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基础过关练
一、我国的电力工业
1.4 月 23 日是中国人民解放军海军建军节。2022 年，人民海军成立 73 周年，航空母舰、两栖攻击舰等先进的战舰让我们的人民海军正在走向深蓝。舰船中动力中心是汽轮机，汽轮机是我们学过热机的一个种类，它也被广泛的应用在电力工业。下列有关热学知识说法正确的是 ( )
A ．蒸汽机、内燃机、喷气发动机、电动机都属于热机
B ．我们把一定质量的某种物质温度升高 1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容
C ．柴油的热值为4.3 × 107 Jkg ，说明 1kg 的柴油完全燃烧放出的热量为4.3 × 107 J
D ．能量会凭空消灭，但不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式
2 ．我国的电力工业现状如何？电网如何分布？
答：截止到 2010 年年底，我国年发电量已达到 42065.40 亿 kW·h ，居世界第_________位；除台、港、澳外，我国已形成_________、东北、_________、华中、西北、_________和南方联合等_________个跨省区电网和_________个独立的省级电网。
3 ．在电力输送的过程中，为了减少输电线上的电能损耗，通常采用_________（选填“高压”或“低压”）输电，因为在输送功率一定时，_________越小，输电线上产生的热量就会越少。
4 ．新疆的风光电资源充足，克拉玛依市投入 250MW 风电项目，安装 50 台 5MW 风电机组，产生的电力主要用于克拉玛依市云计算产业园区内部消纳。
(1)风能是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，在风力发电片的运输过程中，发电片相对于运输车是_________（选填“运动”或“静止”）的。运输车轮胎很宽大，是为了_________（选填“增大”或“减小”）对地面的压强。安全起见，车辆即将转弯时速度减慢，惯性_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
(2)运输车采用的是四冲程柴油机，为其提供动力的是_________冲程，完全燃烧 100kg 的柴油释放的热量为_________J 。（柴油的热值约为3 × 107 J / kg ）相当于一台 5MW（1MW = 1 × 106 W ）风电机工作_________小时（取小数点后一位）。
5 ．阅读材料并回答问题：
新型复合供能海洋生态监测浮标— —“合作者号”
我国自主研发的波浪能海洋生态监测浮标系统“合作者号”（图甲）于 2024 年 4 月 9 日在深圳大鹏海域完成布设。该装置主体结构参数为：直径为 3.3 米，高度达 9 米，整体重量为 9 吨。其技术突破在于创新性地采用了波浪能——电能转换系统，通过机械液压式能量俘获装置实现波浪能的高效转化，成功解决了传统浮标依赖太阳能电池板与蓄电池组的供电不稳定问题，为搭载的多参数水质传感器、气象监测模块及数据传输单元提供了持续稳定的电力保障。
18.3 电能与社会发展 分层练习（学生版）
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系统配置的 250W 波浪能发电机组在典型工况（波高 1~ 1.2m）下日均发电量为 1.5kW·h ，配合光伏组件（180W 的太阳能电池板）形成复合供能体系。该浮标的电路拓扑结构（图乙）采用智能配电设计，可实现波浪能与太阳能的自动切换及储能系统的优化管理。
(1)光伏组件上的太阳能电池板工作时将太阳能转化为_________能。
(2)图乙中航标灯 L1 和 L2 是_________（选填“串联”或“并联”）的。
(3)风平浪静时，“合作者号”浮标受到的浮力为_________N，它排开海水的质量为_________kg 。（g取 10N/kg ， P海水 = 1.0 × 103 kg / m3 ）
(4)在典型工况 1~ 1.2m 高的波高下，将系统配置的 250W 波浪能发电机组平均每天所发的电能给一个容量为“12V 150Ah”的蓄电池充电，能将其电量从 20%充至 100% ，则此过程的充电效率为
_________。
(5)丙图是“合作者号”浮标上的复合供能体系在某一天的发电功率与时间的P - t 图像，从图中可知在这一天“合作者号”浮标在0 ~ 12 ：00 与12 ：00 ~ 24 ：00 期间的发电量_________（选填“相等”或“不相等”），这一天的平均发电功率为_________ W （结果保留整数）。
