第二十二章单元检测卷B卷（人教版）
九年级 物理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．测试范围：人教版九年级全一册第二十二章：能源与可持续发展。
第Ⅰ卷
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．（2023·湖北恩施·模拟预测）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．光纤通信是利用光在内壁上多次折射来传递信息的
B．制作手机芯片的主要材料是半导体
C．风能、地热能和核能都来源于太阳能
D．热水壶的手柄常用胶木制作，是因为胶木的导热性好
2．（2023·江苏宿迁·中考真题）我国科学技术迅猛发展，在信息、能源和材料等领域取得了辉煌的成续，下列说法正确的是（ ）
A．我国白鹤滩水电站中的发电机是利用电磁感应原理发电的
B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板主要将电能转化为太阳能
C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源
D．现在我国已建成的核电站主要是利用核聚变释放能量，核能属于可再生能源
3．（2023·云南师范大学实验中学三模）下列有关材料、能量、信息说法中，正确的是（ ）
A．风能和核能都属于可再生能源
B．利用半导体材料可制成二极管、三极管
C．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快
D．汽油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能
4．（2023·辽宁锦州·中考真题）目前我国在能源、材料和航天等领域都取得了巨大成就。下列说法正确的是（ ）
A．核能和地热能都是可再生能源
B．半导体是制造集成电路的重要材料
C．地面控制中心通过超声波与空间站中的航天员通信
D．空间站上太阳能电池板将太阳能转化为内能
5．（2023·江苏泰州·中考真题）下列能源中，属于非清洁能源的是（ ）
A．风能 B．煤炭 C．水能 D．太阳能
6．（ 2023·江苏·镇江第一外国语学校九年级）如图所示，水平路面由三段粗糙程度不同的区域组成。物块（体积忽略不计）在的水平拉力作用下从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块运动的图像，下列说法正确的是（ ）
A．区域①路面的粗糙程度比区域②路面的粗糙程度大
B．物块在区域①路面上所受的摩擦力等于
C．在区域③中运动的距离要比区域②中长
D．在区域③，最终物块只有一部分机械能转化为内能
7．（2023·全国·九年级单元测试）电视机、微波炉等家用电器给我们的生活带来了许多便利，微波炉使用的电磁波波长很短，但比电视机遥控器所用的波长要长些，下列电磁波成分中波长最短的是（ ）
A．γ射线 B．可见光
C．红外线 D．无线电波
8．（2023·全国·九年级专题练习）下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（ ）
A．在自然界中不是所有能量都能利用
B．能量的利用是有条件的，也是有代价的
C．不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反
D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力
9．（2023·全国·九年级专题练习）下列关于核能的说法中正确的是（ ）
A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生聚变
10．（2023·北京八十中九年级期中）普通白炽灯正常工作时消耗的电能有90％因发热而损失，而新型的LED灯（发光二极管）发光时几乎不发热，从而减小了电能的损失，成为科技创新的重要领域之一。下面有关普通白炽灯和LED灯工作过程的比较说法不正确的是（ ）
A．普通白炽灯正常工作时消耗的电能转化为光能和机械能
B．LED灯的发光原理是由电能直接转化为光能
C．普通白炽灯正常工作时消耗的电能主要转化为光能
D．LED灯提高了电能转化为光能的效率，有利于节约能源
第Ⅱ卷
二、填空题。（每空1分，共22分）
11．（2023·江苏泰州·模拟预测）如图所示，是汽油机工作循环中的 ___________冲程，汽油机通常用水来作为冷却剂，是因为水具有 ___________的特性，若该汽油机每分钟做功1200次，则飞轮的转速为 ___________r/s。热机的燃料通常有汽油、柴油或天然气，它们都属于 ___________（可再生/不可再生）能源。汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 ___________的方式增加物体内能的，散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有 ___________性。
12．（2023·辽宁营口·模拟预测）神舟载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳，当航天员意外漂离轨道舱时，可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间_____的原理。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生_____（填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。制作手机芯片的核心材料是_____（填“导体”“半导体”或“超导”）材料。
