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沪粤版九年级下册 第二十章 《能源与能量守恒》单元测试 基础卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．能源是人类文明进步的基础和动力，能源问题和我们每个人都息息相关。下列属于可再生能源的是（　　）
A．天然气 B．太阳能 C．煤 D．石油
2．导致全球气候变暖的主要原因有(　　)
①臭氧层破坏 ②森林被大量砍伐 ③二氧化碳排放量增加 ④二氧化硫排放量增加
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
3． 我国发布了“十四五”可再生能源发展规划，确立了到2025年实现可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时左右的目标。下列关于能量和能源的认识，错误的是（　　）
A．为实现“十四五”能源发展规划，应大力发展煤炭和天然气发电
B．因为能量的转化和转移是有方向的，所以存在能源危机
C．核电站的能量转化为：核能内能机械能电能
D．太阳能是一次能源，且是可再生能源
4．下图是核电站发电的工作情况，下列关于核电站和核能的描述中，正确的是(　　)
A．核电站发电的能量转换：核能→机械能→内能→电能
B．启动核裂变反应的粒子是中子，中子带正电
C．核能是可再生能源
D．核反应堆是通过可控核裂变释放核能的
5．我国科技创新能力日益凸显，各种新材料、新技术等科技成果不断涌现。下列说法不正确的是(　　)
A．我国歼-20的表面涂有吸波材料，能够吸收雷达发射的电磁波
B．移动电话在传递信息的过程中，5G信号的传播速度和4G信号的传播速度一样快
C．核电站的核心设备是核反应堆，它是通过核聚变释放能量的，核能属于一次能源
D．电磁波具有能量，微波炉就是用微波来加热，使食物的内能增加、温度升高
6．下列关于能量的说法中，正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明人体内能增加
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
7．如图是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来。关于这个过程，下列说法正确的是（　　）
A．艾绒燃烧时，内能转化成化学能
B．艾绒的温度越高，含有的热量越多
C．艾绒虽未完全燃烧，但其热值不变
D．艾绒燃烧的时间越长，取火器的效率提高
8．关于光能的利用，下列说法错误的是（　　）
A．绿色植物将光能转化为化学能
B．太阳能热水器将光能转化为内能
C．太阳能电池将光能转化为化学能
D．太阳能路灯将光能转化为电能
9．2021年5月 19日，中俄两国核能合作项目在两国领导人见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是 (　　)
A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应
B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的
C．核废料可直接排放，无需任何处理
D．原子核是由质子、中子和电子组成
10．“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度，其能量产生原理与太阳发光发热相似，因此被称为新一代人造太阳。下列有关太阳的研究说法正确的是
A．在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能
B．太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度不同
C．太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能
D．太阳能是未来的理想能源之一，是不可 再生能源
二、多选题（每题3分，共9分）
11．实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺，关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（　　）
A．电能是二次能源
B．煤、石油、天然气属于可再生能源
C．核电站是利用核裂变释放的能量进行发电
D．电动汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放
12．如图是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上，在巷中用木柴生火，砖的温度升高，湿纸膜上的水分逐渐蒸发，干透后揭下来就是成品纸了。对上述情景的分析正确的是
A．湿纸膜贴在砖墙上受到了摩擦力的作用
B．砖的温度升高是通过热传递改变砖的内能
C．水的温度升高，湿纸膜上水分子热运动减慢
D．木柴燃烧时将内能转化为化学能
13．国之重器彰显华夏科技实力，下列关于能量转化的说法正确的是
A．三峡水电站工作时，将机械能转化为电能
B．国产大飞机C919飞行时，燃料的化学能全部转化为飞机的机械能
C．火箭搭载宇宙飞船加速升空时，飞船的重力势能变小
D．“奋斗者”的锂电池为推进器供电时，化学能转化为电能
三、填空题（每空2分，共4分）
14． 中国“人造小太阳”EAST装置利用氘核与氚核在超高温下发生聚变反应释放核能，这与核电站获得核能的方式不同。核能是　 　能源，核电站用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，是利用水的　 　较大。
四、实验探究题（每空2分，共20分）
15．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让a、b的两个小球分别从同一斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的同一木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
木块最终会停下来的主要原因是　 　，在此过程中木块通过　 　方式把动能转化为内能；根据乙图和丙图所示实验，判断出b小球质量更大，你判断的理由是　 　。
16．如题图所示，探究改变物体内能的实验：
（1）烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过　 　（选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），温度　 　（选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热　 　成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的　 　能，这是通过　 　（选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
五、简答题（共3分）
17．请你将双手掌心对准，接着压紧用劲快速摩擦，你的感觉是什么？为什么？
六、科普阅读题（每空2分，共22分）
18．阅读材料，回答问题。
雪蜡车
雪蜡车是一种专门为滑雪运动员提供雪板上蜡服务的特殊车辆。如图甲所示，这台雪蜡车采用氢燃料动力牵引头，配备了国内最大功率的氢燃料电池（如图乙），其工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外部电路到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氯，给阴极板供应空气，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能，可实现零排放零污染燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100%，实际效率能达60%-80%，是普通内燃机热效率的2~3倍。电池的性能通常用能量密度来衡量，氢燃料电池的能量密度是表示质量为1kg的氢所包含的能量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）氢燃料电池在使用过程中氢气　 　（选填“有”或“没有”）发生燃烧现象：
（2）氢燃料电池是将氢的　 　能直接转化为　 　能
（3）在燃料电池外电路，电流方向　 　（选填“从A到B”或“从B到A”）：
（4）若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%，车上有50kg的氢燃料，该车以54km/h的速度匀速行驶时的牵引力恒为3500N，已知氢的能量密度值是1.4x108J/kg，则50kg的氢燃料可产生　 　J的电能：产生的电能有97.2%供该车以54km/h的速度匀速行驶，则该车可行驶　 　h.