6 ．图为河北丰宁抽水蓄能电站（ 目前世界装机容量最大）的示意图。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是 ( )
A ．水从下水库被抽到上水库，重力势能减小
B ．物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小
C ．放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大
D ．水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能
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二、节约用电
7 ．题图是节约用电的宣传图，下列说法正确的是 ( )
A ．“节约用电”是指节约电流 B ．“节约用电”是指节约电压
C ．“节约用电”是指节约电阻 D ．“节约用电”是指节约电能
8 ．如图所示是手机充电过程，下列说法正确的是 ( )
A ．充电时手机电池相当于电路中的用电器 B ．充电过程中将化学能转化为电能
C ．插线排上的多个三孔插座是串联连接的 D．手机充满电后，可以让充电线长时间接在电路中
9 ．“节能减排”从我做起、从生活中的小事做起。小明提出了节约用电的如下建议，其中科学可行的是 ( )
A ．楼道照明灯保持 24 小时常亮 B ．夏季把空调的温度调得更低一些
C ．家用电视机日夜处于待机状态 D ．用电灯照明时，选新型节能灯
10 ．现代人的生活已经离不开电了，下面对电的常识说法正确的是 ( )
A ．废旧电池属于干垃圾，可以与其它垃圾一起处理
B ．手机充电时输入的电压是 36V
C ．人体的电阻约为 104Ω , 在家庭电路中不会触电
D ．电视机的待机功率约 0.5W ，在不观看时，也要及时关闭电源
11．2020 年地球一小时的主题为“保护生物多样性，为地球发声” 。关灯是通过_________ 的方法来节约电能的。收看电视节目时，电视屏幕不要调得太亮，此项节能的方法与关灯_________（选填“相同”或“不同”）。
12 ．1 kW·h 电的用途：10 W 的节能灯工作 100 h；生产 2 条毛毯；生产 170 包方便面；生产 90 支铅笔；灌溉 330 m2 农田．在我们的家庭生活中，提倡节约用电，请提出两条合理节电的建议：
(1)_________； (2)_________．
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能力提升练
一、单选题
1 ．有关电和磁的知识，下列说法中正确的是 ( )
A ．导体容易导电是因为导体中有大量自由电子
B ．电压表和动圈式话筒都是利用电磁感应原理工作的
C ．如果家庭电路中的保险丝烧断，一定是因为发生了短路
D ．远距离输送电能采用高压输电，可以减少电能在输送线路上的损失
2 ．下列各种做法中，能节约用电的是 ( )
A ．离开教室没有关闭电脑 B ．放学回家时关闭所有灯和风扇
C ．夏天空调温度设置为 16℃ D ．长时间开启冰箱门
3 ．关于电学的知识，下列说法正确的是 ( )
A ．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒得到电子带正电
B ．手机充电结束，应把充电器从插座上及时拔下
C ．验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
D ．使用试电笔时，手指应接触笔尖金属体
4 ．下列生活实例中，属于节约用电的是 ( )
A ．电视机音量开得很大 B ．离开教室随手关灯
C ．夏天用空调时把温度调得很低 D ．经常开关电冰箱门
5 ．下列事例不属于节约用电的是 ( )
A ．离开教室随手关灯 B ．尽量少开启电冰箱门
C ．夏天用空调把温度调到最低 D ．电视机不用时切断电源
6 ．关于家庭电路及安全用电的理解，正确的是 ( )
A ．电能表的转盘转的越快，说明用电器消耗的电能越多
B ．看完电视要切断电源，避免待机耗电
C ．使用试电笔时手不能接触笔尾金属体
D ．空气开关跳闸一定是发生了短路现象
二、填空题
7．如图所示是一款新型节能装置——空气能热水器，它的制热能效比（制热量和压缩机所耗电能之比）为 4:1 。某同学洗一次澡用水 30L ，则所用的水的质量为 _____kg ，这些水温度由 12℃升高到 42℃吸收的热量为_____J 。若这些热量分别由空气能热水器和电热水器（效率为90%）提供，则空气能热水器压缩机所消耗的电能与电热水器所消耗的电能相比，可节约电能_______J。[c水 = 4.2 × 103 J/(kg .℃) ]
