《第18章 能源与可持续发展》单元测试卷
一、单选题
1．氢弹和原子弹区别在于
A．氢弹是核聚变反应，原子弹是核裂变反应
B．氢弹释放能量比原子弹少
C．氢弹是可控反应，原子弹是不可控反应
D．氢弹爆炸所需的温度比原子弹低
2．承担发射任务的火箭顶部有一个标志性装置——逃逸塔，逃逸过程如图所示。一旦出现意外，逃逸塔的发动机会按指令点火工作，瞬间产生巨大推力，逃逸塔将带着轨道舱和返回舱加速与火箭分离，再借助于降落伞安全着陆，帮助飞船上的航天员脱离险境。若火箭顺利升空，逃逸塔完成飞船发射阶段的护航使命后，会自行与箭体分离。下列说法正确的是（ ）
A．发动机产生的推力是将燃料的化学能直接转化为机械能
B．逃逸塔带着航天员逃逸过程中动能不断增大
C．逃逸塔与箭体分离时，相对于火箭是静止的
D．逃逸塔弹射后，其表面与空气摩擦，内能增大
3．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．天然气属于可再生能源 B．芯片由超导材料制成
C．光纤利用电流传递信息 D．核电站利用核裂变发电
4．如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是
A． 由滑梯上滑下臀部有灼热感
B． 水蒸气将软木塞冲出去
C． 钻木取火
D． 搓手取暖
5．下列说法正确的是（ ）
A．热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
B．机械效率、热机效率本质都是能量转化效率
C．5G手机与4G手机发射的电磁波在同一区域内传播的速度不同
D．目前核电站是利用核聚变发电的，核废料的放射性会造成环境污染
6．2019年4月30日，云南省政府新闻办发布消息，我省33个贫困县（市、区)达到脱贫标准，退出了贫困序列．脱贫过程中许多村镇安装了“肩扛太阳能电池板，头顶小风扇”的新能源路灯．下列说法正确的是
A．小风扇的作用是为太阳能电池板散热
B．太阳能电池板把太阳能转化成了小风扇的机械能
C．这种新能源路灯是集太阳能发电和风力发电为一体的发电用电设备
D．太阳能电池板可以把接收到的太阳能全部转化为电能
7．有关能量守恒定律下列说法错误的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．只要有能的转化和转移，就一定遵循能量守恒定律
C．能量守恒定律是人们认识自然的有力武器
D．任何一种形式的能在转化为其他形式能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能量的总量保持不变
8．下列关于信息、能源和材料的说法中正确的是（ ）
A．太阳能、水能、天然气是可再生能源
B．手机用无线WiFi信号上网是利用电磁波传递信息
C．电动机线圈用超导材料可以实现将电能全部转化为内能
D．现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
二、多选题
9．如图所示，2022年12月20日，世界在建规模最大、综合技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站最后一台百万千瓦机组投产发电，是实施“西电东送”的国家重大工程，下列说法正确的是（ ）
A．利用的水能是清洁的可再生能源 B．利用水能发电有利于减少碳排放
C．利用水发电是因为水的内能较大 D．电能由水转化而来，不需要节约
10．2021年5月22日，我国首次火星探测任务“天问一号”着陆巡视器携带的火星车“祝融号”安全驶离着陆平台，到达火星乌托邦平原表面，开始巡视探测。这意味着中国成为了首个一次完成绕、落、巡三大任务的国家。“祝融号”在巡视的过程中传回大量与火星相关的重要信息。在巡视的过程中（ ）
A．传回地面信息是利用超声波来进行传递的
B．“祝融号”相对于地球是运动的
C．导航定位信号的传播速度与光速大小相等
D．太阳能电池板是将光能转化为电能
三、填空题
11．如图所示，是用燃烧天然气给水加热的情景。它是通过 途径改变水的内能，天然气是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
12．2016年盐城市英语口语测试即将到来，在进行英语听力测试时，各考场的有线扬声器是同时开播，也是同时停播的．它们的连接方式是 联．动圈式扬声器的工作原理是 ．目前，我国核电站只能利用原子核的 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能来发电．
13．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 的属性，若该汽油机每分钟做功3000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。
