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专题31能源与可持续发展
一．选择题（共20小题）
1．（2023秋 罗山县校级月考）有关能量转化的描述，不正确的是　　
A．汽油机压缩冲程把机械能转化为内能
B．火箭从地面向上发射过程中，外壳和大气层摩擦，机械能转化为内能
C．太阳能电池板把太阳能转化为化学能
D．水平地面上滚动的足球，最后会停下来，它的机械能都转化为了内能
2．（2023秋 盐湖区月考）某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中可以采纳的是　　
A．把煤堆在一起燃烧 B．向炉内多加些煤，加大火力
C．煤磨成粉，用空气吹进炉膛 D．用各种办法减小受热面积
3．（2023 呼和浩特）人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图1是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图2是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是　　
A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C．图2中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
D．流水通过水轮后，其机械能减小
4．（2022秋 桐柏县期末）如图是一种新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是　　
A．利用风力发电将电能转化为机械能
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能
C．照明灯工作时，灯是将机械能转化为光能
D．蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能
5．（2023 哈尔滨模拟）如图所示是电锅炉的部分放大图，下列说法不正确的是　　
A．电锅炉给水加热时把内能转化成电能
B．锅炉与外面的水位计组成连通器
C．锅炉内水位越高，水对锅炉底部的压强越大
D．锅炉上的安全阀是利用杠杆平衡条件工作的
6．（2023 绥宁县模拟）下列关于能量的转化和守恒的说法错误的是　　
A．钻木取火是将机械能转化为内能
B．酒精燃烧时将化学能转化为内能
C．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能
D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生
7．（2023 镇江）即将建成的镇江仑山湖抽水蓄能电站，在用电低谷时利用多余的电能，将山下的水抽往山上的水库实现“蓄能”；在用电高峰时释放山上的水来发电。该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的　　
A．重力势能 B．内能 C．动能 D．化学能
8．（2023 朝阳二模）水电站发电时，水从高处向下冲击水轮机的叶轮，转动的叶轮带动发电机发电。在这个过程中，能量的转化顺序为　　
A．势能电能动能 B．势能动能电能
C．电能动能势能 D．动能势能电能
9．（2023 朝阳区校级模拟）工人使用冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。在这个过程中的主要能量转化是　　
A．机械能电能内能 B．机械能内能电能
C．电能内能机械能 D．电能机械能内能
10．（2023 崂山区二模）如图所示，电风扇通电后电机带动扇叶转动，使空气流动速度加快，主要用于夏日清凉解暑之用。下列选项符合电风扇能量流向的可能是　　
A．
B．
C．
D．
11．（2023 宜宾一模）2022年12月4日20时09分，神舟十四号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，安全降落在东风着陆场预定区域。如图所示为飞船返回舱着陆前反推发动机点火时的情景。下列有关说法正确的是　　
A．反推发动机的燃料燃烧的过程是内能转化为化学能
B．反推发动机点火后，发动机工作是机械能转化为内能
C．返回舱距地面，反推发动机点火“刹车”利用力的作用是相互的原理
D．返回舱外壳由新材料制成，具有耐高温、耐腐蚀、导热性好的特点
12．（2023 文圣区三模）如图是同友设计的一款由发电机和电动机组成的永动机。他认为该装置工作起来后，不仅可以“生生不息”还能对外供电使灯泡发光。下列说法正确的是　　