19．阅读材料，回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在的范围内，P与v的三次方成正比。(为方便计算，图丙数据已作简化处理。)
（1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①　 　 ，②　 　。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会　 　(选填“顺时针”或"逆时针")转动：
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于　 　kg的煤完全燃烧放出的热量；(q煤=3.0×107J/kg)
（4）当风速为15m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kW·h，叶片需要转动　 　圈。
七、综合题（每空2分，共12分）
20．汽车废气再利用可提高能源利用率.某燃油汽车在平直公路上以69km/的速度匀速行驶1h，消耗5kg汽油.（汽油热值为q=4.6x107J/kg）
（1）驾乘汽车时，驾驶员必须系上安全带，是为了防止紧急刹车时由　 　带来的伤害：
（2）在公路上匀速行驶的汽车所受的牵引力和阻力是一对　 　力（选填“平衡”或“非平衡”）：
（3）若该汽车的热机效率为30%，汽车行驶时受到的牵引力是　 　N.当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，此时汽油机的效率将　 　（选填“降低”或“升高”）：
（4）汽车制动时，由于摩擦，机械能转化成了内能.这些内能无法自动转化回去，原因是能量的转移和转化是有　 　的.通过热电转换装置可以将汽车废气释放的能量部分转化为电能，根据　 　定律，这一过程中，能量的总量保持不变
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】太阳能属于可再生能源，因为它可以从自然界持续不断地获取；而煤、石油、天然气等化石燃料由于形成周期漫长，短期内无法自然再生，因此属于不可再生能源。根据题目描述，选项B正确反映了这一分类。
故选B。
【分析】可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源。
2．【答案】C
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】①臭氧层破坏会导致地球太阳紫外线辐射的增加，与全球气候变暖无关；
②③导致全球变暖的主要原因是大气中等温室气体增加，燃烧矿物燃料，大量森林被砍伐会使大气中含量不断增加，故②③正确；
④二氧化硫排放量增加，会造成酸雨，与全球气候变暖无关，故④错误。
故选C。
【分析】正常情况下，地气系统吸收太阳辐射能量与放出能量相等，使全球热量平衡，当大气中二氧化碳含量增加时，大气保温效应增强，导致全球气候变暖。
3．【答案】A
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A、 煤炭和天然气属于不可再生能源，大力使用会造成能源枯竭，A错误；
B、 因为能量的转化和转移是有方向的，所以存在能源危机 ，B正确；
C、 核电站的能量转化为：核能内能机械能电能 ，C正确；
D、太阳能是一次能源，同时也是可再生能源，D正确。
综上选A。
【分析】可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源
一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能
自然界中能量是守恒的，但消耗的能源产生的能量不能充分利用，以其它能量的形式损失掉。
4．【答案】D
【知识点】能源及其分类；核能；核电站发电过程中的能量转化；核裂变；原子结构
【解析】【解答】A、核电站发电的能量转换为核能→内能→机械能→电能 ，故A错误；
B、中子不带电，故B错误；
C、核能属于不可再生能源，故C错误；
D、核反应堆是通过可控核裂变释放核能的 ，故D正确
综上选D。
【分析】1、可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源；
2、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式；
3、物质的微观结构：有分子和原子、原子包含原子核，电子，原子核包括质子和中子，质子带正电，中子不带电。
5．【答案】C
【知识点】核裂变；电磁波的传播；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A、电磁波用于传递信息，飞机表面的吸波材料，能够吸收雷达发射的电磁波 ，从而到达隐身效果，故A正确，不符合题意；
B、5G信号和4G信号均属于电磁波，所以5G信号的传播速度和4G信号的传播速度相同，故B正确，不符合题意；
C、核电站的核心设备是核反应堆，它是通过核裂变释放能量的，故C错误，符合题意；
D、微波炉就是用微波来加热，可以使食物的内能增加、温度升高 ，故D正确，不符合题意。
故选C。
【分析】1、信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息，电磁波的种类很多，如移动电话的信号，微波等；
2、能量的传递，微波可以用来传递能量；
3、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式。
6．【答案】C
【知识点】热传递改变物体内能；能量的转化或转移；能量守恒定律
【解析】【解答】A．洗衣机工作时，消耗电能，得到机械能，电能转化为机械能，故A错误；B．电水壶工作时，消耗电能，得到内能，将电能转化为内能，故B错误；
C．用热水泡脚，能量从热水传递到脚，身体的内能增加，会感觉暖和，则能量可以转移，故C正确；
D．能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，是能量守恒定律，故D错误；
故选C。
【分析】根据消耗的能量和获得的能量，判断能量转化方向；物体间温度不同，通过热传递改变内能；能量在转移或转化时，总量不变。
7．【答案】C
【知识点】热量的概念；温度、热量与内能的关系；燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】A、艾绒在燃烧时，消耗化学能，转化为内能，化学能转化成内能，A错误；
B、内能和温度有关，艾绒的温度越高，含有的内能越多，热量是过程量，不用含有描述，B错误；
C、热值是燃料的特性，和燃烧情况无关，艾绒未完全燃烧，热值不变，C正确；
D、取火器的效率指利用的能量和总能量的比值，和艾绒燃烧的时间长短无关，D错误。
故选C。
【分析】燃料的热值和燃料种类有关，和燃烧情况无关；燃料时化学能转化为机械能；热量是热传递时改变的能量。
8．【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；能量转化和转移的方向性
