黑龙江省大庆市喇中初中物理 大题集练 能源与可持续发展

能源与可持续发展

1、我市地处沿海，风力资源极为丰富，随着各项大型风力发电项目的建设，我市将成为广东省知名风力发电基地。如图甲是某地风力发电的外景。风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。请回答下列问题：

（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的（选填“可再生”或“不可再生”）能源；

（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同而产差，使风叶旋转；

（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用原理，把机械能转化为电能；

（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率；

（5）请你根据图像判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效益？（选填“能”或“不能”）。

2、如下图甲是我国某公路两旁风光互补路灯系统的外景，其中的风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成；该风力发电机的输出功率与风速的关系图像如图乙所示。请回答：

（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、_____（填“可再生”或“不可再生”）能源；

（2）风力发电机利用_________原理把_________转化为电能；

（3）由图乙图像可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是_________（用图像中的字母表示）；

（4）下表给出的是在不同风速下该风力发电机的输出功率。请根据表中信息回答：

①当风速为8 m／s时，该风力发电机的输出功率为_________W；

②当风速为16 m／s时，这台风力发电机工作1 s所产生的电能可供1只“12 V 60W”电灯正常工作2 s，那么风力发电机发电的效率为_________。

3、2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）开始首次环球飞行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源概念。

（1）该飞机白天飞行时，利用高效太阳能电池版将电磁能（太阳能）转化为____________能；夜间飞行时，利用其超轻薄离子电池储备的____________能转化为电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。

（2）该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米，用时17.5小时。则它的飞行速度为多少千米/小时？

（3）为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料，取面积为1平方米，厚度为1毫米的新型材料，测得其质量为250克，则该材料的密度为多少？

（4）该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷，是此次环球航行中最具挑战性的一段航程，飞行时间长达120小时，飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力，其消耗的能源全部由电池板吸收的太阳能提供，则此段航行中至少需要吸收多少太阳能？（太阳能电池板的转化功率约为30%）

4、如图所示，2015年3月31日，无需一滴燃料的世界最大太阳能飞机“阳光动力”2号降落在重庆江北国际机场，并于当天在重庆巴蜀中学开启中国首个地面科普活动。“阳光动力”2号机翼呈流线型，翼展长达72米，上面安装有17248块超薄、高效太阳能电池板，它们能在白天吸收能量。此外，飞机上还载有633块超轻薄的锂电池，白天，飞机“汲取”太阳能并储存足够多的能量，到了晚上，依靠储存在电池里的多余电能持续飞行。虽然“阳光动力”2号体积庞大，堪比波音747客机，但由于机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，

其总重仅为2.3吨，与一辆家用汽车相当，其最大飞行高度可达8500m，最高时速为140km/h。请参照示例写出一个“阳光动力”2号所涉及的物理信息和对应的物理知识（不得与示例重复）。

例：物理信息：“阳光动力”2号降落在江北国际机场

物理知识：降落过程中机械能减小

作答：物理信息：____________________________________

物理知识：____________________________________

5、阅读下面的短文，回答问题。

光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象．只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面．内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象.。

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；光敏电阻可应用在各种自动控制装置和光检测设备中，如生产线上的自动送料、自动门装置、航标灯、路灯、应急自动照明、自动给水停水装置等方面。

利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。（1）外光电效应会从物质中激发出带（选填“正电”或“负电”）的粒子。

（2）下图是电磁波波谱图．如果蓝光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应是。

A．红光，红外线B．红外线，紫外线

C．紫光，紫外线，D．黄光，紫光

（3）太阳能电池是依据（选填“内”或“外”）光电效应工作的．（4）现在楼道内一般不再使用声控开关，而用红外感应开关替代。白天光控开关断开，夜晚光线暗时，光控开关闭合；当有人进入楼道内时，红外感应开关闭合，没人时红外感应开关断开。下列关于楼道内路灯电路设计合理的是（光控开关用光表示，红外感应开关用红表示）

(5)图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为激光源，R1为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为400Ω。则无光照射时，保护电阻R2两端电压

是V,每l h通过S与R1之间的产品个数为个.

