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第十一、十二章 能源与可持续发展 我们的物质世界 基础卷（解析版）
建议用时：90分钟，满分：100分
一、选择题： (每题3分，共36分)
1.目前人类大规模利用核能发电的方式属于( )
A.可控核裂变 B. 可控核聚变 C.不可控核裂变 D.不可控核聚变
2.下列属于不可再生能源的是( )
A .风能 B.地热能 C. 石油 D.太阳能
3.图为核电站发电的流程示意图。下列有关核电站发电过程中能量转化的排列，其中正确的是 ( )
核反应堆 汽轮机 发电机 电塔
A.核能、机械能、化学能、电能 B.核能、机械能、内能、电能
C.核能、内能、机械能、电能 D.核能、内能、化学能、电能
4.近年来，我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就。下列说法中正确的是( )
A.电动汽车使用的电能是一次能源 B.太阳能电池板将太阳能转化为电能
C.“无侦-8”无人机利用超声波来传递信息 D.“华龙一号”核电站利用核聚变释放的能量来发电 5.能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。 下列说法不正确的是( )
A.人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来
B.核电站的能量转化是将核能直接转化为电能
C.核裂变发电能量转化效率不能达到100%
D.太阳能、水能、风能都是可再生能源
6.近年来，我国科技创新突飞猛进，各种新技术、新能源、新材料等科技成果不断涌现。有关说法 中正确的是( )
A.固态可燃冰属于二次能源 B.水能、风能、太阳能属于可再生能源
C.核聚变获得核能的方式与普通核电站一致 DLED 屏幕主要是由超导材料制成的
7.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核 电站的说法正确的是( )
A.核电站能控制裂变的反应速度 B.原子弹对聚变的链式反应不加控制
C.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变 D.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
8.关于能量和能源的利用，以下说法正确的是( )
A.核电站是利用化学能来发电的
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B.水能、风能和化石能源均是可再生能源
C.太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
D.电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能
9.1.2024年3月2日，神舟十七号航天员出舱修复受损的太阳翼，使其将太阳能转化为电能的功能 恢复正常，如图所示，太阳能、太阳翼分别属于( )
A.可再生能源、电源 B.可再生能源、用电器C.不可再生能源、电源D.不可再生能源、用电器 10.我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是( )
(
A.
火力发电
)B. 水力发电
(
D.
光伏发电
)C. 风力发电
11.“能源和环境”是全世界各国共同面临的问题。我国各地正在运行“资源节约型”“环境友好型”两 型社会建设试点。保护环境、节约能源要从我做起，下列说法中需要改正的是( )
A.养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
B.尽可能用太阳能热水器代替电热水器
C. 及时将生活垃圾、废电池装在一起丢到垃圾箱中
D.用洗脸水冲厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站
12.2024年4月至10月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”, 秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不正确的是( )
A.园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B.园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C.园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D.因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
二、填空题： (每空1分，共31分)
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13.我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将 能转化为电 能。电能充足时，利用富余的电能驱动 (选填“电动机”或“发电机”)工作，将空气压缩 后储存起来：电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。
14.如图是中国空间站太阳能电池板，它把太阳能转化为电能。太阳能清洁无污染，是 能 源(选填“可再生”或“不可再生”)。中国空间站向地面指挥中心发送信息，是通过 传递的。