13．（2023·江苏·南京师范大学附属中学树人学校模拟预测）能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、水能、⑤核能、⑥太阳能等，属于不可再生能源的有___________（填序号）；其中天然气是目前家庭中常用的能源，完全燃烧天然气释放的热量，若这些热量的被水吸收，可以将的水由加热到___________。[ ，]
14．（2023·四川南充·二模）核电站的核反应堆中发生的是核___________（选填“裂变”或“聚变”），若1kg铀原子核完全反应释放的能量相当于完全燃烧2400t煤释放的能量，则70g铀核完全反应可使___________kg的水温度升高80℃（煤的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），不考虑能量损失）。
15．（2023·上海·九年级）汽车已进入寻常百姓家中，汽车主要以汽油为燃料，汽油属于______（可再生/不可再生）能源。若某汽油机飞轮转速为20r/s的汽车，在水平路面上行驶，则在1min内汽油机完成______个工作循环，对外做功______次；若汽车行驶过程中消耗汽油2kg，则这些汽油完全燃烧能放出______J的热量。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
16．（ 2023·江苏南通·一模）如图所示是我国开始启动研制的一款高速飞行列车，时速可达4000km/h。它利用同名磁极相互______的原理使得列车脱离地面，在低压真空仓内高速飞行，在真空仓的上表面分布有由______（填“半导体”或“超导体”）材料制成的硅光电池板，将光能转化为______为列车提供动力能源、硅光电池板产生的电能属于二次能源。
17．（ 2023·江苏·九年级专题练习）有一种利用太阳能电源工作的新型动力车，它上面的太阳能板接收太阳辐射的能量，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）太阳能属于_______（选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）电动机正常工作时，将电能主要转化为_______能。
三、综合题（共38分）
18．(8分)（2023·黑龙江牡丹江·三模）【阅读材料，回答问题】
2022年6月25日，我国自主发现的平均水深最深、勘探开发难度最大的海上超深水大气田“深海一号”正式投产通气，它的投产意味着我国海洋石油勘探开发能力实现了由300米到1500米超深水的历史性跨越。在大气田上矗立着“深海一号”能源站，气田通过能源站进行生产，它是世界首座十万吨级深水半潜式生产储油平台，排水量11万立方米，能源站总重量达5.3万吨，排水量相当于两艘辽宁舰。目前已经探明储量超千亿方，最大井深4000米以上，最大水深超过1500米。在1500多米的深海之中，由海洋生物遗体分解产生的天然气，就是被这座能源站处理达标后，顺着海底管线呼啸着游向粤港澳大湾区以及南海等地的千家万户，主要用于发电和城市燃气。
（1）天然气属于下列哪一类能源___________
A．一次能源 B．可再生能源 C．新能源
理由是___________；
（2）利用天然气发电过程中的能量转化情况是：___________；
（3）海下1500m深处，海水压强的大小相当于___________个标准大气压。（海水的密度取、标准大气压取）
19．(8分)（2023·江苏南京·二模）如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车。它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）太阳能是一种 ______能源，电池将太阳能转化为电能的效率是 ______；
（2）若电动机正常工作时，将电能转化机械能的转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是 ______m/s；
（3）上述电动机正常工作42min，损耗的能量全部被初温25℃、质量6kg的水吸收，则水升高的温度为 ______。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
20．(12分)（2023·新疆·中考真题）中国“人造太阳”——大型核实验装置（ EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。
（1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式___________（填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电___________（填“引”或“斥”）力。 在利用核能过程中，能量的转移和转化具有___________（填“ 方向”或“可逆”）性。
（2）EAST装置中，超导线圈中的强大___________（ 填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核___________（填“做功”或“不做功”），该过程___________（填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。
