2023年陕西省九年级物理中考模拟题分项选编：能源与可持续发展
一、单选题
1．（2023·陕西西安·模拟预测）2023年3月，我国自主三代核电“华龙一号”再传捷报，海南昌江核电机组内穹顶吊装就位，这标志着机组从土建施工全面转入设备安装。下列说法中正确的是（ ）
A．原子核不带电
B．原子是由原子核和质子构成的
C．核电站是利用核裂变原理工作的
D．核能是可再生能源
2．（2023·陕西铜川·模拟预测）2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行，核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆是利用核聚变产生核能的
B．蒸汽发生器内通过做功改变水的内能
C．汽轮机工作时将机械能转化为内能
D．核能是不可再生的能源
3．（2023·陕西渭南·统考一模）中国094晋级导弹核潜艇（如图）是我国有史以来建造的最大的核潜艇，该核潜艇的水下排水量为10000吨，最大潜深350m。下列关于094导弹核潜艇的说法正确的是（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（ ）
A．核潜艇利用的是核聚变释放的能量
B．核潜艇通过改变排开海水的体积实现上浮和下沉
C．094型核潜艇能够承受的最大压强是3.5×103Pa
D．094型核潜艇潜入水下航行时受到的浮力是1×108N
4．（2023·陕西咸阳·模拟预测）下列能源中，属于不可再生能源的是（ ）
A．风能 B．煤炭 C．水能 D．地热能
5．（2023·陕西西安·统考一模）2022年10月12日，“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲，如图，“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。以下说法正确的是（ ）
A．“太空教师”能漂浮在机舱是因为人在空间站没有质量
B．“太空教师”与地面互动是通过电磁波实现信息交换的
C．空间站上的太阳能电池板利用太阳能发电，太阳能属于不可再生能源
D．空间站的外壳使用了密度大、耐温性好的新材料
6．（2023·陕西西安·统考一模）关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（ ）
A．物理学家汤姆生发现了电子从而揭示了原子是可分的
B．在夸克、质子和原子中，尺度最大的是质子
C．固体很难被压缩，表明固体分子间只存在引力
D．宇宙是一个有层次的天体结构，太阳是宇宙的中心
7．（2023·陕西咸阳·统考一模）如图所示，白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程。下列说法不正确的是（ ）
A．水能是不可再生能源
B．水电站的发电效率一定低于
C．水奔涌而下的过程中，重力势能转化为动能
D．拦河大坝设计成“上窄下宽”是由于深度越大，液体压强越大
8．（2023·陕西延安·模拟预测）能源、信息和材料是现代社会的三大支柱，下列说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核裂变提供的能量发电的
B．超导材料可用于制作白炽灯泡的灯丝
C．电磁波不能在真空中传播
D．光纤通信是利用激光在内壁上多次折射来传递信息的
9．（2023·陕西汉中·模拟预测）关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（ ）
A．我国海域深处蕴藏大量主要成分为甲烷的“可燃冰”，属于可再生能源
B．“华龙一号”第三代核电站是利用核聚变释放出的能量来发电的
C．节能光源LED灯的核心元件是发光二极管，发光二极管的主要材料是半导体
D．使用光纤通信携带的信息量更太，主要是因为激光传播的速度比电磁波的速度更快
10．（2023·陕西渭南·模拟预测）我国的空间站命名为“天宫”，作为核心舱的“天和号”是空间站的主控舱段，也是航天员生活的主要场所，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度是3×108km/s
B．“天和号”的太阳能“帆板”接收的太阳能来自于太阳内部的裂变反应释放的能量
C．“天和号”的太阳能“帆板”可将机械能转化为电能
D．“天和号”核心舱升入太空后与地面通过电磁波联系
11．（2023·陕西安康·统考一模）社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相关说法正确的是（ ）
A．天然气是可再生能源
B．核电站利用核聚变发电
C．手机利用电磁波传递信息
D．制造二极管的材料主要为导体
12．（2023·陕西咸阳·统考一模）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．超导材料可以用来制作家庭电路中的保险丝
B．光纤通信利用光的折射原理对激光进行传输
C．北斗卫星导航系统用电磁波来传递信息
D．核能和太阳能均是可再生能源
13．（2023·陕西榆林·模拟预测）天和核心舱是中国发射的首个空间站舱段，它在工作时的能源主要来自（ ）
A．煤炭 B．地热 C．汽油 D．太阳能