15.芜湖.核电项目已正式定址繁昌县芦南镇徐圩村芭茅山。核电站所用的核燃料属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源，在核反应堆中，核燃料发生 变释放出大量的核能， 最后发电机利用 原理发电。芜湖核电项目建成后，四台机组年发电总量约为3×
10 0kW·h, 这些电能相当于完全燃烧 kg 的烟煤释放出的热量(烟煤的热值为3×107J/kg)。
16.搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些
消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有 ;我国自主研发的“偏二 甲肼”火箭燃料属于 (选填“一次”“二次”)能源。
17.如图所示，第九届亚洲冬奥会，擅于思考的欣航同学发现用阳光点燃火炬使用的是 ( 凸 透镜/凹透镜),太阳是 (可再生能源/不可再生能源),凸透镜的直径是60 (填写单位)。
火炬
18.如图所示是太阳能热电站的原理图，看图回答下列问题：
(
集热器
汽轮发电机
电 能
反射镜
储热器
)
(1)反射镜的作用是 ;太阳能热电站发电受天气影响，阴雨天时，发电的功率 将减小，图中能够保证阴天还能发电的装置是 ;
(2)从集热器到汽轮发电机，发生的能量转化是
(3)与火力发电站相比，太阳能热电站的优点是
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19.环境保护是现代社会的热点，环境污染是世界各国关注的焦点，特别是核污染更是全人类高度 警惕的问题，继1986年“切尔诺贝利”核泄漏事件之后，2000年8月12日，质量m=1.4×10 kg 的 俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，引起挪威生态保护组织和国际社会的普遍关注。
(1)核裂变和核聚变是获得大量核能的两种途径，核潜艇反应堆的核能是通过 (选填： “聚变”或“裂变”)获得的。
(2)如图所示是核电站原理示意图，反应堆中的能量转化过程是
的能量转化过程是
安全壳 一回路热交换器 汽轮发电机
(
冷凝器
) (
反应堆
)
二回路
(3)在235g 铀燃料中含有6.02×10 个铀核，如果它们全部发生裂变，通过汽轮发电机得到3.2 ×10 kW ·h 的电能，则该核电站的效率为 。 (每个铀核裂变会释放出3.2×10-11J 的能量)
(4)请说出几种目前开发利用的新能源。(至少两种)
20.随着生活水平的提高， 一些高科技成果已逐步走进人们的生活。如图是一种太阳能路灯，你能 从它的相关说明中获得哪些信息 (写出三条即可)
太阳能路灯说明 RE—TZ13 1.太阳能电池：40W 2.发光光源：高效节能灯 3.系统电压：12V 4.连续阴雨：3~5天 5.环境温度： 6.照明时间：12小时
④该路灯工作的实质是将太阳能最终转化为
21.目前，化石燃料仍是世界上的主要能源。
(1)化石燃料属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)。
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(2)完全燃烧4.2m 的天然气可放出 J的热量。(天然气的热值是7.5×107J/m )如果这 些热50%被水吸收，可使 kg 的水从20℃到70℃。 (c 水=4.2×10 J/(kg · ℃)
(3)化石燃料燃烧可造成空气污染，为减少有害物质排放，请你提出一条合理化建议：
三、实验探究题： ( 6 分 )
22.随着人们生活水平的日益提高，以利用太阳能为主的太阳能热水器已走入寻常百姓家，如图8 所示是一种常见的太阳能——电能双能热水器示意图，是由一排真空镀膜管组成的集热器，是储 水箱，是电加热器。
(1)在阳光直射下，图中水管与、中的水将沿 (选填“顺”或“逆”)时针方向流动，这是因 为 ,电加热器的作用是 o (2)家庭用太阳能热水器与燃气式热水器的初装费、使用年限见下表：
热水器类型 初装费 使用年限
太阳能 1500元 15年
燃气式 700元 5年
若你的父母决定选购这两种热水器中的一种，那么你将建议购买哪一种 写出你这样选择的两条理
由。
四 、综合能力题： (23、24、25题各6分，26题9分，共27分)
23.阅读材料，请回答下列问题。
你听说过“乙醇汽油吗”
有这样一则报道：一个美国农民面对自己家里堆积如山的玉米愁容满面：玉米售价既低廉又销 路不好。他梦想着将这些有着黄金一样颜色的东西变成真正的黄金!他不顾大家都讥笑他异想天 开，专程为他的“异想天开”去请教了一位科学家。这位科学家既同情他也对他的“异想天开”很感兴 趣，经过一段时间的研究和考察，这位科学家开发出了“乙醇汽油”,即用玉米生产乙醇，然后以一 定比例与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用。
石油被称为“液体黄金”,但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困 扰着人类。所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径。
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请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题：
