20.2能源开发与利用同步练习上海科学版初中物理九年级全集上册
一、选择题（本部分共14题，总分28.0分）
如图所示，科学家正在研究空间发电站，也就是地球同步轨道上的太阳能发电站。下列哪项表述是错误的？
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部能量
C.利用微波的能量传递特性，可以实现“无线输电”。
D.以地面接收站为参考，太阳能发电站静止不动
人类对核能的开发利用不断取得进展，根据目前的科学研究水平，您认为下列关于原子弹和核电站的表述中，哪些是正确的？
A.核电站可以控制裂变反应的速度
B.原子弹不控制核聚变的链式反应
C.原子弹利用的是核裂变，核电站利用的是核聚变。
D.原子弹利用的是核聚变能源物理初中，核电站利用的是核裂变。
下列哪些能源类别都是可再生能源？
A.电力、水电、风电 B.太阳能、地热能、核能
C.液化气、沼气、酒精 D.石油、天然气、煤炭
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是
A.燃烧大量煤炭、石油和天然气；创造森林和绿地
B.产生大量二氧化硫等有毒气体；种植苔藓吸收二氧化硫
C.人造含氟制冷剂泄漏；使用无氟制冷剂
D. 汽车、工厂排放的废气和烟尘，征收排污费，责令整改
2017年中国环境日的主题是“绿水青山就是金山银山”，旨在动员和引导社会各界树立强烈的“绿水青山就是金山银山”意识，尊重自然、适应自然、保护自然。以下哪种获取电力的方式会加剧温室效应？
A.火力发电 B.水力发电 C.风力发电 D.核能发电
科学家提出了开发太阳能的新途径：以水为原料，利用半导体光催化剂将太阳能转化为氢能，取代化石燃料这一主要能源。下列关于能源的说法中，错误的是？
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，氢燃料热值更高
D.氢气可以替代化石燃料，减轻温室效应
双燃料汽车使用天然气或汽油作为燃料。下列哪项陈述是正确的？
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达
C.在压缩冲程时，燃料混合物的温度升高，内能增加。
D.与天然气相比，汽油燃烧时对环境的污染较小。
中国2020年世界环境日的主题是“美丽中国，我是行动者”，以下做法与这一主题不符：
A.垃圾分类B.明火烧烤C.控制汽车喇叭D.坚持绿色出行
全球变暖的主要原因是
臭氧层损耗
森林被砍伐
二氧化碳排放量增加
二氧化硫排放量增加
ABCD
下列哪项关于热机与环境保护的论述是正确的？
A.大量使用热机会造成环境污染
B.所有热机都使用汽油作为燃料
C.汽车排放的废气是有毒的。
D.热机产生的噪声可以通过热机上的消声器完全消除
为进一步强化安全环保意识，滨海县安监、环保等职能部门近期联动，对全县各行各业的安全隐患和肆意排污现象进行严查，严防企业生产过程中发生重特大事故。
A.滨海县濒临黄海，水资源取之不尽，用之不竭，废水可得到妥善排放。
B.由于气体具有流动性，工厂排出的废气不会造成环境污染
C.某些工业废弃物长期随意堆放，极易发生燃烧爆炸，其燃烧爆炸过程中的能量转换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是分子量为
如图所示，这是某学校新安装的太阳能路灯。下列关于太阳能路灯的说法中，错误的是？
A.太阳能电池板将阳光转化为电能
B. LED灯将电能转化为光能
C.电池在白天将化学能转化为电能
D.太阳能路灯整个使用过程中，节约能源
2020年河南省将开展氢燃料电池汽车示范推广，示范期间将推广符合相关技术指标的燃料电池汽车1000辆以上，平均每辆车累计加氢运行里程超过3万公里。氢燃料电池是将氢和氧的化学能直接转化为电能的发电装置。下列关于氢燃料电池的表述中，哪一项是正确的？
A.其能量转换过程为：化学能、内能、电能
B.氢和氧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.使用氢燃料电池汽车可有效减少城市空气污染
下列关于原子、原子核和核能的说法哪一项是正确的？
A.原子由原子核和原子核外的质子组成。
B.原子弹是利用核聚变制造的毁灭性武器
C.核反应堆是一种通过受控裂变反应释放核能的装置
