第二十章 能源与能量守恒定律
(100分，90分钟)
题 号
一
二
三
四
总 分
得 分
一、选择题(每题3分，共36分)
1．人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗，由于人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源的是( )
A．石油 B．太阳能 C．天然气 D．核能
2．下列说法中错误的是( )
A．验钞机发出的“光”是紫外线
B．炒菜时如果油锅起火应倒入冷水来灭火
C．木棒捶打使衣服突然运动起来，灰尘由于惯性脱离衣服
D．地球上的各种能量大部分都是来自太阳辐射，可以相互转化
3．2017年5月，我国首次海域“可燃冰”试采成功。“可燃冰”分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分为甲烷。“可燃冰”属于( )
A．化石能源 B．常规能源
C．清洁能源 D．可再生能源
4．化石能源是当今我国主要消耗的能源，下列说法正确的是( )
A．核电站发生核泄漏会造成危害
B．使用化石能源不会对环境造成破坏
C．我国消耗的能源以可再生能源为主
D．化石能源短期内可从自然界得到补充
5．台州的能源结构日趋多样化，其中利用化学能转化为电能的是( )
A．临海括苍风力发电扬 B．温岭江厦潮汐电站
C．玉环华能火力发电厂 D．仙居下岸水力电站
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(第6题图)
6．电能是最方便的能，如图所示展示了电能的获取和使用过程，下列关于电能的说法不正确的是( )
A．电能是由其他形式的能转化而来的二次能源
B．电能可以方便地转化为其他形式的能
C．用电器是将电能转化为其他形式能的设备
D．电能可以直接利用，不需要转化
7．如图所示是某高校学生设计的一款小夜灯，它的一侧是太阳能电池板，另一侧是高效节能的LED灯。关于小夜灯中所应用的物理知识，下列说法正确的是( )
(第7题图)
A．太阳能电池板主要是靠白天接受阳光的照射而获得能量
B．太阳能电池板将电能转化为内能
C．LED灯的发光物体是由电阻很小的铜质材料制成的
D．LED灯不发光时也有电流通过
8．下列说法中正确的是( )
A．电饭锅工作时，将内能转化为电能
B．电风扇工作时，将机械能转化为电能
C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能
D．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
9．和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是( )
A．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
B．核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量
C．核能是可再生能源
D．核能是二次能源
9
10．据悉，到2020年我国将建立自己的空间站。关于空间站所使用的供电装置，你认为最可行的是( )
A．风力发电机 B．化学蓄电池 C．柴油发电机 D．太阳能电池
11．关于信息、能源和材料，下列说法正确的是( )
A．利用声波和电磁波传递信息时都需要介质
B．光伏电池和DVD光碟都应用了磁性材料
C．光纤通信利用激光信号传递信息
D．超导体主要应用于电饭锅、热水器和高压输电线
12．为配合济宁市“五城同创”活动，小梦提出下列环保建议：①开发新能源，减少化石燃料的燃烧；②使用手帕，减少餐巾纸的使用；③市内出行乘公交车或骑自行车，少开私家车；④使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋；⑤分类回收垃圾。其中你认为可行的是( )
A．①②③⑤ B．①③④⑤ C．①③⑤ D．①②③④⑤
二、填空题(每空1分，共18分)
(第13题图)
13．在电视台的天气预报中，常看到吐鲁番和达坂城的天气常常为图示的符号。从气象条件和能源利用的角度看，吐鲁番有丰富的________能资源，达坂城有丰富的________能资源。
14．近年来，苏州居民逐步使用上了管道天然气，天然气属于________(填“一次”或“二次”)能源。点燃天然气，将食用油倒入锅中，通过____________的方式使油的内能增加，温度升高；若油锅起火，可采取的措施是________________________(写一条即可)。
15．核电站是利用核燃料的原子核发生________(填“裂变”或“聚变”)释放出大量的核能并最终转化为电能的。地震会产生________波，具有很大的能量。“3.11”日本大地震并引发的大海啸，致使福岛核电站严重受损，核泄漏造成的________辐射使周边环境严重污染，因此核能利用与核电安全是人类应同时关注和研究的课题。
(第16题图)
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16．如图是一款最新的无人驾驶汽车的原型图。汽车自动驾驶时测距所用的雷达传感器是利用________波来了解周围的交通状况的，所用的汽油属于________(填“一次”或“二次”)能源。
17．在能源的开发和利用中，太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源。在太阳内部进行着大规模的聚变，其释放的能量以电磁波的形式辐射出来。地球每年所接受的太阳能有6×1017 kW·h。
(1)太阳发生聚变时释放的是哪种能量？答：________________。
(2)物体内能改变的方式有两种，“辐射”属于其中的________，另一种是________。
(3)地球每年所接受的太阳能为________________J。
18．火山爆发、地震、雪崩、海啸、雷电都是目前人类无法控制的能量释放现象，这些灾害每年都给人类造成重大损失。
(1)发生火灾时，各种易燃物的________能转化为________能。
(2)雷电是自然界中发生的剧烈的放电现象。某次雷电时，在云层与一栋没有避雷装置的楼房到大地的路径上产生强大的电流，结果将这栋楼房击毁了一部分。雷电将这栋楼房击毁的过程中，是________能转化为________能。
三、实验与探究题(每空2分，共24分)
19．目前，化石能源是人类生产、生活中使用的主要能源，随着全球能源使用量的增长，化石能源等不可再生能源将日趋枯竭，世界各国人民的节能意识也日益增强(如图所示是我国节能标志)，科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化效率等方面进行着积极的努力。请回答：
(第19题图)
(1)有待继续开发、利用的能源有________、____________、________。(请答出三种)
(2)生产、生活中存在着化学能和电能的相互转化，请你分别举一例：
①由化学能转化为电能：________________________。
②由电能转化为化学能：________________________。
(3)氢气具有热值高且____________________________________
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的特点，因此被认为是最清洁的燃料。