(1)乙醇燃烧的过程是 能转化为 能的过程。理论上，完全燃烧28g 乙醇可以产 生8.4×105J 的热量，如果这些热量完全被水吸收，在1标准大气压下，那么可以将 kg 20℃ 的水加热到沸腾。[水的比热容为4.2×103J/(kg℃)]
(2)按照能源的分类，乙醇汽油属于 能源。使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、
柴油等相比具有明显的好处，请你说出两点：
①
24.汽车为人类文明做出了巨大的贡献，同时对自然生态环境的恶化，负有难以推卸的责任。
行驶的汽车大量排放含氮氧化物、 一氧化碳、碳氢化合物等废气。2011年4月1日起，北京 市开始执行调整后的非居住区停车场白天收费标准，希望靠提高收费来限制小汽车上路。
我国政府为了减少汽车尾气带给人们的危害，花费了大量的精力、财力。由于天然气和液化石 油气的热值大、价格低，燃烧后生成物中不含铅，污染少。因此，在北京街头，随处可见到用天然 气或液化石油气作为燃料的汽车，成为绿色北京的一个新亮点。
(1)说一说汽车的泛滥对自然生态环境的危害：
(2)针对环境污染，汽车使用天然气或液化石油气作燃料的优点是 o
(3)为建设绿色中华，绿色北京，请你另外提出一条治理汽车尾气污染的合理化建议：
25.在南昌市红谷滩新区人们可免费租借自行车出行，这是当今倡导低碳生活的一种具体体现。低 碳生活是指生活作息时所耗用的能量要减少，从而降低碳特别是二氧化碳的排放。低碳生活，对 于我们普通人来说，是一种态度，而不是一种能力，我们应该积极倡导并践行。请你从物理学的角 度再列举三个低碳生活的事例。
26.6月5日是世界环境日，人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，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)图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗 的情况是( )
A.显著增长 B..平稳增长 C.稳中有降 D.显著减少
甲 乙 丙
(2)在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于 (选填“可再生”或“不可再生”) 能源，它们的开发和利用可以减轻大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏。
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（3）为实现减排目标，国家大力推广风力发电。江苏省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海 壮观的风电场即将形成（如图乙）。 假如 1.2×106 kW 的风电场项目全面建成之后，所有机组发电 1 h，可提供多少 kW·h 的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的 热值为 3.0×107 J/kg ，1 kW·h ＝3.6×106 J）
（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念。太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小明 家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为 2m2，热水器每平方米的面积上 1 h 得到的太阳辐射 能平均为 2.52×106J ，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3 h 可以使热水 器内初温为 20 ℃、质量为 100 kg 的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是 4.2×103J/（kg·℃)。
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建议用时：90分钟，满分：100分
一、选择题： (每题3分，共36分)
1.目前人类大规模利用核能发电的方式属于( )
A.可控核裂变 B.可控核聚变 C.不可控核裂变 D.不可控核聚变
【答案】A
目前核聚变还不可控，原子弹利用了不可控核裂变，氢弹利用了不可控核聚变，核电站利 用的是可控核裂变将核能转化为电能发电，故A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。
2.下列属于不可再生能源的是( )
A .风能 B.地 热 能 C.石油 D.太阳能
【答 案】C
不可再生能源是指短期内无法自然再生或需极长时间再生的能源。
A.风能由空气流动产生，可循环再生，属于可再生能源，故A 不符合题意；
B.地热能来自地球内部，可持续利用，属于可再生能源，故B 不符合题意；
C.石油是化石燃料，需数百万年形成，无法短期再生，属于不可再生能源，故C 符合题意；
D.太阳能直接来自太阳，可源源不断获取，属于可再生能源，故D 不符合题意。故选C。
3.图为核电站发电的流程示意图。下列有关核电站发电过程中能量转化的排列，其中正确的是 ( )
核反应堆 汽轮机 发电机 电塔
A.核能、机械能、化学能、电能 B.核能、机械能、内能、电能
C.核能、内能、机械能、电能 D.核能、内能、化学能、电能
【 答 案】C
核能发电是核燃料的核能转化为蒸汽的内能，内能转化为汽轮机的机械能，通过发电机把 机械能转化为电能。