14．（2023·陕西宝鸡·统考一模）近年来，我国在科学技术领域取得了辉煌的成就，下列说法正确的是（ ）
A．我国已建成的核电站是利用核聚变释放的能量
B．我国空间站上的新型硅光电池板主要将电能转化为太阳能
C．奋斗者号从海底抓取的岩石样本回到海面后质量变大
D．我国白鹤滩水电站中的发电机的工作原理是电磁感应现象
15．（2023·陕西榆林·模拟预测）目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．以地球为参照物，太空电站是静止的
B．太阳能是太阳内部氢原子裂变时释放出的能量
C．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波
D．太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源
16．（2023·陕西咸阳·模拟预测）燃油汽车的动力装置是内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。如图是汽油机的能量流向图，下列有关说法正确的是（ ）
A．汽油属于不可再生能源，柴油属于可再生能源
B．
C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D．使燃料充分燃烧可以提高燃料的热值，从而提高热机的效率
17．（2023·陕西咸阳·模拟预测）下列物体中，空间尺度最小的是（ ）
A．足球 B．原子 C．太阳 D．原子核
二、填空题
18．（2023·陕西渭南·模拟预测）如图所示，歼20是我国自主研发的一款高性能的隐形战机歼20发动机使用的石油燃料是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；歼20离地起飞，以地面为参照物飞机是______的；歼20飞行员与地面指挥中心通过______传递信息。
19．（2023·陕西商洛·模拟预测）2022年北京冬奥会向世界展示了中国的先进科技。图甲是为了本届冬奥会修建的专属复兴号动车，最高速度可达350km/h，一辆以最高速度匀速行驶6min的动车通过的路程为_______km。图乙是北京冬奥会的高科技绿色环保场馆，场馆实现100%绿电，其电力支持通过河北张家口的光伏发电和风力发电实现，其中光伏发电是将_______能转化为电能，而风力发电机是利用风力带动线圈转动，线圈将_______能转化为电能。
20．（2023·陕西铜川·模拟预测）如图1所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过 __________（填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能。如图2为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，核电站能量转化是 __________→内能→__________→电能。
21．（2023·陕西延安·模拟预测）如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过透镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方，此系统具有安全性能高、不带电、能使植物进行光合作用的特点，太阳光是_________（“单色光”或“复色光”），太阳能是_________（“一次”或“二次”）能源。系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是_________（选填“凸”或“凹”）透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是_________（选填“反射”、“折射”）现象。
22．（2023·陕西宝鸡·模拟预测）为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，我国在美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。
（1）太阳能属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）。某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过______（选填“光电转化”、“光热转化”或“光化转化”）方式直接利用太阳能的；
（2）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为5×106J，其中50%被真空热水管吸收，该热水器仅能把吸收的能量的42%转化为水的内能，则光照6h可以使热水器内初温为15℃、质量为100kg的水温度升高到多少______℃？[]