14．发展核电是我国实施“节能减排，降低热电污染”的重要举措之一，核电站利用核 （裂变/聚变）释放出巨大的能量来发电，核能属于 （可再生/不可再生）能源；如图所示，某同学将导线 ab 向左运动，发现电流计的指针会偏转，若保持导线ab在磁场中静止，电流计指针将 （会/不会）偏转。
15．如图甲是指针式石英电子手表。氧化银电池作为电源，秒脉冲信号送到步进电机（相当于电动机），一秒钟推动步进电机动一次，进而带动秒针走一格，使表针准确地显示时间。指针式石英电子手表的内部简化电路如图乙所示。步进电机把集成电路输出的电能转化成 能；更换电池时必须使用塑料或竹镊子夹取，使用金属镊子易造成 （选填“短路”“断路”或“通路”）；集成电路部分在电路中相当于间歇性工作的 （选填“电源”“用电器”或“开关”）。
四、实验题
16．如图甲所示的共享单车是一种轻便、环保的交通工具，骑行共享单车可缓解交通压力节能减祥，同时还给人们的出行带来方便．小明对共享单车进行观察和研究后发现：
（1）共享单车的电子工作时，需要的电能是由车筐底部的电池板提供的，电池板工作时，把 转化为电能
（2）随着夏季气温的升高，放在烈日下的共享单车的充气轮胎容易被晒爆、轮胎爆裂时的能量转化和汽油机的 冲程的能量转化相同
（3）为了安全骑行共享单车，小明为共享单车设计了一个简化的转向电路，左开关闭合时左侧转向灯发光．右开关闭合时右侧转向灯发光，请你按照要求把图乙所示的实物图连接完整．
( )
（4）在一个阳光明媚的午后，小明在车库的阴暗角落里发现了一辆积满灰尘的共享单车，好心的小明将单车清理干净后却发现电子锁因供电不足而无法打开，聪明的小明想到了非常简单的办法便解决了问题，请你说出他是怎样做的： ．
17．随着工业生产的发展和人们生活水平的提高，煤、石油、天然气等燃料燃烧释放的二氧化碳越来越多，使全球温室效应加剧．许多科学家认为二氧化碳是最主要的温室气体．阳湖中学科技兴趣小组设计了一个实验，探究二氧化碳气体和空气在相同光照情况下升温的快慢．
（1）活动步骤
①选两只 （相同/不同）的透明广口玻璃瓶，并在用来密封广口玻璃瓶口的木塞中间各钻一小孔．
②将装有二氧化碳气体和装有空气的两只广口玻璃瓶都盖上木塞，并在木塞中间的小孔中各插入 ．
③将两只广口玻璃瓶放入冰箱冷藏室一段时间，使两瓶气体的 相同．
④从冰箱中取出两只广口玻璃瓶，放在阳光充足的地方．
⑤每隔3min观察并记录数据（持续观察30min）．
（2）请你在下面空白处设计一个供记录实验数据的表格．
（3）交流
温室效应将导致全球气候逐渐变暖，从而造成海平面上升、热带风暴频发等一系列气象灾害，人类已认识到温室效应加剧的危害，正在制定国际公约以限制温室气体的排放．请你提出一个减少二氧化碳气体排放的合理化建议： ．
五、综合题
18．为了响应“节能减排”的号召，小张家买了一台可装满100kg水的太阳能热水器。
（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生 （选填“裂变”或“聚变”）时释放的能量；太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）小张早晨把太阳能热水器加满水，温度传感器显示水温为18℃，傍晚时水温升高到78℃，则热水器中的水吸收了多少热量？[已知c水=4.2×103J/（kg·℃）]( )
（3）该热水器说明书上介绍，真空管热水器可以把80%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗？小张查阅资料知道，我们中牟1平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J，（或者理解为当地接收太阳能功率为2.5×106 J/（m2·h））。该热水器其接收太阳能的面积为2m2，一天的光照时间按12h，请你计算出该太阳能热水器的效率。( )
19．在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力需求的21%是来自核电．核电站的大体组成如图所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换．
请在下面的空格中填上适当的内容：
（1）从能量的转化与转移来看，发电机直接将 能转化成了电能．
（2）发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为 现象．
（3）核电站的能量来自原子核的 变反应．是 （填“可再生”或“不可再生”）能源．