D.核反应堆有厚厚的保护层，防止核燃料泄漏
二、填空题（本部分共4题，总分8.0分）
我国核动力潜艇“长城”号，是利用核反应堆的“核裂变”或“核聚变”提供动力。核能属于“新”或“常规”能源。以下是核电站的能量转换过程。请完成下列内容：核能与电力。南海可燃冰试采成功，表明我国可燃冰开采技术处于世界领先水平。科学家估计，按目前的消耗速度，地球可燃冰储量可满足世界80至800年的天然气需求。可燃冰是一种“可再生”或“不再生”能源。据计算，可燃冰分解释放出的热量比天然气还多。如果可燃冰完全燃烧，产生的热量至少为J。天然气的热值为。试写出可燃冰的一个优点：。月球和太阳对地球的引力会引起潮汐，每天涨潮和退潮的过程蕴含着巨大的能量，可以利用这些能量来发电。请回答：
在利用潮汐能发电过程中，其能量转换情况是将海水的能量传送给发电机，通过发电机转换成电能。
与火力发电相比，潮汐发电的优点是，缺点是。
核能的开发利用有两种方式：
核裂变：一个原子的原子核分裂成另一个原子的原子核的核反应。原子核分裂后，裂变继续进行的现象称为反应。
核聚变：原子核结合形成原子核的核反应。聚变也叫反应。
3.实验探究题（本题共2题，总分12.0分）
为响应无锡市政府“打造海绵城市”的号召，小柯设计了如图所示的市政自动排水装置模型。控制电路采用电压12V、最大容量100Ah的蓄电池供电，蓄电池通过“发电玻璃”制成的太阳能电池板充电。为固定电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO、AB::1与圆柱形浮子连接，压敏电阻的阻值与压强的关系如下表所示。压强板、杠杆及硬连杆的质量和电磁铁线圈的电阻可忽略不计。所用绿灯、红灯、排水泵的额定电压均为
压敏电阻上的压力
60
120
180
240
300
360
420
480
压敏电阻R阻值
400
260
180
125
100
80
65
55
“发电玻璃”的面积是多少，它的光电转换率是多少，控制电路的电池充满电需要多少小时？太阳辐射到地面每平方米的平均功率按1kW计算
根据设计要求，当水位上升到浮子完全浸没在水中时，压敏电阻上的压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到只有浮子体积浸没在水中时，硬杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为40mA，排水泵停止工作。小克浮子应选择多大的重力？浮子的密度是多少？
制作压敏电阻的材料属于“导体”或“半导体”类别。在实际调试过程中，小柯发现水位已达到安全位置上限，但排水装置尚未启动。在其他条件不变的情况下，为使排水装置达到设计要求，应将连接在压敏电阻上的压板移至“左”或“右”类别。
为了有效利用太阳能，某兴趣小组做了一个实验，研究物体吸收太阳能量和表面颜色的关系。他们将等量的水分别装入黑白两色塑料袋中，将温度计插入其中，绑好后放在阳光下暴晒。每隔一定时间读取温度计的读数，记录数据如下：
塑料袋
水质
初始温度
温度
温度
温度
黑色的
白色的
本组学生在实验中主要采用的科学研究方法是规律；
当白色塑料袋温度升至时，温度上升；
通过以上研究我们可以知道：太阳能热水器集热管的吸热面颜色要鲜艳；
太阳能热水器的集热管接收太阳能的有效面积是2米，如果每米集热管每小时接收太阳能约一焦耳，则热水器在2小时内就能接收约一焦耳的太阳能。
四、计算题（本部分共2题，总分16.0分）
如图所示，这是一种装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，光伏电池接收到的太阳辐射功率为，吹在风力发电机叶片上的风力与风速的关系如下表所示，将风能转换成电能的效率为，将太阳能电池将光能转换成电能的效率为。
风速
10
12
16
风力
15
125
420
1000
2000
3375
8000
在晴朗无风的日子，太阳能电池板发出的电能可以让路灯正常工作。路灯耗电量是多少？光伏电池将光能转化为电能的效率有多高？
刮风晴天，阳光充足，风力充足，路灯可以正常工作。当时风速是多少？
