九年级物理寒假分层作业：第27练 能源与可持续发展（解析版）

第27练能源与可持续发展一、选择题1．（2022·河南·商水县希望中学九年级期末）小亮从网上购买了一个神奇的灯——磁悬浮灯，将灯座的电源适配器连接至家庭电路中，悬浮在灯座上方的灯泡没有线连接，竟然发光了，如图所示．该灯具采用先进的无线电传输技术使悬浮物中的半导体芯片发光，无需电池供电，灯座和灯的里面都有磁体．以下关于这个灯的说法中，正确的是（）A．“磁悬浮灯”利用了电磁感应原理B．“磁悬浮灯”之所以能悬浮，利用了电荷间的相互作用关系C．电能属于一次能源D．半导体芯片的电阻为零【答案】A【详解】A．悬浮在灯座上方的灯泡没有线连接，无线电传输技术，使灯发光，为电磁感应原理，故A正确；B．“磁悬浮灯”之所以能悬浮，是利用磁极间相互作用，故B错误；C．我们所使用的电能都是其他形式能转化来的，因此电能属于二次能源，故C错误；D．超导体电阻为零，半导体芯片的电阻不为零，故D错误。故选A。2．（2021·福建福清·九年级期中）联合国把每年的6月5日定为“世界环境日”，旨在唤起全世界人民的环境保护意识。以下措施有利于环境保护的是（）A．大量砍伐树木B．大量使用农药和化肥C．工业废水直接排放D．将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里【答案】D【详解】A．大量砍伐树木会造成水土流失，土地贫瘠，对环境有很大的危害，所以A不符合题意；B．大量使用农药和化肥会破坏当地生态环境、导致土地板结、水体富营养化等，所以B不符合题意；C．未经处理的工业废水中含有大量有害物质，有些物质在自然环境中不易分解，若直接排放，对当地环境的危害非常大，所以C不符合题意；D．汞对人体是有害的，处理含汞的物质时不能采用简单填埋的方式，将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里集中合理处理，可以将危害降到最低，所以D符合题意。故选D。3．（2022·全国·九年级）人和动物从食物中获取的能量属于（）A．热能 B．贮存能 C．化学能 D．机械能【答案】C【详解】食物中的能量以化学能的方式贮存，在体内通过分解食物释放其化学能，一部分化学能，在体内转化为热能。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。4．（2022·全国·九年级）关于能量，下列说法正确的是（）A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性【答案】B【详解】A．一切物体都具有内能，静止的物体也有内能，故静止的物体也有能量，故A错误；B．自然界中的各种能量可以相互转化的，且总量不变，火力发电厂就是将煤炭燃烧释放的能量转化为电能，故B正确；C．风能和核能属于一次能源，直接从自然界获得，而电能不属于一次能源，通常是由其他形式的能转化而来，风能、电能、核能都与太阳无关，故C错误；D．不同形式的能量之间可以相互转化，在转化过程中一部分能量不能被收集起来重新利用，能量转化向减少的方向，因此能量的转移、转化具有方向性，故D错误。故选B。5．（2021·全国·九年级课前预习）水是生命之源，保护水资源、节约用水是我们义不容辞的责任。下列做法不能节约用水的是（）A．淋浴擦肥皂时暂时关上喷头B．洗衣后的水用来拖地C．水龙头坏了，立即进行修理D．用水管不间断地冲洗汽车【答案】D【详解】A．淋浴擦肥皂时关上喷头，可以减少用水，符合节约用水要求，故A不符合题意；B．洗衣后的水用来拖地，把水重复使用可以减少水的用量，符合节约用水要求，故B不符合题意；C．水龙头坏了立即进行修理，可以减少水的浪费，符合节约用水要求，故C不符合题意；D．用水管不间断的冲洗汽车，造成水的浪费，不符合节约用水要求，故D符合题意。故选D。6．（2022·全国·九年级单元测试）倡导保护环境，国家鼓励发展新能源汽车，下列相关说法正确的是（）A．电动汽车能快速充电，是因为其电池能量转化效率高B．使用超导材料制作汽车电动机，可提高能量利用效率C．随着科学技术进步，新能源汽车的效率可达到D．太阳能、核能、风能，都属于可再生的清洁型新能源【答案】B【详解】A．