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8．每年的 3 月 26 日都会举行世界自然基金会倡导的“地球一小时活动”，号召大家用关灯一小时的方式提高节能意识，它是通过减少通电时间来减少消耗的 _________ ，一只 20W 的节能灯关灯 1h可节电 _________kW h。
9 ．小强家中一个月前、后电能表示数如图所示，小强家所在地区每度电的电费是 0.6 元，那么本月他家应交电费_________元，请你为小强家提一条节约用电的建议：_________。
10 ．电冰箱使用时外壳一定要_________ ，以保证安全；夏天，为了节能，可将冰箱的设置温度适当调_________（高/低）。
11 ．为践行低碳理念，家庭生活中常用LED 灯取代白炽灯来照明，这是因为 LED 灯具有节能、
_________等优点（写出一点即可）．一只“220V 22W”的 LED 灯正常工作时的电流是_________A；若该灯正常发光时与一只“220V 100W”的白炽灯正常发光时亮度相当，则使用LED 灯可节省
_________％的电能．
12 ．世界自然基金会倡导的“地球一小时活动”是通过关灯的方式减少通电_________来减少消耗的电能；用新型的节能 LED 灯代替白炽灯照明是通过减少用电器_________来减少消耗的电能．
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基础过关练
一、我国的电力工业
1.4 月 23 日是中国人民解放军海军建军节。2022 年，人民海军成立 73 周年，航空母舰、两栖攻击舰等先进的战舰让我们的人民海军正在走向深蓝。舰船中动力中心是汽轮机，汽轮机是我们学过热机的一个种类，它也被广泛的应用在电力工业。下列有关热学知识说法正确的是 ( )
A ．蒸汽机、内燃机、喷气发动机、电动机都属于热机
B ．我们把一定质量的某种物质温度升高 1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容
C ．柴油的热值为4.3 × 107 Jkg ，说明 1kg 的柴油完全燃烧放出的热量为4.3 × 107 J
D ．能量会凭空消灭，但不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式
【答案】C
A ．热机是将内能转化成机械能的机械，蒸汽机、内燃机、喷气发动机等属于热机，电动
机是通电导体在磁场中受力转动的，因此是将电能转化为机械能的过程，不是将内能转化为机械能，不属于热机，故 A 错误；
B ．比热容是物质的一种性质，指单位质量的某种物质温度升高或降低 1℃时吸收或放出的热量，故 B 错误；
C ．热值在数值上等于 1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，柴油的热值为4.3 × 107 J/kg ，说明 1kg 的柴油完全燃烧放出的热量为4.3 × 107 J ，故 C 正确；
D ．能量守恒定律的内容：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，故 D错误。
故选 C。
2 ．我国的电力工业现状如何？电网如何分布？
答：截止到 2010 年年底，我国年发电量已达到 42065.40 亿 kW·h ，居世界第_________位；除台、港、澳外，我国已形成_________、东北、_________、华中、西北、_________和南方联合等_________个跨省区电网和_________个独立的省级电网。
【答案】 二 华北 华东 川渝 7 5
电力工业的发展：．我国长江三峡地区正大力发展水力发电，并实现西 电 东 送。 目前
长江三峡向华东电网输电的线路共有 3 条。随着经济建设的发展,我国对电能的需求量日益增加，
一方面，国家正大力发展水力、风力和 核能 发电，积极开发利用 新 能源；另一方面，合理地利用电能也有着重要的意义。
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[1]到 1949 年底，全国年发电量仅 43 亿 kw·h ，居世界第 25 位。改革开放以来, 电力工业有了迅猛的发展，据 2010 年底统计，全国年发电量已达到 42065.40 亿 kW·h 跃居世界第 二位。
[2][3][4] [5][6]目前，我国除了台湾地区和港、澳地区外，已经形成华北、东北、华东、华中、西北、川渝和南方联合等 7 个跨省区电网和5 个独立的省级电网。