【解析】【解答】A、绿色植物通过光合作用，把光能转化为化学能并储存在有机物中，正确。
B、太阳能热水器吸收太阳光的能量，使水的温度升高，将光能转化为水的内能，正确。
C、太阳能电池（光伏板）的作用是直接将光能转化为电能，而非化学能，错误。
D、太阳能路灯通过光伏板将光能转化为电能，再储存或直接用于照明，正确。
故答案为：C。
【分析】1、光能的常见转化形式
光能 → 化学能：绿色植物的光合作用。
光能 → 内能：太阳能热水器、太阳灶等。
光能 → 电能：太阳能电池、太阳能路灯等。
2、不同装置的能量转化原理
太阳能电池（光伏效应）：直接将光能转化为电能。
光合作用：利用光能合成有机物，储存化学能。
9．【答案】B
【知识点】核能；核聚变；核裂变；能源危机与能源消耗对环境的影响；原子结构
【解析】【解答】 选项A：太阳能是太阳内部氢原子核在超高温下发生核聚变反应释放出的能量，并非核裂变反应，因此选项A错误。
选项B：核反应堆是利用核裂变反应来获取能量的，其发生的链式反应可以通过控制棒等装置进行调节，属于可以控制的链式反应，所以选项B正确。
选项C：核废料具有极强的放射性，若直接排放会对环境、生物造成严重危害，必须经过专门的技术处理后才能妥善处置，因此选项C错误。
选项D：原子核是由质子和中子组成的，而电子是在原子核外的空间绕核运动，所以选项D错误。
故答案为：B
【分析】本题以中俄核能合作为背景，综合考查核能利用、原子核结构、核反应原理等核心物理知识。解题的关键在于准确掌握核物理学的基本概念和原理：
A选项考查太阳能的来源，需要区分核聚变（太阳能量来源）与核裂变（核电站能量来源）的不同；
B选项考查核反应堆的可控性，这是核电站安全运行的基础原理；
C选项考查核废料的处理，涉及核安全与环境保护知识；
D选项考查原子核的基本组成，需要区分原子核与整个原子的结构。
10．【答案】C
【知识点】光的传播速度与光年；能源及其分类；核裂变；能源与可持续发展
【解析】【解答】 A、在太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能，故A错误；
B、太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同，故B错误；
C、太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能，故C正确；
D、太阳能是未来的理想能源之一，是可再生能源，故D错误。
故答案为：C。
【分析】太阳内部每时每刻都在发生核聚变。可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同。太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能。短期内能够从自然界中得到补充的能源是可再生能源。
11．【答案】A,C
【知识点】能源及其分类；核裂变；能源与可持续发展；碳达峰 碳中和
【解析】【解答】A、电能是消耗一次能源得到的，是二次能源，A正确；
B、煤、石油、天然气在短时间不能得到补充，属于可再生能源，B错误；
C、核电站发电时，利用的是核裂变释放的能量，C正确；
D、电动汽车消耗电能，不排放废气，当替代燃油汽车时，会减少碳的排放，D错误。
故选AC。
【分析】电能是消耗一次能源得到的，是二次能源；化石能源是不可再生能源；核电站利用核裂变释放能量；利用电动机对环境污染小。
12．【答案】A,B
【知识点】热传递改变物体内能；摩擦力的大小；分子热运动；能量转化和转移的方向性
【解析】【解答】A、 湿纸膜贴在砖墙上 ，保持静止，受到重力和摩擦力的作用，所以A正确；
B、砖头的温度升高，是通过热传递改变砖头的内能，故B正确；
C、温度升高，分子热运动剧烈，故C错误；
D、燃烧时的能量转化为化学能转化为内能，故D错误；
综上选AB。
【分析】1、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用；
2、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；
3、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快；
4、燃烧的能量转化为化学能转化为内能。
13．【答案】A,D
【知识点】机械能及其转化；能量的转化或转移
【解析】【解答】A、 三峡水电站工作时，将重力势能即机械能转化为电能，A正确；
B、在燃烧过程中，存在能量损耗，所以 燃料的化学能不可能全部转化为飞机的机械能 ，B错误；
C、 箭搭载宇宙飞船加速升空时 ，高度变大，重力势能增加，C错误；
D、奋斗者”的锂电池为推进器供电时，化学能转化为电能 ，D正确。
综上选AD。
【分析】1、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
2、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如太阳能电池是将太阳能转化为电能， 三峡水电站工作时，将重力势能即机械能转化为电能。
14．【答案】不可再生；比热容
【知识点】比热容的定义及其计算公式；能源及其分类
【解析】【解答】（1）核能不能从自然界不断获取，需要特殊的燃料，属于不可再生能源；
（2）核电站用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，是利用水的比热容较大，即水的散热能力最强。
【分析】（1）可以从自然界不断获取，且在短时间内得到补充的能源为可再生能源；
（2）比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量，即比热容越大，则吸收相同的热量时温度的变化量越小。
15．【答案】见详解；做功；见详解
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）小球撞击木块后，木块在水平木板上运动。由于木板对木块存在摩擦阻力，这个阻力阻碍木块的运动，使木块的速度逐渐减小，最终静止，这体现了力可以改变物体的运动状态。故该空填“ 小球撞击木块，水平木板对木块有摩擦阻力，改变了木块的运动状态，使木块最终静止”；
（2）木块在木板上运动时，因为与木板之间存在摩擦力，木块要克服摩擦力做功。在这个过程中，木块的动能逐渐减少，而摩擦生热，导致内能增加，这是通过做功的方式实现了动能向内能的转化。故该空填“ 做功 ”；（3）从图中观察，b 球的初始高度小于 a 球，根据机械能守恒，初始高度越低，初始速度越小。然而 b 球推动木块的距离更远，说明 b 球对木块做的功更多，即 b 球的动能更大。在速度较小的情况下动能还更大，只能是因为 b 球的质量更大。故该空填“ 由图可知，b球初始高度小，则b小球的初始速度小，但推动木块距离远，动能反而大，说明b小球的质量更大 ”。
【分析】（1）力是改变物体运动状态的原因，注意分析阻力对木块运动的影响即可；
（2）改变物体内能的方法：①做功，本质为能量的转化；②热传递，本质为能量的转移；
