第二十二章　能源與可持續(xù)發(fā)展

滿分:100分,限時(shí):45分鐘

一、選擇題(本大題共8小題,每小題4分,共32分)

1.(2018云南昆明中考)如圖22-5-1所示設(shè)施中,用于發(fā)電的能源屬于可再生的是(　　)

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圖22-5-1

A.風(fēng)能和水能 B.風(fēng)能和煤的化學(xué)能

C.風(fēng)能和核能 D.煤的化學(xué)能和核能

1.答案　A　風(fēng)能、水能可以從自然界里源源不斷地得到補(bǔ)充,屬于可再生能源,故A正確;煤的化學(xué)能和核能不能短時(shí)期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充,屬于不可再生能源,故B、C、D錯(cuò)誤。故選A。

2.(2017貴州黔南中考)下列現(xiàn)象或應(yīng)用,對(duì)應(yīng)物理知識(shí)正確的是(　　)

A.核潛艇的主要能量來(lái)源——核聚變

B.聞其聲而知其人——音調(diào)

C.天氣回潮,有時(shí)玻璃鏡面濕濕的——凝華

D.空氣開(kāi)關(guān)——電磁鐵

2.答案　D　核潛艇的主要能量來(lái)源是重核裂變,故A錯(cuò)誤;“聞其聲而知其人”主要是根據(jù)聲音的音色來(lái)辨別的,故B錯(cuò)誤;天氣回潮,有時(shí)玻璃鏡面濕濕的,是由于空氣中水蒸氣遇冷液化為小水滴,故C錯(cuò)誤;空氣開(kāi)關(guān)的核心是電磁鐵,是利用電流的磁效應(yīng)原理工作的,當(dāng)電路中電流過(guò)大時(shí),電磁鐵的磁性將變強(qiáng),吸引銜鐵,自動(dòng)切斷電路,起到保險(xiǎn)作用,故D正確。

3.(2018湖南長(zhǎng)沙開(kāi)福北雅中學(xué)期中)如圖22-5-2所示是湖南大學(xué)內(nèi)的“風(fēng)能太陽(yáng)能互補(bǔ)”節(jié)能燈,它“頭頂”小風(fēng)扇,“肩扛”太陽(yáng)能電池板,“腰插”蓄電池。關(guān)于節(jié)能燈的設(shè)計(jì)解釋合理的是(　　)

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圖22-5-2

A.節(jié)能燈工作時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

B.小風(fēng)扇工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C.太陽(yáng)能電池板是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能

D.蓄電池儲(chǔ)存能量的過(guò)程是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能和太陽(yáng)能

3.答案　C　節(jié)能燈工作時(shí),消耗電能,產(chǎn)生光能和內(nèi)能,所以是將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能的過(guò)程,故A錯(cuò)誤;圖中的小風(fēng)扇工作時(shí),消耗風(fēng)能,產(chǎn)生電能,故是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯(cuò)誤;太陽(yáng)能電池板消耗太陽(yáng)能,產(chǎn)生電能,故是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,故C正確;蓄電池儲(chǔ)存能量的過(guò)程是充電過(guò)程,即消耗電能,產(chǎn)生化學(xué)能,所以是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程,故D錯(cuò)誤。

4.(2018廣西桂林中考)下列行為中屬于節(jié)約用電的是(　　)

A.離開(kāi)教室隨手關(guān)燈

B.用電水壺?zé)畷r(shí)不蓋蓋子

C.白天總是用燈光代替自然光照明

D.夏天,房間里長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)人時(shí)空調(diào)還一直開(kāi)著

4.答案　A　為了節(jié)約電能,離開(kāi)教室應(yīng)隨手關(guān)燈,故A屬于節(jié)約用電行為;用電水壺?zé)畷r(shí)不蓋蓋子,由于熱散失,會(huì)增加電能的消耗,故B不屬于節(jié)約用電行為;白天光線比較強(qiáng),還使用燈光照明,浪費(fèi)電能,故C不屬于節(jié)約用電行為;房間里長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)人時(shí)空調(diào)還一直開(kāi)著,浪費(fèi)電能,故D不屬于節(jié)約用電行為。故選A。

5.(2017湖北隨州中考)課本中的插圖“太陽(yáng)能涼帽,電池板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為扇葉的動(dòng)能(如圖22-5-3)”,引發(fā)了小聰一些聯(lián)想,他的下列表達(dá)錯(cuò)誤的是(　　)

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圖22-5-3

A.太陽(yáng)能實(shí)質(zhì)上是太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)釋放出的能量

B.太陽(yáng)能為“二次能源”,也是不可再生能源

C.太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光是電磁波

D.太陽(yáng)光可以在真空中傳播

5.答案　B　在太陽(yáng)內(nèi)部,氫原子核在超高溫下發(fā)生核聚變,釋放出巨大的核能,這就是太陽(yáng)能。太陽(yáng)能不是二次能源,而是直接從自然界獲取的一次能源,是可再生能源。