A．发电机应用了奥斯特实验原理
B．电动机和动圈式话筒一样都产生感应电流
C．灯泡工作时将光能转化为电能
D．永动机违背能量守恒定律并不存在
13．（2023 湖北模拟）如图甲、乙是某便携式薄膜太阳能发电书包，该书包给人们带来了全新体验。对于该书包，下列说法错误的是　　
A．太阳能来源于太阳内部发生的核裂变
B．该书包肩带很宽，背起来感觉很舒适，这是由于增大受力面积可以减小压强
C．该书包带有两个接口，利用该书包给手机充电时，此时书包相当于电源
D．某时刻，该太阳能发电书包的发电功率为，接收太阳能的功率为，则该过程中光电转化效率为
14．（2023 海丰县模拟）如图是我国目前能源使用比例图。其中核能是我国正在大力开发和利用的一种有前途的能源，下列说法正确的是　　
A．核能是可再生能源
B．核电站利用核能发电，将核能转化为电能
C．现在的核电站是利用聚变反应来产生电能
D．核能是我国目前消耗的主要能源
15．（2023 蒙城县模拟）2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭，成功将3名航天员送入太空。下列说法正确的是　　
A．在太空中宇航员与地面间是通过超声波传递信息的
B．到达太空后航天员的惯性变大
C．长征二号运载火箭的燃料液态氢是清洁能源
D．在太空中宇航员可以利用哑铃锻炼身体
16．（2023 威海）威海依山傍海，能源发展区位优势明显，境内有多种类型的发电站，其中利用不可再生能源发电的是　　
A．分布式光伏电站 B．高温气冷堆核电站
C．潮汐发电站 D．风力发电站
17．（2023 焦作三模）能源、信息和材料在我们的生活、生产中越来越重要，下列说法正确的是　　
A．声呐是利用电磁波来传递信息的
B．太阳上一直在发生核裂变反应
C．超导材料可以用来制作电热水壶的发热体
D．新能源的开发可以有效缓解能源危机
18．（2023 上蔡县三模）下列有关新能源与新材料的说法中正确的是　　
A．通常用来制作光纤的材料属于绝缘体
B．手机芯片都是用超导材料制成的高度集成电路
C．目前的核动力航空母舰都是通过原子核聚变来获取能量的
D．空间站上的太阳能电池板主要将太阳能转化为内能
19．（2023 成都模拟）2023年，能源转型将进入深水区，全球新能源将面临严峻挑战！关于能量和能源说法中正确的是　　
A．石油、潮汐能、太阳能都属于可再生能源
B．能量的转移是有方向性的，而能量的转化没有方向性
C．光伏发电可以将太阳能全部转化为电能
D．核电站是利用核裂变产生的能量发电的
20．（2023 新会区二模）核能是原子核裂变或聚变释放出的能量，核能发电是重要的电力来源之一，它给人类解决能源危机带来希望。下列有关说法正确的是　　
A．核能是可再生能源
B．当前的核电站是利用核聚变工作的
C．原子核由质子和中子构成
D．原子核带负电
二．填空题（共10小题）
21．（2023 无锡）我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度，标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 　　能转化为电能，水能是 　　（选填“可再生”或“不可再生” 能源。水电站年均发电量可达，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为，煤的热值为，则需要用煤 　　。
22．（2023 襄阳）太阳能是清洁可再生能源。太阳能汽车上的太阳能电池可将太阳能转化为 　　能，太阳能汽车减少了废气和噪声污染。在寒冷的冬天，会看到水管冻裂，这是因为水结成冰后 　　增大了。
23．（2023 德州）1988年，中国“核潜艇之父”黄旭华设计的第一代核潜艇成功下潜至水下处，此处的液体压强是 　　，核潜艇是利用 　　（选填“核裂变”或“核聚变” 提供动力的。
24．（2023 沈阳）在2023年“中国航天日”主场活动启动仪式上，我国相关部门发布了由“天问一号”获取的火星全球影像图。影像信息通过 　　波从遥远的火星传递到地面接收站，“天问一号”上安装的太阳能电池板将太阳能转化为 　　能，为所携带的设备仪器供电。
25．（2023 保山二模）2021年6月25日，我国自主研发的平均水深最深、勘探开发难度最大的海上超深水大气田“深海一号”正式投产通气，它的投产意味着我国海洋石油勘探开发能力实现了由300米到1500米超深水的历史性跨越。在大气田上矗立着“深海一号”能源站，气田通过能源站进行生产，它是世界首座十万吨级深水半潜式生产储油平台，排水量11万立方米，能源站总重量达5.3万吨，排水量相当于两艘辽宁舰。目前已经探明储量超千亿方，最大井深4000米以上，最大水深超过1500米。在1500多米的深海之中，由海洋生物遗体分解产生的天然气，就是被这座能源站处理达标后，顺着海底管线呼啸着游向粤港澳大湾区以及南海等地的千家万户，主要用于发电和城市燃气。
