初中物理滬科版九年級(jí)第二十章 能源、材料與社會(huì)綜合與測試課后作業(yè)題

這是一份初中物理滬科版九年級(jí)第二十章 能源、材料與社會(huì)綜合與測試課后作業(yè)題，共21頁。
選擇題（每題3分，共30分）


1．（2017?鎮(zhèn)江模擬）現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱：能源、信息和材料，下列說法正確的是（ ）


A．太陽能、風(fēng)能、核能都是可再生能源


B．我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是利用超聲波來傳遞信息的


C．光纖通信是利用激光通過光導(dǎo)纖維來傳遞信息


D．LED燈的核心元件發(fā)光二極管是由超導(dǎo)材料


【考點(diǎn)】K2：能源的分類；44：超導(dǎo)體的特點(diǎn)；DA：光纖通信；DB：衛(wèi)星中繼通信．


【難度】易


【分析】（1）可再生能源的特點(diǎn)是可以重復(fù)利用，取之不盡用之不竭，例如風(fēng)能、水能、太陽能等．核能不屬于可再生能源；


（2）衛(wèi)星導(dǎo)航利用了電磁波來傳遞信息；


（3）激光可以在光導(dǎo)纖維里傳播，從而傳播信息；


（4）二極管是由半導(dǎo)體材料制成的．


【解答】解：


A、太陽能、風(fēng)能都是可再生能源，核能屬于不可再生能源，故A錯(cuò)誤；


B、“北斗”導(dǎo)航是利用電磁波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的，不可能是超聲波，故B錯(cuò)誤；


C、光纖通訊是依靠激光來傳遞信息的，故C正確；


D、LED燈的核心元件發(fā)光二極管是由半導(dǎo)材料制成的，不是超導(dǎo)體，故D錯(cuò)誤．


故選：C．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了的知識(shí)點(diǎn)較多，是一道學(xué)科綜合題，但難度不大，熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可正確解題．


2．（2017?東?？h一模）我市能源豐富，發(fā)電形式多樣，下列能源中屬于可再生能源的有（ ）


①連云區(qū)田灣核電站利用的核能


②海州區(qū)新海發(fā)電廠利用的煤炭


③東海縣青湖鎮(zhèn)青南小區(qū)光伏發(fā)電利用的太陽能


④東?？h李埝林場風(fēng)力發(fā)電場利用的風(fēng)能．


A．①②B．③④C．①③④D．①②③④


【考點(diǎn)】K2：能源的分類．


【難度】易


【分析】從能源是否可再利用的角度可分為可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能會(huì)越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源；而風(fēng)能、水能、太陽能、生物質(zhì)能，可以在自然界里源源不斷的得到補(bǔ)充，所以它們屬于可再生能源．


【解答】解：


①核能不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，都屬于不可再生能源，


②煤炭是化石能源，不可在短時(shí)間內(nèi)形成，故屬于不可再生能源；


③太陽能可以在自然界里源源不斷的得到補(bǔ)充，是可再生能源；


④風(fēng)能可以源源不斷地從自然界得到，屬于可再生能源；


所以屬于可再生能源是③④．


故選B．


【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查對(duì)可再生能源和不可再生能源特點(diǎn)的理解，屬于基礎(chǔ)知識(shí)．


3．（2017?啟東市模擬）關(guān)于能源、信息和材料，下列說法正確的是（ ）


A．太陽能、核能等新能源都屬于可再生能源


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


C．電熱器中的發(fā)熱體是由超導(dǎo)材料制成的


D．LED燈的核心元件發(fā)光二極管是由半導(dǎo)體材料制成的


【考點(diǎn)】K2：能源的分類；42：半導(dǎo)體的特點(diǎn)；D2：電磁波的傳播．


【難度】易


【分析】（1）能從自然界源源不斷得到的是可再生能源，一旦消耗就很難在短時(shí)間內(nèi)得到補(bǔ)充的，是不可再生能源；


（2）衛(wèi)星導(dǎo)航、移動(dòng)通信都是利用電磁波來傳遞信息的；


（3）超導(dǎo)體的電阻為零，不會(huì)放熱，所以電能無法轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用電流熱效應(yīng)工作的電器設(shè)備都不能用超導(dǎo)材料制作；


（4）二極管是由半導(dǎo)體材料制成的．


【解答】解：


A、太陽能可以源源不斷地得到，是可再生能源，而核能是不可再生能源，故A錯(cuò)誤；


B、“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航是利用電磁波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的，超聲波無法在真空中傳播，故B錯(cuò)誤；


C、電熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故發(fā)熱體是不能由超導(dǎo)材料制成，故C錯(cuò)誤；


D、LED燈的核心元件發(fā)光二極管是由半導(dǎo)體材料制成的，故D正確．


故選D．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了關(guān)于能源、信息和材料等方面的一些基礎(chǔ)知識(shí)，全面了解相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)可順利解答．


4．（2017?成華區(qū)模擬）2016年7月，我國將利用火箭把世界首顆量子衛(wèi)星送上太空，火箭常常采用液態(tài)氫為燃料，下列關(guān)于火箭工作時(shí)的說法不正確的是（ ）