6、嫦娥三号是我国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)，也是阿波罗计划结束后重返月球的第一个软着陆探测器，是探月工程二期的关键任务，起承上启下的作用。如图是嫦娥三号在发射和工作过程中三个重要时刻的画面：2013年12月2日1时30分，由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心成功发射，如图甲；2013年12月14日21时11分，嫦娥三号成功实施软着陆，随即打开太阳能电池帆板，如图乙；2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器（“玉兔号”月球车）成功分离，登陆月球后玉兔号月球车将开展3个月巡视勘察，如图丙。

请找出一个与上面组图情景相关的物理现象，并指出对应的物理知识。(不得与示例重复) 示例：

物理现象：长征三号乙运载火箭发射升空时由静止变为运动；

物理知识：力是改变物体运动状态的原因。

物理现象：_________________________________________；

物理知识：________________________________________。

7、能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一，请回答以下问题：

（1）能源家族中：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、

⑧地热能等，其中属于化石能源的有_________（填序号）；

（2）城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集了如下两组有关数据：

①根据以上数据，在一标准大气压下将2.5 kg，20℃水烧开，水要吸收的热量为_______，如使用煤气，则需要_______m3，价格为______元；如使用天然气．则需要________m3，价格为_______元。[水的比热容为]

②现请你决策：_________（填“A”或“B”）

A．继续使用煤气B．更换使用天然气

简单说明你作出这样决策的理由是__________________________。

8、汽车在高度行驶过程中一旦发生碰撞，车身停止，而乘员则会继续向前与车身撞击，甚至能把挡风玻璃撞碎而飞出车外.在发生交通事故时，安全带能对人体起到缓冲的作用，防止出现二次伤害.在发生严重撞击时，方向盘等处的车载气囊会自动充气弹出，在人体接触到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气，从而起到缓冲作用，减轻身体所受冲击力，大大减小伤害.

（1）汽车“发动机”通常都是以汽油或柴油为燃料的，汽油、柴油都属于_ _（可再生/不可再生）能源；汽车“发动机”一般需要用水来作冷却剂，这是利用了水的_ _的属性；

（2）一辆汽车沿一平直公路匀速行驶30km，消耗了2kg汽油，该汽车与路面间的摩擦力为690N，则此过程中汽油完全燃烧放出的热量为_ _J，该汽车“发动机”的效率为_ _（q汽油＝4.6×107J/kg）；

（3）汽车在高度行驶过程中发生碰撞，车身停止运动，而乘员由于具有_ _会继续向前运动，此时弹性很强的安全带被拉伸而获得_ _能；安全带做得宽大的目的是_ _；

（4）对于短文中提到的“缓冲”，文静同学提出了自己的猜想：安全带和安全气囊增加人与碰撞物间的接触时间，从而大大减小撞击力.物理兴趣小组的同学共同设计了如下实验方案：在两个相同的玻璃槽中堆放不同厚度的面粉，从相同的高度先后落下同一只鸡蛋.落在面粉厚度大的槽中，留下较深的坑，鸡蛋完好无损；落在面粉厚度较小槽中，鸡蛋破裂.实验中通过比较_ _来比较撞击时间的长短，根据实验可以验证文静同学的猜想是_ _（正确/错误）的；请列举上述“缓冲”物理知识在生活中应用的一个实例：_ _.

9、哥本哈根气候大会虽然无果而终，但它使人们清醒地认识到必须节能减排，实现低碳生活。2010年世博会期间，上海黄浦江上出现了一道独特的风景线——一艘白色的豪华游船在水中徜徉，高高扬起的风帆由太阳能电池板拼装而成，天气晴好之时，航行所用的动力可完全使用太阳能。夜幕降临，船翼上由太阳能发电的LED彩屏与江面交相辉映，美轮美奂。

（1）请举例说明目前人们直接利用太阳能的两种方式；

（2）该太阳能游艇工作的实质是将太阳能最终转化成什么能？

10、阅读短文，回答问题：

核能的利用

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汽，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）从能源的分类来看，核能是属于_______。（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之为现象。

（3）核电站所需的核能是利用原子核（填“裂变”或“聚变”）所产生的。该变是。（填“可控”或“不可控”）

（4）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭。则6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是J (煤炭的热值为3×107J/kg)。（5）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，同时如何在开发新能源，又注意环境的保护，是人类面临的一大课题．

11、太阳能电池帆板（简称“电池板”）是为“嫦娥”系列探测器及其他空间飞行器提供能源的装置，如图所示。“电池板”通常装有“向日器”，有了“向日器”，“电池板”就像“向日葵”一样迎着太阳转动。某兴趣小组为了研究“影响太阳能电池产生电流大小的因素”，他们用材料相同、面积分别为S和S’的“电池板”进行实验，并改变“电池板”与光线的夹角，用电流表观察电流大小，实验过程如图所示。请根据实验现象及相关条件归纳得出初步结论。