（1）天然气属于下列哪一类能源 　　。
一次能源
可再生能源
新能源
（2）海下深处，海水压强的大小为 　　；它表示的物理意义是 　　。（海水的密度为
（3）请你结合题中信息和所学知识，分析开采和传输天然气面临的技术难题有 　　。（写出一条即可）
26．（2023 伊州区校级二模）新能源汽车以环保、经济的优势受到广大用户的喜爱，如图是中国北汽新能源公司研发的一款纯电动人工智能轿车。
（1）纯电动汽车以电动机代替常规的燃油机，　　（选填“扬声器”或“麦克风” 的原理与电动机的原理相同。充电时要将外壳与地线保持良好接触，否则充不了电，这是为了防止 　　（选填“触电”或“漏电）。电能属于 　　（选填“一次能源”或“二次能源” 。
（2）纯电动汽车的电池容量为，电池支持快充和慢充等多种充电方式。快充半小时即可将电量由充至。在快充时比慢充时使用的导线要 　　（选填“粗”或“细）一些，快充时的充电功率为 　　。若的电能改用柴油燃烧提供（不计热量损失），则需消耗 　　的柴油。
27．（2023秋 兴宁区校级月考）四旋翼无人机，它依靠电池为电动机供电，带动机翼旋转实现升空。小明操纵遥控器，使无人机从地面先加速上升，然后减速上升，最后悬停在某一高度进行摄影。则无人机在加速上升过程中，电动机将 　　能转化为 　　能。
28．（2023秋 迎江区校级月考）目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图所示，人背上后能通过该设备获得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，使人获得飞行动力。汽油燃烧转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有 　　。
29．（2023秋 利通区校级月考）火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃，这是通过 　　的方式改变了物体的 　　能。燃料燃烧是 　　能转化为 　　能。汽车尾气带走的能量 　　（选填“能”或“不能” 自动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有 　　。
30．（2023秋 南海区校级月考）如图是荡秋千的简化模型，摆球从点由静止释放，到达点后返回，摆球荡起的高度越来越低，这一过程摆球的 　　能转化为内能，　　（选填“遵循”或“不遵循” 能量守恒定律。、两点等高，则小球在位置的速度 　　（选填“大于”“小于”或“等于” 在位置的速度。
一．选择题（共20小题）
1．【答案】
【解答】解：汽油机的压缩冲程是活塞的机械能转化为混合气体的内能，所以选项说法正确；
火箭升空的过程中火箭外壳与大气层摩擦，会使得火箭外壳的温度升高，内能增大，所以是将机械能转化为内能，选项说法正确；
太阳能电池是直接将太阳能转化为电能，未使用的电能再转化为化学能储存起来，所以太阳能电池板是把太阳能转化为电能，选项说法错误；
运动的足球与地面摩擦，把机械能转化为内能，所以选项说法正确。
题目选不正确的，所以应选选项。
故选：。
2．【答案】
【解答】解：要提高炉子的效率，需要使燃料充分燃烧，并且减少能量的损失。
、把煤堆在一起燃烧、向炉内多加些煤，加大火力，这是消耗更多的燃料，不能提高炉子的效率，故错误；
、煤磨成粉，用空气吹进炉膛，可以使煤充分燃烧，可以提高炉子的效率，故正确；
、用各种办法增大受热面积，可以让热量被充分吸收，可以提高炉子的效率，故错误。
故选：。
3．【答案】
【解答】解：
、水轮机带动发电机发电将动能转化为电能，故正确；
、运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能，然后转化为电能，故错误；
、拦河大坝通过增大落水差增大水的重力势能，故正确；
、流水通过水轮后，水的机械能转化为电能，机械能减小，故正确。
故选：。
4．【答案】
【解答】解：、利用风力发电将风能转化为电能，故错误；
、太阳能电池板将太阳能转化为电能，故正确；
、照明灯工作时，灯是将电能转化为光能，故错误；
、蓄电池夜晚放电时将化学能转化为电能，故错误。
故选：。
5．【答案】
【解答】解：、电锅炉给水加热时把电能转化成内能，故错误；
、锅炉和外面的水位计上端开口、底部连通，属于连通器，故正确；