电动汽车能快速充电主要是与电动汽车的充电功率有关，和电池没有关系，故A错误；B．如果使用超导体材料制作汽车的电动机，超导体又称为超导材料，是指在某一温度下，电阻为零的导体。通过焦耳定律可得，如果导体的电阻为零，那么不论多长的时间或者多大的电流，超导体处都不会产生热量，减少额外功的产生，从而提升能量的利用效率，故B正确；C．无论科学技术如何进步，机械在做功时总是会产生额外功，所以新能源汽车的效率不可能达到，故C错误；D．可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等，它们在自然界可以循环再生，是取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源；清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和可再生能源。其中核能虽然是清洁能源，但是核能会消耗物质，而且消耗的物质并不能在自然界中循环再生，所以核能是不可再生能源，故D错误。故选B。7．（2021·山东淄博·中考真题）2021年5月22日10时40分，太阳能电池板一相机中国首个火星巡视器“祝融号”火星车（如图所示）成功驶上火星表面，开始巡视探测，并通过“天问一号”环绕器向地面传回探测信息。我国成为首次火星探测即实现着陆的国家。下列说法错误的是（）A．环绕器利用电磁波向地面传送信息B．太阳能电池板能把太阳能转化为电能C．配置六个车轮是为了增大火星车对火星表面的压强D．相机拍照时镜头与火星表面的距离应大于镜头的两倍焦距【答案】C【详解】A．电磁波能在真空中传播，环绕器利用电磁波向地面传送信息，故A正确，不符合题意；B．太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，把太阳能转化为电能，故B正确，不符合题意；C．配置六个车轮，压力一定时，通过增大受力面积减小火星车对火星表面的压强，故C错误，符合题意；D．由照相机的原理可知，相机拍照时，镜头与火星表面的距离应大于镜头的两倍焦距，故D正确，不符合题意。故选C。8．（2021·山东河东·二模）2021年2月4日晚，北京冬奥会倒计时一周年活动在国家游泳中心“冰立方”举行。活动现场，北京2022年冬奥会火炬“飞扬”也正式发布亮相。火炬由银色和红色两种配色构成，采用氢作为燃料，外壳由重量轻、耐高温的碳纤维材料制成。下列说法正确的是（）A．火炬红色部分可以吸收红光 B．火炬的氢燃料属于可再生能源C．碳纤维材料可以增大火炬的密度 D．握紧火炬时，手对火炬的压强增大【答案】D【详解】A．由于不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，物体只反射与自身颜色相同的色光，所以火炬红色部分反射红色光，故A错误；B．火炬的氢燃料使用后不能从自然界自动获得，属于不可再生能源，故B错误；C．根据可知，在体积相同时，火炬的质量小，说明碳纤维材料的密度小，故C错误；D．握紧火炬时，手对火炬的压力增大，是在压力一定时，通过增大压力来增大压强的，故D正确。故选D。9．（2022·全国·九年级专题练习）水是人类生存环境的重要组成部分，能够供人类直接利用的淡水资源十分珍贵，因此我们要节约用水。下列关于水的说法正确的是（）A．水可以滋养万物，水能是不可再生能源B．水力发电无污染，将电能转化为机械能C．水的三态变化中，霜和露都是凝华现象D．水的比热容较大，有利于调节气温【答案】D【详解】A．水能在短期内能从自然界得到补充，是可再生能源，故A错误；B．水力发电是将机械能转化为电能，故B错误；C．霜是凝华现象，而露是液化现象，故C错误；D．水的比热容较大，在质量相同时，与其它物质相比较，吸收（或放出）相同热量，水的温度升高（或降低）较小，所以有利于调节气温，故D正确。故选D。10．（2021·湖北天门·中考真题）城市交通指示灯大量使用了太阳能。白天，太阳能电池板除了将一部分太阳能给交通指示灯供电外，还将多余的太阳能给蓄电池充电；夜晚蓄电池给交通指示灯供电。此过程中关于能源及能量转化的说法正确的是（）A．太阳能是可再生能源B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能C．