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第二十章 能源与可持续发展
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
B．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力
C．随着人们对资源的利用，自然界中的能量越来越少
D．太阳能是取之不尽，用之不竭，清洁、无污染的能源
2．2025年3月28日，“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破一亿度，其能量产生原理与太阳发光发热相似，被称为新一代人造太阳。下列说法正确的是（　　）
A．原子核是由电子组成的
B．其能量产生原理是核聚变
C．其能量产生原理和核电站的原理相同
D．使用核能有核辐射的危险，所以不能发展和利用核能
3．下列能源中，属于可再生能源的是 （　　）
A．风能 B．核能 C．石油 D．天然气
4．我国研发的“玲龙一号”核电机组，是全球首个多功能模块化的小型核电机组。下列关于核能的说法正确的是（　　）
A．核能是一种化石能源，属于常规能源
B．核电站的核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．利用核能发电是直接将核能转化成电能
D．核能是可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展方向
5．人类社会的发展离不开能源的开发和利用，下列能源属于不可再生能源的是（　　）
A．化石能源 B．太阳能 C．水能 D．风能
6．“双碳”目标指的是二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，并努力争取在2060年前实现 碳中和。这一目标是中国向国际社会作出的承诺，旨在减少温室气体排放，应对气候变化， 推动经济社会高质量发展。为了实现双碳目标，我们应重视下列哪种能源的利用（　　）
A．太阳能 B．天然气 C．石油 D．煤炭
7．日前，国家空间天气监测预警中心发布最新研判，本轮太阳活动周的峰值预计在2024年至2025年到来，目前正处于峰值附近。下列说法不正确的是（　　）
A．光伏发电系统是将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统
B．太阳能、核能、地热能、风能、海洋能、生物能、氢能都属于新能源
C．追溯能量的来源，我们生产、生活中利用的大部分能量来自太阳
D．太阳的能量来自核裂变反应，这也是目前核电站释放核能的原理
8．为防止化石燃料枯竭后出现能源危机，同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论，你认为错误的是（　　）
A．积极研究和寻找新能源
B．减少工农业能源用量
C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电效率
D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
9．如图所示，全国各地分布着各种不同类型的发电站，它们在发电过程中，利用不可再生能源发电的是（　　）
A．西藏羊八井地热发电站
B．新疆哈密光热发电站
C．湖北宜昌三峡水力发电站
D．内蒙托克托燃煤火力发电站
10．贵州拥有丰富的发电资源，涵盖了水电站、火电厂、光伏电站以及风电场等多种类型 。下列发电站利用不可再生能源发电的是（　　）
A．构皮滩水电站 B．平箐太阳能电站
C．盘南火电厂 D．韭菜坪风电场
二、多选题
11．近年来，我国在科技领域取得了辉煌的成就。下列说法正确的是（　　）
A．中国空间站利用的太阳能属于可再生能源
B．华龙一号核电机组利用的是核裂变释放的能量
C．复兴号车头的流线型设计是为了增大空气阻力
D．奋斗者号潜水器从海底采集的岩石到海面后质量变大
12．如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”取得重大突破，“东方超环”的反应原理与太阳类似。下列有关说法正确的是（　　）
A．利用“东方超环”反应原理可制作氢弹
B．核能是可再生能源
C．“东方超环”是利用核聚变产生核能的
D．太阳是通过做功的方式向地球辐射能量
13．在日常生活中，节约用电是每个市民应尽的义务。使用电器时的下列各种做法中，通过减小用电器实际功率达到省电目的是（　　）
A．用电灯照明时，选新型节能灯 B．用电风扇吹凉时，选低转速挡
C．洗衣机洗薄衣时，用快洗程序 D．听广播时，把广播的音量减小
三、填空题
14．如图所示是我国研制的新能源5G无人电动四轮拖拉机，它以氢燃料供电为主，可以搭载深耕机、播种机等多种设备进行农田耕作。某次该电动拖拉机在水平公路上以额定功率匀速直线行驶了30km，耗时40min到达目标农田。该拖拉机质量为3.2t，每个车轮与地面的总接触面积为400cm2，匀速直线运动时受到的阻力为其重力的0.05倍，拖拉机耕地的额定功率为20kW（g取10N/kg）。求：
（1）氢能源属于　 　（选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）求该拖拉机静止在水平地面时，对地面的压强；　 　
（3）求在平直公路上行驶时牵引力所做的功；　 　
（4）某次该拖拉机搭载深耕机耕地时，总消耗氢能为9×106J，工作效率为60%，求拖拉机以额定功率耕地的时间。　 　
15．我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低。请说出一种造成二氧化碳排放增加的常用能源名称：　 　，减少碳排放人人有责，请说出一种能够对减少碳排放做出贡献的出行方式：　 　。
16．肇庆市端州区位于北回归线以南，属亚热带季风气候，气候温暖，光照充足。结合肇庆市端州区气候特点，某学习小组开展了设计“阳光节能房屋”跨学科实践活动。
【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，完成节能房屋的设计。
【活动方案】
（一）为房屋选择合适的隔热材料；