、同种液体，深度越深，压强越大，锅炉内水位越高，水对锅炉底部的压强越大，故正确；
、安全阀门装置在锅炉内蒸汽对阀门的压力下可以绕点转动，构成了一个杠杆，是利用杠杆平衡条件工作的，故正确。
故选：。
6．【答案】
【解答】解：、钻木取火是通过做功的方式改变内能的，是将机械能转化成内能，故正确；
、酒精燃烧是把化学能转化为内能，故正确；
、汽油机的做功冲程中，燃气膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能，故正确；
、人们对太阳能的开发和利用，是太阳能转化为其他形式的能，能量是不能凭空产生的，故错误。
故选：。
7．【答案】
【解答】解：蓄能时，水被抽到上水库中，水的高度增加，所以电能转化为水的重力势能，故正确。
故选：。
8．【解答】解：（1）高处的水流下来时水的重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能；冲击水轮机的叶轮，是水的动能转移到叶轮上。
（2）水轮机的叶轮，带动发电机发电，将叶轮上的机械能转化成电能。
所以整个过程中，能量转化的顺序是：势能动能电能。
故选：。
9．【答案】
【解答】解：
冲击钻工作的过程中，电流做功，钻头在电动机带动下转动，电能转化为机械能；同时电动机内部线圈还会发热，一部分电能会转化为内能；
钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔的过程中，钻头受到摩擦力的作用，克服摩擦力做功，机械能转化为内能；
所以冲击钻在工作的过程中有电能和机械能、内能的转化。
故选：。
10．【答案】
【解答】解：电风扇的主要部件是电动机，电动机工作时，主要将电能转化为机械能，同时产生少部分内能，故符合实际。
故选：。
11．【答案】
【解答】解：．反推发动机的燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能，故错误；
．反推发动机点火后，发动机工作是内能转化为机械能，故错误；
．反推发动机点火“刹车”利用力的作用是相互的原理，燃气反推，使返回舱减速降落地面，故正确；
．返回舱外壳由新材料制成，具有耐高温、耐腐蚀、隔热性好的特点，故错误。
故选：。
12．【答案】
【解答】解：、发电机的工作原理是电磁感应现象，故错误；
、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，话筒的工作原理是电磁感应现象，故错误；
、闭合开关，灯泡发光，灯泡将电能转化为光能，故错误；
、永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，故正确。
故选：。
13．【答案】
【解答】解：太阳内部发生的是核聚变产生能量，故错误；
．该书包肩带很宽，增大了受力面积，减小压强，故正确；
．利用该书包给手机充电时，书包提供电能，相当于电源，故正确；
．该过程中光电转化效率为，故正确。
故选：。
14．【答案】
【解答】解：
、核能在地球上的储量是一定的，属于不可再生能源，故错误；
、核电站主要是利用核的裂变进行发电的，其是将核能转化为电能的过程，故正确；
、核电站是利用核能发电，利用了核裂变原理提供能量，故错误；
、化石能源是我国当今主要的能源，故错误。
故选：。
15．【答案】
【解答】解：、在太空中宇航员与地面间是通过电磁波来传递信息的，故错误；
、惯性的大小与质量大小有关，与物体的位置无关，故错误；
、长征二号运载火箭的燃料液态氢是清洁能源，故正确；
、因为太空中是“微重力”环境，所以不能进行与重力有关的锻炼，故错误。
故选：。
16．【答案】
【解答】解：、太阳能、潮汐能和风能可以从自然界中源源不断地得到，是可再生能源，所以分布式光伏电站、潮汐发电站、风力发电站是利用可再生能源发电的，故不合题意；
、高温气冷堆核电站，核能属于不可再生能源，所以高温气冷堆核电站是利用不可再生能源发电的，故符合题意。
故选：。
17．【答案】
【解答】解：、声呐利用超声波传递信息，故错误；
、太阳能来自于太阳内部的核聚变反应，故错误；
、超导体电阻为0，电流经过超导体不发热，所以超导材料不能用来制作电热水壶的发热体，故错误；
、随着能源危机的加剧，积极开发新的替代能源成为各个国家的共识，新能源的开发将减少人类对化石能源的依赖，有效缓解能源危机，故正确。
故选：。
18．【答案】
【解答】解：、光纤通信是利用激光在光导纤维中传输的一种通信方式；光导纤维的制备材料是二氧化硅，即玻璃丝，属于绝缘体，故正确；
、手机芯片主要是用高度集成的半导体材料制成的，故错误；