（3）根据木块移动距离判断小球b的动能大小，再根据速度相同，结合影响动能大小的因素的知识分析b的质量大小变化。
16．【答案】（1）增大；做功
（2）减小；降低；液化；机械；做功
【知识点】液化及液化放热；做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1） 给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，机械能转化为瓶内气体的内能 ，内鞥你增大，通过做功增加物体内能；
综上 第1空、增大； 第2空、做功。
（2） 瓶内气体对外做功后 ，内能减小，温度降低，水蒸气液化放热形成水珠，该过程 瓶内气体的内能化成了瓶塞的 机械能，通过做功降低的气体的内能。
综上 第1空、减小； 第2空、降低； 第3空、液化； 第4空、机械； 第5空、做功。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；
2、活塞压缩空气，类似打气筒，活塞的机械能转化为空气的内能，空气温度增加；
3、加热水使得瓶塞喷射，通过热传递使得水的温度升高，吸收热量，水不断汽化为水蒸气，水蒸气内能增加，转化为瓶盖的机械能，水的内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化为小水珠。
17．【答案】答：感觉手会发热。因为双手压紧用劲快速摩擦时，手要克服摩擦做功，使手的内能增加、温度升高，所以手会发热。
【知识点】温度、热量与内能的关系；做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【分析】
（1）通过做功使物体内能增加，内能增加，温度升高。
18．【答案】（1）没有
（2）化学；电
（3）从B到A
（4）4.9ⅹ109；25.2
【知识点】功率的计算；能量的转化或转移；电流的方向；电功的计算
【解析】【解答】（1） 据材料分析可知氢燃料电池在使用过程中氢气 不燃烧，通过电子的得失形成电流；
（2） 氢燃料电池是将氢的 化学能转换为电能；
（3）电流的方向和电子的运动方向相反，电子的运动方向为A到B，所以电流的方向为B到A；
（4） 氢的能量密度值是1.4x108J/kg ， 50kg的氢燃料可产生 的能量Q=1.4x108J/kg×50kg×0.7=4.9ⅹ109J的电能，车的动力为P=3500N×15m/s=52500W，用于行驶的电能W=4.9ⅹ109J×0.972=4.7628ⅹ109J，根据W=Pt计算时间t=
【分析】1、电流的方向和电子的运动方向相反；
2、功率的计算：公式为P=Fv，电功的计算：公式为W=Pt；
3、能量转化： 氢燃料电池是将氢的 化学能转换为电能。
19．【答案】（1）机械能；电能
（2）顺时针
（3）36
（4）4
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）风能转化为叶片的机械能，机械能转化为发电机的电能；
综上 第1空、机械能； 第2空、电能；
（2）据图可知，下方的流速大，压强小，所以上方的压强大，导致叶片顺时针旋转；
综上 第1空、 顺时针；
（3）据题可知风速为12m/s ，风叶的输出功率为300kW；工作1h，根据W=Pt计算可知W=300kW×1h=300kW·h=1.08×109J；根据热值公式Q=mq计算m=；
（4）根据W=Pt计算可知，发电机输出1kW·h的时间t，发电机转子1min转400圈 ，所以0.2min转80圈， 叶片转1圈，发电机转子转20圈 ，所以 叶片转 4圈。
【分析】1、压强和流速的关系：压强越大，流速越小，应用为飞机机翼上凸，空气流速快，导致压强较小，形成向上的升力；
2、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。公式为Q=mq；
3、功率的计算：公式为W=Pt。
20．【答案】（1）惯性
（2）平衡
（3）1000；降低
（4）方向；能量守恒
【知识点】功率的计算；能量守恒定律；惯性及其现象；功的计算及应用
【解析】【解答】（1） 驾乘汽车时，驾驶员必须系上安全带，是为了防止紧急刹车 ，上半身由于惯性，带来的伤害；
（2）汽车匀速行驶，牵引力和阻力属于平衡力；
（3）根据热值公式计算燃烧汽油的能量，Q=mq=5kg× 4.6x107J/kg =2.3×108J， 热机效率为30%， 所以有用功W=2.3×108J×0.3=6.9×107J，根据W=Pt=Fvt可计算F=； 燃烧不充分时 导致额外功变多，所以效率降低；
（4） 能量的转移和转化是有 方向性，在能量转化或者转移过程，能量使守恒的。
【分析】1、惯性是物体的基本属性，只有物体重力有关，当物体速度发生变化时，由于惯性物体保持原来运动状态的属性，利用惯性的实例：运动员助跑起跳，乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害，惯性不是力，不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述；
2、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用，所以推力等于摩擦力；
3、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。计算公式为Q=mq；
4、能量守恒：能量在转化或者转移过程中，能量不会消失也不会凭空产生，即遵循能量守恒。
1 / 1沪粤版九年级下册 第二十章 《能源与能量守恒》单元测试 基础卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．能源是人类文明进步的基础和动力，能源问题和我们每个人都息息相关。下列属于可再生能源的是（　　）
A．天然气 B．太阳能 C．煤 D．石油
【答案】B
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】太阳能属于可再生能源，因为它可以从自然界持续不断地获取；而煤、石油、天然气等化石燃料由于形成周期漫长，短期内无法自然再生，因此属于不可再生能源。根据题目描述，选项B正确反映了这一分类。
故选B。
【分析】可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源。
2．导致全球气候变暖的主要原因有(　　)
①臭氧层破坏 ②森林被大量砍伐 ③二氧化碳排放量增加 ④二氧化硫排放量增加
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【答案】C
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】①臭氧层破坏会导致地球太阳紫外线辐射的增加，与全球气候变暖无关；
②③导致全球变暖的主要原因是大气中等温室气体增加，燃烧矿物燃料，大量森林被砍伐会使大气中含量不断增加，故②③正确；
④二氧化硫排放量增加，会造成酸雨，与全球气候变暖无关，故④错误。
故选C。