A．液態(tài)氫是一種清潔能源


B．火箭采用液態(tài)氫作燃料是利用了其熱值高


C．在火箭加速升空的過程中，衛(wèi)星的機(jī)械能總量變大


D．火箭燃燒室內(nèi)的燃料燃燒時(shí)，將獲得的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能


【考點(diǎn)】K2：能源的分類；FN：動(dòng)能和勢能的大小變化；GJ：燃料的熱值．


【難度】易


【分析】（1）對(duì)環(huán)境沒有污染（或污染很?。┑哪茉捶Q為清潔能源；


（2）液態(tài)氫的熱值比較大，完全燃燒相同質(zhì)量的其他燃料，液態(tài)氫放出的熱量多；


（3）機(jī)械能包括動(dòng)能和勢能，物體動(dòng)能和勢能的變化會(huì)引起機(jī)械能的變化；動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大則動(dòng)能越大；重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，質(zhì)量越大、高度越大則重力勢能越大；


（4）火箭發(fā)射運(yùn)行時(shí)，是利用燃料燃燒后，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，然后利用高溫高壓的燃?xì)馀蛎泴?duì)外做功，將產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能．


【解答】解：


A、氫氣燃燒能生成水，對(duì)環(huán)境無污染，是清潔能源，故A正確；


B、火箭采用液態(tài)氫作燃料是利用了其熱值高，完全燃燒相同質(zhì)量的液態(tài)氫時(shí)，可以釋放出更多的熱量，故B正確；


C、在火箭加速升空的過程中，其質(zhì)量不變，高度變大，故重力勢能變大；同時(shí)其質(zhì)量不變，速度變大，即其動(dòng)能變大，所以衛(wèi)星的機(jī)械能總量變大，故C正確；


D、火箭燃燒室內(nèi)的燃料燃燒時(shí)，將所獲得的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，而不是全部轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，故D錯(cuò)誤．


故選：D．


【點(diǎn)評(píng)】本題是利用了火箭升空這一載體來考查熱值、能量的轉(zhuǎn)化及能源的利用等知識(shí)點(diǎn)，這是中考的一種熱點(diǎn)題型，所以學(xué)習(xí)物理也需要對(duì)生活熱點(diǎn)中蘊(yùn)含的物理知識(shí)多加關(guān)注．


5．（2017?澄邁縣一模）下列物質(zhì)哪些屬于不可再生能源（ ）


A．核能B．太陽能C．風(fēng)能D．水能


【考點(diǎn)】易網(wǎng)


【難度】12 ：應(yīng)用題；594：能源的利用與發(fā)展．


【分析】能源源不斷從自然界獲得的能源是可再生能源，不能源源不斷從自然界獲得的能源是不可再生能源．


【解答】解：


根據(jù)可再生和不可再生能源的區(qū)別，可知：核能是短時(shí)間內(nèi)不能再次產(chǎn)生的，是不可再生能源，故A符合題意；


太陽能、水能、風(fēng)能等在短時(shí)間內(nèi)可以再次產(chǎn)生，是可再生能源，故BCD不符合題意．


故選A．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了判斷能源的種類，知道可再生與不可再生能源的概念即可正確解題．


6．（2017?簡陽市模擬）關(guān)于能源、能量的有關(guān)說法正確的是（ ）


A．化石能源、核能、地?zé)崮芏际遣豢稍偕茉?br/>

B．PM2.5微粒能在空氣中分散開來，說明分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)


C．太陽能汽車是利用太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能


D．核電站是利用核裂變將核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為電能來工作的


【考點(diǎn)】K2：能源的分類；GW：擴(kuò)散現(xiàn)象；K4：核能；KA：太陽能的轉(zhuǎn)化．


【難度】易


【分析】（1）像水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源；


（2）分子運(yùn)動(dòng)是看不見的，在不知不覺中發(fā)生了變化，擴(kuò)散現(xiàn)象是分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；


（3）目前人類直接利用太陽能的方式有兩種，一種是用集熱器把水等物質(zhì)加熱，另一種是用太陽電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能；


（4）核電站發(fā)電過程：核能先轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，水受熱以后溫度上升會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣會(huì)推動(dòng)蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，蒸汽輪機(jī)又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．


【解答】解：


A、地?zé)崮芸梢阅軌蛟丛床粩嗟膹淖匀唤绲玫降哪茉词强稍偕茉矗茉?、核能是不可再生能源，故A錯(cuò)誤；


B、“PM2.5微粒能在空氣中分散開來”是固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；


C、太陽能汽車是利用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后再通過電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；


D、核電站發(fā)電的過程是將核裂變產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過汽輪發(fā)電機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能，故D正確．


故選D．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)能源分類、分子運(yùn)動(dòng)、核能發(fā)電過程中能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)太陽能電池能量轉(zhuǎn)化的了解，屬物理常識(shí)題．


7．（2017?吳興區(qū)校級(jí)一模）關(guān)于能量及其轉(zhuǎn)化的說法中，正確的是（ ）


A．原子彈和核電站都是利用輕核聚變的原理制成的


B．灑水車在水平路面上勻速行駛灑水，其動(dòng)能保持不變


C．一個(gè)物體吸收了熱量，其內(nèi)能會(huì)增大，但溫度可以不變


D．“永動(dòng)機(jī)”無法實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)樗`背了能量轉(zhuǎn)化的方向性