6.(2018山東臨沂費(fèi)縣期末)關(guān)于能源、電磁波、超聲波等物理知識(shí),下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A.核電站利用的是核聚變時(shí)產(chǎn)生的能量

B.光纖通信是利用電磁波傳遞信息的

C.化石能源屬于可再生能源

D.“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航是利用超聲波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的

6.答案　B　核電站是利用核裂變來(lái)釋放能量的,不是利用核聚變,故A錯(cuò)誤;光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的一種通信方式,光就是一種電磁波,故B正確;化石能源在地球上的儲(chǔ)量是有限的,利用之后短時(shí)期內(nèi)無(wú)法再生,屬于不可再生能源,故C錯(cuò)誤;電磁波能在真空中傳播,衛(wèi)星導(dǎo)航是利用電磁波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的,故D錯(cuò)誤。故選B。

7.(2017湖北黃岡中考)下列關(guān)于能源和信息的說(shuō)法正確的是　(　　)

A.當(dāng)前核電站利用核聚變發(fā)電

B.太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.光纖通信利用超聲波傳遞信息

D.衛(wèi)星通信利用電磁波傳遞信息

7.答案　D　當(dāng)前核電站都是利用核裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電的,目前還沒(méi)有掌握可控核聚變發(fā)電技術(shù),A項(xiàng)錯(cuò)誤;太陽(yáng)能電池板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;光纖通信利用激光傳遞信息,激光屬于電磁波,C項(xiàng)錯(cuò)誤;衛(wèi)星通信利用電磁波傳遞信息,D項(xiàng)正確。

8.(2017四川攀枝花中考)能源、信息和材料是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱,關(guān)于能源、信息,下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.太陽(yáng)能是不可再生能源

B.石油作為當(dāng)今世界的主要能源,是可再生能源

C.手機(jī)通信是利用電磁波來(lái)傳遞信息的

D.“北斗”導(dǎo)航是利用超聲波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的

8.答案　C　太陽(yáng)能等能夠源源不斷地從自然界得到補(bǔ)充的能源是可再生能源,故A錯(cuò)誤;石油作為當(dāng)今世界的主要能源,不可能在短時(shí)期內(nèi)得到補(bǔ)充,是不可再生能源,故B錯(cuò)誤;手機(jī)是利用電磁波來(lái)傳遞信息的,故C正確;超聲波和次聲波都屬于聲波,不能在真空中傳播,電磁波可以在真空中傳播,故“北斗”導(dǎo)航是利用電磁波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的,故D錯(cuò)誤。

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二、填空題(每空3分,共33分)

9.(2017山東煙臺(tái)中考)核能的釋放有　　　　和　　　　兩種方式,太陽(yáng)能的產(chǎn)生是通過(guò)　　　　方式。?

9.答案　核裂變　核聚變　核聚變

解析　核能的釋放有核裂變和核聚變兩種方式;在太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行的是核聚變。

10.(2018貴州銅仁中考)未來(lái)幾年里,我國(guó)將在太空建一個(gè)獨(dú)立開(kāi)放的空間站,建成后,宇航員利用　　 　作為載體跟地面指揮中心進(jìn)行聯(lián)系。核電站是通過(guò)核反應(yīng)堆可控　　 　釋放核能來(lái)獲取電能的(填“裂變”或“聚變”)。?

10.答案　電磁波　裂變

解析　宇航員利用電磁波作為載體跟地面指揮中心進(jìn)行聯(lián)系;目前人類(lèi)已建立的核電站,都是利用核裂變發(fā)電。

11.(2017湖南長(zhǎng)沙中考)2017年5月,我國(guó)在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰試開(kāi)采獲得成功,我國(guó)可燃冰的總資源約是常規(guī)天然氣、頁(yè)巖氣資源總和的兩倍,它與天然氣、石油一樣,都是　　　　(選填“可再生”或“不可再生”)能源;可燃冰燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為　　　　能。?

11.答案　不可再生　內(nèi)

解析　可燃冰與天然氣、石油一樣,使用后短時(shí)間內(nèi)不能再得到,是不可再生能源;可燃冰燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

12.(2017湖北黃石中考)某品牌太陽(yáng)能熱水器內(nèi)裝有50 kg的水,陽(yáng)光照射一段時(shí)間后,熱水器中的水從15 ℃升高到55 ℃,熱水器中的水吸收的太陽(yáng)能為　　　　J;同樣的水改用電加熱,則消耗的電能為　　　　kW·h[已知水的比熱容c_水=4.2×10³?J/(kg·℃),熱水器熱散失忽略不計(jì)]。?

