2025年物理中考第一轮专题复习专题18：能源与可持续发展 练习 （含答案+解析）

这是一份2025年物理中考第一轮专题复习专题18：能源与可持续发展 练习 （含答案+解析），共17页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.下列能源中，属于可再生能源的是( )
A. 煤B. 石油C. 风能D. 天然气
2.“嫦娥六号”月球探测器经过近月制动减速后进入环月轨道，于2024年6月2日落月开展采样工作，最后返回地球。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥六号”制动后动能减小
B. 样品到达地球后质量变小
C. “嫦娥六号”近月制动利用空气阻力减速
D. “嫦娥六号”利用的太阳能属于非清洁能源
3.关于粒子和宇宙，下列说法中正确的是( )
A. 光年是时间单位
B. 面包容易被压缩，说明分子间有空隙
C. 汤姆生建立了类似行星绕日的核式结构模型
D. 气体会自动扩散，而不会自动聚拢，说明能量的转移具有方向性
4.东方超环(EAST)，俗称“人造小太阳”，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s，对加快实现可控核聚变具有重要意义。下面应用中核能的开发方法与东方超环一样的是( )
A. 氢弹B. 原子弹C. 核动力潜艇D. 核电站
5.2021年10月14日，我国成功发射“羲和号”探测卫星，卫星围绕太阳运行并展开探测，至今已将大量图片信息传回地球。下列说法中错误的是( )
A. 该卫星探测的太阳是宇宙的中心B. 该卫星利用电磁波将图片信息传回地球
C. 该卫星表面材料的隔热性能极佳D. 该卫星的太阳能板将太阳能转化为电能
6.灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是( )
A. 灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B. 因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了
C. 电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能
D. 光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量
7.3月22日是世界水日，今年的主题是“珍爱水资源，共建美丽家园”，下列做法中能体现这一主题的是( )
A. 用化工厂排出的水灌溉B. 把河水直接当作饮用水
C. 大气降水直接用来煮饭D. 农业灌溉使用暗渠输水
8.抽水蓄能电站在用电低谷期用电能将水抽至上游水库，在用电高峰期再放水至下游水库发电的水电站，其工作原理如图所示，下列有关说法不正确的是( )
A. 蓄能时：电能转化机械能
B. 发电时：水的机械能部分转化为电能
C. 抽水蓄能电站选址时不需要考虑地理位置的问题
D. 抽水蓄能电站建在核电站附近可以更充分利用能源
二、非选择题
9.“山东舰”是中国首艘自主建造的国产航母，“山东舰”所采用的动力是蒸汽轮机，将燃料的内能转化为______能；我国正在研制核动力航母，核动力航母的核反应堆是利用核______(选填“裂变”或“聚变”)释放能量提供动力的；核能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
10.如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的 位置。太阳能电池板受光面朝向照片 面。由于太空碎片速度非常大，具有很大的 能，容易造成部分电池板受损。2023年12月，航天员成功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000kW⋅ℎ，相当于 kg的焦炭完全燃烧放出的热量。(已知q焦炭=3.0×107J/kg)
11.天然气属于 (可再生/不可再生)能源。小明在水壶中装入质量2kg、初温20℃的水，放在燃气灶上加热，这是利用 的方式来改变水的内能。若在标准大气压下把水刚烧开共消耗了0.042m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为 。水烧开后继续加热，蒸汽将壶盖顶起的过程与汽油机 冲程的能量转化情况相同。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气的热值取4.0×107J/m3]
12.中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象。如图，为某种核反应示意图，这属于核______变，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；氢弹利用的是核______变在瞬间释放的能量。(选填“裂”或“聚”)
13.新能源的开发源于技术的进步，如图所示的潮汐发电站，是将________能转化为电能，该能源属于________(可/不可)再生能源．目前人们开发的新能源种类有很多，请你列举出其中一种：________________．
14.阅读材料，回答问题
“二氧化碳+飞轮”储能
近日，全球首个二氧化碳+飞轮储能示范项目竣工，其能在2小时内存满2万度电，是全球首个二氧化碳+飞轮储能综合能源站。