【考點(diǎn)】易


【難度】12 ：應(yīng)用題；523：分子熱運(yùn)動(dòng)、內(nèi)能；593：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化；594：能源的利用與發(fā)展．


【分析】（1）如果原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在可控制的核反應(yīng)堆中進(jìn)行，就可和平利用核能發(fā)電，若不加控制，就會(huì)發(fā)生原子彈爆炸；


（2）動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)；


（3）溫度、內(nèi)能和熱量的相互影響；


（4）第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，所以不可能制成；第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，違背了熱力學(xué)第二定律；熱力學(xué)第二定律反映了宏觀自然過程的方向性．


【解答】解：


A．原子彈是核裂變不加控制，在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出巨大的能量的武器，而用人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度和平利用核能，是核電站的原理．故A錯(cuò)誤；


B．灑水車勻速前進(jìn)不斷灑水的過程中，速度不變、質(zhì)量減小，灑水車的動(dòng)能變小．故B錯(cuò)誤；


C．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加，溫度不一定升高．比如：晶體熔化過程，雖然吸收熱量，但溫度保持不變．故C正確；


D．第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，所以不可能制成；第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，違背了熱力學(xué)第二定律，即能量間的相互轉(zhuǎn)化都具有方向性，是不可逆的．故D錯(cuò)誤．


故選C．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查涉及的內(nèi)容比較多：原子彈的原理和核電站的原理的區(qū)別；影響動(dòng)能的因素；考查學(xué)生對(duì)溫度、內(nèi)能、熱量的理解和掌握；兩種永動(dòng)機(jī)不能制成的原因．


8．（2017?東莞市二模）2015年，我市云宵的核電站總體技術(shù)方案通過專家評(píng)審，核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，下列有關(guān)核能利用說法正確的是（ ）


A．核反應(yīng)堆所用的核燃料是可再生能源


B．核電站產(chǎn)生的核廢料對(duì)環(huán)境沒有污染


C．目前核電站都是通過核裂變來釋放核能


D．核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是無法控制的


【考點(diǎn)】K4：核能；K2：能源的分類；K7：核裂變．


【難度】易


【分析】（1）核燃料在地球上的儲(chǔ)量是有限的，因此是不可再生能源；


（2）核廢料是對(duì)環(huán)境污染很嚴(yán)重的；


（3）核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時(shí)放出的核能來發(fā)電的；


（4）核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是通過可控裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）釋放能量的．


【解答】解：


A、核能需要用到鈾，像鈾礦這類礦物能源，一旦消耗就很難再生，是不可再生能源，故A錯(cuò)誤；


B、核廢料是對(duì)環(huán)境污染很嚴(yán)重的，故B錯(cuò)誤；


C、核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時(shí)放出的核能來發(fā)電的，故C正確；


D、核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是通過可控裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）釋放能量的，故D錯(cuò)誤．


故選C．


【點(diǎn)評(píng)】本題通過核電站考查了核能應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，為近幾年考查的熱點(diǎn)應(yīng)熟練掌握．


9．（2017?農(nóng)安縣校級(jí)模擬）如圖所示為核電站示意圖和發(fā)電流程圖．下列說法不正確的是（ ）





A．核能是不可再生能源


B．蒸汽輪機(jī)的效率總是小于1


C．核電站利用核聚變工作


D．用超導(dǎo)體作輸電導(dǎo)線可以大大降低電能損耗


【考點(diǎn)】K4：核能；47：超導(dǎo)體在磁懸浮列車、超導(dǎo)輸電的應(yīng)用；K7：核裂變．


【難度】易


【分析】（1）能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源；


（2）核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時(shí)放出的核能來加熱水，用產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽作為動(dòng)力，推動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的．蒸汽輪機(jī)的效率總是小于1；


（3）核電站是利用可控的核裂變來進(jìn)行發(fā)電的；


（4）超導(dǎo)材料是一種電阻為零的材料．超導(dǎo)體的電阻為0，不會(huì)放熱，所以電能無法轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．


【解答】解：


A、核能是不可再生能源，消耗后短時(shí)間內(nèi)不可再生，故A正確；


B、蒸汽輪機(jī)工作時(shí)，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故其效率總是小于1，故B正確；


C、核電站利用可控的核裂變釋放的核能來發(fā)電，故C錯(cuò)誤；


D、用超導(dǎo)體做輸電導(dǎo)線，可以減小由電能到內(nèi)能的損耗，提高傳輸效率，故D正確．


故選C．


【點(diǎn)評(píng)】此題通過核電站這一載體，考查了有關(guān)能源分類、熱機(jī)的效率、核能、超導(dǎo)體等知識(shí)，要認(rèn)真分析．