21．(10分)（2023·新疆·乌鲁木齐市第136中学九年级期末）早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，从而基本保证发电功率稳定。
（1）风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的_______倍。光伏功率和光的辐射量有关，单位面积光能的功率叫光的辐射量， 其单位是_______；
（2）用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1，光伏功率为 P2，当 P1+P2= _______时， 用电器正常工作。如图是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线，在_______（选填“9”或“11”） 点钟左右，光伏功率最大。对于额定功率为 1kW的用电器，在13点～ 16点这段时间里，风光互补发的电 _______（选填“能”或“不能”）满足其工作。第二十二章单元检测卷B卷（人教版）
九年级全一册 物理·全解全析
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．（2023·湖北恩施·模拟预测）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．光纤通信是利用光在内壁上多次折射来传递信息的
B．制作手机芯片的主要材料是半导体
C．风能、地热能和核能都来源于太阳能
D．热水壶的手柄常用胶木制作，是因为胶木的导热性好
【答案】B
【解析】A．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，故A错误；
B．手机芯片主要由硅物质组成，硅物质属于半导体，故B正确；
C．风能是因为地球上的空气吸收了太阳的能量形成的，即风能来源于太阳能；地热能来源于地球内部，核能来源于核反应时原子核释放的能量，所以地热能和核能不是来源于太阳能，故C错误；
D．热水壶的手柄是用来防止人的手被烫到，之所以用胶木做，就是因为胶木的导热性差，如果手柄上的胶木掉了，由于金属的导热性非常好，手就会被烫到，故D错误。
故选B。
2．（2023·江苏宿迁·中考真题）我国科学技术迅猛发展，在信息、能源和材料等领域取得了辉煌的成续，下列说法正确的是（ ）
A．我国白鹤滩水电站中的发电机是利用电磁感应原理发电的
B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板主要将电能转化为太阳能
C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源
D．现在我国已建成的核电站主要是利用核聚变释放能量，核能属于可再生能源
【答案】A
【解析】A．水利发电机是利用电磁感应原理发电的，在发电过程中将机械能转化为电能，故A正确；
B．新型硅光电池板主要将太阳能转化为电能，故B错误；
C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，有些能量以某种形式存在时我们无法利用，因此需要节约能源，故C错误；
D．我国已建成的核电站主要是利用核裂变释放能量，核能属于不可再生能源，故D错误。
故选A。
3．（2023·云南师范大学实验中学三模）下列有关材料、能量、信息说法中，正确的是（ ）
A．风能和核能都属于可再生能源
B．利用半导体材料可制成二极管、三极管
C．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快
D．汽油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能
【答案】B
【解析】A．风能可以从自然界中源源不断地获得，属于可再生能源，核能不能从自然界中源源不断地获得，属于不可再生能源，故A错误；
B．二极管、三极管都是由半导体材料锗、硅等制作而成的，故B正确；
C．5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是3×108m/s，故C错误；
D．四冲程汽油机在压缩冲程中是将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，故D错误。
故选B。
4．（2023·辽宁锦州·中考真题）目前我国在能源、材料和航天等领域都取得了巨大成就。下列说法正确的是（ ）
A．核能和地热能都是可再生能源
B．半导体是制造集成电路的重要材料
C．地面控制中心通过超声波与空间站中的航天员通信
D．空间站上太阳能电池板将太阳能转化为内能
【答案】B
【解析】A．核能在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，而地热能是可再生能源，故A错误；
B．集成电路是由二极管、三极管和电阻、电容等元件直接做在硅单晶片上，所以半导体是制造集成电路的重要材料，故B正确；
C．超声波是声波，声音不能在真空中传播，空间站与地面间有真空，所以不能通过超声波传递信息，要靠电磁波来传递信息，故C错误；
D．空间站上太阳能电池板将太阳能转化为电能，故D错误。
故选B。
5．（2023·江苏泰州·中考真题）下列能源中，属于非清洁能源的是（ ）
A．风能 B．煤炭 C．水能 D．太阳能
【答案】B
