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第十七、十八章 综合素质评价
一、选择题(每题3分，共30分，每题只有一个选项正确)
1. 小德在家里看电视时发现：只要妈妈在旁边使用吹风机，屏幕上就会出现很多“雪花”；电吹风一停，“雪花”也随即消失。这是因为电视机接收到了吹风机产生的(　　)
A．超声波 B．次声波 C．噪声 D．电磁波
2．中核集团自主研发的“玲龙一号”位于海南昌江，可为海岛供电。下列与核能同属于不可再生能源的是(　　)
A．太阳能 B．天然气 C．水能 D．风能
3．电磁波无处不在，它的应用改变了人类的生活，下列有关电磁波的说法正确的是(　　)
A．太空中是真空环境，电磁波不能传播
B．电磁波在空气中的传播速度是340 m/s
C．电磁波不仅能传递声音信号，还能传递图像信号
D．中央电视台和湖南电视台发射的电磁波传播速度不同
4．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，光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维，其应用前景非常广阔。下列关于光纤通信的说法正确的是(　　)
A．光导纤维是导体
B．光在光导纤维中经多次反射传递信息
C．光波在光导纤维中传播的速度等于3×108 m/s
D．光波不是电磁波
5．如图所示，2024年4月9日，世界首套300 MW级压气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程首次并网成功。其利用电网负荷低谷时的剩余电力驱动电动压缩机压缩空气，将其储存在高压密封设施内，在用电高峰释放压缩空气驱动膨胀机带动发电机发电。下列分析正确的是(　　)
A．储能过程中，压缩空气做功，空气内能减小
B．储能过程中，电能最终转化为化学能
C．释能过程中，空气膨胀做功，其内能增大
D．释能过程中，内能最终转化为电能
6．“人工智能＋”已成为驱动新质生产力的重要引擎。如图所示的新型智能笔，无需连接数据线即可将获取的信息传输到手机或电脑上，并处理成文本及语音格式。下列有关说法不正确的是(　　)
A．智能笔和手机、电脑之间通过电磁波传递信息
B．新型智能笔中的芯片主要使用了半导体材料
C．太阳能电池板可将太阳能转化为电能
D．电脑使用的能源是一次能源
7．中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚(液态，极易汽化)，乙醚吸收空气中的热量汽化，使下球中气压增大，将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移，低头“喝”水，如图乙，此时上、下球连通，气压相同，乙醚流回下球，恢复图甲状态，如此反复。则下列说法正确的是(　　)
A．“饮水鸟”的能量转化过程不遵循能量守恒定律
B．即使没有能量补充，“饮水鸟”也不会停止运动
C．下球中乙醚汽化的过程，是通过热传递的方式改变了内能大小
D．“饮水鸟”将机械能转化为内能，使乙醚内能增加从而汽化
8．我国5G整体研发水平已经位居全球第一梯队，5G网络的下载速度比4G网络快数百倍。下表是不同电磁波的频率，如图是电磁波家族。以下判断正确的是(　　)
项目 4G频段 5G频段 可见光
频率/Hz 1.88×109～1．90×109 3.3×109～3．4×109 3.8×1014～7．5×1014
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A．5G频段的电磁波比4G的波长更短
B．真空中5G频段的电磁波比4G的传播速度快
C．可见光中，紫光的频率比红光的频率小
D．家中电视机遥控器利用紫外线遥控
9．学习了“能量的转化和守恒”的知识后，有同学提出了下面的一些关于利用和开发能源的建议，其中不可行的是(　　)
A．我国煤炭资源丰富，应研究并采用让燃料充分燃烧以减少热量损失的措施
B．加快将内能直接转化为电能的研究，以减少内能在多次转化过程中的损失
C．我国应进一步开发利用江河水利资源、核能、风能等
D．应研究出一种既不消耗能量，又能不断对外做功的机器
10．地处河北省井陉县张河湾抽水蓄能电站是电力保障项目之一。在电力充足有余时，该电站将下面水库中的水抽到山顶的“天池”中储存起来，在用电高峰时再利用水的势能发电，从而弥补了电力不稳定且电能难储存的不足，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列有关说法正确的是(　　)
A．该“充电宝”跟手机充电宝一样，都是化学能与电能之间的转化
B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能
C．根据能量的转化和守恒定律可知，该“充电宝”的效率为100%
D．不同形式能量之间可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
二、填空题(每空2分，共26分)