10．（2017?蘇州一模）下列關(guān)于能源的說法中，正確的是（ ）


A．核電站利用原子核聚變所釋放的能量來發(fā)電


B．煤、石油、天然氣都是不可再生能源


C．隨著科技發(fā)展，將來可以制造出不消耗能量而不停對(duì)外做功的機(jī)器


D．因?yàn)槟芰吭谵D(zhuǎn)化過程中是守恒的，所以能源是“取之不盡用之不竭”的


【考點(diǎn)】K4：核能；E7：能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性；GQ：永動(dòng)機(jī)；K2：能源的分類．


【難度】易


【分析】（1）核電站利用的是核裂變釋放的能量；


（2）可以長期提供或可以再生的能源屬于可再生能源，一旦消耗就很難再生的能源則是不可再生能源；


（3）能量即不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中能的總量是保持不變的．


【解答】解：


A、核電站利用的是可控的核裂變釋放的能量，故A錯(cuò)誤；


B、煤、石油、天然氣不能短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，是不可再生能源，故B正確；


C、不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器﹣﹣永動(dòng)機(jī)，違反了能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，不可能制成的，故C錯(cuò)誤；


D、能量雖守恒，但可以利用的能源是有限的，還是要節(jié)約能源，故D錯(cuò)誤．


故選B．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生對(duì)能源、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律等相關(guān)知識(shí)的掌握情況，屬于基礎(chǔ)內(nèi)容的考查，比較簡單．


二、填空題（每空2分，共46分）


11．（2017?鞍山二模）如圖所示是太陽能路燈，燈桿頂端是太陽能電池板，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并向燈桿下方的蓄電池充電，供夜晚路燈照明．太陽能是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生 聚變 （裂變/聚變）時(shí)釋放出的核能．蓄電池充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為 化學(xué) 能，若在一定時(shí)間內(nèi)，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量為2.1×107J，這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可供功率為35W的路燈工作50h，則該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率是 30 %．





【考點(diǎn)】K6：核聚變；E2：能量的相互轉(zhuǎn)化；E6：能量利用效率．


【難度】易


【分析】（1）核裂變是較重的原子核裂變成較輕的原子核的一種核反應(yīng)，核聚變是較輕的原子核結(jié)合成較重的原子核的一種核反應(yīng)，太陽內(nèi)部為核聚變，而核電站應(yīng)用了重核的裂變．


（2）蓄電池放電是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，充電是電能轉(zhuǎn)化成電能．


（3）知道路燈的功率和工作時(shí)間，根據(jù)公式P=變形就可以計(jì)算出消耗的電能；太陽能路燈能量轉(zhuǎn)化效率等于路燈消耗的電能與電池板產(chǎn)生能量的百分比．


【解答】解：（1）太陽能是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生核聚變，從而產(chǎn)生很大的能量；


（2）蓄電池充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來；


（3）∵P=，


∴功率為35W的路燈工作50h消耗的電能：


W=Pt=35W×50×3600s=6.3×106J


路燈消耗的電能W電=6.3×106J，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量W=2.1×107J，


∴該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率：


η=×100%=×100%=30%．


故答案為：聚變；化學(xué)；30．


【點(diǎn)評(píng)】本題借助太陽能路燈考查相關(guān)的物理知識(shí)，綜合性就較強(qiáng)，屬于基礎(chǔ)知識(shí)的考查．


12．（2017?本溪一模）如圖是我國東北地區(qū)第一個(gè)核電站紅沿河核電站核電站的核反應(yīng)維中發(fā)生的是原子核的 裂變 （選填聚變或裂變）反應(yīng)．核電站將核能最終轉(zhuǎn)化成 電 能．





【考點(diǎn)】K7：核裂變；K5：核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化．


【難度】易


【分析】現(xiàn)代核電站都是利用可控的核裂變反應(yīng)來將核能最終轉(zhuǎn)化成電能的．


【解答】解：


核電站的能量是通過可控的核裂變獲得的；在核電站中核能最終轉(zhuǎn)化為電能．


故答案為：裂變；電．


【點(diǎn)評(píng)】此題考查的是核電站的工作原理，屬于基礎(chǔ)知識(shí)的考查，比較簡單，容易解答．


13．（2017?廣東模擬）核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，它是通過 核裂變 （填“核聚變”或“核裂變”）釋放能量的，核能屬于 不可再生 （填“可再生”或“不可再生”）能源，l kg鈾釋放的能量約是 6.8×1013J，相當(dāng)于完全燃燒 2×106 kg煤釋放的能量．（煤的熱值3.4×107J/kg）


【考點(diǎn)】K7：核裂變；GG：熱量的計(jì)算；K4：核能．


【難度】易


【分析】（1）核裂變和核聚變都能釋放能量，但是又有區(qū)別，對(duì)于核裂變是可控的，如核電站的核反應(yīng)堆就是通過核裂變提供能量的，對(duì)于核聚變過程不可控，如氫彈爆炸就是利用核聚變釋放能量；


（2）從能源是否可再利用的角度可分為可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能會(huì)越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源；而風(fēng)能、水能、太陽能、生物質(zhì)能，可以在自然界里源源不斷的得到補(bǔ)充，所以它們屬于可再生能源；


（3）已知釋放的能量，根據(jù)公式Q=qm可求煤的質(zhì)量．


【解答】解：


（1）由于核裂變是可控的，故核電站中的核反應(yīng)堆就是通過核裂變過程中釋放核能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的；


