第二十二章 能源与可持续发展
满分:100分,限时:45分钟
一、选择题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.(2018云南昆明中考)如图22-5-1所示设施中,用于发电的能源属于可再生的是( )
图22-5-1
A.风能和水能 B.风能和煤的化学能
C.风能和核能 D.煤的化学能和核能
1.答案 A 风能、水能可以从自然界里源源不断地得到补充,属于可再生能源,故A正确;煤的化学能和核能不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故B、C、D错误。故选A。
2.(2017贵州黔南中考)下列现象或应用,对应物理知识正确的是( )
A.核潜艇的主要能量来源——核聚变
B.闻其声而知其人——音调
C.天气回潮,有时玻璃镜面湿湿的——凝华
D.空气开关——电磁铁
2.答案 D 核潜艇的主要能量来源是重核裂变,故A错误;“闻其声而知其人”主要是根据声音的音色来辨别的,故B错误;天气回潮,有时玻璃镜面湿湿的,是由于空气中水蒸气遇冷液化为小水滴,故C错误;空气开关的核心是电磁铁,是利用电流的磁效应原理工作的,当电路中电流过大时,电磁铁的磁性将变强,吸引衔铁,自动切断电路,起到保险作用,故D正确。
3.(2018湖南长沙开福北雅中学期中)如图22-5-2所示是湖南大学内的“风能太阳能互补”节能灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计解释合理的是( )
图22-5-2
A.节能灯工作时是将电能转化成机械能
B.小风扇工作时将电能转化为机械能
C.太阳能电池板是将太阳能转化为电能
D.蓄电池储存能量的过程是将电能转化成机械能和太阳能
3.答案 C 节能灯工作时,消耗电能,产生光能和内能,所以是将电能转化为光能和内能的过程,故A错误;图中的小风扇工作时,消耗风能,产生电能,故是把风能转化为电能,故B错误;太阳能电池板消耗太阳能,产生电能,故是把太阳能转化为电能,故C正确;蓄电池储存能量的过程是充电过程,即消耗电能,产生化学能,所以是将电能转化为化学能的过程,故D错误。
4.(2018广西桂林中考)下列行为中属于节约用电的是( )
A.离开教室随手关灯
B.用电水壶烧水时不盖盖子
C.白天总是用灯光代替自然光照明
D.夏天,房间里长时间没人时空调还一直开着
4.答案 A 为了节约电能,离开教室应随手关灯,故A属于节约用电行为;用电水壶烧水时不盖盖子,由于热散失,会增加电能的消耗,故B不属于节约用电行为;白天光线比较强,还使用灯光照明,浪费电能,故C不属于节约用电行为;房间里长时间没人时空调还一直开着,浪费电能,故D不属于节约用电行为。故选A。
5.(2017湖北随州中考)课本中的插图“太阳能凉帽,电池板把太阳能转化为扇叶的动能(如图22-5-3)”,引发了小聪一些联想,他的下列表达错误的是( )
图22-5-3
A.太阳能实质上是太阳内部核反应释放出的能量
B.太阳能为“二次能源”,也是不可再生能源
C.太阳光中的可见光是电磁波
D.太阳光可以在真空中传播
5.答案 B 在太阳内部,氢原子核在超高温下发生核聚变,释放出巨大的核能,这就是太阳能。太阳能不是二次能源,而是直接从自然界获取的一次能源,是可再生能源。
6.(2018山东临沂费县期末)关于能源、电磁波、超声波等物理知识,下列说法中正确的是( )
A.核电站利用的是核聚变时产生的能量
B.光纤通信是利用电磁波传递信息的
C.化石能源属于可再生能源
D.“北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的
6.答案 B 核电站是利用核裂变来释放能量的,不是利用核聚变,故A错误;光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式,光就是一种电磁波,故B正确;化石能源在地球上的储量是有限的,利用之后短时期内无法再生,属于不可再生能源,故C错误;电磁波能在真空中传播,卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的,故D错误。故选B。
7.(2017湖北黄冈中考)下列关于能源和信息的说法正确的是 ( )
A.当前核电站利用核聚变发电
B.太阳能电池板将太阳能转化为内能
C.光纤通信利用超声波传递信息
D.卫星通信利用电磁波传递信息
7.答案 D 当前核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的,目前还没有掌握可控核聚变发电技术,A项错误;太阳能电池板把太阳能转化为电能,B项错误;光纤通信利用激光传递信息,激光属于电磁波,C项错误;卫星通信利用电磁波传递信息,D项正确。
8.(2017四川攀枝花中考)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱,关于能源、信息,下列说法正确的是( )
A.太阳能是不可再生能源
B.石油作为当今世界的主要能源,是可再生能源
C.手机通信是利用电磁波来传递信息的
D.“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
8.答案 C 太阳能等能够源源不断地从自然界得到补充的能源是可再生能源,故A错误;石油作为当今世界的主要能源,不可能在短时期内得到补充,是不可再生能源,故B错误;手机是利用电磁波来传递信息的,故C正确;超声波和次声波都属于声波,不能在真空中传播,电磁波可以在真空中传播,故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的,故D错误。
二、填空题(每空3分,共33分)
9.(2017山东烟台中考)核能的释放有 和 两种方式,太阳能的产生是通过 方式。
9.答案 核裂变 核聚变 核聚变
解析 核能的释放有核裂变和核聚变两种方式;在太阳内部进行的是核聚变。