二氧化碳储能是压缩气体储能的一种方式，就像个超级“充电宝”。如图所示，用电低谷期时，这个“充电宝”开启充电模式，压缩机启动，2个小时就能把巨大的柔性气仓里体积达25万立方米的二氧化碳气体全部压缩为液态，体积只有原来的1300；在用电高峰到来时，高压二氧化碳会被释放流经透平机冲击叶片推动叶轮转动，进一步驱动发电机发电。
(1)根据材料信息，该项目的储能功率为 W。
(2)在充电阶段，该项目是使用在常温下用 的方法使二氧化碳气体 并储存起来。
(3)在放电阶段，高压二氧化碳会被释放流经透平机，该过程的能量转化是 ，此能量转化与热机四冲程的 冲程相同，透平机进一步驱动发电机发电，从而将机械能转换为电能。
(4)另一种常见储能方式是抽水储能：利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电.相较于抽水储能，二氧化碳+飞轮储能的优点是 。(写出一点即可)
15.如图甲是一种太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、蓄心池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示，其中太阳能电池板的核心部件是光电板。某兴趣小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，他们提出了以下猜想：
猜想1：可能与光电板的光照时间有关；
猜想2：可能与光电板的面积有关；
猜想3：可能与光电板的颜色有关。
根据以上猜想，他们设计好实验方案，让太阳光对光电板照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给相同的LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如下表。
(1)如图乙所示，白天控制开关S应与触点 接通(选填“b”或“c”)；该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的 (选填“亮暗程度”或“发光时间”)反映的；
(2)①由表中 (填表中的序号)三组数据对猜想1进行验证，可得出猜想1是正确的；
②由表中数据分析可知：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成 ；
③由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用 色最好；
(3)若将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则至少需要的光照时间为 min(设LED灯丝电阻不变)；
(4)光电板吸收太阳能的多少还可能与 因素有关。(写出一种即可)
16.某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车，其设计方案中有如表一段描述：
(1)当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时(g取10N/kg)，求：
①该车0.5ℎ内行驶的路程。
②维持该车行驶所需的机械功率。
(2)小强查找到如下数据：在晴好的夏天，当太阳光垂直照射时，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
17.一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲所示是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动，小灯泡就可以发光了，重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。(g取10N/kg)
(1)甲图虚线框内一定有______，它的工作原理是______。
(2)求重物下落时，重力做功的功率。
(3)求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
(4)取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验(设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压)。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择的量程为0∼0.6A，电压表选择的量程为0∼3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
18.如图所示，中国“祝融号”火星车质量为240kg。太阳能板将太阳能转化为电能，为火星车上的科学设备供电，车顶部安装有集热器，其窗口覆盖了一层透光率很高的膜，阳光可以透进来，保证红外线能量只进不出。在膜下面，是一种叫正十一烷的材料，白天它被阳光照射吸热熔化，到了夜晚温度降低，它逐渐凝固，把储存的能量再释放出来，“祝融号”火星车是六轮驱动，且每个车轮都能转向，爬坡时走“之”字形路线。(火星表面g取4N/kg)
(1)阳光中的红外线具有显著的______效应；火星车爬坡时走“之”字形路线可以省______(选填“力”或“功”)。
(2)火星车在火星表面所受的重力大小为多少？
(3)在下列方框中填上装置或能量名称，完成火星车利用太阳能的路径图。
①______；②______。
19.某新能源汽车顶部安装有太阳能电池板，当太阳能电池板与日照方向垂直时，其吸收的太阳能最多，该电池板装有自动清洁装置，电池板相关参数如表。(q焦炭=3×107J/kg)