（2）核電站所用的核燃料會(huì)越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，屬于不可再生能源；


（3）煤的質(zhì)量m===2×106kg；


故答案為：核裂變；不可再生；2×106．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查能源的分類和質(zhì)量的計(jì)算，知道不可再生能源的特點(diǎn)和核電站的原理，這些都屬于基礎(chǔ)知識(shí)．


14．（2017?撫順三模）如圖所示為最近退役的我國第一艘核潛艇，該核潛艇的核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)是通過核 裂變 （填“裂變”或“聚變”）的方式，把核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，為潛艇提供了動(dòng)力；核潛艇使用的核能屬于 不可再生 （填“可再生”“不可再生”）能源；如果輪船上的人剛好看到潛水艇在其船下通過，那么人所看到的潛水艇是在實(shí)際潛水艇的 上方 （填“上方”或“下方”）．





【考點(diǎn)】K7：核裂變；AM：光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用；K2：能源的分類．


【難度】易


【分析】（1）核裂變和核聚變都能釋放能量，對(duì)于核裂變是可控的，如核潛艇的核反應(yīng)堆就是通過核裂變提供能量的，對(duì)于核聚變過程不可控，如氫彈爆炸就是利用核聚變釋放能量；


（2）從能源是否可再利用的角度可分為可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能會(huì)越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源；


（3）根據(jù)光的折射規(guī)律：光從空氣斜射入其它介質(zhì)中（或光從其它介質(zhì)斜射入空氣中），入射光線和折射光線分居法線兩側(cè)，折射角小于入射角（折射角大于入射角）來解答此題．


【解答】解：


核潛艇的核反應(yīng)堆是利用原子核發(fā)生裂變釋放能量來工作的，核能屬于不可再生能源；


水中的潛水艇反射出的光，在水面處發(fā)生了折射，折射光線向遠(yuǎn)離法線的方向偏折，我們看到的是變淺的潛水艇的虛像，因此輪船上的人看到水中的潛水艇，是潛水艇變淺了的虛像，真正的潛水艇在像的下方．


故答案為：裂變；不可再生；上方．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了核能的利用、能源的分類以及光的折射現(xiàn)象的應(yīng)用，屬于綜合性題目．


15．（2017?無錫一模）太陽能是人類能源的寶庫，太陽能集熱器是直接利用太陽能的一種裝置，它可以利用太陽能把水加熱．下面是某太陽能熱水器銘牌上的一組技術(shù)參數(shù)：


其中“吸熱功率”是指：在陽光照射下，集熱管每秒鐘吸收太陽輻射的能量（熱量）．若此熱水器中裝滿20℃的冷水，要使水溫升高30℃，需吸收的熱量是 2.52×107 J；若按最大吸熱功率計(jì)算，加熱這些水需要的時(shí)間是 2.8 h．[不計(jì)熱量散失，水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]．


【考點(diǎn)】KB：太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．


【難度】中等


【分析】利用密度公式求水的質(zhì)量，再利用Q=cm△t求水吸收的熱量；


而水吸收的熱量Q=W=Pt，據(jù)此求加熱時(shí)間．


【解答】解：


由ρ=得水的質(zhì)量：


m水=ρ水V水=1×103kg/m3×0.2m3=200kg，


水吸收的熱量：


Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg?℃）×200kg×30℃=2.52×107J，


由題知，太陽的吸熱功率最大為P=2500W，W=Q吸=2.52×107J，


由P=得加熱時(shí)間：


t===10080s=2.8h，


故答案為：2.52×107；2.8h．


【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查的是太陽能熱水器中的熱量計(jì)算及其功率計(jì)算．


16．（2017?泰興市校級(jí)二模）太陽能是 可再生 （選填“可再生”或“不可再生”）能源，某品牌太陽能熱水器的光熱轉(zhuǎn)換效率為60%，該太陽能熱水器內(nèi)裝有100kg、溫度為20°C的水，陽光照射一天后，水溫升高到80°C，則熱水器內(nèi)的水吸收了 2.52×107 J的熱量，熱水器接收 4.2×107 J太陽能．這些太陽能相當(dāng)于完全燃燒了 0.5 m3的天然氣．【已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?°C），天然氣的熱值約為8.4×107J/m3）】


【考點(diǎn)】KB：太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．


【難度】中等


【分析】（1）能源源不斷從自然界獲得的能源是可再生能源，不能源源不斷從自然界獲得的能源是不可再生能源；


（2）知道水的質(zhì)量、水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式Q吸=cm△t求熱水器內(nèi)的水吸收的熱量；


（3）又知道光熱轉(zhuǎn)換效率，利用η=求熱水器接收的太陽能；


（4）由題知Q放=E，再利用Q放=Vq求天然氣的質(zhì)量．


【解答】解：


（1）太陽能可以源源不斷的獲得，是可以再生的，故它是可再生能源；


（2）水吸收的熱量：


Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（80℃﹣20℃）=2.52×107J；


（3）由η=得熱水器接收的太陽能：


E===4.2×107J；


由題知天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放=E=4.2×107J，


由Q放=Vq得需要天然氣的體積：


V===0.5m3．


故答案為：可再生；2.52×107；4.2×107；0.5．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q吸=cm△t、燃料完全放熱公式Q放=Vq以及效率公式的掌握和運(yùn)用，計(jì)算時(shí)注意氣體燃料熱值的單位是J/m3．