10.(2018贵州铜仁中考)未来几年里,我国将在太空建一个独立开放的空间站,建成后,宇航员利用 作为载体跟地面指挥中心进行联系。核电站是通过核反应堆可控 释放核能来获取电能的(填“裂变”或“聚变”)。
10.答案 电磁波 裂变
解析 宇航员利用电磁波作为载体跟地面指挥中心进行联系;目前人类已建立的核电站,都是利用核裂变发电。
11.(2017湖南长沙中考)2017年5月,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试开采获得成功,我国可燃冰的总资源约是常规天然气、页岩气资源总和的两倍,它与天然气、石油一样,都是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;可燃冰燃烧时将化学能转化为 能。
11.答案 不可再生 内
解析 可燃冰与天然气、石油一样,使用后短时间内不能再得到,是不可再生能源;可燃冰燃烧时将化学能转化为内能。
12.(2017湖北黄石中考)某品牌太阳能热水器内装有50 kg的水,阳光照射一段时间后,热水器中的水从15 ℃升高到55 ℃,热水器中的水吸收的太阳能为 J;同样的水改用电加热,则消耗的电能为 kW·h[已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),热水器热散失忽略不计]。
12.答案 8.4×106 2.33
解析 水吸收的热量即吸收的太阳能为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(55 ℃-15 ℃)=8.4×106 J;消耗的电能为W电=Q吸=8.4×106 J=8.4×106 J×
≈2.33 kW·h。
13.(2016贵州黔西南中考)太阳能是人类能源的宝库,太阳已持续发光发热约50亿年,还能工作约50亿年。太阳能属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)。太阳核心温度高达1 500万摄氏度,表面温度也约有6 000摄氏度,其原因就是太阳内部发生持续的 (选填“核裂变”或“核聚变”),释放了惊人的能量。
13.答案 可再生 核聚变
解析 在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能,该能源对人们来说是取之不尽、用之不竭的,故太阳能属于可再生能源。
三、阅读题(共15分)
14.(2018广东模拟)阅读材料,回答问题。
在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高的重视。如今美国电力的21%是来自核电。核电站的大体组成如图22-5-4所示,核材料在核反应堆中发生核反应产生大量的内能,冷却剂将这些内能带到热交换器将水变成水蒸气,水蒸气推动蒸汽轮机,蒸汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换。
图22-5-4
请在下面的空格中填上适当的内容:
(1)从能源的分类来看,核能属于 。(选填“一次能源”或“二次能源”)
(2)发电机发电时是让线圈在 中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称为 现象。
(3)核电站所需的核能是利用原子核 (选填“裂变”或“聚变”)所产生的。
(4)核电站的核废料具有 性,对环境会造成相当大的危害,因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。在开发新能源时,如何保护环境是人类面临的一大课题。
14.答案 (1)一次能源 (2)磁场 电磁感应 (3)裂变 (4)放射
解析 (1)从能源的分类来看,核能是直接从自然界获取的,所以属于一次能源;(2)发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线,从而产生感应电流,这就是电磁感应现象;(3)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;(4)核电站的核废料具有放射性,会对环境造成相当大的危害。
四、综合题(共20分)
15.(2018山东淄博期中)一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示,将它安装在阳光充足的楼顶上,并送满水。
|
型号 |
JL-88 |
|
水容量/L |
80 |
|
自身质量/kg |
40 |
(1)南通地区(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×106 J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5 m2,每天日照时间按8 h计算,则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q=4.2×107 J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
(3)请你说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难(可从自然因素或技术因素等方面思考)。
15.答案 (1)3.36×107 J 60 ℃ (2)0.8 kg (3)见解析
解析 (1)一天中接收的太阳能:
E=2.8×106 J/(h·m2)×1.5 m2×8 h=3.36×107 J
水吸收的热量:Q吸=ηE=60%×3.36×107 J=2.016×107 J
由密度公式ρ=
可知水的质量:
m=ρV=1×103 kg/m3×80×10-3 m3=80 kg
由Q吸=cmΔt得:
Δt=
=
=60 ℃
(2)由题知,Q放=E=3.36×107 J
由Q放=mq得:
m=
=
=0.8 kg
(3)太阳能的利用受天气影响,受夜晚影响;太阳能转换效率低;提供的功率小。
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