A 错误。核能不会直接转化为机械能，且化学能未参与该过程。
B 错误。顺序颠倒，内能应为中间环节。
C 正确。符合实际转化流程。
D 错误。化学能未参与核电站发电过程。综上，正确答案为C。
4.近年来，我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就。下列说法中正确的是( )
A.电动汽车使用的电能是 一 次能源 B.太阳能电池板将太阳能转化为电能
C.“无侦-8”无人机利用超声波来传递信息 D.“华龙一号”核电站利用核聚变释放的能量来发电
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【解答】A. 电能是太阳能转化得到的，属于二次能源，故 A 错误；
B.太阳能电池板将太阳能转化电能，故 B 正确；
C.无人机是通过电磁波传递信息的，故 C 错误；
D.核电站是利用核裂变释放的核能发电的，故 D 错误；故选：B。
5.能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。 下列说法不正确的是 ( )
A.人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来
B.核电站的能量转化是将核能直接转化为电能
C.核裂变发电能量转化效率不能达到 100%
D.太阳能、水能、风能都是可再生能源
【答案】B
A.太阳能通过光合作用、水循环、大气运动等转化为其它形式的能量，人类利用的化石能 源、水能、风能等大多来源于太阳能，故 A 正确，不符合题意；
B.核电站中，核反应堆通过核裂变释放核能，将核能转化为水的内能，蒸汽推动汽轮机将内能转化 为机械能，最后发电机将机械能转化为电能，并非直接转化，故 B 错误，符合题意；
C.任何能量转化过程都存在能量损耗（如热散失），效率不可能达到 100% ，故 C 正确，不符合题 意；
D.太阳能、水能、风能都可以从大自然中源源不断的获取，所以都属于可再生能源，故 D 正确， 不符合题意。故选 B。
6.近年来，我国科技创新突飞猛进，各种新技术、新能源、新材料等科技成果不断涌现。有关说法
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中正确的是 ( )
A. 固态可燃冰属于二次能源
C.核聚变获得核能的方式与普通核电站一致
B.水能、风能、太阳能属于可再生能源 D.LED 屏幕主要是由超导材料制成的
【答案】B
A. 固态可燃冰直接从自然界获得，是一次能源，故 A 错误；
B.水能、风能和太阳能可从自然界源源不断地得到，是可再生能源，故 B 正确；
C.普通核电站的能源是通过核裂变得到的，与核聚变获得的方式不同，故 C 错误； D.LED 是发光二极管，主要由半导体材料制成，故 D 错误。故选 B
7.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核
电站的说法正确的是 ( )
A.核电站能控制裂变的反应速度
C.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B.原子弹对聚变的链式反应不加控制
D.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
【答 案】A
目前人类获取核能的途径有两种： 一是核裂变，二是核聚变。当前人类技术对核聚变还不 能控制，人类和平利用核能是核裂变，如核电站就是.利用可控核反应堆，原子弹是利用核裂变，
氢弹是利用核聚变，所以A 选项正确。
8.关于能量和能源的利用，以下说法正确的是( )
A.核电站是利用化学能来发电的
B.水能、风能和化石能源均是可再生能源
C.太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
D.电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能
【答案】D
核电站是利用核能转化为电能，故A 选项错误；水能、风能是可再生能源，而化石能源 是不可再生能源，故B 选项错误；太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置，故C 选项错误；电 灯发光是利用电流的热效应，将电能转化为内能和光能，由于能量的转化是不可逆的，所以这些内 能无法自动转化为电能，故D 选项正确。
9.1.2024年3月2日，神舟十七号航天员出舱修复受损的太阳翼，使其将太阳能转化为电能的功能 恢复正常，如图所示，太阳能、太阳翼分别属于( )
A. 可再生能源、电源 B. 可再生能源、用电器C.不可再生能源、电源D.不可再生能源、用电器
【答案】A
太阳能能源源不断获得，是可再生能源；太阳翼为电路提供电能，在电路中属于电源。
故选 A。
10.我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是( )
(
A.
火力发电
) (
B
)水力发电
(
C.
风力发电
) (
D.
)光伏发电
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【答案】A
A.火力发电主要利用煤、石油、天然气等化石燃料燃烧时产生的热能来发电，会排放大量 的二氧化碳，故 A 符合题意；
B.水力发电是利用水的动能和势能来发电，不会排放二氧化碳，故 B 不符合题意；
C.风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电， 不会排放二氧化碳，故 C 不符合题意；