17．（2017?濟(jì)寧模擬）某品牌太陽能熱水器的光熱轉(zhuǎn)換效率為60%，該太陽能熱水器內(nèi)裝有100kg、溫度為20℃的水，陽光照射一天后，水溫升高到80℃，則熱水器接收 4.2×107 J太陽能．這些太陽能相當(dāng)于完全燃燒了 0.5 m3的天然氣．[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值約為8.4×107J/m3]．


【考點(diǎn)】KB：太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．


【難度】中等


【分析】（1）知道水的質(zhì)量、水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式Q吸=cm（t﹣t0）求熱水器內(nèi)的水吸收的熱量；又知道光熱轉(zhuǎn)換效率，利用η=求熱水器接收的太陽能；


（2）由題知Q放=E，由Q=qV的變形公式可以求出天然氣的體積．


【解答】解：水吸收的熱量：


Q吸=cm（t﹣t0）


=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（80℃﹣20℃）


=2.52×107J；


由η=得熱水器接收的太陽能：


E===4.2×107J；


（2）由題知Q放=E=4.2×107J，


由Q放=Vq得需要天然氣的體積：


V===0.5m3．


故答燃燒案為：4.2×107；0.5．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q吸=cm△t、燃料完全放熱公式Q放=Vq以及效率公式的掌握和運(yùn)用，計(jì)算時(shí)注意氣體燃料熱值的單位是J/m3．


18．（2017?河北一模）如圖所示是利用太陽能電池工作的一種新型動(dòng)力車．它上面的太陽能接收板的有效面積為8m2，天氣晴朗且接收板正對(duì)陽光時(shí)，每平方米面積上每秒鐘能接收到太陽輻射的能量為1000J，太陽能電池提供的電壓為120V，可供電動(dòng)機(jī)正常工作的電流為10A．


（1）太陽能屬于 可 （選填“可”或“不可”）再生能源．


（2）太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是 15% ．


（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化效率是80%，且該車沿水平路面勻速行駛時(shí)所獲得的牽引力是150N，則該車勻速行駛的速度是 6.4 m/s．





【考點(diǎn)】KC：太陽能的其他相關(guān)計(jì)算．


【難度】中等


【分析】（1）可以從自然界中源源不斷的得到的能源稱為可再生能源；


（2）利用W=UIt求出電能，結(jié)合效率公式求出轉(zhuǎn)化率；


（3）根據(jù)效率公式求出轉(zhuǎn)化的機(jī)械能，再求出功率，利用P=Fv求出速度．


【解答】解：


（1）太陽能屬于可再生能源，可以從自然界中源源不斷地得到；


（2）由題可知，太陽能電池1s輸出的電能為：W=UIt=120V×10A×1s=1200J；


太陽能電池板1s接收的能量為：E=1000J/（m2?s）×8m2×1s=8000J；


太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為：


η==×100%=15%；


（3）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；


若轉(zhuǎn)化效率是80%，則1s轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能為：W機(jī)=W?η=1200J×80%=960J；


輸出功率為：P===960W；


因?yàn)樽鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，所以P===Fv，


則該車勻速行駛的速度為：v===6.4m/s．


故答案為：（1）可；（2）15%；（3）6.4．


【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查學(xué)生對(duì)于能源分類、效率公式和功率公式的理解和掌握，屬于一道新能源利用題目．


三、探究題（19題8分，共8分）


19．（2017?濰坊模擬）微波是一種很有“個(gè)性”的電磁波：微波一碰到金屬就發(fā)生反射，金屬根本無法吸收或傳導(dǎo)它；微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料，但不會(huì)消耗能量；微波碰到含有水分的食物，其能量大部分被食物吸收．過量的微波輻射對(duì)人體有害．微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成，裝食物的容器則用絕緣材料制成．微波爐內(nèi)的磁控管能產(chǎn)生振動(dòng)頻率為2.45×109Hz的微波，直達(dá)食物內(nèi)部5cm深，使食物中的水分子也隨之振動(dòng)，劇烈振動(dòng)產(chǎn)生大量的熱能被食物吸收，于是食物“煮”熟了．用微波爐烹飪的速度比其它爐灶快4至10倍，熱效率高達(dá)80%以上．


（1）微波爐內(nèi)產(chǎn)生的微波屬于 B ．


A．聲波 B．電磁波 C．超聲波 D．紅外線


（2）家庭使用微波爐工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化的過程是 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ．


（3）微波爐在使用時(shí)，食物不能用金屬容器裝入后放進(jìn)爐內(nèi)加熱，試根據(jù)短文內(nèi)容簡述其原因： 金屬材料只反射，不吸收和傳導(dǎo)微波能量，食物無法獲得能量 ．