【分析】正常情况下，地气系统吸收太阳辐射能量与放出能量相等，使全球热量平衡，当大气中二氧化碳含量增加时，大气保温效应增强，导致全球气候变暖。
3． 我国发布了“十四五”可再生能源发展规划，确立了到2025年实现可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时左右的目标。下列关于能量和能源的认识，错误的是（　　）
A．为实现“十四五”能源发展规划，应大力发展煤炭和天然气发电
B．因为能量的转化和转移是有方向的，所以存在能源危机
C．核电站的能量转化为：核能内能机械能电能
D．太阳能是一次能源，且是可再生能源
【答案】A
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A、 煤炭和天然气属于不可再生能源，大力使用会造成能源枯竭，A错误；
B、 因为能量的转化和转移是有方向的，所以存在能源危机 ，B正确；
C、 核电站的能量转化为：核能内能机械能电能 ，C正确；
D、太阳能是一次能源，同时也是可再生能源，D正确。
综上选A。
【分析】可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源
一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能
自然界中能量是守恒的，但消耗的能源产生的能量不能充分利用，以其它能量的形式损失掉。
4．下图是核电站发电的工作情况，下列关于核电站和核能的描述中，正确的是(　　)
A．核电站发电的能量转换：核能→机械能→内能→电能
B．启动核裂变反应的粒子是中子，中子带正电
C．核能是可再生能源
D．核反应堆是通过可控核裂变释放核能的
【答案】D
【知识点】能源及其分类；核能；核电站发电过程中的能量转化；核裂变；原子结构
【解析】【解答】A、核电站发电的能量转换为核能→内能→机械能→电能 ，故A错误；
B、中子不带电，故B错误；
C、核能属于不可再生能源，故C错误；
D、核反应堆是通过可控核裂变释放核能的 ，故D正确
综上选D。
【分析】1、可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源；
2、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式；
3、物质的微观结构：有分子和原子、原子包含原子核，电子，原子核包括质子和中子，质子带正电，中子不带电。
5．我国科技创新能力日益凸显，各种新材料、新技术等科技成果不断涌现。下列说法不正确的是(　　)
A．我国歼-20的表面涂有吸波材料，能够吸收雷达发射的电磁波
B．移动电话在传递信息的过程中，5G信号的传播速度和4G信号的传播速度一样快
C．核电站的核心设备是核反应堆，它是通过核聚变释放能量的，核能属于一次能源
D．电磁波具有能量，微波炉就是用微波来加热，使食物的内能增加、温度升高
【答案】C
【知识点】核裂变；电磁波的传播；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A、电磁波用于传递信息，飞机表面的吸波材料，能够吸收雷达发射的电磁波 ，从而到达隐身效果，故A正确，不符合题意；
B、5G信号和4G信号均属于电磁波，所以5G信号的传播速度和4G信号的传播速度相同，故B正确，不符合题意；
C、核电站的核心设备是核反应堆，它是通过核裂变释放能量的，故C错误，符合题意；
D、微波炉就是用微波来加热，可以使食物的内能增加、温度升高 ，故D正确，不符合题意。
故选C。
【分析】1、信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息，电磁波的种类很多，如移动电话的信号，微波等；
2、能量的传递，微波可以用来传递能量；
3、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式。
6．下列关于能量的说法中，正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明人体内能增加
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
【答案】C
【知识点】热传递改变物体内能；能量的转化或转移；能量守恒定律
【解析】【解答】A．洗衣机工作时，消耗电能，得到机械能，电能转化为机械能，故A错误；B．电水壶工作时，消耗电能，得到内能，将电能转化为内能，故B错误；
C．用热水泡脚，能量从热水传递到脚，身体的内能增加，会感觉暖和，则能量可以转移，故C正确；
D．能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，是能量守恒定律，故D错误；
故选C。
【分析】根据消耗的能量和获得的能量，判断能量转化方向；物体间温度不同，通过热传递改变内能；能量在转移或转化时，总量不变。
7．如图是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来。关于这个过程，下列说法正确的是（　　）
A．艾绒燃烧时，内能转化成化学能
B．艾绒的温度越高，含有的热量越多
C．艾绒虽未完全燃烧，但其热值不变
D．艾绒燃烧的时间越长，取火器的效率提高
【答案】C
【知识点】热量的概念；温度、热量与内能的关系；燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】A、艾绒在燃烧时，消耗化学能，转化为内能，化学能转化成内能，A错误；
B、内能和温度有关，艾绒的温度越高，含有的内能越多，热量是过程量，不用含有描述，B错误；
C、热值是燃料的特性，和燃烧情况无关，艾绒未完全燃烧，热值不变，C正确；
D、取火器的效率指利用的能量和总能量的比值，和艾绒燃烧的时间长短无关，D错误。
故选C。
【分析】燃料的热值和燃料种类有关，和燃烧情况无关；燃料时化学能转化为机械能；热量是热传递时改变的能量。
8．关于光能的利用，下列说法错误的是（　　）
A．绿色植物将光能转化为化学能
B．太阳能热水器将光能转化为内能
C．太阳能电池将光能转化为化学能
D．太阳能路灯将光能转化为电能
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；能量转化和转移的方向性
【解析】【解答】A、绿色植物通过光合作用，把光能转化为化学能并储存在有机物中，正确。
B、太阳能热水器吸收太阳光的能量，使水的温度升高，将光能转化为水的内能，正确。
C、太阳能电池（光伏板）的作用是直接将光能转化为电能，而非化学能，错误。
D、太阳能路灯通过光伏板将光能转化为电能，再储存或直接用于照明，正确。
故答案为：C。
【分析】1、光能的常见转化形式
光能 → 化学能：绿色植物的光合作用。
光能 → 内能：太阳能热水器、太阳灶等。
光能 → 电能：太阳能电池、太阳能路灯等。
2、不同装置的能量转化原理
太阳能电池（光伏效应）：直接将光能转化为电能。
光合作用：利用光能合成有机物，储存化学能。