D.光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，不会排放二 氧化碳，故 D 不符合题意。故选 A。
11. “能源和环境”是全世界各国共同面临的问题。我国各地正在运行“资源节约型”“环境友好型”两 型社会建设试点。保护环境、节约能源要从我做起，下列说法中需要改正的是 ( )
A.养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
B.尽可能用太阳能热水器代替电热水器
C.及时将生活垃圾、废电池装在一起丢到垃圾箱中
D.用洗脸水冲厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站
【答案】C
废电池内有毒物质及重金属含量高，随意丢弃容易污染环境。我们应专门收集处理废电 池，不得将其和其他垃圾一块放入垃圾箱。
12.2024 年 4 月至 10 月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居 ”， 秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容 ”的理念。下列说法中不正确的是 ( )
A. 园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B. 园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C. 园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D. 因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
【答案】D
A.根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知，电流通过导体时会放出热量，所以利用超导材料输电，可 以降低由于输电线发热而引起的电能损耗，故 A 正确，不符合题意；
B.燃油车在燃烧过程中会产生大量的能量损失，而新能源汽车则通过高效的能量转换和回收系统， 将能源利用率提高到更高的水平，故 B 正确，不符合题意；
C.地球上水的储量虽然很多，但是淡水资源非常紧张，因此我们需要节约用水，故 C 正确，不符 合题意；
D. 自然界中的能量虽然是守恒的，但是能量在转化过程中，一部分能量不能再次利用，所以我们仍 然需要节约能源，故 D 错误，符合题意。故选 D。
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二 、填空题：(每空1分，共31分)
13.我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将 能转化为电 能。电能充足时，利用富余的电能驱动 (选填“电动机”或“发电机”)工作，将空气压缩 后储存起来：电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。
【答案】光或太阳；电动机
光伏发电板接收太阳能，将太阳能转化为电能。
压缩空气时需要对空气做功，而压缩机是将电能转化为机械能，所以电能充足时，利用富余的电能
驱动电动机工作。
14.如图是中国空间站太阳能电池板，它把太阳能转化为电能。太阳能清洁无污染，是 能源 (选填“可再生”或“不可再生”)。中国空间站向地面指挥中心发送信息，是通过 传递的。
【答案】可再生；电磁波
太阳能可以在自然界中源源不断的获得，所以是可再生能源。
电磁波可以在真空中传播且可以传递信息，所以地面指挥中心与空间站是通过电磁波传递信息的。
15.芜湖.核电项目已正式定址繁昌县芦南镇徐圩村芭茅山。核电站所用的核燃料属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源，在核反应堆中，核燃料发生 变释放出大量的核能， 最后发电机利用 原理发电。芜湖核电项目建成后，四台机组年发电总量约为3×
10 0kW ·h,这些电能相当于完全燃烧 kg 的烟煤释放出的热量(烟煤的热值为3×107J/kg)。
【答案】不可再生；核裂；电磁感应；3.6×10
由于发生核反应的铀在短时间内部能形成，是不可再生能源，所以核电站所用的核燃料属
于不可再生能源；
核反应堆主要是利用核裂变产生的能量，带动发电机发电，发电机的原理是电磁感应现象；
根据 Q=mq 可得：
故答案为：不可再生，裂变，电磁感应，3.6×109kg。
16.搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些 消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有 ;我国自主研发的“偏二 甲肼”火箭燃料属于 (选填“一次”“二次”)能源。
【答案】方向性；二次
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火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，由于能量的转化具有方向 性，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭。
我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料必须通过一次能源的消耗才能得到的能源，属于二次能源。
