第二十二章能源与可持续进步
满分:100分,限时:45分钟
1、选择题
1.如图22-5-1所示设施中,用于发电的能源是可再生的是
图22-5-1
A.风能和水能 B.风能和煤的化学能
C.风能和核能 D.煤的化学能和核能
1.答案A风能、水能可以从自然界里源源不断地得到补充,是可再生能源,故A正确;煤的化学能和核能否短时期内从自然界得到补充,是不可再生能源,故B、C、D错误。故选A。
2.下列现象或应用,对应物理常识正确的是
A.核潜艇的主要能量来源——核聚变
B.闻其声而知其人——音调
C.天气回潮,有时玻璃镜面湿湿的——凝华
D.空气开关——电磁铁
2.答案D核潜艇的主要能量来源是重核分裂转变,故A错误;“闻其声而知其人”主如果依据声音的音色来分辨的,故B错误;天气回潮,有时玻璃镜面湿湿的,是因为空气中水蒸气遇冷液化为小水滴,故C错误;空气开关的核心是电磁铁,是借助电流的磁效应原理工作的,当电路中电流过大时,电磁铁的磁性将变强,吸引衔铁,自动切断电路,起到保险用途,故D正确。
3.如图22-5-2所示是湖南大学内的“风能太阳能互补”节能灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计讲解适当的是
图22-5-2
A.节能灯工作时是将电能转化成机械能
B.小风扇工作时将电能转化为机械能
C.太阳能电池板是将太阳能转化为电能
D.蓄电池储存能量的过程是将电能转化成机械能和太阳能
3.答案C节能灯工作时,消耗电能,产生光能和内能,所以是将电能转化为光能和内能的过程,故A错误;图中的小风扇工作时,消耗风能,产生电能,故是把风能转化为电能,故B错误;太阳能电池板消耗太阳能,产生电能,故是把太阳能转化为电能,故C正确;蓄电池储存能量的过程是充电过程,即消耗电能,产生化学能,所以是将电能转化为化学能的过程,故D错误。
4.以下行为中是节省用电的是
A.离开教室随手关灯
B.用电水壶烧水时不盖盖子
C.白天一直用灯光代替自然光照明
D.夏季,房间里长期没人时空调还一直开着
4.答案A为了节省电能,离开教室应随手关灯,故A是节省用电行为;用电水壶烧水时不盖盖子,因为热散失,会增加电能的消耗,故B不是节省用电行为;白天光线比较强,还用灯光照明,浪费电能,故C不是节省用电行为;房间里长期没人时空调还一直开着,浪费电能,故D不是节省用电行为。故选A。
5.课本中的插图“太阳能凉帽,电池板把太阳能转化为扇叶的动能”,引发了小聪一些联想,他的下列表达错误的是
图22-5-3
A.太阳能实质上是太阳内部核反应释放出的能量
B.太阳能为“二次能源”,也是不可再生能源
C.太阳光中的可见光是电磁波
D.太阳光可以在真空中传播
5.答案B在太阳内部,氢原子核在超高温下发生核聚变,释放出巨大的核能,这就是太阳能。太阳能不是二次能源,而是直接从自然界获得的一次能源,是可再生能源。
6.关于能源、电磁波、超声波等物理常识,下列说法中正确的是
A.核电站借助的是核聚变时产生的能量
B.光纤通信是借助电磁波传递信息的
C.化石能源是可再生能源
D.“北斗”卫星导航是借助超声波进行定位和导航的
6.答案B核电站是借助核分裂转变来释放能量的,不是借助核聚变,故A错误;光纤通信是借助光波在光导纤维中传输信息的一种通信方法,光就是一种电磁波,故B正确;化石能源在地球上的储量是有限的,借助之后短时期内没办法再生,是不可再生能源,故C错误;电磁波能在真空中传播,卫星导航是借助电磁波进行定位和导航的,故D错误。故选B。
7.下列关于能源和信息的说法正确的是
A.目前核电站借助核聚变发电
B.太阳能电池板将太阳能转化为内能
C.光纤通信借助超声波传递信息
D.卫星通信借助电磁波传递信息
7.答案D目前核电站都是借助核分裂转变释放的能量来发电的,现在还没学会可控核聚变发电技术,A项错误;太阳能电池板把太阳能转化为电能,B项错误;光纤通信借助激光传递信息,激光是电磁波,C项错误;卫星通信借助电磁波传递信息,D项正确。
8.能源、信息和材料是现代社会进步的三大支柱,关于能源、信息,下列说法正确的是
A.太阳能是不可再生能源
B.石油作为当今世界的主要能源,是可再生能源
C.手机通信是借助电磁波来传递信息的
D.“北斗”导航是借助超声波进行定位和导航的
8.答案C太阳能等可以源源不断地从自然界得到补充的能源是可再生能源,故A错误;石油作为当今世界的主要能源,不可能在短时期内得到补充,是不可再生能源,故B错误;手机是借助电磁波来传递信息的,故C正确;超声波和次声波都是声波,不可以在真空中传播,电磁波可以在真空中传播,故“北斗”导航是借助电磁波进行定位和导航的,故D错误。
2、填空题
9.核能的释放有__________和__________两种方法,太阳能的产生是通过__________方法。
9.答案核分裂转变核聚变核聚变
分析核能的释放有核分裂转变和核聚变两种方法;在太阳内部进行的是核聚变。