①分析比较图（a）与（b）可得：

；

②分析比较图（a）与（c）可得：

。

③根据实验结论可知，太阳能电池帆板安装“向日器”，是为了自动改变太阳能电池板的角度，尽量使___________________________________。

12、据报道，青岛一个小伙子在自家居民楼顶上，自己设计、组装了一套微型太阳能发电站，被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”。

(1)该太阳能发电站发电时，将光能转化为______能，太阳能发电具有___________的优点；

(2)该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，则其功率是_________kW；

(3)10kW·h的电能，如果由热电转化效率为30％的热电厂来供电，需要完全燃烧煤_________kg。(煤的热值q煤=3×107J/kg，1kW·h=3.6×106J)

13、去年12月，我国已成功发射了“嫦娥三号”探测器，搭载的月球车构造如图所示，月球车上的太阳仪可以自由旋转寻找太阳的位置，然后将（可再生、不可再生）的太阳能转化为电能；当月球上为黑夜时，月球车必须用核能来保温，核能是次能源。目前，对月球探测已掌握的有关材料有：月球上没有空气；月球上没有磁场。假如有一天，你成功登上月球，你能用哪些物理实验或方法验证上述事实。

（1）验证月球上没有空气

。

（2）验证月球上没有磁

场

。

14、6月5日是世界环境日，低碳排放，保护地球是当今世界的主题，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．

（1）在能源家族中，风能、太阳能、谁能都同属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减少大量化石能源的生产和消费所导致的生态破坏与严重环境污染．

（2）为实现减排目标，国家大力推广风力、水力发电．如图所示是我国西部某处风力发电场的壮观画面．假如装机总功率为4.2×106kw的风电场项目全面建成后，所有机组发电1h，可提供多少kW?h电能？若这些电能全部转化为水的内能，那么可以把多少质量的水从28℃加热至沸腾（在标准大气压下）？（水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）

15、乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源，乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量，它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量．乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点．

东湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目，为了保护环境，东湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料，下表为某种快艇的部分技术参数：

（1）请写出使用乙醇汽油的两点好处？

①_________________________________________________；

②_________________________________________________．

（2）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过_______kg．

（3）已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×107 J/kg，密度约为0.7×103 kg/m3，它在水中匀速航行时所受的阻力f＝1400 N，若发动机的效率为25%，则该快艇匀速行驶46 km 耗油多少L?

16、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汽，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）核电站的能量来自于原子核的变反应。核能是（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：

17、日本福岛核电站是目前世界上最大的核电站，如图为福岛第一核电站震前全景及核电站发电流程示意图．

（1）核反应堆中的核燃料是（选填“可”或“不可”）再生能源．

（2）核能发电的过程中，能量转化情况是核能转化转化转化成电能．发电机是利用了的原理来工作的．

（3）与火电站相比，核电站因其清洁、高效而备受世界多国青睐．3月11日日本强震和海啸引发的核泄漏事故，使世界各国政府在高度关注核电站安全、检讨核电发展规划的同时，也加强了对等安全、清洁能源的补贴扶持力度（选填一种新能源）．

18、太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库．目前利用太阳能的方式主要有三种：光热转换，如太阳能热水器；光电转换，如太阳能电池；光化转换，如植物的光合作用．问：（1）太阳能是能源（选填“一次”或“两次”）；

（2）某太阳能热水器中装有质量为50kg的水，在阳光照射下，水吸收9.45×106J热量，温度升高到70℃，水的初温是多少℃？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]．

19、2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏，如图甲所示．

（1）核电站是利用能来发电的，其能量是原子核发生了核（选填“裂变”或“聚变”）；

（2）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用的方法来改变内能的；

（3）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106 t的煤炭．6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量为多少？（煤炭的热值为3×107J／kg）．（2分）（4）“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起．下列说法中需要改正的是．（多选题）

A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器

B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯

C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站

D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱

20、下表是某品牌汽车《驾驶守则》中的部分安全距离表格。

其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离。

实验表明，刹车过程中汽车的耗油量会有明显增加，因此在车辆较多的路面上应减速慢行，尽量减少刹车的次数。

（1）汽油属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

（2）一汽车在某次行驶中，消耗燃油0.6kg，则完全燃烧这些燃油产生的热量为________J。（燃油的热值q=4.6×107J/kg）

（3）若驾驶员的反应时间（即汽车行驶反应距离L的过程中所经历的时间）一定，则表格中A的数据应为________。

答案

1、答案

2、答案

3、答案

4、答案

5、答案

6、答案

7、答案

8、答案

9、答案

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11、答案

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14、答案

15、答案

16、答案

17、答案

18、答案

19、答案

20、答案