17.如图所示，第九届亚洲冬奥会，擅于思考的欣航同学发现用阳光点燃火炬使用的是 (凸透 镜/凹透镜),太阳是 (可再生能源/不可再生能源),凸透镜的直径是60 (填写单位)。
【答案】凸透镜；可再生能源；cm
凸透镜对光线有会聚作用，能将平行的太阳光会聚到一点(焦点),使该点温度升高，达
到可燃物的着火点，从而点燃火炬。而凹透镜对光线有发散作用，无法实现会聚阳光点火的效果。
因此，此处应填凸透镜。
可再生能源是指自然界中可以不断再生、永续利用的能源，太阳的能量来源于其内部的核聚变反应，
只要太阳存在，就会持续释放能量，属于可再生能源。因此，此处应填可再生能源。
结合实际情况，用于点燃火炬的凸透镜需要足够大才能有效会聚足够的阳光，60毫米 (mm) 过
小，60米 (m) 过大，60 厘米 (cm) 是合理的尺寸。因此，此处应填 cm。
18.如图所示是太阳能热电站的原理图，看图回答下列问题：
(
集热器
汽轮发电机
电 能
反射镜
储热器
)
(1)反射镜的作用是 ;太阳能热电站发电受天气影响，阴雨天时，发电的功率 将减小，图中能够保证阴天还能发电的装置是
(2)从集热器到汽轮发电机，发生的能量转化是
(3)与火力发电站相比，太阳能热电站的优点是
【答案】(1)收集太阳能；储热器；(2)光能 → 内能 → 机械能 → 电能； (3)清洁无污染，太阳 能可再生；受天气、季节影响较大
(1)反射镜的作用是，利用反射镜改变光路，将太阳光集中到集热器上 ； 图中的储热器将多余的能量储存起来，能够保证阴天还能发电；
(2)集热器将光能转化为水蒸气的内能，汽轮机将水蒸气的内能转化为机械能，发电机将机械能
转化为电能；
第十一、十二章能源与可持续发展我们的物质世界基础卷(解析版)
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所以从集热器到汽轮发电机，发生的能量转化是：光能→ 内能→机械能→ 电能；
(3)优点是：太阳能是清洁无污染，且是可再生的能源；
缺点是：太阳能发电受天气、季节影响较大，功率不稳定。
19.环境保护是现代社会的热点，环境污染是世界各国关注的焦点，特别是核污染更是全人类高度 警惕的问题，继1986年“切尔诺贝利”核泄漏事件之后，2000年8月12日，质量 m=1.4×10 kg的 俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，引起挪威生态保护组织和国际社会的普遍关注。
(1)核裂变和核聚变是获得大量核能的两种途径，核潜艇反应堆的核能是通过 (选填： “聚变”或“裂变”)获得的。
(2)如图所示是核电站原理示意图，反应堆中的能量转化过程是 的能量转化过程是
(
安全壳 一回路
热交换器
汽轮发电
机
二回路
反应堆
冷凝器
)
(3)在235g 铀燃料中含有6.02×10 个铀核，如果它们全部发生裂变，通过汽轮发电机得到3.2 ×106kW ·h的电能，则该核电站的效率为 。(每个铀核裂变会释放出3.2×10-11J 的能量)
(4)请说出几种目前开发利用的新能源。(至少两种)
【答案】(1)核裂变；(2)核能转化为内能；内能转化为机械能；(3)60%;(4)太阳能、核 能、地热能、潮汐能
(1)核反应堆利用的是可控核裂变反应，是将核能先转化为内能再转化为机械能，最终
转化为电能。
(2)在反应堆中，裂变释放核能用来加热水，核能转化为内能。二回路中内能转化机械能。
(3)6.02×10 个铀核裂变释放的能量：E=6.02×10 ×3.2×10- 1J=1.9264×10 3J
汽轮机发电得到的电能：E 有用=3.2×106kW ·h=3.2×10 ×3.6×106J=1.152×10 3J
核电站的效率：
20.随着生活水平的提高，一些高科技成果已逐步走进人们的生活。如图是一种太阳能路灯，你能 从它的相关说明中获得哪些信息 (写出三条即可)
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第十一、十二章能源与可持续发展我们的物质世界基础卷(解析版)
太阳能路灯说明 RE—TZ13 1.太阳能电池：40W 2.发光光源：高效节能灯 3.系统电压：12V 4.连续阴雨：3~5天 5.环境温度： 6.照明时间：12小时
① ;
② ;
③ o
④该路灯工作的实质是将太阳能最终转化为 。
【答案】①太阳能电池最大输出功率为40W;② 所使用灯泡为高效节能灯；③电源电压为12V; ④光能
21.目前，化石燃料仍是世界上的主要能源。
(1)化石燃料属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)。
(2)完全燃烧4.2m 的天然气可放出 J的热量。(天然气的热值是7.5×107J/m )如果这 些热50%被水吸收，可使 kg 的水从20℃到70℃。 (c 水=4.2×10 J/(kg · ℃)
(3)化石燃料燃烧可造成空气污染，为减少有害物质排放，请你提出一条合理化建议：
o
【答案】 (1)不可再生；(2)3. 15×108;750;(3)开发使用清洁燃料
【分析】 (1)能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；不能从自然界得到补充的能源
叫不可再生能源。
(2)利用热量的计算公式Q=mg 求出放出的热量；根据效率公式求出水吸收的热量，利用Q=cmAt
求出可加热水的质量。
(3)化石燃料燃烧会产生一些有害气体和废渣，我们可以采用一些清洁的新能源来逐步的代替化
石燃料。
【解析：】(1)对于化石能源消耗掉后，其在短期内不能得到补充，故该能源是不可再生能源。