10.将来几年里,国内将在太空建一个独立开放的空间站,建成后,宇航员借助__________作为载体跟地面指挥中心进行联系。核电站是通过核反应堆可控__________释放核能来获得电能的。
10.答案电磁波分裂转变
分析宇航员借助电磁波作为载体跟地面指挥中心进行联系;现在人类已打造的核电站,都是借助核分裂转变发电。
11.2017年5月,国内在南海北部神狐海域进行的可燃冰试开采获得成功,国内可燃冰的总资源约是常规天然气、页岩气资源总和的两倍,它与天然气、石油一样,都是__________能源;可燃冰燃烧时将化学能转化为__________能。
11.答案不可再生内
分析可燃冰与天然气、石油一样,用后短期内不可以再得到,是不可再生能源;可燃冰燃烧时将化学能转化为内能。
12.某品牌太阳能热水器内装有50 kg的水,阳光照射一段时间后,热水器中的水从15 ℃升高到55 ℃,热水器中的水吸收的太阳能为__________J;同样的水改用电加热,则消耗的电能为__________kW·h[已知水的比热容c水=4.2×103 J/,热水器热散失忽视不计]。
12.答案8.4×1062.33
分析水吸收的热量即吸收的太阳能为Q吸=c水m=4.2×103 J/×50 kg×=8.4×106 J;消耗的电能为W电=Q吸=8.4×106 J=8.4×106 J×
≈2.33 kW·h。
13.太阳能是人类能源的宝库,太阳已持续发光发热约50亿年,还能工作约50亿年。太阳能是__________能源。太阳核心温度高达1 500万摄氏度,表面温度也约有6 000摄氏度,其缘由就是太阳内部发生持续的__________,释放了惊人的能量。
13.答案可再生核聚变
分析在太阳内部,氢原子核在超高温用途下发生聚变,释放巨大的核能,该能源对大家来讲是取之不尽、用之不竭的,故太阳能是可再生能源。
3、阅读题
14.阅读材料,回答问题。
在常规化石能源很紧缺的今天,核能遭到愈加高的看重。现在美国电力的21%是来自核电。核电站的大体组成如图22-5-4所示,核材料在核反应堆中发生核反应产生很多的内能,冷却剂将这类内能带到热交换器将水变成水蒸气,水蒸气推进蒸汽轮机,蒸汽轮机带动发电机发电,最后达成了核能到电能的转换。
图22-5-4
请在下面的空格中填上适合的内容:
从能源的分类来看,核能是__________。
发电机发电时是让线圈在__________中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称为__________现象。
核电站所需的核能是借助原子核__________所产生的。
核电站的核废料具备__________性,对环境会导致相当大的害处,因此要将核废料深埋到人迹稀有的沙漠地带。在开发新能源时,怎么样保护环境是人类面临的一大课题。
14.答案 一次能源磁场电磁感应分裂转变放射
分析从能源的分类来看,核能是直接从自然界获得的,所以是一次能源;发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线,从而产生感应电流,这就是电磁感应现象;核电站是借助原子核分裂转变发生可控链式反应时释放的很多能量来发电的;核电站的核废料具备放射性,会对环境导致相当大的害处。
4、综合题
15.一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示,将它安装在阳光充足的楼顶上,并送满水。
型号 | JL-88 |
水容量/L | 80 |
自己水平/kg | 40 |
南通区域平均每平米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×106 J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5 m2,天天日照时间按8 h计算,则它一天中接收的太阳能约为多少?若这类太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?[c水=4.2×103 J/]
若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
请你说出目前在借助太阳能方面所面临的某一主要困难。
15.答案3.36×107 J60 ℃0.8 kg见分析
分析一天中接收的太阳能:
E=2.8×106 J/×1.5 m2×8 h=3.36×107 J
水吸收的热量:Q吸=ηE=60%×3.36×107 J=2.016×107 J
由密度公式ρ=
可知水的水平:
m=ρV=1×103 kg/m3×80×10-3 m3=80 kg
由Q吸=cmΔt得:
Δt=
=
=60 ℃
由题知,Q放=E=3.36×107 J
由Q放=mq得:
m=
=
=0.8 kg
太阳能的借助受天气影响,受夜晚影响;太阳能转换效率低;提供的功率小。