9．2021年5月 19日，中俄两国核能合作项目在两国领导人见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是 (　　)
A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应
B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的
C．核废料可直接排放，无需任何处理
D．原子核是由质子、中子和电子组成
【答案】B
【知识点】核能；核聚变；核裂变；能源危机与能源消耗对环境的影响；原子结构
【解析】【解答】 选项A：太阳能是太阳内部氢原子核在超高温下发生核聚变反应释放出的能量，并非核裂变反应，因此选项A错误。
选项B：核反应堆是利用核裂变反应来获取能量的，其发生的链式反应可以通过控制棒等装置进行调节，属于可以控制的链式反应，所以选项B正确。
选项C：核废料具有极强的放射性，若直接排放会对环境、生物造成严重危害，必须经过专门的技术处理后才能妥善处置，因此选项C错误。
选项D：原子核是由质子和中子组成的，而电子是在原子核外的空间绕核运动，所以选项D错误。
故答案为：B
【分析】本题以中俄核能合作为背景，综合考查核能利用、原子核结构、核反应原理等核心物理知识。解题的关键在于准确掌握核物理学的基本概念和原理：
A选项考查太阳能的来源，需要区分核聚变（太阳能量来源）与核裂变（核电站能量来源）的不同；
B选项考查核反应堆的可控性，这是核电站安全运行的基础原理；
C选项考查核废料的处理，涉及核安全与环境保护知识；
D选项考查原子核的基本组成，需要区分原子核与整个原子的结构。
10．“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度，其能量产生原理与太阳发光发热相似，因此被称为新一代人造太阳。下列有关太阳的研究说法正确的是
A．在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能
B．太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度不同
C．太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能
D．太阳能是未来的理想能源之一，是不可 再生能源
【答案】C
【知识点】光的传播速度与光年；能源及其分类；核裂变；能源与可持续发展
【解析】【解答】 A、在太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能，故A错误；
B、太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同，故B错误；
C、太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能，故C正确；
D、太阳能是未来的理想能源之一，是可再生能源，故D错误。
故答案为：C。
【分析】太阳内部每时每刻都在发生核聚变。可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同。太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能。短期内能够从自然界中得到补充的能源是可再生能源。
二、多选题（每题3分，共9分）
11．实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺，关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（　　）
A．电能是二次能源
B．煤、石油、天然气属于可再生能源
C．核电站是利用核裂变释放的能量进行发电
D．电动汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放
【答案】A,C
【知识点】能源及其分类；核裂变；能源与可持续发展；碳达峰 碳中和
【解析】【解答】A、电能是消耗一次能源得到的，是二次能源，A正确；
B、煤、石油、天然气在短时间不能得到补充，属于可再生能源，B错误；
C、核电站发电时，利用的是核裂变释放的能量，C正确；
D、电动汽车消耗电能，不排放废气，当替代燃油汽车时，会减少碳的排放，D错误。
故选AC。
【分析】电能是消耗一次能源得到的，是二次能源；化石能源是不可再生能源；核电站利用核裂变释放能量；利用电动机对环境污染小。
12．如图是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上，在巷中用木柴生火，砖的温度升高，湿纸膜上的水分逐渐蒸发，干透后揭下来就是成品纸了。对上述情景的分析正确的是
A．湿纸膜贴在砖墙上受到了摩擦力的作用
B．砖的温度升高是通过热传递改变砖的内能
C．水的温度升高，湿纸膜上水分子热运动减慢
D．木柴燃烧时将内能转化为化学能
【答案】A,B
【知识点】热传递改变物体内能；摩擦力的大小；分子热运动；能量转化和转移的方向性
【解析】【解答】A、 湿纸膜贴在砖墙上 ，保持静止，受到重力和摩擦力的作用，所以A正确；
B、砖头的温度升高，是通过热传递改变砖头的内能，故B正确；
C、温度升高，分子热运动剧烈，故C错误；
D、燃烧时的能量转化为化学能转化为内能，故D错误；
综上选AB。
【分析】1、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用；
2、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；
3、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快；
4、燃烧的能量转化为化学能转化为内能。
13．国之重器彰显华夏科技实力，下列关于能量转化的说法正确的是
A．三峡水电站工作时，将机械能转化为电能
B．国产大飞机C919飞行时，燃料的化学能全部转化为飞机的机械能
C．火箭搭载宇宙飞船加速升空时，飞船的重力势能变小
D．“奋斗者”的锂电池为推进器供电时，化学能转化为电能
【答案】A,D
【知识点】机械能及其转化；能量的转化或转移
【解析】【解答】A、 三峡水电站工作时，将重力势能即机械能转化为电能，A正确；
B、在燃烧过程中，存在能量损耗，所以 燃料的化学能不可能全部转化为飞机的机械能 ，B错误；
C、 箭搭载宇宙飞船加速升空时 ，高度变大，重力势能增加，C错误；
D、奋斗者”的锂电池为推进器供电时，化学能转化为电能 ，D正确。
综上选AD。
【分析】1、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
2、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如太阳能电池是将太阳能转化为电能， 三峡水电站工作时，将重力势能即机械能转化为电能。
三、填空题（每空2分，共4分）
14． 中国“人造小太阳”EAST装置利用氘核与氚核在超高温下发生聚变反应释放核能，这与核电站获得核能的方式不同。核能是　 　能源，核电站用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，是利用水的　 　较大。
