新人教版初中物理九年级全册第二十二章《能源与可持续发展》测试题(答案解析)

一、选择题

1．关于能源和信息的说法，正确的是（ ） A．电话的听筒是把声音信息转换成电流信息 B．北斗卫星导航系统是利用电磁波导航的 C．煤、石油、天然气都是可再生能源 D．目前人类已建立核电站，是利用核聚变发电

2．按照物质的空间尺度从小到大的顺序，以下排列正确的是（ ） A．原子、电子、银河系 B．质子、太阳系、地球 C．原子核、原子、太阳系 D．电子、银河系、地球

3．核能发电是利用铀原子核裂变时释放出的核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机转子发电。核能发电的能量传递和转化过程是（ ）

A．核能，内能，机械能，电能 B．核能，机械能，内能，电能 C．核能，化学能，机械能，电能 D．核能，内能，化学能，电能

4．“绿水青山，就是金山银山”，党的十九大报告提出，我们要推进绿色发展，着力解决环境问题，加大生态系统的保护，建设美丽中国。下列关于能源利用的说法正确的是（ ）

A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源 B．风能、太阳能是可再生能源，应大力开发利用 C．大量的燃烧煤炭、石油对环境不会造成负面影响

D．能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的 5．关于能源和信息，以下说法正确的是（ ） A．导体中电流的迅速变化会在空间激起电磁波 B．北斗卫星导航是通过光纤传递信息

C．太阳能、风能、水能、核能都属于可再生能源

D．能量在转化或转移过程中总量保持不变，所以不必担心能源危机 6．根据卢瑟福的原子结构模型理论，在原子中绕核高速旋转的是（ ） A．分子 B．电子 C．质子 D．中子

7．十九大报告为我国绿色发展指明了方向，以下行为中不符合节能减排的是 A．小区安装太阳能路灯 B．让电视机长期处于待机状态

C．夏天将空调制冷温度适当调高2℃ D．用电动汽车代替燃油汽车

8．关于信息、能源及可持续发展，下列判断正确的是 A．电磁波与声波都可以在真空中传播

B．手机之间信息的传递是由电磁波在空中的传播来完成的

C．质量较大的原子核发生能释放出惊人的能量，人类由此建成核电站，有百利而无一害

D．核能属于可再生能源

9．关于能源、信息和材料,下列说法正确的是 A．太阳能、核能等新能源都属于可再生能源

B．LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的 C．电热器中的发热体是由超导材料制成的 D．北斗卫星导航是利用超声波进行定位和导航的

10．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

11．2016年11月3日，长征五号运载火箭在文昌航天发射场成功发射。发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的 A．比热容大

B．热值大

C．密度大

D．以上说法都不正确

12．下列关于能量转化的说法,正确的是

A．电动汽车在行驶过程中,发生的能量转化主要是将机械能转化为电能 B．电风扇工作时,扇叶的机械能是由电能转化来的

C．干电池给小灯泡供电时,发生的能量转化主要是电能转化为化学能 D．在被阳光照射时,太阳能电池将电能转化为化学能

二、填空题

13．太阳能来自于太阳内部的_____（选填“核裂变”或“核聚变”）过程；太阳能属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

14．2017年5月18日，、致电祝贺我国首次海域天然气水合物试采成功。天然气水合物，因其外观像冰、遇火即燃故而俗称“可燃冰”，它燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，是一种绿色清洁能源，据台报道，同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km，加入相同体积的可燃冰就能跑50000km，这说明可燃冰与天然气相比具有更大的_____。若3m3的可燃冰完全燃烧，其放出的热量为_____J．假设这些热量全部被水

吸收，可以使_____kg的水温度升高50℃．（可燃冰热值约为1.4×1010J/m3） 15．燃料在燃烧过程中将燃料的化学能转化为______能，由于液态氢的______(选填“热值”或“比热容”)大，发射火箭时常用液态氢作燃料。