随着人们环保意识的增强，“风光互补路灯”如图所示，得到了广泛的应用。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，当两者同时可用时，同时发电并将电能输送到蓄电池储存起来，供晚上路灯照明使用。为了延长蓄电池的使用寿命，一般充电到10000左右就停止，放电剩余10000左右就停止电力输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案相关参数：
风力涡轮机
太阳能电池模块
最低启动风速
太阳能电池
最小充电风速
太阳能转换效率
最大风速限制
电池
最大输出功率
大功率LED路灯
如果是阴天，没有风，仅靠电池供电，灯可以正常亮多久？
假如这种“风光互补路灯”的一块太阳能电池板的总面积为，当它被垂直于太阳光方向放置时，最大的发电功率达到，那么在垂直于太阳光方向的范围内，太阳能电池板接收到的太阳辐射的最大功率是多少呢？
当风速为时，风力发电机的输出功率将为。在此风速下，在阳光持续照射下，电池电量仅从 到 充电。求出此过程中太阳能电池板产生的平均功率。
解答与分析
1.【答案】B
【分析】省略
2.【答案】A
【解析】原子弹与核电站都是利用原子核的裂变来释放能量，但是原子弹不控制裂变的速度，而核电站则控制裂变的速度，让能量缓慢地释放出来。
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】化石燃料属于不可再生能源能源物理初中，故A正确；化石燃料不是没有污染的清洁能源，故B错误；与化石燃料相比，氢燃料热值更高，故C正确；氢燃料燃烧后生成的是水，不会产生二氧化碳，所以氢能可以替代化石燃料缓解温室效应，故D正确。选B。
7.【答案】C
【解析】 答案：燃料的热值越大，单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量就越多。选项A错误。无论燃烧什么燃料，汽车发动机的效率总是小于，所以选项B错误。与天然气相比，汽油燃烧对环境的污染更大。选项D错误。
8.【答案】B
【分析】省略
9.【答案】C
【分析】
【分析】
本题主要探讨全球气候变暖的原因，属于基础题，可根据教材内容进行分析作答。
造成全球气候变暖的主要原因一是大量燃烧化石燃料，向大气中排放二氧化碳，同时强烈吸收地面辐射；二是大量砍伐森林网校头条，特别是热带雨林遭到毁灭性的破坏，导致其吸收和固定二氧化碳的能力降低。
【回答】
臭氧层消耗与全球变暖关系不大，与主题不符。
大规模的砍伐森林，降低了森林吸收和固定二氧化碳的能力，导致二氧化碳相对增加，所以这是正确的。
随着工业的快速发展，二氧化碳的排放量增加，所以这是正确的。
二氧化硫排放量增加是造成酸雨或者空气污染的因素，和全球变暖关系不大，不符合题意。
因此选择C。
10.【答案】A
【解析】答：热机给人类文明带来进步，但同时也造成污染。煤炭、石油产品、天然气等均可作为热机的燃料，它们燃烧时会产生二氧化碳、二氧化硫等有害气体。有害气体不一定是有毒气体和粉尘，这些都会造成空气污染。热机还会产生噪音污染。消声器可以减少热机的噪音污染，但不能完全消除。
11.【答案】C
【解析】滨海县虽然濒临黄海，水资源丰富，但并非取之不尽，用之不竭；废水不能随意排放，会造成水质污染，故A错误；空气虽然具有流动性，也有一定的自净能力，但废气不能随意排放，否则会造成严重的环境污染，故B错误；工业废弃物如果长期随意堆积，极易燃烧爆炸，燃烧爆炸过程中的能量转换类似于内燃机的做功行程，是将内能转化为机械能的过程，故C正确；工厂在生产过程中排出的烟尘是固体颗粒，而不是分子级的颗粒，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，太阳能转化为化学能；晚上，蓄电池给灯供电，将化学能转化为电能，再转化为光能。因此A、B正确，C错误；能量是守恒的，不会凭空消失或凭空产生。因此，在太阳能路灯的整个使用过程中，能量是守恒的，所以D正确。选C。
13.【答案】D
【解析】氢燃料电池是将化学能直接转化为电能，故A错误；该反应伴随能量损失，化学能转化为内能，但内能有一部分与外界交换而损失，故B错误；氢燃料电池的原料是氢气和氧气，短期内可以从自然界中补充，故属于可再生能源，故C错误；氢气和氧气发生反应生成水，因此使用氢燃料电池汽车可实现“零排放”，能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，故A错误；原子弹是利用核裂变制造的核武器，故B错误；核电站是利用铀原子核裂变释放的核能发电，而核电站的核心设备是核反应堆，通过受控裂变链式反应释放能量，故C正确；核辐射是一种严重的环境污染，厚防护层就是为了避免核辐射，故D错误。选C。