【解析】风能，水能，太阳能使用时不排放污染物，能够直接用于生产生活，它们属于清洁能源，煤炭使用时产生大量污染物污染环境，是非清洁能源，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．（ 2023·江苏·镇江第一外国语学校九年级）如图所示，水平路面由三段粗糙程度不同的区域组成。物块（体积忽略不计）在的水平拉力作用下从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块运动的图像，下列说法正确的是（ ）
A．区域①路面的粗糙程度比区域②路面的粗糙程度大
B．物块在区域①路面上所受的摩擦力等于
C．在区域③中运动的距离要比区域②中长
D．在区域③，最终物块只有一部分机械能转化为内能
【答案】C
【解析】AB．物块运动时，在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力的作用；由题目和图像可知，物块在0~2s内在区域①内做加速运动，此时的拉力要大于摩擦力；在2~3s内在区域②内在做匀速运动，则拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相同，摩擦力为2N；由于滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力大小不变，由于拉力大小一直不变，所以区域①路面的粗糙程度比区域②路面的粗糙程度小，故AB错误；
C．由图可知，物体在2~3s内通过的路程是
在区域③中运动的距离
故C正确；
D．由图可知，物块在区域③内做减速运动拉力F=0，物块在摩擦力的作用下速度减为0，所以物块的机械能全部转化为内能，故D错误。
故选C。
7．（2023·全国·九年级单元测试）电视机、微波炉等家用电器给我们的生活带来了许多便利，微波炉使用的电磁波波长很短，但比电视机遥控器所用的波长要长些，下列电磁波成分中波长最短的是（ ）
A．γ射线 B．可见光
C．红外线 D．无线电波
【答案】A
【解析】电视机遥控器所用的电磁波为红外线，比电视机遥控器所用的波长要长些；
电磁波谱（波长从大到小的顺序）：无线电波，红外线，可见光，紫外线，x射线，γ射线，波长最短的是γ射线。
故选A。
【点睛】要了解电磁波谱的排列情况，依照波长的长短、频率的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽马射线。
8．（2023·全国·九年级专题练习）下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（ ）
A．在自然界中不是所有能量都能利用
B．能量的利用是有条件的，也是有代价的
C．不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反
D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力
【答案】D
【解析】A. 因为能量的转移和转化具有方向性，在自然界中不是所有能量都能利用，如海水的内能无法利用，故A正确；
B. 能量的利用是有条件的，也是有代价的，如内能的转移只能由高温物体到低温物体，且传统能量的使用造成了环境的严重污染，故B正确；
C. 热传递的唯一条件是存在温度差，所以不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反，故C正确；
D. 汽车刹车时，车的动能转化为内能，但这些内能不能再收集起来利用，说明能量的转化具有方向性，故D错误。
故选D。
【点睛】理解能的转移、转化及能量守恒的规律，虽然能的总量不变，但由于能量的转移和转化具有方向性，使用过后的能量不能再自发的回到原来的形式再次利用。
9．（2023·全国·九年级专题练习）下列关于核能的说法中正确的是（ ）
A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生聚变
【答案】B
【解析】A．核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量只有当原子核发生改变--裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化，故A错误；
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变，故B正确；
C．原子弹是利用核裂变原理，氢弹是核聚变，故C错误；
D．宇宙中的恒星，在其生命的大部分时间里，都在进行着核聚变，特别氢核的聚变，是恒星释放能量的主要形式，故D错误。
故选B。
10．（2023·北京八十中九年级期中）普通白炽灯正常工作时消耗的电能有90％因发热而损失，而新型的LED灯（发光二极管）发光时几乎不发热，从而减小了电能的损失，成为科技创新的重要领域之一。下面有关普通白炽灯和LED灯工作过程的比较说法不正确的是（ ）
A．普通白炽灯正常工作时消耗的电能转化为光能和机械能
B．LED灯的发光原理是由电能直接转化为光能
C．普通白炽灯正常工作时消耗的电能主要转化为光能
D．LED灯提高了电能转化为光能的效率，有利于节约能源
【答案】C
【解析】AC．白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。大部分白炽灯会把消耗能量中的90%转化成无用的热能，只少于10%的能量会成为光，所以普通白炽灯正常工作时消耗的电能主要转化为热能，故AC说法错误，符合题意；