16．目前核电站一般利用的是______（选填“核聚变”或“核裂变”）时产生的能量来发电。 17．南宁市周边地热资源十分丰富，发现多处天然温泉，温泉水的温度大多在60℃以上，100kg的温泉水从60℃降到20℃放出的热量是_____J，相当于_____kg的煤气完全燃烧所放出的热量。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg） 18．今年 3 月 23 日，科学家在海南琼北成功完成了第一口干热岩钻井，干热岩是地热能中 最具有开发潜力的一种_____清洁能源（选填“可再生”或“不可再生”）．为建设美丽、 生态海南，我省鼓励使用电动汽车，电动汽车在行驶过程中是将电能转化为_____能． 19．如图所示是我国发射的“嫦娥3号”和“玉兔车”，玉兔车上的电池帆板接受太阳光发电，这说明光具有_____；太阳的热主要以_____的形式辐射到地球上，登月玉兔车以200m/h速度匀速行走20m要_____min。

20．如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，看到的实验现象是______________，此实验得到的结论是：对筒内气体做功，它的内能会______________（选填“增大”、“减小”或“不变”），其能量转化情况与四冲程汽油机的 ______________冲程相同，实验中如果不放入棉花，将活塞迅速向下压，筒内气体温度______________（选填“会”或“不会”）升高．

三、解答题

21．百公里耗油量是汽车的参数之一．某型号轿车百公里耗油（以90km/h的速度匀速行驶100km）8.0L．（汽油的热值约为4.5×107J/kg、密度约为0.75×103kg/m3）求： （1）该轿车以90km/h的速度匀速行驶100km汽油放出的热量为多少（设汽油充分燃烧）？

（2）若轿车发动机的效率是40%，当轿车以90km/h的速度匀速行驶时，发动机的牵引力多大？

22．(8分)加热2kg20℃的水，使其温度升高到70℃，水需要吸收多少热量？这些热量如果是由燃烧煤气提供的，需完全燃烧多少千克的煤气？（

=4.2×107J/kg）

23．有两台单缸四冲程柴油机，它们在做功冲程中每做功一次，对外输出的有用功相等。甲、乙两柴油机输出的有用功率之比为4:3，甲柴油机的效率为32%，乙柴油机的效率为

36%，若乙柴油机在某工作时间内消耗了10kg的柴油，则甲柴油机在相等的时间内消耗的柴油为_______kg。

24．随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气．小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾．又在物理书中查到天然气热值为8×10J/m ． [气压为1标准大气压；c水=4.2×103J/（kg•℃）] （1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？

（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？ 25．某中学为学生供应开水，用锅炉将体积为200L的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤．无烟煤的热值是3.4×l07J/kg．求： （1）锅炉内的水质量及水吸收的热量是多少？ （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ （3）此锅炉的效率是多少？

26．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，供路灯照明使用蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久．

下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扳将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大风速时风力发电机的输出功率．

7

3

（1）风力发电机是根据______原理发电的，利用风力发电时，是将______能转化为电能 （2）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______W

（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______m/s．

（4）充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为100W时，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电的时间不能超过______h

（5）某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯的规格为“12V、70 W”路灯共1000盏，每天正常工作10 h，则一天消耗的电能为______kW•h

【参】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．B 解析：B

A．固定电话的听筒把变化的电流变成声音，故A错误； B．北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航，故B正确；

C．煤、石油、天然气不能在短期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源，故C错误；

D．目前已建成的核电站的能量来自于重核的裂变，而不是核聚变，故D错误。 故选B。

2．C

解析：C 【分析】

质子和中子组成原子核，电子和原子核构成原子，原子构成分子，分子构成生物体，地球上有很多的生物体和其它物质，地球又是太阳系中的一颗行星，而太阳系只是银河系中的一个星系；故ABD错误、C正确。 故选C。