（二）设计太阳能电池供电系统；
（三）研究太阳能热水器的最佳集热效果。
【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（混凝土、木材、泡沫板），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，房屋模型与灯泡间距相等（如图），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，同时测量三个房屋模型的温度。
（2）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所示。根据图像分析；学习小组应选择　 　做房屋的隔热材料。
（二）设计太阳能电池供电系统
学习小组计划在房屋屋顶安装太阳能电池板给房屋供电。设计电路如图，其中R代表室内用电器。
（3）白天，太阳能电池板给蓄电池充电，此时的“蓄电池”相当于电路中的　 　（选填“电源”或“用电器”）。
（4）肇庆市端州区某天的太阳能电池板发电量为0.8kW h，若当天家庭用电量为16kW h，为了满足用电需求，太阳能电池板的面积至少为　 　。
（三）研究太阳能热水器的最佳集热效果。
（5）为了让太阳能热水器的集热效果最佳，学习小组拟为房屋安装集热面积为的壁挂式太阳能热水器（如图）。热水器的集热板与墙面夹角大小可随正午太阳高度的变化而变化，始终与正午太阳光　 　（选填“平行”或“垂直”），以达到最佳集热效果。
（6）经过测试，在最佳集热效果的情况下，太阳照射集热板1h，可以使水箱里100kg的水温度升高6℃，那么太阳能转化为水的内能的效率是　 　%。[每平方米每小时太阳的平均辐射能量为；]
【交流与评价】
学习小组根据上述活动方案完成了“阳光节能房屋”的设计，并针对节能情况、稳定性等维度对设计进行了评价。
四、复合题
17．南阳市南召县回龙抽水蓄能电站，是我省第一座抽水蓄能电站，发电总功率为110MW。抽水蓄能电站的工作原理：深夜用电低谷时，用过剩电能把山下水库的水抽到山顶水库（看作长方体）内（如图甲）；用电高峰时，则通过放水发电以补充电能不足（如图乙）。若山顶水库面积为，电动水泵每天从深夜11时至清晨4时抽水使山顶水库水面增高1m，放水发电时，水下落高度看成72 m不变，水下落时重力做功的70%转化为电能，问：（g取10 N/kg，）
（1）发电所利用的水能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。深夜用电低谷时，把山下水库的水抽到山顶水库是将电能转化为　 　能。
（2）电动水泵夜间所抽水的总质量是多少？
（3）若将夜间抽到山顶水库的水全部用来放水发电，该抽水蓄能电站可以产生的电能是多少？
（4）每燃烧1吨标准煤可以发电3000kW·h，排放二氧化碳2.5吨，则该抽水蓄能电站将夜间抽到山顶水库的水全部用来放水发电，可减少多少吨二氧化碳的排放？
18．中国科技崛起，多领域创新突破，打造国际领先名片。
（1）中国高铁，若动车以396km/h的时速行驶1s，前行　 　m，当列车减速进站时其惯性大小的变化情况是　 　；
（2）核电技术“华龙一号。”，核电站利用核反应堆中铀核　 　（填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，核能属于　 　能源；
（3）“蛟龙号”载人潜水器，当它下潜到水下2000米处时，海水对它的压强为1.96107帕，海水对它2m2的外表产生的压力为　 　N。加速下沉的“蛟龙号”，若在经过某一密度均匀的海水区域时，迅速抛掉部分压载铁，使其所受浮力等于重力（不计水的阻力），则其将　 　（填运动状态）。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】核电站发电过程中的能量转化
2．【答案】B
【知识点】核聚变；核裂变；原子核
3．【答案】A
【知识点】能源及其分类
4．【答案】B
【知识点】能源及其分类；核能；核电站发电过程中的能量转化
5．【答案】A
【知识点】能源及其分类
6．【答案】A
【知识点】能源及其分类；能源危机与能源消耗对环境的影响；能源与可持续发展
7．【答案】D
【知识点】能源及其分类；核聚变
8．【答案】B
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
9．【答案】D
【知识点】能源及其分类
10．【答案】C
【知识点】能源及其分类；太阳能及其利用与转化
11．【答案】A,B
【知识点】质量及其特性；能源及其分类；核裂变；流体压强与流速的关系
12．【答案】A,C
【知识点】热传递改变物体内能；能源及其分类；核聚变
13．【答案】A,B,D
【知识点】能源与可持续发展
14．【答案】二次能源；2×105Pa；4.8×107J；270s
【知识点】功率计算公式的应用；能源及其分类；二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算
15．【答案】煤炭（或石油、天然气）；近距离出行采用步行或骑行的方式，远距离出行采用公交车等公共交通
【知识点】能源及其分类
16．【答案】内；泡沫板；用电器；20；垂直；45
【知识点】太阳能及其利用与转化
17．【答案】（1）可再生；重力势
（2）解：水库面积为，
增高1m，，抽水的总质量是
答：电动水泵夜间所抽水的总质量是1.2109kg。
（3）解：水的重力
因为水下落时重力做功的70%转化为电能，所以产生的电能
答：抽水蓄能电站可以产生的电能是。
（4）解：(每燃烧1吨标准煤可以发电3000kW·h，该抽水蓄能电站发电1.68×105kW h，则可节约标准煤的质量
因为每燃烧1吨标准煤排放二氧化碳2.5吨，所以减少二氧化碳的排放量
答：减少二氧化碳的排放量140t。
【知识点】密度公式及其应用；能源及其分类；重力及其大小的计算；功的计算及应用；能量的利用效率
18．【答案】（1）110；不变
（2）裂变；不可再生
（3）4×107；向下做匀速直线运动
【知识点】核裂变；速度公式及其应用；惯性及其现象；压强的大小及其计算；液体压强计算公式的应用
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