11. 如图所示是卫星、科考船和潜水器之间的部分通信原理，其中不是利用电磁波通信的是________________；“探索一号”与卫星之间的通信________(填“需要”或“不需要”)介质。
12．2025年1月20日，我国“人造太阳”创造“亿度千秒”世界纪录。“人造太阳”的反应过程如图所示，该过程通过________(填“核裂变”或“核聚变”)释放巨大的核能；核能属于______________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
13．如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想利用上水池内的水使水轮发电机发电，然后利用发电机产生的电能驱动抽水机把下水池内的水再抽回上水池。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机________(填“能”或“不能”)持续运转。实际生活中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为________能。同一段时间内，抽水机向上的抽水量________(填“大于”“等于”或“小于”)经水轮发电机流下来的水量。
14．为研究照明灯具的发光与发热问题，某物理实验小组设计了图甲所示装置进行探究，该装置是一个装有灯座、挡板和温度计的密封盒子。选用两个相同装置，将两只额定功率相同但种类不同的照明灯A、B分别安装在灯座上，并让两灯正常工作，用温度计测量通电后两盒子中的温度，每隔1 min记录一次温度值，通电15 min，将测得的数据描绘成如图乙所示的图像。从图像可知，________灯的发光效率较高，实验中应该选择________(填“透明”或“不透明”)的挡板，实验中挡板的作用是___________________________________
____________________________。
15．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图所示。空白处的能量形式是________。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。储能系统将2个质量均为3×104 kg的重物从30 m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107 J，g取10 N/kg，则该过程的发电效率是________。该重力储能系统的综合效率(输出电能与输入电能之比)可达________(已知系统提升重物的效率为90%)。
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\16979\\Desktop\\26春SK-J31.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../26春SK-J31.tif" \* MERGEFORMAT
三、实验探究题(16题12分，17题16分，共28分)
16. 手机是一种不用电线的电话——移动电话，其原理是将接收到的电磁波转化为声音信号，为验证声音和电磁波的传播是否需要空气，小德同学进行了如下实验。
第一步：他先将手机悬挂在玻璃瓶中，拨号呼叫它，看到信号灯闪烁，并听到铃声。
第二步：如图所示，保持手机悬挂在玻璃瓶中，并用抽气机将其中的气体不断地向外抽，拨号呼叫瓶中的手机，这时手机信号灯闪烁，铃声不断减弱，直到最后几乎听不到铃声。反复拨号，只看到信号灯闪烁，几乎没有铃声。
(1)信号灯闪烁说明手机________(填“能”或“不能”)收到呼叫信号，由此实验现象可以得出的结论是_____________________________________________。
(2)几乎听不到铃声，说明________________________。
(3)他又将手机放在密封的金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手机________(填“能”或“不能”)收到呼叫信号，然后再将手机放在密封的塑料容器或纸容器中，再打电话呼叫容器中的手机，这时手机______(填“能”或“不能”)收到呼叫信号，这说明____________________________。
17．小德同学在“调研太阳能使用情况”的综合实践活动中，发现不同型号的太阳能热水器水温上升快慢情况不一样，由此对水温上升快慢的影响因素进行了三种猜想：
猜想1：太阳光照时间的长短；
猜想2：水量的多少；
猜想3：水受到的光照面积(简称受光面积)大小。
(1)在研究猜想1时，小德同学根据所学知识得出猜想1是_________的。
(2)在研究猜想2时，小德利用如图1的装置，分别在长方体薄壁透明玻璃水槽中装入不同质量的水，发现水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程是________(填“合理”或“不合理”)的，理由是____________________________。