3．A

解析：A

核能发电的能量传递和转化过程是，核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故BCD错误，A正确。 故选A。

4．B

解析：B

A．煤、石油、是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故A错误；

B．风能、太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，应大力开发利用，故B正确； C．大量的燃烧煤炭、石油对环境会造成大气污染、热污染和温室相应等负面影响，故C错误；

D．能量在转化过程中是守恒的，但能源的消耗是不可逆的，能源的利用是有限的，故D错误。 故选B。

5．A

解析：A

A．导体中电流的迅速变化会在空间激起电磁波，故A正确； B．北斗卫星导航是通过电磁波来传递信息的，故B错误；

C．太阳能、风能、水能、属于可再生能源，而核能属于不可再生能源，故C错误； D．虽然能量在转化或转移过程中总量保持不变，但能量的转化和转移有方向性，所以人类可利用的能量不断减少，故D错误。 故选A。

6．B

解析：B 【分析】

由题意可知，本题考查了对“卢瑟福的核式结构模型”的认识。

卢瑟福的原子结构模型认为：原子由原子核与核外电子组成，原子的全部正电荷与几乎全部的质量都集中在原子核上，带负电的电子在原子核外绕原子核高速旋转。所以根据卢瑟福的原子结构模型理论，在原子中绕核高速旋转的是电子。 故选B。

7．B

解析：B 【解析】

A．小区安装太阳能路灯代替白炽灯，能节约电能，故A不符合题意；

B．电视机不使用时处于待机状态，会消耗电能，这样会浪费电能，故B符合题意； C．夏天空调的温度调得高些，消耗的电能低些，符合节能的要求，故C不符合题意； D．使用内燃机作为动力的汽车，排放的废气较多，用电动汽车代替燃油车，能减少废气的排放，这样符合减排的要求，故D不符合题意。

8．B

解析：B

A．声音传播需要介质，不能在真空中传播，而电磁波传播不需要介质，故A不符合题意；

B．手机就是靠电磁波来传递信息的，B正确符合题意；

C．质量较大的原子核时释放的核能可以建成核电站，核电站的建成利大于弊，但核污染是大问题，故C不符合题意；

D．能量转移具有方向性、不可逆性，燃料一旦消耗完，不能及时得到补充，所以，核能属于不可再生能源，D不符合题意。

9．B

解析：B 【解析】

A．太阳能可以源源不断地得到，是可再生能源，而核能是不可再生能源，故A错误； B．发光二极管是由半导体材料制成的，故B正确；

C．超导体的电阻为零，不会放热，电能无法转化为内能，电热器是利用电流的热效应工作的，故发热体是不能由超导材料制成，故C错误；

D．北斗卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的，超声波无法在真空中传播，故D错误。

10．B

解析：B

A．硅光电池板是由半导材料制成的．故A错误．

B．硅光电池板利用太阳能发电，可以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．故C错误．

D．太阳能可以源源不断地获得，属于可再生能源．故D错误．

11．B

解析：B 【解析】

发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故B正确。 故选：B。

12．B

解析：B 【解析】 【分析】

解决此题的关键是弄清能量转化过程前后的能量形式，结合影响各能量的因素,分析能量转化情况，结合具体选项进行分析．

A.电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将电能转化为机械能，选项说法错误； B. 电风扇工作时将电能转化为机械能，选项说法正确；

C. 干电池给小灯泡供电时，发生的能量转化主要是化学能转化为电能，选项说法错误； D. 在被阳光照射时，太阳能电池将光能转化为电能，选项说法错误。 故选B.

二、填空题

13．核聚变可再生【解析】

解析：核聚变 可再生 【解析】

由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应；太阳能可以从自然界中源源不断的得到，因此它属于可再生能源。

14．热值42×10102×105【解析】

解析：热值 4.2×1010 2×105 【解析】

在同等条件下，同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km，加入相同体积的可燃冰就能跑50000km，这表明“可燃冰”完全燃烧放出的热量远高于天然气，说明“可燃冰”的热值很大；3m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q＝Vq＝1.4×1010J/m3×3m3＝4.2×1010J；