（4）核电站的核废料具有 性，对环境会造成相当大的危害．能源非常紧缺的今天，“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务，我们要从生活中的点滴做起，为保护人类共同的家园﹣﹣地球，做出一份努力．请就如何做到“节能”或“减排”，简要谈谈你的一个建议： ．
六、计算题
20．现有一款新型油、电两用小轿车，满载时总质量为2×103kg、额定输出功率为50kW．设该车行驶过程中受到的阻力恒为车重的0.1倍，每个轮胎与地面的接触面积为2×10﹣2m2，燃油时能耗利用率约为40%．该车所用汽油的热值约为4.5×107J/kg，g取10N/kg．
（1）该小轿车满载时对水平地面的压强为多少？
（2）该车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度为多大？
（3）若该车以额定功率匀速行驶30min，则它消耗的汽油为多少千克？
21．随着科学技术的进步，太阳能的利用技术日趋成熟，太阳能﹣内能的转换，是目前最普遍的形式，某中学物理STS小组的同学在太阳能的利用方面作了一些探究．
①为了测定地表植物接收太阳能的本领做了如下实验：用一面积为0.1m2的水盆，盛6kg的水，经太阳垂直照射了30min，温度升高了10℃．认定地表植物接收太阳能的能力与水相同．
②同学们还利用太阳能电池板做了一艘环保船，电池板接收太阳能的面积为8m2，它正对太阳能时产生120V的电压，并对船上的电动机提供10A的电流，已知电池板上垂直接收的太阳能为7.5×104J/（min m2）．求：
（1）这盆水吸收的热量是多少？
（2）若每天有效光照6h，则面积为90m2的草坪一天吸收了多少太阳能？
（3）太阳能环保船得到的电功率为多少？这种太阳能电池把太阳能转化成电能的效率为多少．
参考答案：
1．A
【详解】氢弹是原子核的聚变反应，需要比裂变更高的湿度，反应后总质量小于反应前的质量，会释放大量的能量，但目前人类还无法控制其反应速度，不能和平利用；原子弹是原子核的裂变反应，反应会质量也会减小，但产生的能量没有聚变中产生的能量大，不过人类已经和平利用了很多年。故A正确，BCD错误。
故选A。
2．D
【详解】A．发动机产生的推力是将燃料的化学转化为内能，内能对外做功，再转化为机械能，故A错误；
B．逃逸塔带着航天员逃逸过程中，质量不变，速度先变大后变小，动能先变大后变小，故B错误；
C．逃逸塔与箭体分离时，相对于火箭，逃逸塔与火箭之间发生了位置的变化，是运动的，故C错误；
D．逃逸塔弹射后，其表面与空气摩擦，一部分机械能转化为内能，内能增大，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．天然气是化石能源，在地球上的储量是有限的，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源，故A错误；
B．芯片由半导体材料制成，故B错误；
C．光纤通信利用激光传递信息，故C错误；
D．核电站是利用核裂变释放能量来带动发电机发电的，故D正确。
故选D。
4．B
【分析】根据题中“如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是”可知，本题考查内能的利用．在一定的条件下，各种能量都可以相互转化．内能转化为机械能就是利用内能来做功的过程．
据此分析判断．
【详解】A．由滑梯上滑下，臀部会有灼热感，机械能转化为内能．故A不符合题意．
B．水蒸气将软木塞冲出去，是利用水蒸气的内能来做功，把内能转化为机械能，故B符合题意．
CD．钻木取火、搓手取暖，都是机械能转化为内能．故CD不符合题意．
5．B
【详解】A．热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，内能大的物体温度不一定高，故A错误；
B．根据机械效率的公式，可求得机械效率；能量转化效率是总功转化为有用功的百分比，机械效率、热机效率本质都是能量转化效率，故B正确；
C．5G手机与4G手机发射的电磁波在同一区域内传播的速度是相同的，故C错误；
D．核电站是将核裂变产生的核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能，核废料的放射性会造成环境污染，需要特殊处理，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】ABC．小风扇的本质是风力发电机，利用的是电磁感应原理将风能转化为电能；太阳能电池板可以将太阳能直接转化为电能．所以这种新能源路灯是集太阳能发电和风力发电为一体的发电用电设备．故AB错误、C正确；