夜晚蓄电池将电能转化为化学能D．交通指示灯将光能转化为电能【答案】A【详解】A．太阳能是一种既相对清洁，又取之不尽的能源，属于可再生能源，故A正确；B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故B错误；C．夜晚蓄电池给交通指示灯供电，蓄电池将化学通转化为电能，故C错误；D．交通指示灯将电能转化为光能，故D错误。故选A。二、非选择题11．（2022·黑龙江铁锋·九年级期末）2021年12月9日15点40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次在太空授课。学生们观看电视直播时，电视收到的信号是______波，信号传播时要用通讯卫星，卫星上的“翅膀”实际是______（选填“电源”、“用电器”）。

【答案】电磁电源【详解】[1]电视是通过电磁波传递信息的，所以学生们观看电视直播时，电视收到的信号是电磁波。[2]卫星上的“翅膀”实际上是太阳能电池板，将太阳能转化为电能，为卫星提供电能，所以卫星上的“翅膀”实际是电源。12．（2022·北京东城·九年级期末）请阅读《压缩空气储能》并回答题压缩空气储能压缩空气储能技术，是一种新型的蓄能蓄电技术。2021年10月份，我国自主研发的首套最大发电功率，最大储能容量的先进压缩空气储能系统，在贵州毕节成功并网发电。电力专家把这个储能系统比喻成一个“超大号的充电宝”。压缩空气储能系统包括储能过程和释能过程两个环节。储能过程是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入储能室进行储能。释能过程是当电力系统高峰负荷时，将高压空气释放，带动发电机发电，从而满足电力系统的调峰需要。压缩空气储能发电与以往风电和光伏发电的方式相比，不受环境影响，发电稳定；压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，也不像燃料储能会燃烧，从而造成环境污染或带来安全隐患，因此压缩空气储能是一种比较比较安全、清洁的储能方式。请根据上述材料，回答下列问题：（1）位于贵州毕节的压缩空气储能系统，最大储能容量为___________；（2）该压缩空气储能系统以最大功率发电1小时，发电量为___________；（3）压缩空气储能与储气罐储能方式相比，优势是：___________；（4）文中压缩空气储能系统利用“错峰”的方法达到了对资源进行合理的分配。请你类比该举措，举一个实际生活中相似的应用实例。（__）【答案】不会漏气修建水坝储水【详解】（1）[1]根据原文对压缩空气储能技术的介绍，压缩空气储能系统最大储能容量为。（2）[2]由题意，最大发电功率，发电1小时所产生的电能为（3）[3]压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，故压缩空气储能与储气罐储能方式相比，是不会漏气。（4）[4]雨季河水水流量较大，发电用不完，枯水季节，水流量不足，于是人们修建拦河大坝，雨季河水水流量较大时，将水能储存起来，枯水季节可以发电。13．（2021·全国·九年级课前预习）中国探月工程采用“绕、落、回”三步走发展战略，历时16年圆满收关。

（1）第一阶段“绕”。“嫦娥一号”脱离地球引力后关闭所有发动机，在不受力的情况下，由于_______仍可向月球飞行。如图A所示，“嫦娥一号”进入月球轨道实施了三次近月制动，顺利完成“太空刹车”动作，在制动过程中“嫦娥一号”的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）第二阶段“落”。长征系列火箭使用_______（选填“比热容”或“热值”）较大液态氢作为燃料，将“嫦娥四号”发射升空。“嫦娥四号”距月球表面100m时将发动机的推力调整为开始悬停，此时“嫦娥四号”在月球时的重力为________N。如图B是“嫦娥四号”着陆后与月球车“玉兔二号”的合影，“玉兔二号”装有6个轮胎来_______对月壤的压强，车路上的条纹是为了_______摩擦力。（后两空均选填“增大”或“减小”）（3）第三阶段“回”。“嫦娥五号”将采集到的1731g月壤运回地球，运抵地球后月壤的质量为_____kg。