4.21010JQ由Q吸＝cm△t得，升高的温度m＝＝＝2×105kg： 3mΔt4.210J/kg℃50℃15．内热值【解析】

解析：内 热值 【解析】

燃料燃烧过程中把燃料的化学能转化内能；火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态

氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。

16．核裂变【解析】【分析】获取核能的途径有核裂变和核聚变

解析：核裂变 【解析】 【分析】

获取核能的途径有核裂变和核聚变。

核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。

17．68×10704【解析】【分析】（1）知道水的质量水温的降低值水的比热容利用放热公式求水放出的热量；（2）这些热量由燃烧煤气提供利用Q放＝mq计算需要的煤气的质量

解析：68×107 0.4 【解析】 【分析】

（1）知道水的质量、水温的降低值、水的比热容，利用放热公式求水放出的热量； （2）这些热量由燃烧煤气提供，利用Q放＝mq计算需要的煤气的质量。 （1）水放出的热量：

Q放＝cm△t＝4.2×10J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×10J； （2）由Q放＝m′q可得，需要完全燃烧煤气的质量：

3

7

1.68107Jm0.4kg。

q4.2107J/kgQ放18．可再生机械能【解析】根据能源的分类和电动机的工作原理解答干热岩是地热能中最具有开发潜力的一种可再生清洁能源为建设美丽生态海南我省鼓励使用电动汽车电动汽车在行驶过程中其工作部分是一台电动机工作时将电能

解析：可再生 机械能 【解析】

根据能源的分类和电动机的工作原理解答．

干热岩是地热能中最具有开发潜力的一种可再生清洁能源．

为建设美丽、生态海南，我省鼓励使用电动汽车，电动汽车在行驶过程中其工作部分是一台电动机，工作时将电能转化为机械能．

点睛：可再生能源包括太阳能、地热能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等．它们在自然界可以循环再生或取之不尽．

19．能量红外线6【解析】玉兔车上的电池帆板接受太阳光将太阳能转化为电能这说明光具有能量;太阳的热主要以红外线的形式辐射到地球上;由得：因此本题正确答案是：能量红外线6【点睛】(1)我们可以将太阳能转化为

解析： 能量 红外线 6

【解析】玉兔车上的电池帆板接受太阳光,将太阳能转化为电能,这说明光具有能量;太阳的热主要以红外线的形式辐射到地球上;

SS20m,得： t0.1h6min t200m/h因此，本题正确答案是：能量 红外线 6

由υ【点睛】(1)我们可以将太阳能转化为内能、电能;

红外线是一种不可见光,其热效应很强,故我们感受的太阳的热主要是因为太阳光中的红外线的作用造成的.

(2)知道路程和时间,利用tS求运动时间.

20．棉花被点燃增大压缩会【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花用力将活塞迅速向下压棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功使空气的内能增加筒内气体的温度升高；空气压缩引火仪实验中活塞的机械能转

解析： 棉花被点燃 增大 压缩 会

【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高；空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似。

三、解答题

21．（1）2.7×108J；（2）1080N． 【解析】解：

（1）汽车百公里耗油的体积：V=8L=8×10﹣3m3； 由ρm可得，汽油的质量：m=ρV=0.75×103kg/m3×8×10﹣3m3=6kg； V汽油完全燃烧放出的能量：Q=mq=6kg×4.5×107J/kg=2.7×108J； （2）已知轿车发动机的效率为40%，由ηW可知， Q放求轿车所做的功为：W=ηQ放=40%×2.7×108J=1.08×108J； 根据公式vs可知， t轿车行驶100km的时间为： ts100km10h4000s； v90km/h9W1.08108J2.7104W 则轿车发动机的功率为： Pt4000s根据公式P=Fv可知，

