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第十七、十八章学情评估卷
时间：80分钟 满分：100分
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共24分)
1. 三峡水电站是目前世界上装机容量最大的水电站，三峡大坝横跨长江，雄伟壮丽(如图)。利用的水能是(　　)
A. 可再生能源　 B. 非清洁能源　 C. 二次能源 　D. 可以100%转化的
2. 下列关于电磁波技术在医院中的一些应用，主要利用电磁波的能量特性工作的是(　　)
A. 激光刀 B. 核磁共振
C. 光导纤维内窥镜 D. X射线断层扫描照相(CT)
3. 一些学校为了方便通知学生，装了一种“喊话神器”，如图所示，它可以通过手机APP绑定，方便老师远程通知学生。关于这一“神器”的说法正确的是(　　)
A. “喊话神器”发出的声音不是物体振动产生的
B. 此“喊话神器”利用了声音可以传递能量
C. 此“喊话神器”利用了电磁波传递信息
D. 网络连接利用了超声波传递信息
4. 石油、煤、天然气的供应在国际市场上紧张起来了，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是(　　)
A. 风能、地热能、潮汐能，都来自太阳
B. 石油、煤、天然气都是常规能源
C. 自然界可以永久地为我们提供石油、天然气等能源
D. 核能是一种可再生的能源
5. 2025年1月7日，我国将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务技术验证。燃料燃烧推进卫星运动，主要发生的能量转化是(　　)
A. 化学能→内能→机械能 B. 电能→光能→化学能
C. 核能→内能→动能 D. 太阳能→电能→热能
6. 房间里的空气自动聚拢到某个角落(如图甲)；一杯水的内能突然集中在这杯水的上层，从而使上面的水剧烈沸腾，而下面的水却结了冰(如图乙)。关于这两种情况，下列说法正确的是(　　)
A. 甲可能发生，乙不可能发生
B. 甲不可能发生，乙可能发生
C. 两种情况都可能发生，因为都符合能量守恒定律
D. 两种情况都不可能发生，因为能量的转化和转移是有方向的
7. 如图是某台收音机的屏板，将指针(图中白色块)向右调节后，下列说法正确的是(　　)
A. 所接收的电磁波频率变小 B. 所接收的电磁波波长变短
C. 所接收的电磁波波速变大 D. 收音机发出声音的频率变大
8. 某品牌电动汽车2025年2月震撼发布，其最大马力达1 548匹、零百加速仅1. 98秒(不含起步时间)，刷新四门量产车的加速纪录。此车推出，彰显了国产品牌科技实力，对国家科技创新与产业升级贡献显著。与燃油汽车相比，电动汽车有许多优势，如图是两种汽车的能流图，下列说法正确的是(　　)
A. 燃油汽车能量利用率高
B. 电动汽车能量利用率高
C. 电动汽车的能量利用效率可以达到100%
D. 电动汽车的有用机械能更多
二、填空题(每空2分，共28分)
9. 如图是飞船与空间站完成对接时的情景，空间站利用太阳能电池板将太阳能转化为________获得能量，太阳能来自太阳内部的核________变。(4分)
10. 江门中微子实验站将于2025年正式运行取数，可捕捉“幽灵粒子”——中微子。中微子的发现跟一起“能量失窃案”有关，最初在研究β衰变时，科学家发现衰变后产生的电子能量比理论预测值小，这违反了________守恒定律，为解释这一现象，科学家提出了中微子这一概念。核电站是中微子的一个重要来源，目前核电站是利用可控制的核________(选填“裂变”或“聚变”)释放的能量来发电的，核能是________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。(6分)
11. 光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内壁多次________(选填“反射”或“折射”)实现的。光纤利用激光传递信息，大幅提高了信息传输量，是因为激光具有较高的________(选填“速度”或“频率”)。(4分)
12. 如图所示，将导线一端与电池的一极相连，另一端与电池的另一极时断时续地接触，我们会听到收音机中发出“嘶嘶”声，这一现象验证了________的存在，如果把收音机放在真空玻璃罩内，重复上述实验，收音机________(选填“会”或“不会”)受到干扰，我们________(选填“能”或“不能”)听到收音机发出的“嘶嘶”声。(6分)
13. 我国自主研发的某雷达能够有效探测隐形飞机，它使用的波信号的工作频率范围为3×107～3×108 Hz，该信号是________(选填“电磁波”“超声波”或“次声波”)，在空气中的传播速度约为________m/s。某型号雷达使用频率为2×108 Hz的波信号，其周期为________s，若雷达发出信号后经过8×10－5 s接收到敌机反射信号，此时敌机距离雷达________km。(8分)
