氧化硫排放量增加是造成酸雨或者空氣污染的因素，和全球變暖關(guān)系不大，不符合題意。
因此選擇C。
10.【答案】A
【解析】答：熱機給人類文明帶來進步，但同時也造成污染。煤炭、石油產(chǎn)品、天然氣等均可作為熱機的燃料，它們?nèi)紵龝r會產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫等有害氣體。有害氣體不一定是有毒氣體和粉塵，這些都會造成空氣污染。熱機還會產(chǎn)生噪音污染。消聲器可以減少熱機的噪音污染，但不能完全消除。
11.【答案】C
【解析】濱海縣雖然瀕臨黃海，水資源豐富，但并非取之不盡，用之不竭；廢水不能隨意排放，會造成水質(zhì)污染，故A錯誤；空氣雖然具有流動性，也有一定的自凈能力，但廢氣不能隨意排放，否則會造成嚴重的環(huán)境污染，故B錯誤；工業(yè)廢棄物如果長期隨意堆積，極易燃燒爆炸，燃燒爆炸過程中的能量轉(zhuǎn)換類似于內(nèi)燃機的做功行程，是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，故C正確；工廠在生產(chǎn)過程中排出的煙塵是固體顆粒，而不是分子級的顆粒，故D錯誤。選C。
12.【答案】C
【解析】白天，太陽能電池板給蓄電池充電，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；晚上，蓄電池給燈供電，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為光能。因此A、B正確，C錯誤；能量是守恒的，不會憑空消失或憑空產(chǎn)生。因此，在太陽能路燈的整個使用過程中，能量是守恒的，所以D正確。選C。
13.【答案】D
【解析】氫燃料電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；該反應(yīng)伴隨能量損失，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能有一部分與外界交換而損失，故B錯誤；氫燃料電池的原料是氫氣和氧氣，短期內(nèi)可以從自然界中補充，故屬于可再生能源，故C錯誤；氫氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成水，因此使用氫燃料電池汽車可實現(xiàn)“零排放”，能有效減少城市空氣污染，故D正確。選D。
14.【答案】C
【解析】原子是由原子核和核外電子組成，故A錯誤；原子彈是利用核裂變制造的核武器，故B錯誤；核電站是利用鈾原子核裂變釋放的核能發(fā)電，而核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，通過受控裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放能量，故C正確；核輻射是一種嚴重的環(huán)境污染，厚防護層就是為了避免核輻射，故D錯誤。選C。
15.【答案】核裂變
新的
內(nèi)部能量
機械能
【分析】省略
16.【答案】不可再生
熱值高、污染低、合理
【分析】省略
17.【答案】機械
電
可再生、環(huán)保
電源不穩(wěn)定
【分析】省略
18.【答案】更重
打火機
鏈
打火機
重的
熱核
【分析】省略
19.【答案】半導(dǎo)體正確
【分析】解答：電池充滿電時所儲存的電能為：
，
由于發(fā)電玻璃的光電轉(zhuǎn)換率為，
因此，發(fā)電玻璃所接收的太陽能量為：
，
可以得出電池完全充電所需的時間為：
；
當(dāng)浮子完全浸入水中時，壓敏電阻受到360N的壓力，流過電磁鐵線圈的電流為
由表中數(shù)據(jù)可知，此時壓敏電阻的阻值為
由于串聯(lián)電路中的總電阻等于各個電阻的總和，
因此，固定電阻的阻值是：
，
設(shè)連桿在A端所受力為，壓敏電阻在B點所受力為，
