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第二十二章 能源与可持续发展
第4 节 能源与可持续发展
一、单选题
1．（2021·广东广州市·九年级期末）下列关于能量的说法，正确的是（ ）
A．风力发电机可以将机械能转化为电能
B．用热水袋取暖是热水的化学能转化为身体的内能
C．随着科学技术不断发展和提高，永动机是有可能实现的
D．内燃机的做功冲程把燃料燃烧释放出来的内能全部转化为机械能
【答案】A
【详解】
A. 风力发电机是将机械能转化为电能，故A正确；
B. 热水袋取暖是将热水的内能转移到身体上，故B错误；
C. 永动机是违背能量守恒的，是不可能实现的，故C错误；
D. 内燃机的效率无法达到百分之百，则不可能将燃烧释放出来的内能全部转化为机械能，故D错误。
故选A。
2．（2021·全国九年级专题练习）在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类应特别重视下列哪种能
源的利用（ ）
A．石油 B．太阳能 C．煤炭 D．可燃冰
【答案】B
【详解】
太阳能取之不尽用之不竭，而且环保，不会对环境产生影响，也在科学技术的进步也很容易转化为其他形
式的能；煤炭、石油、可燃冰属于化石能源，属于不可再生能源，并且在使用时会产生废物、废气污染环
境，与节能环保，低碳生活不相符。
故选B。
3．（2021·全国九年级专题练习）下列说法错误的是（ ）
A．原子是由中子和电子组成的
B．家庭电路中的保险丝应串联在火线上
C．高压电线可以用超导材料制作
试卷第1页，总10页D．能量的转化和转移是有方向性的，所以要节约能源
【答案】A
【详解】
A．原子由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，故A错误，A符合题意；
B．保险丝应串联在火线上，这样在熔断时能及时切断电路，起到保护作用，故B正确，B不符合题意；
C．导体有电阻时，输电线会产生热量，把部分电能转化为内能浪费掉；如果没有电阻，输电线不会产生
热量，不需要浪费电能，所以超导体适合做高压输电线，故C正确，C不符合题意；
D．能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需要节
约能源，故D正确，D不符合题意。
故选A。
4．（2020·全国九年级课时练习）中国的传统节日往往和美食有关，如图所示。下列对应各种美食的说法
错误的是（ ）
A． 煮饺子时锅中冒出大量的“白气”，是锅里的水汽化成的水蒸气
B． 煮汤圆的汤沸腾后继续用猛火加热，锅中汤的温度仍保持不变
C． 粽子出锅时会闻到浓浓的粽香，说明分子在不停地运动
试卷第2页，总10页D． 烤箱将电能转化为内能，使烤箱内的月饼被烤熟
【答案】A
【详解】
A．煮饺子时锅中冒出大量的“白气”，是锅里的水蒸气液化成的水，故A错误，符合题意；
B．沸腾过程的特点是持续吸热，温度保持沸点不变。煮汤圆的汤沸腾后继续用猛火加热，锅中汤的温度
仍保持沸点不变，故B正确，不符合题意；
C．不同物质间接触时，彼此进入对方的现象，叫扩散现象。粽子出锅时会闻到浓浓的粽香是扩散现象，
扩散现象说明分子在不停地运动。故C正确，不符合题意；
D．烤箱工作时将电能转化为内能给烤箱内的月饼加热，使烤箱内的月饼被烤熟。故D正确，不符合题意。
故选A。
5．（2020·全国九年级课时练习）小华看到厨师在做“番茄炒鸡蛋”这道菜，想到其中蕴含很多物理知识，
你认为她理解正确的是 （ ）
A．拿鸡蛋去磕碗沿，结果却是蛋壳破了，说明力的作用是相互的
B．红色的番茄发出红光，黄色的蛋黄发出黄光
C．切番茄用的菜刀，刀把上有花纹，是为了减小摩擦
D．利用天然气灶炒菜，是将天然气的内能转化为化学能
【答案】A
【详解】
A．拿鸡蛋去磕碗沿，结果却是蛋壳破了，说明鸡蛋受到力的作用，进而说明力的作用是相互的。符合题
意；
B．红色的番茄发出红光，黄色的蛋黄发出黄光，是错误的，因为不透明物体颜色是由它反射色光决定的；
C．切番茄用的菜刀，刀把上有花纹，刻有花纹的目的是增大摩擦不是为了减小摩擦；
D．利用天然气灶炒菜，是将天然气的化学能转化为内能。
故选A。
6．（2020·枣庄市市中区实验中学九年级一模）提倡低碳工业、低碳建筑、低碳交通、低碳生活，走可持
续发展之路．下列的做法符合“低碳生活”要求的是（ ）
试卷第3页，总10页A．若有可能，出行时尽量使用自行车
B．废电池随便丢弃
C．为了方便而使用一次性塑料袋
D．大力发展以煤为燃料的火力发电
【答案】A
【详解】
A．骑自行车或步行上下班能减少交通工具的使用，减少石油化石的利用，从而减少二氧化碳的排放，符
合“低碳生活”理念，故A符合题意；
B．随意丢弃废旧电池，会污染环境，不符合“低碳生活”理念，故B不符合题意；
C．为了方便使用一次性塑料袋会间接消耗大量能源并产生污染物，不符合“低碳生活”理念，故C不符
合题意；
D．大力发展以煤为燃料的火力发电既不能节约能源，又不利于减少二氧化碳的排放，不符合“低碳生
活”理念，故D不符合题意。
故选A。
7．（2020·山东济南市·九年级期末）核能发电是利用铀原子核裂变时释放出的核能来加热水，用水产生的
高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机转子发电。核能发电的能量传递和转化
过程是（ ）
A．核能，内能，机械能，电能