3 ．在电力输送的过程中，为了减少输电线上的电能损耗，通常采用_________（选填“高压”或“低压”）输电，因为在输送功率一定时，_________越小，输电线上产生的热量就会越少。
【答案】 高压 电流
[1][2]根据公式P = UI 可知，在输送功率一定时，电压越高，电流就越小；再根据焦耳定
律Q = I2Rt ，在输电线的电阻和输电时间不变时，电流越小，输电线上产生的热量就越少，因此电力输送的过程中，为了减少输电线上的电能损耗，通常采用高压输电。
4 ．新疆的风光电资源充足，克拉玛依市投入 250MW 风电项目，安装 50 台 5MW 风电机组，产生的电力主要用于克拉玛依市云计算产业园区内部消纳。
(1)风能是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，在风力发电片的运输过程中，发电片相对于运输车是_________（选填“运动”或“静止”）的。运输车轮胎很宽大，是为了_________（选填“增大”或“减小”）对地面的压强。安全起见，车辆即将转弯时速度减慢，惯性_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
(2)运输车采用的是四冲程柴油机，为其提供动力的是_________冲程，完全燃烧 100kg 的柴油释放的热量为_________J 。（柴油的热值约为3 × 107 J / kg ）相当于一台 5MW（1MW = 1 × 106 W ）风电机工作_________小时（取小数点后一位）。
【答案】(1)可再生 静止 减小 不变；(2)做功 3 × 109 J 0.2
（1）[1]风能可以从自然界源源不断地获取，所以风能是可再生能源。
[2]在风力发电片的运输过程中，发电片相对于运输车的位置没有发生变化，所以发电片相对于运输车是静止的。
[3]运输车轮胎很宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。
[4]惯性只与物体的质量有关，与速度无关，车辆即将转弯时速度减慢，质量不变，所以惯性不变。
（2）[1]四冲程柴油机中，为其提供动力的是做功冲程，在做功冲程中，内能转化为机械能。
[2]根据热量计算公式Q = mq 可得，完全燃烧 100kg 柴油释放的热量Q = mq = 100kg × 3× 10 7J /kg = 3× 10 9J
[3]根据W = Pt ，可得风电机工作的时间为t h ≈ 0.2h 5 ．阅读材料并回答问题：
新型复合供能海洋生态监测浮标— —“合作者号”
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我国自主研发的波浪能海洋生态监测浮标系统“合作者号”（图甲）于 2024 年 4 月 9 日在深圳大鹏海域完成布设。该装置主体结构参数为：直径为 3.3 米，高度达 9 米，整体重量为 9 吨。其技术突破在于创新性地采用了波浪能——电能转换系统，通过机械液压式能量俘获装置实现波浪能的高效转化，成功解决了传统浮标依赖太阳能电池板与蓄电池组的供电不稳定问题，为搭载的多参数水质传感器、气象监测模块及数据传输单元提供了持续稳定的电力保障。
系统配置的 250W 波浪能发电机组在典型工况（波高 1~ 1.2m）下日均发电量为 1.5kW·h ，配合光伏组件（180W 的太阳能电池板）形成复合供能体系。该浮标的电路拓扑结构（图乙）采用智能配电设计，可实现波浪能与太阳能的自动切换及储能系统的优化管理。
(1)光伏组件上的太阳能电池板工作时将太阳能转化为_________能。
(2)图乙中航标灯 L1 和 L2 是_________（选填“串联”或“并联”）的。
(3)风平浪静时，“合作者号”浮标受到的浮力为_________N，它排开海水的质量为_________kg 。（g取 10N/kg ， P海水 = 1.0 × 103 kg / m3 ）
(4)在典型工况 1~ 1.2m 高的波高下，将系统配置的 250W 波浪能发电机组平均每天所发的电能给一个容量为“12V 150Ah”的蓄电池充电，能将其电量从 20%充至 100% ，则此过程的充电效率为
_________。
(5)丙图是“合作者号”浮标上的复合供能体系在某一天的发电功率与时间的P - t 图像，从图中可知在这一天“合作者号”浮标在0 ~ 12 ：00 与12 ：00 ~ 24 ：00 期间的发电量_________（选填“相等”或“不相等”），这一天的平均发电功率为_________ W （结果保留整数）。
【答案】(1)电；(2)并联；(3) 9× 104 9 × 103 ；(4)96% ；(5)相等 133