三、解答题(每空2分，共48分)
14. 电话是利用电信号将人们的声音从一个地方传到另一个地方的装置。小亮同学为了探究电话的工作原理，进行如下探究活动。(10分)
(1)为了探究电话话筒(如图甲所示原理图)的原理，做如下实验：
①将电源、碳粒话筒、电流表串联连接起来，用手摇动碳粒话筒，观察到电流表的示数不断变化，这说明碳粒话筒受到振动后，电阻值________。
②用嘴对着话筒吹气或大声喊叫，可以观察到电流表示数发生变化，声音越大时，电路中的电流越强，说明电流随着________的变化而变化。
(2)以上实验说明：话筒通过声音引起内部碳粒电阻的变化，从而将声信号转换成________信号。
(3)当给听筒(如图乙所示原理图)输入强弱变化的电流时，电磁铁对振动膜片的力也会发生变化，从而引起膜片的________而产生声音，这主要是利用电流的__________来工作的。
15. 2025年1月9日，“能储一号”全球首座300 MW级压气储能示范工程在湖北应城全容量并网发电，该项目单个储能周期储能容量达1. 5×106 kW·h，预计年发电量达5×108 kW·h，每年将节约标准煤约1. 59×105 t，减少二氧化碳排放约4. 11×105 t。该项目工作原理如图，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中(地下盐层中的洞穴)；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。(7分)
(1)换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处________(选填“吸”或“放”)热。
(2)该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放的能量是多少？(标准煤热值为2. 9×107 J/kg)
(3)若该项目的能量转换效率约为70%，则每年消耗用电低谷时段电网多余的电能是多少亿度电？(结果保留一位小数)
(4)若该压气储能电站储能容量达到最大，按每个家庭平均每天用电5 kW·h计算，以它现有的转换效率供电，单个储能周期储存的电能可满足多少个家庭一天使用？
16. 如图所示的玛尔挡水电站大坝是目前国内在建海拔最高的200 m级特高混凝土面板堆石坝，它共安装4台单机容量为55万千瓦水轮发电机组和1台单机容量为12万千瓦的发电机组。玛尔挡水电站地下厂房位于大坝右岸山体深处，距大坝顶部167. 8 m，由30多个洞室群组成，高达25层楼，容积为48. 53万立方米，是目前国内在建的海拔最高、规模最大的地下厂房。(g取10 N/kg，ρ水＝1. 0×103 kg/m3)(7分)
(1)若未来玛尔挡水电站年平均发电量可达72亿千瓦时，其中电厂自用电1%，出厂后，在专用输电的过程中又会损失出厂电能的1%，按平均电价0. 25元/(kW·h)计算，电站年收益多少亿元？
(2)1 t煤燃烧会释放2. 7 t的二氧化碳，煤发电的效率为36%，若玛尔挡水电站一年的发电量(与上一问相同)全部用煤来发电，相当于每年可以减少排放二氧化碳多少吨？(q煤取3. 0×107 J/kg)
(3)若电站水面落差(水面与发电机之间的高度差)为145 m，按实际总装机容量满负荷发电，发电机机械能转化为电能的效率为80%，水的流量Q为多少？(流量Q：单位时间内流过截面积的体积，单位为m3/s)
17. 深圳位于北回归线以南，属亚热带季风气候，日照充足。结合深圳气候特点，某学习小组开展了“设计隔热节能房屋”跨学科实践活动。(24分)
【活动目的】从能量转化的角度出发，探讨利用可再生能源的途径和方法，完成隔热节能房屋的设计。
【活动方案】
(一)结合材料学等学科知识，为房屋选择合适的隔热材料；
(二)结合地理学等学科知识，测算太阳能电池板的面积；
(三)结合工程和技术操作，研究节能热水器。
【实施过程】
(一)选取房屋的“隔热材料”
(1)学习小组为了比较材料的隔热性能，找到厚度相等的三种材料，制成大小、形状和结构均相同的房屋模型。用白炽灯光模拟太阳光，房屋模型的位置如图甲所示，将温度传感器分别放在房屋模型________(选填“内”或“外”)部的相同位置。闭合白炽灯开关，每隔1分钟，同时读取一次三个房屋模型的温度。
(2) 图甲中三个房屋模型摆放的位置不合理，原因：_______________ ________________________________________________________________。
(3)优化实验方案后进行实验，温度传感器的示数变化情况如图乙所示。根据图乙分析，学习小组应选择__________做房屋的隔热材料。
(二)测算太阳能电池板的面积
(4)学习小组计划在房屋屋顶安装太阳能电池板给房屋供电。安装在屋顶的太阳能电池板朝南放置，这样有利于获取__________。