（4）與其它灶具相比，微波爐烹飪速度快且熱效率高的主要原因是： ①微波可以穿過絕緣材料，不會(huì)消耗能量，直接把能量傳給食物；②微波能直達(dá)食物內(nèi)部5cm深，在食物內(nèi)、外部同時(shí)加熱，其能量大部分被食物吸收． ．


【考點(diǎn)】E5：能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移．


【難度】中等


【分析】（1）根據(jù)題文中的信息：微波是一種很有“個(gè)性”的電磁波，可知微波爐內(nèi)產(chǎn)生的微波屬于電磁波；


（2）根據(jù)題干中的信息，微波使食物中的水分子也隨之振動(dòng)，劇烈振動(dòng)產(chǎn)生大量的熱能被食物吸收，于是食物“煮”熟了，由此可知其工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化過程是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；


（3）根據(jù)題干中的信息，微波一碰到金屬就發(fā)生反射，金屬根本無法吸收或傳導(dǎo)它，所以食物不能用金屬容器裝入后放進(jìn)爐內(nèi)加熱；


（4）根據(jù)題干提供的信息：①微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成，裝食物的容器則用絕緣材料制成，微波一碰到金屬就發(fā)生反射，金屬根本無法吸收或傳導(dǎo)它，微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料，但不會(huì)消耗能量②微波爐內(nèi)的磁控管能產(chǎn)生振動(dòng)頻率為2.45×109Hz的微波，直達(dá)食物內(nèi)部5cm深，使食物中的水分子也隨之振動(dòng)，劇烈振動(dòng)產(chǎn)生大量的熱能被食物吸收，于是食物“煮”熟了，以上兩點(diǎn)就是微波爐烹飪速度快且熱效率高的主要原因．


【解答】解：


（1）根據(jù)題干提供的信息微波是一種很有“個(gè)性”的電磁波，可知微波是一種電磁波，了解電磁波在生活中的應(yīng)用；


（2）微波爐工作時(shí)，其產(chǎn)生的電磁波，使食物的水分子隨之振動(dòng)，劇烈振動(dòng)產(chǎn)生大量的熱能被食物吸收，內(nèi)能增加了，所以能量轉(zhuǎn)化過程是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；


（3）根據(jù)題文中的信息可知，微波一碰到金屬就發(fā)生反射，金屬根本無法吸收或傳導(dǎo)它，所以食物不能用金屬容器裝入后放進(jìn)爐內(nèi)加熱；


（4）由題文的信息，微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成，微波一碰到金屬就發(fā)生反射，裝食物的容器則用絕緣材料制成，所以微波在金屬外殼、食物容器上幾乎不消耗能量；微波能直達(dá)食物內(nèi)部5cm深，食物的內(nèi)部和外部幾乎同時(shí)變熟，其能量大部分被食物吸收，所以微波爐烹飪速度快且熱效率高．


故答案為：（1）B；


（2）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；


（3）金屬材料只反射，不吸收和傳導(dǎo)微波能量，食物無法獲得能量；


（4）①微波可以穿過絕緣材料，不會(huì)消耗能量，直接把能量傳給食物；②微波能直達(dá)食物內(nèi)部5cm深，在食物內(nèi)、外部同時(shí)加熱，其能量大部分被食物吸收．


【點(diǎn)評(píng)】本題是一道信息給予題，學(xué)生解答此題前要認(rèn)真的審題、充分理解題意、由題干獲取足夠的信息．


四、解答題（20題8分，21題8分，共計(jì)16分）


20．（2016?亭湖區(qū)一模）閱讀下面的短文．回答問題：半導(dǎo)體制冷





半導(dǎo)體材料有P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體兩種，除了可以用于各種電子元器件外，還可以用作制冷材料，甲圖是一個(gè)半導(dǎo)體制冷單元的原理圖，P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的上端和銅片A連接，下端分別和銅片B連接后接到直流電源的兩端，此時(shí)電路的電流方向是從N型半導(dǎo)體經(jīng)A流向P型半導(dǎo)體，銅片A會(huì)從空氣吸收熱量．銅片B會(huì)向空氣放出熱量，反之，改變直源電源的正負(fù)極方向，使電流方向從P型半導(dǎo)體經(jīng)A流向N型半導(dǎo)體，這時(shí)．銅片B會(huì)從空氣吸收熱量，銅片A會(huì)向空氣放出熱量．


半導(dǎo)體中有可以自由移動(dòng)的電荷．通電時(shí)，電荷移動(dòng)的方向與電流方向相反．由于電荷在不同的材料中具有不同的能量，當(dāng)它從高能量狀態(tài)向低能量狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)放出熱量；從低能量狀態(tài)向高能量狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)吸收熱量．


從銅片上吸收（放出）熱量的多少可用公式Q=π?I表示，其中，I為電流的大小，π稱為“帕爾帖系數(shù)”，吸收熱量時(shí)π為正值，放出熱量π為負(fù)值，π的絕對(duì)值不變．


請(qǐng)回答下列問題：


（1）如甲圖，若要使一個(gè)電冰箱箱內(nèi)的溫度下降，銅片A置于電冰箱 箱內(nèi) ，銅片B置于電冰箱 箱外 （前兩空選填“箱內(nèi)”或“箱外”），這就是半導(dǎo)體電冰箱的工作原理；