(2)完全燃烧4.2m 的天然气可放出的热量： Q 放=Vq=4.2m ×7.5×107J/m =3.15×108J
因 Q 吸=cmAt=nQ 放
所以，4.2×10 J/(kg · ℃)×m 水×(70℃-20℃)=50%×3.15×108J 解得：m 水=750kg
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(3)化石燃料燃烧可产生有害气体和废渣污染，为减小有害物质排放，我们可以开发利用清洁燃
料，如：氢、太阳能等。
故答案为：(1)不可再生；(2)3. 15×108;750;(3)开发使用清洁燃料。
三、实验探究题： ( 6 分 )
22.随着人们生活水平的日益提高，以利用太阳能为主的太阳能热水器已走入寻常百姓家，如图8 所示是一种常见的太阳能— —电能双能热水器示意图，是由一排真空镀膜管组成的集热器，是储 水箱，是电加热器。
(1)在阳光直射下，图中水管与、中的水将沿 (选填“顺”或“逆”)时针方向流动，这是因 为 ,电加热器的作用是
(2)家庭用太阳能热水器与燃气式热水器的初装费、使用年限见下表：
热水器类型 初装费 使用年限
太阳能 1500元 15年
燃气式 700元 5年
若你的父母决定选购这两种热水器中的一种，那么你将建议购买哪一种 写出你这样选择的两条理
由 。
【答案】(1)顺；集热器中的水吸收太阳能，温度升高密度变小而上升，储水箱中的冷水密度大
而下降；在阴雨天、夜间或太阳光照不足时辅助加热； (2)选购太阳能热水器，因为它的平均成
本低，且使用时方便、清洁、无污染
(1)在阳光直射下，集热器中的水的温度会升高，密度变小，所以集热器A 中的热水会 上升，储水箱中的冷水会下降，导致图中水管与A 、B 中的水将沿顺时针流动。
电加热器的作用是：在阴雨天或夜间没有太阳的情况下来给水辅助加热的。
(2)从表中数据可以看出，太阳能热水器的年平均费用比燃气式热水器的费用低，且太阳能热水 器使用方便、安全、清洁、无污染。
所以选用太阳能热水器。
四 、综合能力题： (23、24、25题各6分，26题9分，共27分)
23.阅读材料，请回答下列问题。
你听说过“乙醇汽油吗”
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有这样一则报道： 一个美国农民面对自己家里堆积如山的玉米愁容满面：玉米售价既低廉又销 路不好。他梦想着将这些.有着黄金一样颜色的东西变成真正的黄金!他不顾大家都讥笑他异想天 开，专程为他的“异想天开”去请教了一位科学家。这位科学家既同情他也对他的“异想天开”很感兴 趣，经过一段时间的研究和考察，这位科学家开发出了“乙醇汽油”,即用玉米生产乙醇，然后以一 定比例与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用。
石油被称为“液体黄金”,但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困 扰着人类。所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径。
请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题：
(1)乙醇燃烧的过程是 能转化为 能的过程。理论上，完全燃烧28g 乙醇可以产 生8.4×10 J的热量，如果这些热量完全被水吸收，在1标准大气压下，那么可以将 kg 20℃ 的水加热到沸腾。[水的比热容为4.2×10 J/(kg℃)]
(2)按照能源的分类，乙醇汽油属于 能源。使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、 柴油等相比具有明显的好处，请你说出两点：① ;②
【答案】(1)化学；内；2 .5;(2)新可再生；①节约传统能源；②减少环境污染； (3)大胆想 像，勇于实践，勤学好问
(1)乙醇燃烧时把化学能转化为内能；由Q=cm(t-to) 可得被加热到沸腾水的质量是：
(2)乙醇汽油无法从自然界直接获取，所以是二次能源，使用乙醇汽油比使用汽油、柴油污染少， 并且还可再生。
(3)我们在学习中应该大胆想象；勇于实践；勤学好问。
因此，本题正确答案是：(1)化学；内；2 . 5;(2)新(或二次、或可再生);可再生(或污染
少);(3)大胆想像，勇于实践，勤学好问。
24.汽车为人类文明做出了巨大的贡献，同时对自然生态环境的恶化，负有难以推卸的责任。
行驶的汽车大量排放含氮氧化物、 一氧化碳、碳氢化合物等废气。2011年4月1日起，北京 市开始执行调整后的非居住区停车场白天收费标准，希望靠提高收费来限制小汽车上路。
我国政府为了减少汽车尾气带给人们的危害，花费了大量的精力、财力。由于天然气和液化石 油气的热值大、价格低，燃烧后生成物中不含铅，污染少。因此，在北京街头，随处可见到用天然 气或液化石油气作为燃料的汽车，成为绿色北京的一个新亮点。
(1)说一说汽车的泛滥对自然生态环境的危害：
(2)针对环境污染，汽车使用天然气或液化石油气作燃料的优点是
(3)为建设绿色中华，绿色北京，请你另外提出一条治理汽车尾气污染的合理化建议：
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o
【答案】(1)产生废气、余热和噪声等； (2)尾气中不含铅，污染少； (3)推广使用新能源汽 车、太阳能汽车；提倡步行、骑自行车或乘公交车出行，限制自驾出行等
(1)汽车的泛滥对自然生态环境的危害很多：产生废气对大气造成严重污染；造成自然 生态环境的恶化；汽车的泛滥也会产生噪声污染。