12.答案　8.4×10⁶　2.33

解析　水吸收的熱量即吸收的太陽(yáng)能為Q_吸=c_水m(t-t₀)=4.2×10³?J/(kg·℃)×50 kg×(55 ℃-15 ℃)=8.4×10⁶?J;消耗的電能為W_電=Q_吸=8.4×10⁶?J=8.4×10⁶?J×≈2.33 kW·h。

13.(2016貴州黔西南中考)太陽(yáng)能是人類(lèi)能源的寶庫(kù),太陽(yáng)已持續(xù)發(fā)光發(fā)熱約50億年,還能工作約50億年。太陽(yáng)能屬于　　　能源(選填“可再生”或“不可再生”)。太陽(yáng)核心溫度高達(dá)1 500萬(wàn)攝氏度,表面溫度也約有6 000攝氏度,其原因就是太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生持續(xù)的　　　(選填“核裂變”或“核聚變”),釋放了驚人的能量。?

13.答案　可再生　核聚變

解析　在太陽(yáng)內(nèi)部,氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變,釋放巨大的核能,該能源對(duì)人們來(lái)說(shuō)是取之不盡、用之不竭的,故太陽(yáng)能屬于可再生能源。

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三、閱讀題(共15分)

14.(2018廣東模擬)閱讀材料,回答問(wèn)題。

在常規(guī)化石能源非常緊缺的今天,核能受到越來(lái)越高的重視。如今美國(guó)電力的21%是來(lái)自核電。核電站的大體組成如圖22-5-4所示,核材料在核反應(yīng)堆中發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生大量的內(nèi)能,冷卻劑將這些內(nèi)能帶到熱交換器將水變成水蒸氣,水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī),蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,最終實(shí)現(xiàn)了核能到電能的轉(zhuǎn)換。

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圖22-5-4

請(qǐng)?jiān)谙旅娴目崭裰刑钌线m當(dāng)?shù)膬?nèi)容:

(1)從能源的分類(lèi)來(lái)看,核能屬于　　 　。(選填“一次能源”或“二次能源”)?

(2)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)是讓線圈在　　　中旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象在物理學(xué)中稱(chēng)為　　 　現(xiàn)象。?

(3)核電站所需的核能是利用原子核　　 　(選填“裂變”或“聚變”)所產(chǎn)生的。?

(4)核電站的核廢料具有　　 　性,對(duì)環(huán)境會(huì)造成相當(dāng)大的危害,因此要將核廢料深埋到人跡稀少的沙漠地帶。在開(kāi)發(fā)新能源時(shí),如何保護(hù)環(huán)境是人類(lèi)面臨的一大課題。?

14.答案　 (1)一次能源　(2)磁場(chǎng)　電磁感應(yīng)　(3)裂變　(4)放射

解析　(1)從能源的分類(lèi)來(lái)看,核能是直接從自然界獲取的,所以屬于一次能源;(2)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)是讓線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)而切割磁感線,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;(3)核電站是利用原子核裂變發(fā)生可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)時(shí)釋放的大量能量來(lái)發(fā)電的;(4)核電站的核廢料具有放射性,會(huì)對(duì)環(huán)境造成相當(dāng)大的危害。

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四、綜合題(共20分)

15.(2018山東淄博期中)一款太陽(yáng)能熱水器,銘牌上的部分參數(shù)如表所示,將它安裝在陽(yáng)光充足的樓頂上,并送滿水。

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(1)南通地區(qū)(晴天)平均每平方米的面積上,每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為2.8×10⁶?J。若該熱水器接收太陽(yáng)能的有效面積為1.5 m²,每天日照時(shí)間按8 h計(jì)算,則它一天中接收的太陽(yáng)能(E)約為多少?若這些太陽(yáng)能有60%被熱水器中的水吸收,則可使水溫升高多少?[c_水=4.2×10³?J/(kg·℃)]

(2)若該熱水器一天中接收的太陽(yáng)能,由燃燒煤氣(熱值q=4.2×10⁷?J/kg)來(lái)獲得,則需要完全燃燒多少千克煤氣?

(3)請(qǐng)你說(shuō)出當(dāng)前在利用太陽(yáng)能方面所面臨的某一主要困難(可從自然因素或技術(shù)因素等方面思考)。

15.答案　(1)3.36×10⁷?J　60 ℃　(2)0.8 kg　(3)見(jiàn)解析

解析　(1)一天中接收的太陽(yáng)能:

E=2.8×10⁶?J/(h·m²)×1.5 m²×8 h=3.36×10⁷?J

水吸收的熱量:Q_吸=ηE=60%×3.36×10⁷?J=2.016×10⁷?J

由密度公式ρ=可知水的質(zhì)量:

m=ρV=1×10³?kg/m³×80×10^-3?m³=80 kg

由Q_吸=cmΔt得:

Δt===60 ℃

(2)由題知,Q_放=E=3.36×10⁷?J

由Q_放=mq得:

m===0.8 kg

(3)太陽(yáng)能的利用受天氣影響,受夜晚影響;太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率低;提供的功率小。

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