（1）光伏组件上的太阳能电池板工作时，消耗太阳能，获得电能，所以工作原理是将太阳能转化为电能。
（2）由乙图可知，L1 和 L2 并联接入电路中的两点间，电流有两条路径，是并联的。
（3）浮标整体质量为 m=9t=9×103kg
根据物体漂浮条件可得，浮标受到的浮力为 F 浮=G=mg=9×103kg×10N/kg=9×104N由阿基米德原理可得，浮标排开水的重力为 G 排=F 浮=9×104N
排开海水的质量为m排 kg
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（4）由蓄电池容量为“12V 150Ah” ，则由 I= 150A ，t= 1h=3600s ，电压 U= 12V ，所以蓄电池充满电所需电能为 W 总= UIt= 12V×150A×3600s=6.48×106J
电量从 20%充至 100%需要补充的电能为 W=（1-20%）W 总=（1-20%）×6.48×106J=5. 184×106J 250W 波浪能发电机组在典型工况下日均发电量为 W 总′=1.5×3.6×106J=5.4×106J
充电效率为
（5）[1][2]由图可知，0~ 12 ∶00 与 12~24 ∶00 期间的发电量相等；0~ 12 ∶00 的发电量（图像与 t轴位围成的面积）为
W1 = Pt = 50W × 4 × 3600s +100W × 4 × 3600s + ×(400W +100W） × 4 × 3600s=5.76 ×016 J
一天的总发电量为 W=2W1=2×5.76×106J= 1. 152×107J一天总时间 t=24×3600s=86400s
一天的平均发电功率为P W
6 ．图为河北丰宁抽水蓄能电站（ 目前世界装机容量最大）的示意图。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是 ( )
A ．水从下水库被抽到上水库，重力势能减小
B ．物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小
C ．放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大
D ．水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能
【答案】D
A ．水从下水库被抽到上水库，质量不变，高度增大，重力势能增大，故 A 错误；
B ．物料运输车沿盘山路行驶，质量不变，速度增大时，动能增大，故 B 错误；
C ．放水发电时，水由上水库至下水库，由于水的重力势能转化为动能和内能（克服摩擦做功产生内能），然后动能转化为电能，所以水的机械能变小，故 C 错误；
D．水沿自流排水洞自动向下流动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为为动能，故 D 正确。
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故选 D。
二、节约用电
7 ．题图是节约用电的宣传图，下列说法正确的是 ( )
A ．“节约用电”是指节约电流 B ．“节约用电”是指节约电压
C ．“节约用电”是指节约电阻 D ．“节约用电”是指节约电能
【答案】D
生活中计量电费时，计算的是电能表的读数，即电能，因此“节约用电”是指节约电能，故D 正确，ABC 错误。
故选 D。
8 ．如图所示是手机充电过程，下列说法正确的是 ( )
A ．充电时手机电池相当于电路中的用电器 B ．充电过程中将化学能转化为电能
C ．插线排上的多个三孔插座是串联连接的 D．手机充满电后，可以让充电线长时间接在电路中
【答案】A
AB．充电时手机电池把电能转化为化学能，相当于电路中的用电器，故 A 正确，B 错误；
C ．为了使用电器互不影响，插线排上的多个三孔插座是并联的，故 C 错误；
D ．手机充满电后，将充电线拔掉，如果长时间接在电路中会消耗电能，故 D 错误。故选 A。
9 ．“节能减排”从我做起、从生活中的小事做起。小明提出了节约用电的如下建议，其中科学可行
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的是 ( )
A ．楼道照明灯保持 24 小时常亮
C ．家用电视机日夜处于待机状态
B ．夏季把空调的温度调得更低一些
D ．用电灯照明时，选新型节能灯
【答案】D
A ．灯楼道照明灯无人时，灯应熄灭，有人时自动亮，可以起到节电，照明的作用，如果保持 24 小时常亮，浪费电能，浪费能源，故 A 不符合题意；

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