(5)深圳某天1 m2的太阳能电池板发电量为0. 8 kW·h，若当天家庭用电量为16 kW·h，为了满足用电需求，太阳能电池板的面积至少为________m2。
(三)研究节能热水器
学习小组了解到有一款空气能热水器，其工作原理如图丙所示。液态工作介质经过蒸发器，吸收室外热空气中的热量后，蒸发成气态，进入压缩机，经压缩机压缩后，形成高温高压的气体，进入水箱中的冷凝管，释放热量后，变成液态，经过储液罐、过滤器、膨胀阀，再次回到蒸发器，开始下一个循环。当室外温度低或需要快速制热时，热水器还需要用水箱中辅热器的电阻丝加热，从而缩短加热时间。学习小组把水从冷凝管吸收的热量与工作介质循环所消耗的电能(不含辅热器消耗电能)的比值记为D。
(6)压缩机通过________(选填“做功”或“热传递”)方式改变工作介质的内能；高温高压的气体通过冷凝管后，内能变________。
(7)在某一环境温度下，在空气能热水器水箱中装入200 kg初温为20℃的水，关闭其他用电器，记录电能表的示数为932. 2 kW·h，启动空气能热水器(辅热器不工作)，2 h后，水温达到50℃，电能表的示数如图丁所示。此过程中，水吸收的热量为________J，空气能热水器的电功率P为________W，则该空气能热水器的D值为________。[水的比热容为4. 2×103 J/(kg·℃)]
(8)学习小组为了将(7)题中的加热时间缩短至80 min，需要启动水箱中的辅热器加热。若D值和电功率P(不含辅热器的电功率)均不变，辅热器两端的电压是220 V，加热效率是87. 5%，则该辅热器中电阻丝的阻值为________Ω。
【交流与评价】
(9)学习小组根据上述活动方案完成了“隔热节能房屋”的设计，请根据以下评价量表选择一个维度对该设计进行评价：_____________________________ ____________________________________________________(需说明理由)。
评价维度 合格 不合格
节能情况 能省电 不能省电
稳定性 供能稳定 供能不稳定
答案
一、选择题
1. A　2. A　3. C　4. B　5. A　6. D　7. B　8. B
二、填空题
9. 电能；聚　
10. 能量；裂变；不可再生　
11. 反射；频率
12. 电磁波；会；不能　
13. 电磁波；3×108；5×10－9；12
三、解答题
14. (1)①发生变化　②声音响度　(2)电　(3)振动；磁效应
15. (1)吸
解：(2)该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放的能量
Q放＝mq＝1. 59×108 kg×2. 9×107 J/kg＝4. 611×1015 J
(3)年发电量达5×108 kW·h，该项目的能量转换效率约为70%，则每年消耗用电低谷时段电网多余的电能
W＝＝≈7. 1×108 kW·h＝7. 1亿度电
(4)单个储能周期储能容量达1.5×106 kW·h，假设每个家庭平均每天用电5 kW·h
以它现有的转换效率供电，单个储能周期储存的电能可满足家庭使用的数量
n＝＝＝2. 1×105
16. 解：(1)由题意可知，电站年收益n＝72×108 kW·h×(1－1%)×(1－1%)×0. 25元/(kW·h)＝17. 641 8亿元
(2)由题知玛尔挡水电站年均发电量可达72亿千瓦时，则
W＝7. 2×109×3. 6×106 J＝2. 592×1016 J
则由η＝×100%知，煤完全燃烧释放的热量
Q放＝＝＝7. 2×1016 J
由Q放＝qm知，完全燃烧煤的质量
m＝＝＝2. 4×109 kg＝2. 4×106 t
所以每年减少排放二氧化碳的质量
m二氧化碳＝2. 4×106 t×2. 7＝6. 48×106 t
(3)总装机容量
P＝4×5. 5×108 W＋1. 2×108 W＝2. 32×109 W
由P＝得，1 s内总装机的发电量
W电＝Pt＝2. 32×109 W×1 s＝2. 32×109 J
由η＝×100%得，1 s内流下的水具有的机械能(水的重力做的功)
W水＝＝＝2. 9×109 J
由W水＝Gh得，1 s内流下的水的重力
G＝＝＝2×107 N
由G＝mg得，1 s内流下的水的质量
m′＝＝＝2×106 kg
1 s内流下的水的体积
V＝＝＝2 000 m3
即水的流量Q＝2 000 m3/s
17. (1)内　
(2)三个房屋模型与白炽灯的距离不同，光照强度不同　
(3)泡沫板　(4)太阳能
(5)20　(6)做功；小
(7)2. 52×107；700；5　(8)24. 2　
(9)节能情况：合格，在房屋屋顶安装太阳能电池板，电池板的面积设计合理，可以满足家庭用电的需要，安装空气能热水器，也能大大降低电能的消耗(合理即可)
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