23．（2023·陕西汉中·模拟预测）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力。其中，水力发电、风力发电消耗的能源——水能、风能都属于_______（填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站是利用原子核_______（填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，_______（填“纳米材料”、“半导体材料”或“超导材料”）的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
24．（2023·陕西榆林·模拟预测）太阳源源不断的向地球供给着能量，其实太阳内部一直发生着核爆炸，太阳的核反应属于核___________变，并向地球辐射太阳能，太阳能属于___________（填“可”或“不可”）再生能源；白天一个太阳能电池板通过太阳能给蓄电池充电，充电过程中是将产生的电能转化成___________。
三、实验题
25．（2023·陕西安康·模拟预测）随着科技的进步，我国已发射了若干导航卫星。卫星依靠______传递信息。卫星上的太阳能电池板由______（选填“半导体”或“超导体”）材料制成，所获取的太阳能是太阳内部发生核______变释放出的。
四、计算题
26．（2023·陕西商洛·模拟预测）太阳能热水器被广泛应用于现代生活。如表是装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息：
太阳照射时间/h 太阳能转换为水内能的效率 热水器最大容量/L 水的初始温度/℃
10 50% 100 20
请根据如表信息，通过计算回答问题。
（1）热水器装满水后温度升高60℃，热水器中的水需吸收的热量是多少？( )
（2）热水器10h所接收的太阳能约为多少？( )
（3）说说使用太阳能的优点 ___________。（写出1点即可）
五、综合题
27．（2023·陕西西安·模拟预测）如图甲是风能、光能互补路灯。它是由太阳能电池板、小型风力发电机各自给24V蓄电池充电，LED（发光二极管）灯照明，照明灯由图乙所示装置控制通断。
（1）如表是亮度相当的两种灯的相关数据。要使该路灯总发光效果相当于1200W白炽灯，它应由 ___________只LED灯 ___________联而成，这种灯优点是 ___________（写一点即可）；
一只LED灯 一只白炽灯
额定电压 24V 220V
额定功率 12W 100W
（2）当风速为5m/s时，风力发电机的输出功率为40W，在这种风速下，持续光照10h，蓄电池的电能增加了5.76×106J，在这个过程中太阳能电池板发电的平均输出功率是 ___________W；
（3）对于风光互补路灯上的风力发电机和太阳能电池板，下列说法正确的是 ___________。
A．当无风时，风力发电机和太阳能电池板均没有内能
B．当夜晚气温为0℃时，风力发电机和太阳能电池板均没有内能
C．白天，太阳能电池板产生的电能转化成化学能储存在蓄电池里
D．夜晚有风时，风力发电产生的电能储存在蓄电池里
参考答案：
1．C
【详解】AB．物质是由分子组成，分子又由原子组成的，原子又由原子核和核外电子组成，核外电子带负电，原子核带正电，故AB错误；
C．核电站是利用核能发电，利用了核裂变原理。它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应，是可加控制的，所以现阶段，核电站发电是利用核裂变原理，故C正确；
D．核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它属于不可再生能源，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．核电站是利用原子核裂变发生可控链式反应时释放的大量能量来发电的，故A错误；
B．蒸汽发生器是通过热传递的方式改变水的内能的，故B错误；
C．汽轮机工作时将内能转化为机械能，故C错误；
D．核能是不可再生的能源，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．核聚变反应是不可控的，核潜艇利用的是可控核裂变释放的能量，故A错误；
B．潜水艇通过排水或注水来改变自身的重力来实现上浮和下沉的，故B错误；
C．已知水密度ρ水＝1.0×103kg/m3，下潜的最大潜深h＝350m，故094型核潜艇能够承受的最大压强约为
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×350m＝3.5×106Pa
故C错误；
D．094型核潜艇潜入水下航行时受到的浮力
F浮＝G排＝m排g＝10000×103kg×10N/kg＝108N
故D正确。
故选D。
4．B
【详解】ACD．水能、风能、地热能都能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故ACD不符合题意；
B．煤炭消耗后，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B符合题意。
故选B。
5．B
【详解】A．空间站中的“太空教师”都在漂浮着是因为人在空间站没有重力，故A错误；
B．电磁波可以传递信息且能够在真空中传播，“太空教师”与地面互动是通过电磁波实现信息交换的，故B正确；
C．太阳能可以从自然界中源源不断的得到，属于可再生能源，故C错误；