【答案】不可再生；比热容
【知识点】比热容的定义及其计算公式；能源及其分类
【解析】【解答】（1）核能不能从自然界不断获取，需要特殊的燃料，属于不可再生能源；
（2）核电站用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，是利用水的比热容较大，即水的散热能力最强。
【分析】（1）可以从自然界不断获取，且在短时间内得到补充的能源为可再生能源；
（2）比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量，即比热容越大，则吸收相同的热量时温度的变化量越小。
四、实验探究题（每空2分，共20分）
15．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让a、b的两个小球分别从同一斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的同一木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
木块最终会停下来的主要原因是　 　，在此过程中木块通过　 　方式把动能转化为内能；根据乙图和丙图所示实验，判断出b小球质量更大，你判断的理由是　 　。
【答案】见详解；做功；见详解
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）小球撞击木块后，木块在水平木板上运动。由于木板对木块存在摩擦阻力，这个阻力阻碍木块的运动，使木块的速度逐渐减小，最终静止，这体现了力可以改变物体的运动状态。故该空填“ 小球撞击木块，水平木板对木块有摩擦阻力，改变了木块的运动状态，使木块最终静止”；
（2）木块在木板上运动时，因为与木板之间存在摩擦力，木块要克服摩擦力做功。在这个过程中，木块的动能逐渐减少，而摩擦生热，导致内能增加，这是通过做功的方式实现了动能向内能的转化。故该空填“ 做功 ”；（3）从图中观察，b 球的初始高度小于 a 球，根据机械能守恒，初始高度越低，初始速度越小。然而 b 球推动木块的距离更远，说明 b 球对木块做的功更多，即 b 球的动能更大。在速度较小的情况下动能还更大，只能是因为 b 球的质量更大。故该空填“ 由图可知，b球初始高度小，则b小球的初始速度小，但推动木块距离远，动能反而大，说明b小球的质量更大 ”。
【分析】（1）力是改变物体运动状态的原因，注意分析阻力对木块运动的影响即可；
（2）改变物体内能的方法：①做功，本质为能量的转化；②热传递，本质为能量的转移；
（3）根据木块移动距离判断小球b的动能大小，再根据速度相同，结合影响动能大小的因素的知识分析b的质量大小变化。
16．如题图所示，探究改变物体内能的实验：
（1）烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过　 　（选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），温度　 　（选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热　 　成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的　 　能，这是通过　 　（选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
【答案】（1）增大；做功
（2）减小；降低；液化；机械；做功
【知识点】液化及液化放热；做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1） 给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，机械能转化为瓶内气体的内能 ，内鞥你增大，通过做功增加物体内能；
综上 第1空、增大； 第2空、做功。
（2） 瓶内气体对外做功后 ，内能减小，温度降低，水蒸气液化放热形成水珠，该过程 瓶内气体的内能化成了瓶塞的 机械能，通过做功降低的气体的内能。
综上 第1空、减小； 第2空、降低； 第3空、液化； 第4空、机械； 第5空、做功。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；
2、活塞压缩空气，类似打气筒，活塞的机械能转化为空气的内能，空气温度增加；
3、加热水使得瓶塞喷射，通过热传递使得水的温度升高，吸收热量，水不断汽化为水蒸气，水蒸气内能增加，转化为瓶盖的机械能，水的内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化为小水珠。
五、简答题（共3分）
17．请你将双手掌心对准，接着压紧用劲快速摩擦，你的感觉是什么？为什么？
【答案】答：感觉手会发热。因为双手压紧用劲快速摩擦时，手要克服摩擦做功，使手的内能增加、温度升高，所以手会发热。
【知识点】温度、热量与内能的关系；做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【分析】
（1）通过做功使物体内能增加，内能增加，温度升高。
六、科普阅读题（每空2分，共22分）
18．阅读材料，回答问题。
雪蜡车
雪蜡车是一种专门为滑雪运动员提供雪板上蜡服务的特殊车辆。如图甲所示，这台雪蜡车采用氢燃料动力牵引头，配备了国内最大功率的氢燃料电池（如图乙），其工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外部电路到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氯，给阴极板供应空气，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能，可实现零排放零污染燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100%，实际效率能达60%-80%，是普通内燃机热效率的2~3倍。电池的性能通常用能量密度来衡量，氢燃料电池的能量密度是表示质量为1kg的氢所包含的能量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）氢燃料电池在使用过程中氢气　 　（选填“有”或“没有”）发生燃烧现象：
（2）氢燃料电池是将氢的　 　能直接转化为　 　能
（3）在燃料电池外电路，电流方向　 　（选填“从A到B”或“从B到A”）：
（4）若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%，车上有50kg的氢燃料，该车以54km/h的速度匀速行驶时的牵引力恒为3500N，已知氢的能量密度值是1.4x108J/kg，则50kg的氢燃料可产生　 　J的电能：产生的电能有97.2%供该车以54km/h的速度匀速行驶，则该车可行驶　 　h.