、目前的核动力航空母舰都是通过原子裂变来获取能量的，故错误；
、太阳能电池板是消耗太阳能，产生电能，故错误。
故选：。
19．【答案】
【解答】解：、石油是不可再生能源，太阳能、潮汐能都属于可再生能源，故错误；
、能量转移和转化过程是有方向性的，是不可逆的，故错误；
、光伏发电的太阳能电池板将太阳能部分转化为电能，故错误；
、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，故正确。
故选：。
20．【答案】
【解答】解：、核能源于矿石内的能量，矿产资源属于不可再生能源，故错误；
、核反应堆内的铀发生裂变，会释放出能量，故错误；
、原子核由质子和中子组成，故正确；
、原子核带正电，故错误；
故选：。
二．填空题（共10小题）
21．【答案】机械；可再生；。
【解答】解：水力发电是利用发电机将水的机械转化为电能；
水能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源；
由可得，煤完全燃烧释放的热量：
，
由可得，需要煤的质量：
。
故答案为：机械；可再生；。
22．【答案】电；体积。
【解答】解：太阳能电池可将太阳能直接转化为电能；
水之间具有热缩冷胀的反常膨胀现象。寒冷的冬天，自来水管中的水一旦结冰，质量不变，密度变小，体积变大，会把水管冻裂。所以，这是因为水结成冰后体积变大就将水管胀裂了。
故答案为：电；体积。
23．【答案】；核裂变
【解答】解：（1）潜艇下潜到深度时受到的压强：
；
（2）核裂变是可控的，故核潜艇是利用核裂变反应产生的能量来提供动力的。
故答案为：；核裂变。
24．【答案】电磁；电。
【解答】解：电磁波可以在真空中传播，故影像信息通过电磁波从遥远的火星传递到地面接收；
太阳能电池板将太阳能转化为电能。
故答案为：电磁；电。
25．【答案】（1）；（2）；海下深处每平方米的面积上所受的压力为；（3）压强大（答案合理即可）
【解答】解：（1）天然气是从自然界直接获得不需要加工的能源，是一次能源，故选；
（2）海下深处，海水压强；它表示的物理意义是海下深处每平方米的面积上所受的压力为；
（3）根据海底的特点可知：在海底作业时面临的技术难题：压强大、温度低、光线暗、与地面通信难等。
故答案为：（1）；（2）；海下深处每平方米的面积上所受的压力为；（3）压强大（答案合理即可）。
26．【答案】（1）扬声器；触电；二次能源；（2）粗；60；7.2。
【解答】解：（1）扬声器工作原理是通电导体在磁场中受力运动，与电动机的原理相同，动圈式话筒的原理是电磁感应，与电动机的原理不相同；
电动车的外壳有大量的金属材料，充电时需要供电系统中提供接地良好的地线，是为了防止因漏电使外壳带电而造成触电事故；
电能属于二次能源；
（2）快充时功率大，根据可知电阻小，在其他条件一定时，导体的横截面积越大，电阻越小，所以在快充时比慢充时使用的导线要粗一些；
纯电动汽车的电池容量为，快充半小时即可将电量由充至，快充时的充电功率为；
（3）由题知，不计热量损失，则，
由可得，水的质量：。
故答案为：（1）扬声器；触电；二次能源；（2）粗；60；7.2。
27．【答案】电；机械。
【解答】解：电动机工作的过程中消耗电能得到机械能，故电动机将电能转化为机械能；
故答案为：电；机械。
28．【答案】方向性
【解答】解：汽油燃烧时将化学能转化为内能，用来对人和飞行背包做功；还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，这是因为能量的转移和转化具有方向性。
故答案为：方向性。
29．【答案】做功；内；化学；内；不能；方向性。
【解答】解：火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃，这是克服摩擦做功，改变了物体的内能；
燃料燃烧的过程中，是化学能转化为内能；
汽车尾气带走的能量不能自动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有方向性。
故答案为：做功；内；化学；内；不能；方向性。
30．【答案】机械；遵循；大于。
【解答】解：由于存在空气的摩擦，秋千在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小，但整个过程仍遵循能量守恒定律；
球在、两点高度相同，重力势能相同，的机械能大于的机械能，则的动能大于的动能，说明小球在位置的速度大于在位置的速度。
故答案为：机械；遵循；大于。

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