BD．新型的LED灯（发光二极管）发光时几乎不发热，将电能直接转化为光能，提高了电能转化为光能的效率，有利于节约能源，故BD说法正确，不符合题意。
故选AC。
第Ⅱ卷
二、填空题。（每空1分，共22分）
11．（2023·江苏泰州·模拟预测）如图所示，是汽油机工作循环中的 ___________冲程，汽油机通常用水来作为冷却剂，是因为水具有 ___________的特性，若该汽油机每分钟做功1200次，则飞轮的转速为 ___________r/s。热机的燃料通常有汽油、柴油或天然气，它们都属于 ___________（可再生/不可再生）能源。汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 ___________的方式增加物体内能的，散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有 ___________性。
【答案】 压缩 比热容大 40 不可再生 做功 方向
【解析】[1]如图所示，活塞向上运动，吸气门关闭，排气门关闭，是汽油机工作循环中的压缩冲程。
[2]汽油机通常用水来作为冷却剂，是因为水具有比热容大的属性，在质量、初温相同条件下，温度升高1摄氏度可以吸收更多的热量。
[3]若该汽油机每分钟做功1200次，则每秒做功20次，飞轮转动两转对外做功1次，则飞轮的转速为40r/s。
[4] 风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，把它们称为可再生能源。化石能源、核能等能源会越用用越少，不能在短期内从自然界得到补充，称为不可再生能源。热机的燃料通常有汽油、柴油或天然气，它们都属于不可再生能源。
[5]改变内能的方法有做功和热传递，汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过做功的方式增加物体内能的。
[6]能量的转化和转移具有方向性，因此散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车。
12．（2023·辽宁营口·模拟预测）神舟载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳，当航天员意外漂离轨道舱时，可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间_____的原理。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生_____（填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。制作手机芯片的核心材料是_____（填“导体”“半导体”或“超导”）材料。
【答案】 力的作用是相互 聚变 半导体
【解析】[1]出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳，当航天员意外漂离轨道舱时，可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间力的作用是相互的原理。
[2]空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生聚变释放出的核能。
[3]制作手机芯片的核心材料是硅等物质，属于半导体材料。
13．（2023·江苏·南京师范大学附属中学树人学校模拟预测）能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、水能、⑤核能、⑥太阳能等，属于不可再生能源的有___________（填序号）；其中天然气是目前家庭中常用的能源，完全燃烧天然气释放的热量，若这些热量的被水吸收，可以将的水由加热到___________。[ ，]
【答案】 ①②⑤
【解析】[1]①煤、天然气、核能等一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源；③风能、水能、⑥太阳能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。
[2]完全燃烧天然气释放的热量
由题知，水吸收的热量
由可知，水升高的温度
由
可知，水的末温
14．（2023·四川南充·二模）核电站的核反应堆中发生的是核___________（选填“裂变”或“聚变”），若1kg铀原子核完全反应释放的能量相当于完全燃烧2400t煤释放的能量，则70g铀核完全反应可使___________kg的水温度升高80℃（煤的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），不考虑能量损失）。
【答案】 裂变 1.5×107
【解析】[1]核电站是利用可控的核裂变进行发电的。
[2]若1kg铀原子核全部裂变所产生的能量相当于完全燃烧2400t煤，70g=0.07kg铀核全部反应放出的热量相当于0.07×2400t=168t煤释放的能量
Q放=mq=168×103kg×3×107J/kg=5.04×1012J
水吸收的能量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×m×80℃
根据热平衡可知
Q吸=Q放
可得
4.2×103J/(kg ℃)×m×80℃=5.04×1012J
解得
m=1.5×107kg