【答案】（1）没有
（2）化学；电
（3）从B到A
（4）4.9ⅹ109；25.2
【知识点】功率的计算；能量的转化或转移；电流的方向；电功的计算
【解析】【解答】（1） 据材料分析可知氢燃料电池在使用过程中氢气 不燃烧，通过电子的得失形成电流；
（2） 氢燃料电池是将氢的 化学能转换为电能；
（3）电流的方向和电子的运动方向相反，电子的运动方向为A到B，所以电流的方向为B到A；
（4） 氢的能量密度值是1.4x108J/kg ， 50kg的氢燃料可产生 的能量Q=1.4x108J/kg×50kg×0.7=4.9ⅹ109J的电能，车的动力为P=3500N×15m/s=52500W，用于行驶的电能W=4.9ⅹ109J×0.972=4.7628ⅹ109J，根据W=Pt计算时间t=
【分析】1、电流的方向和电子的运动方向相反；
2、功率的计算：公式为P=Fv，电功的计算：公式为W=Pt；
3、能量转化： 氢燃料电池是将氢的 化学能转换为电能。
19．阅读材料，回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在的范围内，P与v的三次方成正比。(为方便计算，图丙数据已作简化处理。)
（1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①　 　 ，②　 　。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会　 　(选填“顺时针”或"逆时针")转动：
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于　 　kg的煤完全燃烧放出的热量；(q煤=3.0×107J/kg)
（4）当风速为15m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kW·h，叶片需要转动　 　圈。
【答案】（1）机械能；电能
（2）顺时针
（3）36
（4）4
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）风能转化为叶片的机械能，机械能转化为发电机的电能；
综上 第1空、机械能； 第2空、电能；
（2）据图可知，下方的流速大，压强小，所以上方的压强大，导致叶片顺时针旋转；
综上 第1空、 顺时针；
（3）据题可知风速为12m/s ，风叶的输出功率为300kW；工作1h，根据W=Pt计算可知W=300kW×1h=300kW·h=1.08×109J；根据热值公式Q=mq计算m=；
（4）根据W=Pt计算可知，发电机输出1kW·h的时间t，发电机转子1min转400圈 ，所以0.2min转80圈， 叶片转1圈，发电机转子转20圈 ，所以 叶片转 4圈。
【分析】1、压强和流速的关系：压强越大，流速越小，应用为飞机机翼上凸，空气流速快，导致压强较小，形成向上的升力；
2、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。公式为Q=mq；
3、功率的计算：公式为W=Pt。
七、综合题（每空2分，共12分）
20．汽车废气再利用可提高能源利用率.某燃油汽车在平直公路上以69km/的速度匀速行驶1h，消耗5kg汽油.（汽油热值为q=4.6x107J/kg）
（1）驾乘汽车时，驾驶员必须系上安全带，是为了防止紧急刹车时由　 　带来的伤害：
（2）在公路上匀速行驶的汽车所受的牵引力和阻力是一对　 　力（选填“平衡”或“非平衡”）：
（3）若该汽车的热机效率为30%，汽车行驶时受到的牵引力是　 　N.当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，此时汽油机的效率将　 　（选填“降低”或“升高”）：
（4）汽车制动时，由于摩擦，机械能转化成了内能.这些内能无法自动转化回去，原因是能量的转移和转化是有　 　的.通过热电转换装置可以将汽车废气释放的能量部分转化为电能，根据　 　定律，这一过程中，能量的总量保持不变
【答案】（1）惯性
（2）平衡
（3）1000；降低
（4）方向；能量守恒
【知识点】功率的计算；能量守恒定律；惯性及其现象；功的计算及应用
【解析】【解答】（1） 驾乘汽车时，驾驶员必须系上安全带，是为了防止紧急刹车 ，上半身由于惯性，带来的伤害；
（2）汽车匀速行驶，牵引力和阻力属于平衡力；
（3）根据热值公式计算燃烧汽油的能量，Q=mq=5kg× 4.6x107J/kg =2.3×108J， 热机效率为30%， 所以有用功W=2.3×108J×0.3=6.9×107J，根据W=Pt=Fvt可计算F=； 燃烧不充分时 导致额外功变多，所以效率降低；
（4） 能量的转移和转化是有 方向性，在能量转化或者转移过程，能量使守恒的。
【分析】1、惯性是物体的基本属性，只有物体重力有关，当物体速度发生变化时，由于惯性物体保持原来运动状态的属性，利用惯性的实例：运动员助跑起跳，乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害，惯性不是力，不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述；
2、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用，所以推力等于摩擦力；
3、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。计算公式为Q=mq；
4、能量守恒：能量在转化或者转移过程中，能量不会消失也不会凭空产生，即遵循能量守恒。
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