D．为了减少质量、保温，空间站的外壳使用密度小、耐温性好的新材料，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】A．物理学家汤姆生发现了电子，从而揭示了原子是有结构的，原子可以分为原子核和核外电子，故A正确；
B．在夸克、质子和原子中，尺度最大的是原子，故B错误；
C．固体很难被压缩，表明固体分子间存在斥力；同时固体也难以被拉伸，说明分子之间存在引力，故C错误；
D．银河系中有很多像太阳一样的恒星。太阳不是宇宙的中心，地球是太阳的一颗行星，故D错误。
故选A。
7．A
【详解】A．短期内在自然界中能够得到补充的能源是可再生能源，水能是可再生能源，故A错误，符合题意；
B．因为在水电站发电的过程中，存在能量损失，水电站的发电效率一定低于，故B正确，不符合题意；
C．水奔涌而下的过程中，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，故C正确，不符合题意；
D．因为液体的压强随深度的增加而增大，所以拦河大坝设计成“上窄下宽”是由于深度越大，液体压强越大，故D正确，不符合题意。
故选。
8．A
【详解】A．核能包括核裂变和核聚变。核电站是利用核裂变释放能量来发电的，故A正确；
B．超导材料的电阻为零，超导体材料不可用于制作白炽灯泡的灯丝，故B错误；
C．电磁波可以在真空中传播，故C错误；
D．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上经多次反射后在另一端放射出来，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】A．我国海域深处蕴藏大量主要成分为甲烷的“可燃冰”，可燃冰在短时间内不能再生，属于不可再生能源，故A错误；
B．“华龙一号”第三代核电站是利用核裂变的可控链式反应释放出的能量来发电的，故B错误；
C．节能光源LED灯的核心元件是发光二极管，发光二极管的主要材料是半导体，具有单向导电性，故C正确；
D．使用光纤通信携带的信息量更太，主要是由于光纤内光的频率比无线电波高，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】A．电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，故A错误；
B．“天和号”的太阳能“帆板”接收的太阳能来自于太阳内部时刻发生的是核聚变反应，故B错误；
C．“天和号”的太阳能“帆板”可将太阳能转化为电能，故C错误；
D．电磁波可以传递信息且能在真空中传播，“天和号”核心舱升入太空后，与地面是通过电磁波联系的，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】A．地球上天然气的储量是有限的，随着开采会逐渐枯竭，是不可再生能源，故A错误；
B．核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故B错误；
C．手机是利用电磁波进行信息传输的，故C正确；
D．制造二极管的材料主要是半导体，故D错误。
故选C。
12．C
【详解】A．保险丝要用电阻较大、熔点较低的材料制成，超导材料没有电阻，不可用来制作保险丝，故A错误；
B．光纤通信利用光的反射原理对激光进行传输，不是折射，故B错误；
C．各类卫星都是通过电磁波来传递信息的，北斗也不例外，故C正确；
D．核燃料用一些少一些，不会在短时间内得到补充，核能不是不可再生能源，故D错误。
故选C。
13．D
【详解】煤炭、汽油在空间站不能得到及时补充，太空中又不能利用地热能；太空中可以利用太阳能，又能不断得到补充，所以空间站工作时，消耗的能源主要来自于太阳能，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
14．D
【详解】A．核电站主要应用核裂变释放出的能量来进行发电，故A错误；
B．我国空间站上的新型硅光电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，故是将太阳能转化为电能的装置，故B错误；
C．奋斗者号从海底抓取的岩石样本回到海面后，由于样本所含物质的多少没有变化，所以质量不变，故C错误；
D．我国白鹤滩水电站中的发电机组是机械能转化为电能的装置，它是利用电磁感应原理工作的，故D正确。
故选D。
15．B
【详解】A．太空电站在地球同步轨道上，像同步卫星一样相对于地球是静止的，故A正确，不符合题意；
B．核反应分为核聚变和核裂变，太阳能是太阳内部氢原子聚变时释放出的能量，故B错误，符合题意；
C．电磁波是一个大家族，微波是也电磁波的一种，故C正确，不符合题意；
D．能源可分为可再生能源和不可再生能源，太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源，故D正确，不符合题意。
故选B。
16．C
【详解】A．汽油和柴油都是由石油提炼而来，消耗后短时间内不会再生，都属于不可再生能源，故A错误；
B．燃料完全燃烧放出的热量等于实际放出的热量加上因未完全燃烧损失的能量
故B错误；