月壤中含有丰富的“氦-3”可作为核_______（选填“裂变”或“聚变”）的燃料。【答案】惯性减小热值2.5×103减小增大1731聚变【详解】（1）[1]“嫦娥一号”脱离地球引力后关闭所有发动机，此时“嫦娥一号”是运动的，在不受力的情况下，由于惯性仍可继续飞行，奔向月球。[2]近月制动，说明相对于月球高度减小，速度减小，卫星的质量几乎不变，高度减小重力势能减小，速度减小动能减小，所以机械能减小。（2）[3]运载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。[4]悬停时，“嫦娥四号”处于平衡状态，受到重力和发动机的推力一对平衡力的作用，大小相等，即G=F=2.5×103N[5]“玉兔二号”装有6个轮胎，压力一定时，通过增大受力面积减小对月壤的压强。[6]车轮上都刻有条纹是为了使接触面变粗糙来增大摩擦力。（3）[7]采集到的1731g月壤运回地球，位置发生变化，但所含物质的多少不变，它的质量不变。[8]氦-3是世界公认的高效、清洁、安全的核聚变发电燃料。三、实验题14．（2021·湖南张家界·中考真题）宇宙承载着中国人民千百年来的向往，“祝融号”火星车已安全到达火星表面。火星车有四片太阳能电池板，整体造型就像一只蝴蝶，大阳能电池板是将太阳能转化为______；火星车塔载了6台科学载荷进行科学探测，其中次表层探测雷达随火星车一起移动探测并收集地下反馈信息，则以火星车为参照物次表层探测雷达是______的。【答案】电能静止【详解】[1]大阳能电池板是将太阳能转化为电能。[2]次表层探测雷达随火星车一起移动，故以火星车为参照物，探测雷达的位置没有发生改变，故探测雷达相对于火星来说是静止的。四、综合题15．（2022·北京丰台·九年级期末）阅读《核聚变与中国的“人造太阳”》回答问题。核聚变与中国的“人造太阳”2021年5月，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒运行，标志着我国受控核聚变研究工作又上升到一个新的水平。人们对核聚变的研究源于对太阳能源的认识。太阳每秒辐射出的能量约为3.8×1026J。是什么使太阳有如此丰富的能量？科学家们通过研究发现，太阳中心区处于高温、高压和高密度状态。在此条件下，原子的所有电子几乎都摆脱了原子核的束缚，这些失去电子的原子核相互之间的距离很小，易于结合成质量较大的原子核，同时释放出能量。因此，太阳的能源是核聚变释放出来的。人们也一直在努力尝试实现受控核聚变，进而利用核聚变中的能源。与核裂变相比，核聚变有很多优点。第一，核聚变产能效率高。第二，地球上核聚变燃料氘和氚储量丰富。第三，核聚变更为安全、清洁。然而，在地球上要想实现受控核聚变，需要将超高温（1亿摄氏度以上）状态下的核燃料，长时间地约束在一个非常小的空间内。但是地球上没有任何容器能够承受如此高的温度，为此科学家们想到了利用磁场来约束，并设计了名为托卡马克的实验装置，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，如图所示。由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，因此超高温状态下的核燃料可以被托举在磁场中，避免与容器直接接触。为了更好地约束上亿摄氏度的核燃料，人们利用超导材料制作导体线圈来产生强大的电流和磁场。目前，关于受控核聚变的研究工作还在继续，相信不久的将来这一领域将有所突破。核聚变能一旦开始大规模地开发利用，就可以向人类提供“取之不尽，用之不竭”的能源，这将帮助人类彻底解决能源危机。（1）“人造太阳”是通过______（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量的；（2）原子是由原子核和_______构成的；（3）相比核裂变，核聚变具有的优点是：_______；（4）请你根据所学知识，解释超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流的原因。_______【答案】核聚变核外电子效率高，燃料氘和氚储量丰富，更为安全、清洁超导材料制作的线圈电阻很小【详解】（1）[1]由材料可知，“人