20．学习了“能量转移的方向性”后，小明和小芳设计实验研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏。他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
(1)为保证实验的准确性，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温度变化的其他因素，即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和________________相同。
(2)按计划操作，他们实验时测得的数据如下：
时间t/min
0
10
20
30
40
…
150
180
泡沫塑料组水温T1/℃
80
64
55
50
41
…
21
20
棉絮组水温T2/℃
80
55
41
32
28
…
20
20
分析数据可知，他们实验时的室内温度是________℃，经过40 min后，泡沫塑料包的烧瓶中水温降低了________℃，而棉絮包的烧瓶中水温降低了________℃，由此可以得出的实验结论是_______________________________。
(3)除了采用“相同时间内观察水降低的温度”来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用________________________________________的方法来比较这两种材料的保温性能。
四、综合题(21、22题各6分，23题10分，共22分)
21．低碳生活是指生活作息时所消耗的能源要尽量减少，从而减少二氧化碳的排放量。“低碳生活”已逐渐被人们接受并付诸行动，节能减排已成共识。
(1)下列不符合“低碳生活”标准的是( )
A．少乘电梯、多走楼梯 B．多用洗衣机洗衣服，少用手洗
C．安装使用太阳能热水器 D．看完电视关掉电源，不让其处于待机状态
(2)研究表明，利用垃圾作为燃料建立发电厂，每燃烧1 t生活垃圾可以发电225 kW·h。这样既处理了垃圾，又起到了节能减排的效果。位于某市的垃圾发电厂有2台功率均为7.5×103 kW的发电机组。若这些机组平均每天工作12 h，则一天可以处理多少吨生活垃圾？
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22．煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖。县内有一口自喷状态的地热井，出水温度为90 ℃，出水流量为150 m3/h。ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为q＝4×107 J/m3，求：
(1)每小时流出的地热水温度降低到50 ℃所放出的热量。
(2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气？
23．社会发展到今天，能源危机开始困扰人类。人们正在寻找各种新能源，以维持人类社会的持续发展。
热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变。聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量，就像造出一个“人造太阳”，反应后的生成物是无放射性污染的氦。预期于2010年建成的实验反应堆，在16 min内可以产生1.44×1012 J的热量。
据媒体报道：1 L海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于300 L汽油完全燃烧所释放的热量。
请根据所提供的数据进行计算，并回答以下问题：
(1)若汽油的密度为0.7×103 kg/m3，300 L汽油的质量是多少？(1 L＝1×10－3 m3)
(2)若汽油的热值为4.6×107 J/kg，300 L汽油完全燃烧能释放多少热量？
(3)从1.49×102 L海水中提取氢的同位素，在发生聚变时可以产生1.44×1012
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J的热量，若这些热量转化为电能的效率为50%，则它可以供给一台功率是200 W的电视机正常工作多少小时？
(4)你知道吗？在安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”，这个名为托卡马克的装置就要点火实验了。阅读了上述材料和数据后，你一定有很多感受，谈谈你对“人造太阳”的认识。
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第二十章达标检测卷
一、1.B 点拨：石油、天然气、核能都属于不可再生能源。
2．B 3．A
4．A 点拨：核泄漏会带来放射性污染。
5．C 点拨：火力发电时，将燃料的化学能转化为电能。
6．D 点拨：电能需要通过用电器转化为其他形式的能才能被利用。
7．A 点拨：太阳能电池板将太阳能转化为电能；LED灯是由半导体材料制成的。
8．D 9．B
10．D 方法规律：利用排除法解答。太空中没有空气，风力发电机无法工作；与化学蓄电池、柴油发电机相比，太阳能电池结构简单，且太阳能取之不尽，可以长期使用，对环境没有污染。
11．C 点拨：电磁波传递信息时不需要介质。
12．A 点拨：一次性发泡塑料餐具和塑料袋极难分解，大量使用会污染环境。
二、13.太阳；风
14．一次；热传递；盖上锅盖等
15．裂变；次声；核
16．电磁；二次
17．(1)核能 (2)热传递；做功 (3)2.16×1024
18．(1)化学；内 (2)电；内
三、19.(1)核能；太阳能；风能；地热能(任选三种，合理即可)
(2)①干电池的使用 ②给蓄电池充电 (3)燃烧后生成水、无污染
20．(1)水的质量 (2)20；39；52；泡沫塑料的保温性能好
(3)降低相同的温度，观察所用时间的多少
四、21.解：(1)B
(2)2台发电机组一天的发电量W＝Pt＝7.5×103 kW×2×12 h＝1.8×105 kW·h，
一天处理垃圾的质量为 t＝800 t。
22．解：(1)一小时喷出水的体积V水＝150 m3，则喷出水的质量m＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×150 m3＝1.5×105 kg。
水放出的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.5×105 kg×(90 ℃－50 ℃
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)＝2.52×1010 J。
(2)天然气需要放出的热量Q放＝＝＝2.8×1010 J，
节约天然气的体积V＝＝＝700 m3。
23．解：(1)汽油的质量m＝ρV＝0.7×103 kg/m3×300×10－3 m3＝210 kg。
(2)热量Q放＝mq＝210 kg×4.6×107 J/kg＝9.66×109 J。
(3)时间t＝＝＝3.6×109 s＝106 h。
(4)示例：可以缓解我国能源紧张的状况。
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