15.【答案】核裂变
新的
内部能量
机械能
【分析】省略
16.【答案】不可再生
热值高、污染低、合理
【分析】省略
17.【答案】机械
电
可再生、环保
电源不稳定
【分析】省略
18.【答案】更重
打火机
链
打火机
重的
热核
【分析】省略
19.【答案】半导体正确
【分析】解答：电池充满电时所储存的电能为：
，
由于发电玻璃的光电转换率为，
因此，发电玻璃所接收的太阳能量为：
，
可以得出电池完全充电所需的时间为：
；
当浮子完全浸入水中时，压敏电阻受到360N的压力，流过电磁铁线圈的电流为
由表中数据可知，此时压敏电阻的阻值为
由于串联电路中的总电阻等于各个电阻的总和，
因此，固定电阻的阻值是：
，
设连杆在A端所受力为，压敏电阻在B点所受力为，
从AB::1可以得知AO::1，
由杠杆的平衡条件可得：
，
由力的作用相互性可知，浮体受到A端向下的压力为：
根据力平衡条件，此时浮体所受浮力为：------
当仅有浮体体积浸入水中时，此时的浮力可由阿基米德原理得出：
此时控制电路中的电流为：
，
由表中数据可知，压敏电阻处于压力之下。
由杠杆平衡条件可得：
，
此时浮体所受的浮力为：，即-------
解决方案是：，，
可得浮体的体积
浮体的密度；
制造压敏电阻的材料是半导体；
在实际调试过程中，小克发现水位已经到达安全位置的上限，但排水装置却还没有启动。
若控制电路电流太小，其它条件不变，排水装置必须满足设计要求。
应减小控制电路中的阻值，以增大控制电路中的电流，从表格数据可以看出，应增大压敏电阻上的耐压。
当A端受力及动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，当压板向右移动时，阻力臂减小，可以增大压敏电阻器所受的压力。
答：控制电路电池充满电需要5个小时；
小可应选择重力为8N的浮漂，浮漂的密度为；
半导体；对的。
根据蓄电池充满电时所存储的电能，计算发电玻璃所接收的太阳能量，推算出蓄电池充满电所需的时间；
控制电路中R和串联，由表格数据可知压力为360N，根据串联电路特性及欧姆定律计算压敏电阻的阻值。根据杠杆平衡条件计算浮子浸没时A端所受的力，表示出浮子此时所受的浮力；同理，表示浮子浸入水中时的浮力，通过联立方程组计算出浮子的重力。利用阿基米德原理和计算出浮子的密度。
制作二极管的材料是半导体材料，常用的材料有：硅、锗等材料；水位已到达安全位置的上限，但排水装置还未启动，应使控制电路中的电流增大，从此分析解决。
本题考查了电功公式、效率公式、串联电路的特性、欧姆定律、阿基米德原理、密度公式、引力公式、半导体材料、电路的动态分析等，涉及的知识点较多，综合性较强，有一定的难度。
20.【答案】控制变量黑色
【解析】解答：根据题中的表格，水的质量是一样的，只是装水的塑料袋颜色不同。这是为了做研究对比，所以采用控制变量法；
当白色塑料袋温度上升至时，温升为；
从表中数据分析可以看出，黑色塑料袋中的水温明显高于白色塑料袋中的水温，因此太阳能热水器集热管吸热面颜色应为黑色；
本热水器2小时内接收的太阳能为。
因此答案为：控制变量;;黑色;。
控制变量法是指当实验结果受多个因素影响时，为了研究一个因素的变化对结果的影响，需要控制其他因素保持不变的方法；
温升是最终温度与初始温度的差值；
根据表中数据，相同质量的哪种水在相同时间内温升更快？
热水器所吸收的能量是时间-面积辐射强度
本题主要考察物体对太阳能的吸收与表面颜色的关系以及热量的计算，综合性较强。
21.【答案】
【分析】省略
22.【答案】;
【分析】电池充电至100%左右时，充电停止，放电剩余100%左右时，电源输出停止。
电池供电容量：J，
因此该灯的正常点亮时间为： 。
太阳能电池板的总面积为，当它垂直放置在阳光照射的方向时，最大发电量达到，
因此太阳能电池板产生的功率是
从表格数据我们可以看出：
因此该范围内太阳能电池板接收到的太阳辐射最大功率为：。
电池容量充电1至2J。
经过，
风力发电机发电量：J；
太阳能电池板发电量：J,
所以发电量为： 。