從AB::1可以得知AO::1，
由杠桿的平衡條件可得：
，
由力的作用相互性可知，浮體受到A端向下的壓力為：
根據(jù)力平衡條件，此時浮體所受浮力為：------
當(dāng)僅有浮體體積浸入水中時，此時的浮力可由阿基米德原理得出：
此時控制電路中的電流為：
，
由表中數(shù)據(jù)可知，壓敏電阻處于壓力之下。
由杠桿平衡條件可得：
，
此時浮體所受的浮力為：，即-------
解決方案是：，，
可得浮體的體積
浮體的密度；
制造壓敏電阻的材料是半導(dǎo)體；
在實際調(diào)試過程中，小克發(fā)現(xiàn)水位已經(jīng)到達安全位置的上限，但排水裝置卻還沒有啟動。
若控制電路電流太小，其它條件不變，排水裝置必須滿足設(shè)計要求。
應(yīng)減小控制電路中的阻值，以增大控制電路中的電流，從表格數(shù)據(jù)可以看出，應(yīng)增大壓敏電阻上的耐壓。
當(dāng)A端受力及動力臂不變的情況下，由杠桿平衡條件知，當(dāng)壓板向右移動時，阻力臂減小，可以增大壓敏電阻器所受的壓力。
答：控制電路電池充滿電需要5個小時；
小可應(yīng)選擇重力為8N的浮漂，浮漂的密度為；
半導(dǎo)體；對的。
根據(jù)蓄電池充滿電時所存儲的電能，計算發(fā)電玻璃所接收的太陽能量，推算出蓄電池充滿電所需的時間；
控制電路中R和串聯(lián)，由表格數(shù)據(jù)可知壓力為360N，根據(jù)串聯(lián)電路特性及歐姆定律計算壓敏電阻的阻值。根據(jù)杠桿平衡條件計算浮子浸沒時A端所受的力，表示出浮子此時所受的浮力；同理，表示浮子浸入水中時的浮力，通過聯(lián)立方程組計算出浮子的重力。利用阿基米德原理和計算出浮子的密度。
制作二極管的材料是半導(dǎo)體材料，常用的材料有：硅、鍺等材料；水位已到達安全位置的上限，但排水裝置還未啟動，應(yīng)使控制電路中的電流增大，從此分析解決。
本題考查了電功公式、效率公式、串聯(lián)電路的特性、歐姆定律、阿基米德原理、密度公式、引力公式、半導(dǎo)體材料、電路的動態(tài)分析等，涉及的知識點較多，綜合性較強，有一定的難度。
20.【答案】控制變量黑色
【解析】解答：根據(jù)題中的表格，水的質(zhì)量是一樣的，只是裝水的塑料袋顏色不同。這是為了做研究對比，所以采用控制變量法；
當(dāng)白色塑料袋溫度上升至?xí)r，溫升為；
從表中數(shù)據(jù)分析可以看出，黑色塑料袋中的水溫明顯高于白色塑料袋中的水溫，因此太陽能熱水器集熱管吸熱面顏色應(yīng)為黑色；
本熱水器2小時內(nèi)接收的太陽能為。
因此答案為：控制變量;;黑色;。
控制變量法是指當(dāng)實驗結(jié)果受多個因素影響時，為了研究一個因素的變化對結(jié)果的影響，需要控制其他因素保持不變的方法；
溫升是最終溫度與初始溫度的差值；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，相同質(zhì)量的哪種水在相同時間內(nèi)溫升更快？
熱水器所吸收的能量是時間-面積輻射強度
本題主要考察物體對太陽能的吸收與表面顏色的關(guān)系以及熱量的計算，綜合性較強。
21.【答案】
【分析】省略
22.【答案】;
【分析】電池充電至100%左右時，充電停止，放電剩余100%左右時，電源輸出停止。
電池供電容量：J，
因此該燈的正常點亮?xí)r間為： 。
太陽能電池板的總面積為，當(dāng)它垂直放置在陽光照射的方向時，最大發(fā)電量達到，
因此太陽能電池板產(chǎn)生的功率是
從表格數(shù)據(jù)我們可以看出：
因此該范圍內(nèi)太陽能電池板接收到的太陽輻射最大功率為：。
電池容量充電1至2J。
經(jīng)過，
風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電量：J；
太陽能電池板發(fā)電量：J,
所以發(fā)電量為： 。