(2)汽车使用天然气或液化石油气作燃料的优点是：天然气在完全燃烧时只产生少量二氧化碳和 水蒸气，汽车尾气中不含铅，污染少。
(3)治理汽车尾气污染的合理化建议：推广使用新能源汽车；提倡绿色出行或乘公交车出行等。
25.在南昌市红谷滩新区人们可免费租借自行车出行，这是当今倡导低碳生活的一种具体体现。低 碳生活是指生活作息时所耗用的能量要减少，从而降低碳特别是二氧化碳的排放。低碳生活，对 于我们普通人来说，是一种态度，而不是一种能力，我们应该积极倡导并践行。请你从物理学的角 度再列举三个低碳生活的事例。
【答案】多使用清洁能源，如风能、水能、太阳能等；鼓励人们多乘坐公共交通工具(或养成良好
的用水、用电的习惯；提高机械效率；加强废气排放管理等)
“节能”主要从尽量利用污染小的能源、减少能源浪费两方面考虑，例如利用风能、水能、 太阳能等能源及多人乘坐一辆车等方式；“减排”主要从少使用机动车、提高机械效率、加强排气管 理等方面考虑。
26.6月5日是世界环境日，人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，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)图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗 的情况是( )
A.显著增长 B.平稳增长 C.稳中有降 D. 显著减少
甲 乙 丙
(2)在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于 (选填“可再生”或“不可再生”) 能源，它们的开发和利用可以减轻大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏。
(3)为实现减排目标，国家大力推广风力发电。江苏省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海 壮观的风电场即将形成(如图乙)。假如1.2×10 kW 的风电场项目全面建成之后，所有机组发电 1h, 可提供多少kW·h 的电能 这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量 (煤的 热值为3.0×107J/kg,1kW·h=3.6×10 J)
第十一、十二章能源与可持续发展我们的物质世界基础卷(解析版)
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（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念。太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小明 家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为 2m2，热水器每平方米的面积上 1 h 得到的太阳辐射 能平均为 2.52×106J ，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3 h 可以使热水 器内初温为 20 ℃、质量为 100 kg 的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是 4.2×103J/（kg·℃)。
【答案】（1）A；（2）可再生；（3）1.2×106 kW·h ；1.44×105kg；（4）18℃
（1）本题通过能源消耗曲线考查历史发展阶段认知。1950 年二战结束后，全球经济进入 高速发展期：一方面发达国家重建需求旺盛，另一方面发展中国家开启工业化进程，同时世界人口 从 25 亿增长到目前的 80 亿。这些因素共同导致能源消耗呈现“显著增长 ”（A 选项）特征。………… （2分）
错误选项分析：
B 选项“平稳增长 ”不符合事实，曲线在 1950 年后斜率明显增大，反映的是加速增长。
C 选项“稳中有降 ”和 D 选项“显著减少 ”与图表显示的持续上升趋势完全矛盾，1950 年后没有 任何下降阶段。
解题关键：抓住“ 1950 年 ”这个战后经济起飞的时间节点，理解图表中曲线斜率变化代表的实际 意义。能源消耗的快速增长与全球经济扩张、技术进步、人口爆炸等历史进程直接相关。
（2）可再生能源是指在自然界中可以不断再生、继续利用的能源，风能、太阳能、水能均能从自 然界源源不断地获取，因此属于可再生能源。…………………………………………………（1 分）
（3）由P 可得，可提供电能：W=Pt= 1.2×106kW×1h= 1.2×106kW h=4.32×1012J ………（1 分） 由题意可知，煤炭完全燃烧释放的热量：Q 放= W=4.32×1012J ………………………………（1 分）
由 Q 放=mq 可得，燃烧煤炭的质量：m 1.44 105 kg ………………………（1 分）
（4）热水器吸收的太阳能：E=2.52×106J/（m2 h）×2m2 ×3h= 1.512×107J ………………………（1 分）
由 ×100%可得，水吸收的热量：Q 吸=E×50%= 1.512×107J×50%=7.56×106J …………（1 分）
由 Q 吸=cmΔt 可得，水温度升高的值：t 18℃ ……………（1 分） 答：（1）A；（2）可再生；（3）可提供 4.32×1012J 的电能；煤炭的质量是 1.44×105kg；（4）水 升高的温度是 18℃。
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