B．核能，机械能，内能，电能
C．核能，化学能，机械能，电能
D．核能，内能，化学能，电能
【答案】A
【详解】
核能发电的能量传递和转化过程是，核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故BCD错误，
A正确。
故选A。
8．（2020·陕西商洛市·九年级其他模拟）关于信息的传递和能源的利用，下列说法中不正确的是（ ）
A．“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的
B．手机只能接收电磁波，不能发射电磁波
C．人类认识到能量的转化具有方向性，所以必须节约能源
D．化石能源蕴藏量有限，因此未来理想能源是太阳能、水能和风能等可再生能源
试卷第4页，总10页【答案】B
【详解】
A．电磁波可以传递信息，而且可以在真空和空气中以光速传播，所以，“北斗”导航是利用电磁波传递
的信息进行定位和导航的，故A正确，A不符合题意；
B．手机在使用过程中，既要接收信息，也要发出信息，所以，它既可以发射电磁波，也可以接收电磁波，
靠发射和接收电磁波来传递信息，故B不正确，B符合题意；
C．人类认识到能量转化过程是有方向性的，虽然能量转化过程中是守恒的，但是由于转化过程的方向性，
使得一些能量变成“无用”的能量，无法被人类利用，所以必须节约能源，故C正确，C不符合题意；
D．煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量有限，而且是不可再生能源，而太阳能、水能和风能等能源可以
再生，用之不竭，因此，未来的理想能源是太阳能、水能和风能等可再生能源，故D正确，D不符合题意。
故选B。
二、填空题
9．（2021·全国九年级专题练习）在探究平面镜成像规律实验中，同学们还惊奇的发现一个有趣的现象：
同学甲通过平面镜看到同学乙的眼睛，同学乙也可以通过平面镜看到同学甲的眼睛，这一现象发生是因为
光路______。发电机是利用______原理工作的，所产生的电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气
中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有______。
【答案】可逆 电磁感应 方向性
【详解】
[1]一个人能通过镜子看到另一个人的眼睛，那么另一个人也一定能通过镜子看到这个人的眼睛，这是因为
在光的反射现象中，光路是可逆的。
[2]发电机将机械能转化为电能，它是利用电磁感应原理工作的。
[3]发电机产生的的电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，
这是因为能量的转移和转化具有方向性。
10．（2020·山东济南市·中考真题）(1)在石油、风能、水能、电能、太阳能、地热能等各种能源中，属于
不可再生能源的是______________ 。电动机工作时电能转化为机械能的同时，还要向空气中散热，这些
散失的内能无法再自动转化为电能，是因为能量转化具有_________性。
(2)如图所示的“苍峡雷鸣”，是莱芜八大景之一。每逢雨季，大雨倾盆，瀑流直泻。那飞泻的瀑布声，若
龙声虎啸，似惊雷远震，可闻数里。这里的“若龙声虎啸”形容瀑布飞泻发出声音的________（选填
“音调"“响度"或“音色" ）；“似惊雷远震，可闻数里”形容瀑布飞泻发出声音的___________（选填
“音调”“响度"或“音色" ）。
试卷第5页，总10页(3)从发电站到用电地区，通常都有一-段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，根据焦耳定律，
就要尽可能地减小输电线中的_______，因此在目 前技术水平下要采用高电压输电。_______（选填 “纳
米材料”“半导体材料”或“超导材料”）的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电
提供了可能。
(4)右图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到B点的过程中，它的
________转化为动能；弹性小球在B点的机械能_______（选填“大于”“小于”或“等于”）它在C点
的机械能。
【答案】石油 方向 音色 响度 电流 超导材料 重力势能 大于
【详解】
(1)[1]在石油、风能、水能、电能、太阳能、地热能等各种能源中，属于不可再生能源的只有石油，其它能
源都用之不竭。
[2]电动机工作时电能转化为机械能的同时，还要向空气中散热，这些散失的内能无法再自动转化为电能，
是因为能量转化具有方向性，不能自动逆向进行。
(2)[3]“若龙声虎啸”形容瀑布飞泻发出声音如虎啸，似龙吟，能区分声音的是“音色”。
[4]“似惊雷远震，可闻数里”形容瀑布飞泻发出声音的非常大，故是形容声音的“响度”。
(3)[5]为减少远距离输电中的电能损失，根据焦耳定律，在输电线的电阻一定的情况下，就要尽可能地减小
试卷第6页，总10页输电线中的电流；因此在目前技术水平下要采用高电压输电，通过提高电压来减小电流，从而减少由于发
热而带来的电能损失。
[6]超导材料的出现，由于电阻几乎为零，输电过程中电能几乎不损失，为我们将来利用其零电阻特性实现
远距离大功率输电提供了可能。
(4)[7]弹性小球从A点运动到B点的过程中，高度越来越小，速度越来越大，所以是它的重力势能转化为动