(3)为了研究猜想3，如图2，小德准备了三个薄壁透明玻璃水槽(有盖，A、B受光面积相同，B容积较大；A、C容积相同，C受光面积较大)，小德应选择A水槽和__________水槽进行对比实验，在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的正表面。小德记录了水槽中水温随照射时间变化的情况，如下表所示：
时间/min 0 2 4 6 8
A水槽中水升高的温度/℃ 0 3.0 4.8 5.6 5.9
×水槽水中升高的温度/℃ 0 6.0 9.6 11.2 11.8
请在图3中描点作出A水槽的ΔT t图像。
②分析表格数据可知，太阳能热水器水温上升快慢与水的受光面积________(填“有关”或“无关”)。
③小德发现经过一段时间后，水温趋于稳定，小德了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水单位面积(研究中忽略薄壁水槽较小的四侧面积)对周边的散热功率为P2，则水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为________(利用所给字母表示)。
(4)你对太阳能热水器水温上升快慢的影响因素还有什么猜想：____________________________(写一点即可)。
四、综合应用题(16分，写出必要的文字说明及解题过程)
18. 小德学习了有关能源的知识后，在20年前出版的一本书中看到“未来三峡水电站年发电量预计达8.5×1010 kW·h，相当于一个每年消耗5×1010 kg标准煤的火力发电站的年发电量”；他在最近的新闻上又看到“白鹤滩水电站年平均发电量约6.24×1010 kW·h，相当于一个每年消耗2×1010 kg标准煤的火力发电站的年发电量”，这两则信息引起了小德的深入思考。
(1)煤是____________(填“可再生”或“不可再生”)能源；发电机是利用__________原理工作的。
(2)小德对信息中的数据综合分析得出：我国火力发电站的发电效率在近20年来得到了大幅提升。请你通过计算来判断小德的观点是否正确。(已知标准煤的热值为2.9×107 J/kg，计算结果保留到1%)
(3)大国重器白鹤滩水电站拥有多项世界第一，特别是世界首台单机容量最大功率100万千瓦水轮发电机组，该水轮发电机额定转速为111 r/min，若单台机组转轮以额定转速转一圈所产生的电能全部用来给水加热，可使3 t常温下的水温度升高多少？[已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，计算结果均保留一位小数]
(4)已知每燃烧1 kg的标准煤，会产生2.4 kg的二氧化碳。白鹤滩水电站单台机组转轮以额定转速转一圈所产生的电能，可减排二氧化碳多少千克？(计算结果均保留一位小数)
答案
一、
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D B C B D D C A D B
二、11.水声通信；不需要　12.核聚变；不可再生
13．不能；内；小于
14．B；不透明；不让光直接照射温度计(合理即可)
15．机械能；80%；72% 【点拨】重物被提升，高度增大，重力势能增大，所以机械能增大，因此将电能转化为机械能储存起来。2个重物的重力G＝m总g＝2×3×104 kg×10 N/kg＝6×105 N，重力储能系统对重物做的功W＝Gh＝6×105 N×30 m＝1.8×107 J，重力储能系统放下重物发电的效率η1＝×100%＝×100%＝80%，已知系统提升重物的效率η2＝90%，重力储能系统的综合效率η＝η1η2＝80%×90%＝72%。
三、16.(1)能；电磁波能够在真空中传播　(2)声音不能在真空中传播　(3)不能；能；金属容器能屏蔽电磁波
17．(1)错误　(2)不合理；没有控制受光面积相等
(3)C　①如图所示　②有关　③
(4)光照的角度(或光照的强度等，合理即可)
四、18.【解】(1)不可再生；电磁感应
(2)三峡水电站发电量对应的火力发电站的发电效率η1＝×100%＝×100%≈21%；白鹤滩水电站发电量对应的火力发电站的发电效率η2＝×100%＝×100%≈39%。通过计算表明：我国火力发电站的发电效率在近20年来得到了大幅提升，小德的观点正确。
(3)单台机组转轮以额定转速转一圈所产生的电能W单＝Pt＝100×104×103 W× s≈5.4×108 J；根据Q吸＝cmΔt＝W单，水升高的温度Δt＝＝≈42.9 ℃。
(4)当前火力发电站要产生5.4×108 J的电能，需要消耗标准煤的质量m煤＝＝＝≈47.7 kg，可以减排二氧化碳的质量m′＝2.4m煤＝2.4×47.7 kg≈114.5 kg。

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