15．（2023·上海·九年级）汽车已进入寻常百姓家中，汽车主要以汽油为燃料，汽油属于______（可再生/不可再生）能源。若某汽油机飞轮转速为20r/s的汽车，在水平路面上行驶，则在1min内汽油机完成______个工作循环，对外做功______次；若汽车行驶过程中消耗汽油2kg，则这些汽油完全燃烧能放出______J的热量。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
【答案】 不可再生 600 600 9.2×107
【解析】[1]汽油是一种化石能源，故在短期内无法再生，是不可再生能源。
[2]汽油机飞轮的转速为20r/s，则在1min内转动的圈数是
20×60=1200转
因为四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，所以此时共完成冲程
1200×2=2400个
由于1个工作循环中包括4个冲程，所以完成工作循环
个
[3]由于1个工作循环中对外做功1次，所以600个工作循环对外做功600次。
[4] 2kg汽油完全燃烧产生的热量为
Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J
16．（ 2023·江苏南通·一模）如图所示是我国开始启动研制的一款高速飞行列车，时速可达4000km/h。它利用同名磁极相互______的原理使得列车脱离地面，在低压真空仓内高速飞行，在真空仓的上表面分布有由______（填“半导体”或“超导体”）材料制成的硅光电池板，将光能转化为______为列车提供动力能源、硅光电池板产生的电能属于二次能源。
【答案】 排斥 半导体 电能
【解析】[1]磁悬浮列车的原理是同名磁极相互排斥。
[2]硅是一种半导体材料，硅光电池板是由半导体材料制成的。
[3]高速飞行列车是靠电能提供动力的，所以硅光电池板，将光能转化为电能。
17．（ 2023·江苏·九年级专题练习）有一种利用太阳能电源工作的新型动力车，它上面的太阳能板接收太阳辐射的能量，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）太阳能属于_______（选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）电动机正常工作时，将电能主要转化为_______能。
【答案】 可 机械
【解析】(1)[1]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。
(2)[2]电动机工作时的能量转化是把电能转化为机械能。
三、综合题（共38分）
18．(8分)（2023·黑龙江牡丹江·三模）【阅读材料，回答问题】
2022年6月25日，我国自主发现的平均水深最深、勘探开发难度最大的海上超深水大气田“深海一号”正式投产通气，它的投产意味着我国海洋石油勘探开发能力实现了由300米到1500米超深水的历史性跨越。在大气田上矗立着“深海一号”能源站，气田通过能源站进行生产，它是世界首座十万吨级深水半潜式生产储油平台，排水量11万立方米，能源站总重量达5.3万吨，排水量相当于两艘辽宁舰。目前已经探明储量超千亿方，最大井深4000米以上，最大水深超过1500米。在1500多米的深海之中，由海洋生物遗体分解产生的天然气，就是被这座能源站处理达标后，顺着海底管线呼啸着游向粤港澳大湾区以及南海等地的千家万户，主要用于发电和城市燃气。
（1）天然气属于下列哪一类能源___________
A．一次能源 B．可再生能源 C．新能源
理由是___________；
（2）利用天然气发电过程中的能量转化情况是：___________；
（3）海下1500m深处，海水压强的大小相当于___________个标准大气压。（海水的密度取、标准大气压取）
【答案】 A 见解析 化学能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能 150
【解析】（1）[1]能源可以从两个方面进行分类，一是分为可再生能源和不可再生能源，可再生能源是指短时间内可以再生或者取之不尽用之不竭的能源，比如风能、太阳能、潮汐能、地热能等；不可再生能源是指有限的，且在相当长时期内无法再生的能源，比如化石燃料、核能等。二是可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指直接从大自然获得的能源，比如化石燃料、风能；二次能源是指一次能源通过转化得来的能源，比如电能。天然气属于一次能源、不可再生能源。
故选A。
[2]天然气是直接从自然中获得的，未经能量转化，且短时间内无法再生。
（2）[3]天然气具有化学能，天然气燃烧将化学能转化为内能，内能通过热机转化为机械能，机械能通过发电机转化为电能。
（3）[4]已知海水深度，密度 ，则此处海水的压强
标准大气压，两者之比为
故此处水压相当于150个标准大气压。
19．(8分)（2023·江苏南京·二模）如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车。它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）太阳能是一种 ______能源，电池将太阳能转化为电能的效率是 ______；
（2）若电动机正常工作时，将电能转化机械能的转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是 ______m/s；