P2.7104W1080N。 轿车发动机的牵引力为： Fv901m/s3.6答：（1）该轿车以90km/h的速度匀速行驶100km汽油放出的热量为2.7×108J； （2）若轿车发动机的效率是40%，当轿车以90km/h的速度匀速行驶时，发动机的牵引力

1080N．

22．（1）4.2×105J （2）0.01kg 【解析】

试题分析： 水需要吸收Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/ (kg•℃) ×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105J 些热量如果是由燃烧煤气提供的，则Q放=Q吸 需完全燃烧的煤气

答：水需要吸收的热量为4.2×105J，需完全燃烧0.01千克的煤气. 考点：热量和热值计算 23．15 【解析】

（1）单缸四冲程柴油机，一个工作循环包括4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次；设甲乙柴油机在相同时间t（单位秒）飞轮的转数分别为为：

和

，

，则每秒对外做功的次数分别

。已知在做功冲程中每做功一次，对外输出的有用功W相等,故在相同时间

W和

W，根据P

，又因甲、乙两柴油机输

t（单位秒）甲乙对外做功分别为：

出的有用功率之比为4:3，故有：数之比为：

，则甲、乙柴油机在相同时间内飞轮的转

，由于在相同时间t（单位秒）甲乙对外做功分别为：

，

因柴油机的效率为：

故m

，结合

，因此有：

，

故甲柴油机在相等时间内消耗的柴油为：【点睛】

（1）设甲乙柴油机在相同的时间t（单位秒）飞轮的转数分别为n甲、n乙，根据1个工件

10kg

15kg.

循环包括4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，可得出每秒对外做功次数，由已知，可知在相同的时间t甲乙柴油机对外做的功；根据P=,结合甲、乙两柴油机输出的有用功率之比为4：3，可求出甲、乙柴油机在相同的时间内飞轮的转数之比；（2）因柴油机的效率：η==

，由以（1）可求出相等的时间内甲乙柴油机对外做的功之比，根据甲乙效率

6

3

之比，可最终求出甲柴油机在相等的时间内消耗的柴油． 24．（1）6．72×10J；（2）0．21m. 【解析】

试题分析：ｍ =ρV＝1.0 g/cｍ3×2000cｍ3＝2000g=2kg

℃）×2kg×（100℃－20℃）= 水吸收的热量： Q吸 =c水m水（t－t0）= 4.2×103J/（kg·6.72×105J Q放=

＝

= 1.68×106J，V=

=

= 2.1×10-2ｍ3

考点：热量计算 25．（1）6.3×107J； （2）2.04×108J； （3）30.9%． 【解析】解： （1）水的质量：

m=ρV=1×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg，

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（100℃﹣25℃）=6.3×107J； （2）Q放=qm′=3.4×107J/kg×6kg=2.04×108J； （3）η=

=

≈30.9%．

答：（1）锅炉内的水质量及水吸收的热量是6.3×107J； （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J； （3）此锅炉的效率是30.9%．

【点评】本题考查学生对密度公式、热量公式公式Q放=mq和Q吸=cm△t、η=掌握和运用，注意200L≠200kg，必须利用密度公式计算． 26．电磁感应 机械能 80 6 14.4 700

(1)[1][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；

(2)[3]电池板吸收的太阳能的功率：

P=1000W/m2×0.5m2=500W，

太阳能电池板的输出功率：

P′=16%×500W=80W；

×100%的

(3)[4]根据题意可知：

P大v大3所以风速：

=

P v33Pv大350W12m/sv=3=3=6m/s， P大400W(4)[5]∵P=UI，

∴I=

P100W， U12Vh，

使用时放电至余留20%停止电能输出,放电量：

Q=150A

放电时间：

h×(1−20%)=120A

120AhQt==120A=14.4h. I12V(5)[6] 一天消耗的电能为：

W=Pt=701000103kW10h700kWh。