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率很低，更不可能把太阳能全部转化为电能．故D错误．
7．A
【详解】A．能量守恒定律适用于所有的能量之间的相互转化，故A错误，符合题意；
B．只要有能的转化和转移，就一定遵守能量守恒定律，故B正确，不符合题意；
C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器，我们可以利用它为人类服务，故C正确，不符合题意；
D．任何一种形式的能在转化为其它形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能量，就能得到多少其它形式的能量，而能的总量保持不变，故D正确，不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】A．太阳能、水能是可再生能源，天然气是不可再生能源，故A错误；
B．手机用无线WiFi信号上网时传输的文字、图片都是经过电信号转换的，是利用电磁波传递信息，故B正确；
C．线圈用超导材料可以实现将电能全部转化为机械能，故C错误；
D．现有的核电站都是利用可控的核裂变释放能量来发电的，故D错误。
故选B。
9．AB
【详解】A．水能可以在自然界源源不断地得到，它们是可再生能源，故A正确；
B．水能属于清洁能源，利用水能发电有利于减少碳排放，故B正确；
C．利用水能发电是因为水的机械能较大，故C错误；
D．能量的转化具有方向性，因此虽然电能由水转化而来，但是仍需要节约，故D错误。
故选AB。
10．BCD
【详解】A．超声波是声波，传播需要介质，电磁波传播不需要介质，所以广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，故A错误；
B．“祝融号”在巡视的过程中，“祝融号”相对于地球的位置在不断发生变化，即“祝融号”相对于地球是运动的，故B正确；
C．导航定位信号是电磁波，传播速度与光速大小相等，故C正确；
D．白天太阳能电池板把接收到的太阳能（光能）转化为电能，再转化成化学能储存在蓄电池内，故D正确。
故选BCD。
11． 热传递 不可再生
【详解】[1]改变物体内能的方式有做功和热传递，用燃烧天然气给水加热是通过热传递改变水的内能的。
[2]天然气用一点就少一点，短时间内不会再生，是不可再生能源。
12． 并 磁场对电流有力的作用 核裂变
【详解】试题分析：各考场的有线扬声器是不能相互影响的，必须能够独立工作，所以它们在工作时互不影响，因此它们之间的连接方式应该是并联；动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，也是电能转化为机械能；是利用磁场对电流有力的作用的原理制成的；核电站的利用原子核的核裂变释放的核能来发电的．
考点：串联电路和并联电路的辨别；动圈式话筒的构造和原理；核裂变
13． 压缩 比热容大 100 不可再生
【详解】[1]由图可知，进气门排气门关闭，活塞上行，可以判断此冲程为压缩冲程。
[2]水的比热容比较大，在质量相同、升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，所以热机通常用水来作为冷却剂。
[3]若该汽油机每分钟做功3000次，则每秒做功50次，因飞轮每转动2周时燃气对外做功1次，所以飞轮每秒转动100r，即飞轮的转速为100r/s。
[4]汽油、柴油和天然气都是化石能源，是不可再生能源。
14． 裂变 不可再生 不会
【详解】[1]目前核聚变技术还不成熟，尚不可控。核电站利用核裂变的可控反应释放出巨大的能量来发电。
[2]核能不能源源不断地获得，属于不可再生能源。
[3]某同学将导线 ab向左运动，发现电流计的指针会偏转，若保持导线ab在磁场中静止，导线没有切割磁感线，电流计指针将不会偏转。
15． 机械 短路 开关
【详解】[1]根据题目材料知道，步进电机把集成电路输出的电能转化成秒针的机械能。
[2]更换电池时必须使用塑料或竹镊子夹取，金属是导体，使用金属镊子易造成电池短路，损坏电池。
[3]集成电路输出间歇性变化的秒脉冲信号，送到步进电机，一秒钟推动步进电机动一次，进而带动秒针走一格，故集成电路相当于开关。
16． 太阳能 做功 将车子移动到阳光充足的地方
【详解】（1）车筐底部的电池板是太阳能电池板，太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能；
（2）轮胎爆裂时，气体膨胀对外做功，内能转化成机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同；