能。
[8]弹性小球运动的过程中，越来越矮，说明由于空气阻力的存在，机械能在不断的减小，所以在B点的机
械能大于它在C点的机械能。
11．（2020·辽宁铁岭市·九年级一模）如图所示是栗子在微波炉中加热时爆炸后的状态，因为板栗的外壳
延展性不够好，板栗在受热时，______能增大，温度升高，里面膨胀，散热的空间不够，______能转化为
______，导致爆炸。
【答案】内 内 机械
【详解】
[1][2][3]板栗在微波炉中受热，经过热传递使板栗的内能增大，表现为板栗的温度升高，板栗内分子运动
剧烈。在微波炉中，板栗的内能转化为板栗的机械能，导致板栗爆炸。
三、实验题
12．（2019·全国九年级专题练习）小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油
的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
试卷第7页，总10页（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还控制了两个相同的物理量，
它们是:____________、____________
（2）你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______。
（3）小明同学利用此实验方法计算出的热值将比真实值____________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】两杯水的质量 煤油和菜籽油的质量 煤油 偏小
【详解】
(l)[1][2]要想通过水吸收的热量多少来体现燃料完全燃烧放出热量的多少，必须控制两杯水的质量以及煤
油和菜籽油的质量相等；
(2)[3]由实验记录可知，相同质量的煤油和菜籽油，对相同质量的水进行加热，煤油加热的水升高的温度
高，即煤油放出的热量多，由公式 可得煤油的热值大；
(3)[4]实验过程中由于热量的散失，水吸收的热量要小于燃料完全燃烧放出的热量，所以利用此实验方法
计算出的热值将比真实值偏小。
四、计算题
13．（2019·湖北孝感市·九年级月考）小轿车油箱内装有15kg汽油，司机驾车沿高速公路到某地旅游，路
程为300km．轿车全程视作匀速直线运动，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%
转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；
（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油？
【答案】（1）2.76×108J（2）需要
【详解】
答：(1)因汽车做匀速直线运动，所以小轿车受到的牵引力：
牵引力所做的功：
试卷第8页，总10页(2) 完全燃烧一箱油放出的热量：
由 得转化成的有用功：
由 得小轿车行驶的路程：
因为：
225km<300km
所以汽车在行驶途中需要加油。
五、综合题
14．（2021·广东汕头市·九年级期末）阅读短文，回答问题。
氢能源有轨电车采用以氢能源为动力的100%低地板、铰接式现代有轨电车，采用3节编组，车厢内部宽
敞，设有60个座位，车辆头尾两端均设驾驶室，可双向行驶，最高时速可达70公里。
有轨电车的特别之处在于采用氢燃料电池作为动力源。氢燃料电池的原理，简单来说相当于一个“发电
机”，即通过燃料电池内氢和氧相结合的化学反应产生电能，源源不断为车辆供电，驱动有轨电车。氢燃
料电池发电，这一发电过程相当于电解水的逆过程，唯一的产物是水，因此做到了污染物“零排放”。新
型的有轨电车搭载了230kW大功率氢燃料电池堆为车辆供电。有轨电车运行时，氢燃料电池作为牵引主
动力，锂电池则在启动加速阶段提供辅助动力，车辆最高能以时速70公里持续运行。每列车安装6个储气
瓶，每瓶约储氢量3kg，续航能力可达100km。车辆惰行、停站时，燃料电池为锂电池充电；制动时，锂
电池回收制动能量，实现能量的循环利用。氢燃料电池和锂电池的混合动力，具有响应快、启动加速性能
好、制动能量回收率高等突出优势。
试卷第9页，总10页(1)氢燃料电池发电，本质上是将______能直接转化为_____。
(2)燃料电池为锂电池充电时，此时锂电池是____。（选填“电源”或“用电器”）
(3)每瓶3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为____J（氢燃料的热值为1.4×108J/kg）。
(4)这种新型的电车使用大功率氢燃料电池堆供电，供电5小时的电能有_____度。
(5)氢能源有轨电车在座椅一侧都设置有方便乘客手机充电用的插座，这些插座之间是_____的（选填“串
联”或“并联”）。
【答案】化学 电能 用电器 4.2×108 1150 并联
【详解】
(1)[1][2]氢燃料电池发电是将氢气和氧气的化学能通过化学反应转化为电能。
(2)[3]燃料电池为锂电池充电时，此时锂电池相当于用电器。
(3)[4]3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
(4)[5]根据 可知，供电5小时的电能为
(5)[6]氢能源有轨电车在座椅一侧都设置有方便乘客手机充电用的插座，这些插座之间互不影响，则是并联。
试卷第10页，总10页