（3）上述电动机正常工作42min，损耗的能量全部被初温25℃、质量6kg的水吸收，则水升高的温度为 ______。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】 可再生 15% 6.4 24℃
【解析】（1）[1]太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源。
[2]由题可知，太阳能电池1s输出的电能为
W＝UIt＝120V×10A×1s＝1200J
太阳能电池板1s接收的能量为
E＝1000J/（m2 s）×8m2×1s＝8000J
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为
（2）[3]电动机工作时主要将电能转化为机械能，若转化效率是80%，则1s转化成的机械能为
W机＝W η＝1200J×80%＝960J
输出功率为
因为做匀速直线运动， 因为P＝Fv，所以该车匀速行驶的速度为
（3）[4]电动机正常工作42min消耗的电能
W′＝UIt′＝120V×10A×42×60s＝3.024×106J
将电能转化机械能时损耗的能量
W损＝（1﹣80%）W′＝20%×3.024×106J＝6.048×105J
根据题意可知，水吸收的热量
Q吸＝W损＝6.048×105J
由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度
20．(12分)（2023·新疆·中考真题）中国“人造太阳”——大型核实验装置（ EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。
（1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式___________（填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电___________（填“引”或“斥”）力。 在利用核能过程中，能量的转移和转化具有___________（填“ 方向”或“可逆”）性。
（2）EAST装置中，超导线圈中的强大___________（ 填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核___________（填“做功”或“不做功”），该过程___________（填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。
【答案】 不同 斥力 方向 电流 不做功 能
【解析】（1）[1]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。与氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核的核聚变方式不同。
[2]由于同种电荷相互排斥，故带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电斥力。
[3]能量转化具有方向性，在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，所以我们要节约能源。
（2）[4]奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场，EAST装置中，超导线圈中的强大电流产生强磁场，强磁场产生强磁力约束氘、氚原子核在真空室的环形轨道内运动。
[5]由材料知，氘、氚原子核运动方向始终与磁力方向垂直，没有在磁力方向上移动距离，故磁力对氘、氚原子核不做功。
[6]氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向时刻在变化，故该过程能说明磁力可以改变物体的运动状态。
21．(10分)（2023·新疆·乌鲁木齐市第136中学九年级期末）早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，从而基本保证发电功率稳定。
（1）风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的_______倍。光伏功率和光的辐射量有关，单位面积光能的功率叫光的辐射量， 其单位是_______；
（2）用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1，光伏功率为 P2，当 P1+P2= _______时， 用电器正常工作。如图是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线，在_______（选填“9”或“11”） 点钟左右，光伏功率最大。对于额定功率为 1kW的用电器，在13点～ 16点这段时间里，风光互补发的电 _______（选填“能”或“不能”）满足其工作。
【答案】 8 W/m2 P 11 能
【解析】（1）[1] 风机功率和风速的三次方成正比，则可得
P风=kv3
当风速变为原来的两倍时
P风′=k(2v)3=8kv3
因此，风速加倍，其功率增加到原来的8倍。
[2]功率的单位是瓦特(W)，面积的单位是平方米(m2)，故光辐射量的单位是W/m2。
（2）[3]用电器正常工作时，总功率等于风机功率和光伏功率的和，即
P=P1+P2
[4] 由图像可知，11点钟左右，光伏功率最大。
[5]我们把13点～16点期间，某一时刻图像上的风机功率和光伏功率加起来就是可以提供的总功率，观察图像可知这段时间里，风光互补发的电可以满足工作需要。