（3）左开关闭合时左侧转向灯发光，右开关闭合时右侧转向灯发光，因此两个转向灯是并联的，分别由两个开关控制，如下图：
（4）小明发现电子锁因供电不足而无法打开，主要将车子移动到阳光充足的地方，车筐底部的太阳能电池板就会将太阳能转化成电能，电子锁就打开了．
17． 相同 温度计 初始温度 开发新能源或清洁能源代替化石能源；植树造林吸收二氧化碳
【详解】(一)(1)要研究不同气体在相同光照情况下升温的快慢，就必须保证其他因素都相同，所以应选两只相同的透明广口玻璃瓶；(2)我们的实验目的是比较二氧化碳和空气的升温快慢，所以我们就要使用温度计来测出它们的温度；(3)它们都放在冰箱中，环境温度是相同的，所以它们的初始温度相同，这样就便于我们去比较它们升温的快慢．(二)因为我们实验中要测量三个物理量：时间和空气、二氧化碳的温度，所以我们将表格设计为三行；每隔三分钟记录一次，持续30分钟，所以应将表格设计为12列．
时间/min 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
空气温度/℃
二氧化碳温度/℃
(三)开发新能源或清洁能源代替化石能源；植树造林吸收二氧化碳．
【点睛】一、（1）要探究不同气体在相同光照情况下升温的快慢，需要采用控制变量法；（2）要测温度，就必须使用测温度的工具---温度计；（3）为了便于观察两种气体的升温快慢，应使两瓶气体的初温相同．二、实验中要测的物理量决定表格的行数，实验观察的次数决定表格的列数．三、因为二氧化碳的排放很大一部分是来自于化石能源燃烧所带来的，所以开发可以替代化石能源的新能源，可以有效的减少二氧化碳的排放．
18． 聚变 可再生
【详解】（1）[1][2]太阳能是在太阳内部氢原子核发生轻核聚变；太阳能的寿命还有50亿，太阳能是可再生能源。
（2）[3]热水器中的水吸收了热量
（3）[4]太阳能热水器吸收的太阳能
该太阳能热水器的效率
19． 机械 电磁感应 裂； 不可再生 放射 多使用清洁能源，如风能、水能、太阳能等
【详解】（1）发电机是消耗机械能，产生电能的过程，故该过程是将机械能转化为电能的过程；
（2）发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而产生电流，故是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线运动，从而产生感应电流，这就是电磁感应现象；
（3）核电站的能量来自原子核的裂变反应，是不可再生能源；
（4）核电站的核废料具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因而如何在开发新能源的同时，又注意环境的保护；多使用清洁能源，如风能、水能、太阳能等；太阳能是一种较理想的能源，人们可以直接利用太阳能．
20．（1）2.5×105Pa（2）25m/s（3）5kg
【详解】（1）小轿车的重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，
小轿车静止在水平地面上时，对地面的压力：F压=G=2×104N，
地面的受力面积：S=2×10-2m2×4=8×10-2m2，
小轿车对水平地面的压强：；
（2）匀速行驶时的牵引力：F=f=0.1G=0.1×2×104N=2000N，
由 得到该车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度：；
（3）汽油完全燃烧放出的热量：，
汽油的质量：．
答：（1）该小轿车满载时对水平地面的压强为2.5×105Pa；
（2）该车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度为25m/s；
（3）若该车以额定功率匀速行驶30min，则它消耗的汽油为5kg．
21．（1）这盆水吸收的热量是2.52×105J；
（2）面积为90m2的草坪一天吸收了2.7216×109J的化学能；
（3）太阳能环保船得到的电功率为1200W，这种太阳能电池把太阳能转化成电能的效率为12%．
【详解】（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×6kg×10℃=2.52×105J；
（2）1m2水面上每小时吸收的太阳能：
Q==5.04×106J；
90m2足球场上的绿草每天6h接收的太阳能（储存的化学能）：
Q总=5.04×106J×90×6=2.7216×109J；
（3）电池板每分钟接收太阳能：Q=7.5×104J/（min m2）×8×1=6×105J，
吸热总功率：
P总==10000W，
太阳能环保船得到的电功率（有用功率）
P有=UI=120V×10A=1200W，
太阳能电池效率：
η==12%．