（2）如甲圖，電荷在P型半導(dǎo)體 低于 （選填“高于”或“低于”）N型半導(dǎo)體中的能量；


（3）若將甲圖中電源換成交流電源，此時(shí)電冰箱 不能 （選填“能”或“不能”）正常制冷；


（4）給半導(dǎo)體制冷器提供乙圖所示交流電，當(dāng)電流為正值時(shí)，表示電流方向與甲圖直流電方向相同，當(dāng)電流為負(fù)值時(shí)，表示電流方向與乙圖直流電方向相反，在丙圖上作出銅片B處的Q﹣t圖象．


【考點(diǎn)】43：半導(dǎo)體的作用．


【難度】中等


【分析】（1）要解答此題需掌握半導(dǎo)體二極管的特點(diǎn)單向通電性，加以運(yùn)用．通電后有一面是吸熱（制冷），一面是散熱（將吸的熱量散掉）；


（2）根據(jù)電荷在不同的材料中具有不同的能量，當(dāng)它從高能量狀態(tài)向低能量狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)放出熱量；從低能量狀態(tài)向高能量狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)吸收熱量可結(jié)合圖甲做出判斷；


（3）由于交流電源電壓較大，且電流方向不斷變化，不能直接使用；


（4）根據(jù)乙圖判斷出電流方向，根據(jù)電流方向與直流電方向相同或相反，判斷出熱量的變化情況，作出Q﹣t圖象．


【解答】解：（1）由短文提供的信息可知，電路的電路流方向是從N型半導(dǎo)體銅片A流向P型半導(dǎo)體，銅片A會(huì)從空氣吸收熱量，應(yīng)置于冰箱的箱內(nèi)，從冰箱內(nèi)吸收熱量，使電冰箱箱內(nèi)的溫度下降；銅片B會(huì)向空氣放出熱量，應(yīng)置于冰箱的箱外；銅片B會(huì)向空氣放出熱量，應(yīng)置于冰箱箱外，把從箱內(nèi)吸收的熱量散發(fā)掉，達(dá)到制冷的目的；


（2）電荷在不同的材料中具有不同的能量，電荷從P流向N，此時(shí)吸收熱量，而電荷從低能量狀態(tài)向高能量狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)吸收熱量，所以電荷在P型半導(dǎo)體低于N型半導(dǎo)體中的能量．


（3）交流電源的電流方向是變化的，這樣吸熱和放熱的狀態(tài)就會(huì)不斷改變，不能使吸熱的部分恒定保持吸熱狀態(tài)，不能使放熱的地方恒定保持放熱狀態(tài)．


（4）觀察圖乙可知，當(dāng)電流為正值時(shí)，表示電流方向與乙圖直流電方向相同，電流為負(fù)值時(shí)，表示電流方向與乙圖直流方向相同相反，在丙圖上作出銅片B處的Q﹣t圖象如圖所示：





故答案為：（1）箱內(nèi)；箱外； （2）低于；（3）不能；（4）見上圖．


【點(diǎn)評(píng)】本題以冰箱為載體，考查了半導(dǎo)體的特點(diǎn)以及冰箱的工作原理，考查了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力．能夠從短文中獲取對(duì)解題有用的信息是解題的關(guān)鍵．


21．（2016?廈門校級(jí)一模）某司機(jī)駕駛一輛滿載30噸貨物的貨車，行至一處高速公路下坡路段時(shí)，因長時(shí)間剎車使車輪的摩擦金屬片發(fā)熱變軟，導(dǎo)致剎車失靈．危急之下，他將汽車駛向右側(cè)用碎石鋪設(shè)的緊急避險(xiǎn)車道（上坡），如圖1所示，汽車迅速減速，避免了重大事故發(fā)生．


（1）從能量轉(zhuǎn)化的角度解釋汽車駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道后迅速減速的原因．


（2）如圖2所示，汽車停止后，尾部翹起、貨物向前傾瀉，為什么？





【考點(diǎn)】E2：能量的相互轉(zhuǎn)化；6L：慣性．


【難度】中等


【分析】（1）一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能，一種形式的能會(huì)減小，另一種形式的能會(huì)增大，從動(dòng)能和重力勢能大小進(jìn)行判斷．


（2）物體具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫做慣性，慣性是物體本身固有的屬性，任何物體都具有慣性．


【解答】答：


（1）汽車進(jìn)入上坡的避險(xiǎn)車道，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，同時(shí)車輪與碎石車道摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，汽車的動(dòng)能減小，迅速減速；


（2）汽車前部停止后，尾部的貨物由于慣性，保持向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以汽車尾部會(huì)上翹、貨物向前傾瀉．


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了學(xué)生對(duì)避險(xiǎn)車道設(shè)計(jì)原理的了解以及慣性現(xiàn)象的解釋，注重了物理和生活的聯(lián)系，是一道較好的簡答題．





型 號(hào)
真空管/mm


直徑×長度
容積/L
集熱管采光面積/m2
吸熱功率/W
水溫/℃
A821﹣1.8m
Φ58×1800
200
2.90
1200～2500
40～98