C．汽油机的做功冲程高温高压的燃气对活塞做功，主要将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能，故C正确；
D．热值是燃料的一种性质，与燃料的种类有关，是一个固定值；燃料充分燃烧，可以提高热机的效率，故D错误。
故选C。
17．D
【详解】太阳是太阳系中的一个恒星，地球是太阳的一个行星，足球是由物质组成的，相对地球非常小，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和电子组成的，所以空间尺度最小的是原子核。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
18． 不可再生 运动 电磁波
【详解】[1]歼20发动机使用的石油燃料是不能够从自然界源源不断获得或不可重复利用的能源是不可再生能源。
[2]歼20离地起飞，以地面为参照物飞机的位置发生变化，飞机是运动的。
[3]电磁波能够传递信息，可以在真空中传播，歼20飞行员与地面指挥中心通过电磁波传递信息。
19． 35 光 机械
【详解】[1]已知复兴号的最高速度为350km/h，运行的时间为
6min=0.1h
则这段时间内复兴号通过的路程为
s=vt=350km/h×0.1h=35km
[2]光伏发电设备工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。
[3]风力发电机是利用风力带动线圈转动，从而将线圈获得的机械能转化为电能。
20． 核聚变 核能 机械能
【详解】[1]“东方超环”的反应原理与太阳类似，太阳获得能量的原理是核聚变，则“东方超环”的原理是核聚变。
[2][3]由图2可知，核电站的能量流程为：核反应堆将核能转化为内能，内能通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
21． 复色光 一次 凸 反射
【详解】[1]太阳光是由各种色光混合成的，属于复色光。
[2]太阳能可以直接从自然界中获得，故属于一次能源。
[3]系统中的透镜能对光线进行会聚，凸透镜对光具有会聚作用。
[4]由图可得，光在光导纤维内部发生了反射。
22． 可再生 光热转化 60
【详解】（1）[1][2]根据能源的定义可知，太阳能属于可再生能源。某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过光热转化方式直接利用太阳能的。
（2）[3]太阳能热水器6h接收到的太阳能为
被真空管吸收的热量为
根据
可得
23． 可再生 裂变 超导材料
【详解】[1][2]水力发电、风力发电消耗的能源——水能、风能可以在自然界里源源不断地得到，都属可再生能源，核电站是利用原子核裂变释放的能量来发电的。
[3]超导材料电阻为零，有电流通过时不会发热，为减少远距离输电中的电能损失，超导材料的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
24． 聚 可 化学能
【详解】[1]太阳内部一直发生着核聚变，并释放大量的能量。
[2]可再生能源是可以源源不断地从自然界获得的能源，太阳能属于可再生能源。
[3]蓄电池供电时，将化学能转化为电能。给电池充电时，电能转化为化学能储存在电池中。
25． 电磁波 半导体 聚
【详解】[1] [2] [3]卫星依靠发射和接收电磁波信号传递信息的。卫星上的太阳能电池板由半导体材料制成，卫星所获取的太阳能是太阳内部的氢原子核在超高温条件下发生核聚变释放出的。
26． 2.52×107J 5.04×106J 安全、节能、环保
【详解】解：（1）根据密度公式，水的质量
m水=ρV=1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3=100kg
水吸收的热量
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×60℃=2.52×107J
（2）热水器平均1h所接收的太阳能
（3）使用太阳能的优点：安全、节能、环保。
答：（1）热水器中的水需吸收的热量是2.52×107J；
（2）热水器平均1h所接收的太阳能约为5.04×106J；
（3）使用太阳能的优点：安全、节能、环保。
27． 12 并 节能、环保 120 C
【详解】（1）[1][2]12W的发光二极管与100W的白炽灯泡亮度相当；所以12只发光二极管正常发光效果与1200W的白炽灯泡亮度相当，这12只发光二极管正常发光，所以它们并联。
[3]12W的发光二极管与100W的白炽灯泡亮度相当，所以这种发光二极管电能转化成光能的效率高；同时它利用了风能和太阳能这些新能源，这些新能源非常环保。
（2）[4]蓄电池的电能增加了5.76×106J，由得，风力发电机发电为
W电机=P电机t=40W×10×3600s=1.44×106J
太阳能电池板发电
W太阳能=W-W电机=5.76×106J-1.44×106J=4.32×106J
所以发电功率
（3）[5]AB．一切物体都有内能，所以当无风时和当温度为0℃时，都有内能，故AB错误；
C．白天太阳能电池板产生的电能转化成化学能储存在蓄电池里，故C正确；
D．夜晚有风时，风力发电产生的电能用来照明和储存在蓄电池里，故D错误。
故选C。