(1)太阳能属于 (填“清洁”或“非清洁”)能源；
(2)电池板自动清洁一次需要120min，需要消耗的电能为 度；这相当于完全燃烧 kg焦炭释放的能量；
(3)某天，电池板接收太阳辐射的平均功率为1000W/m2，若白天有效光照时间为6ℎ，电池储存的能量为 J；若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N，存储的这些能量可供汽车行驶路程最多为 km。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：
A、煤属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
B、石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
C、只要有空气流动，就会有风能，所以风能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；
D、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。
故选：C。
从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源；人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；指在自然界中可以不断再生、连续利用的能源，属于可再生能源。
本题难度不大，了解可再生能源和不可再生能源的特点是正确解答本题的关键。
2.【答案】A
【解析】解：A、“嫦娥六号”月球探测器经过近月制动减速后进入环月轨道，因为质量不变，速度减小，所以动能减小，故A正确；
B、质量是物质的一种属性，不随位置的变化而变化，所以样品到达地球后质量不变，故B错误；
C、“嫦娥六号”近月制动减速，月球周围没有空气，是真空状态，所以不可能利用空气阻力减速，故C错误；
D、“嫦娥六号”利用的太阳能属于清洁能源，故D错误。
故选：A。
(1)影响动能的因素是速度和质量；
(2)质量是物质的一种属性；
(3)能源的分类；
本题考查了“嫦娥六号”月球探测器有关物理的知识。
3.【答案】D
【解析】解：A、光年是长度单位，故A错误；
B、面包容易被压缩，说明面包内部有空隙，由面包分子组成的面包实心体积并未发生变化，所以不能说明分子间有间隙，故B错误；
C、卢瑟福建立了类似行星绕日的核式结构模型，故C错误；
D、气体会自动扩散，而不会自动聚拢，说明能量的转移具有方向性，故D正确。
故选：D。
(1)光在真空中一年通过的路程叫光年，光年是长度单位；
(2)分子间的间隙变化时会导致由物质分子组成的实际体积变化；
(3)卢瑟福建立了类似行星绕日的核式结构模型；
(4)能量的转移具有方向性。
在理解分子间的间隙变化会引起由物质分子组成的实际体积变化时，要注意把气体也看成由该种气体分子组成的实心物体，可以想象气体分子是均匀分布的，不可能出现某一区域完全没有分子，处于真空状态的情况。
4.【答案】A
【解析】东方超环是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”，氢弹利用的是核聚变，原子弹、核动力潜艇、核电站都是利用的核裂变，综上分析知，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5.【答案】A
【解析】解：A、人类目前还找不到宇宙的中心，故A错误；
B、电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播，故该卫星利用电磁波将图片信息传回地球，故B正确；
C、该卫星表面材料的隔热性能极佳，故C正确；
D、该卫星的太阳能板在使用时，可将太阳能转化为电能，故D正确。
故选A。
A、人类目前还找不到宇宙的中心；
B、电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播；
C、该卫星表面材料的隔热性能较好；
D、太阳能板在使用时，可将太阳能转化为电能。
本题考查电磁波和能量转化的有关知识，综合性较强。
6.【答案】C
【解析】解：A.灯泡消耗的电能转化为光能和内能，故A错误；
B.灯泡工作过程中，消耗的是电能，流过灯泡的电流大小不变，故B错误；
C.用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其它形式能量的过程。电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，故C正确；
D.由能量守恒定律可知，光能最终转化成其他形式的能量，故D错误。
故选：C。
(1)灯泡工作时，将电能转化为光能和部分内能；
(2)灯泡工作过程中，流过灯泡的电流大小不变；
(3)电流做功的过程就是电能转化为其它形式能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能量；
(4)能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失。
本题考查了电功的实质、能量的转化和能量守恒定律，难度不大。
7.【答案】D
【解析】解：A、用化工厂排出的水可能存在一些有毒有害的化学物质，未经处理不能直接用于灌溉，故A不符合题意；
B、河水中存在一些有害物质或者一些不利于人体健康的微生物等，若直接当作饮用水将可能对人体的健康造成影响，故B不符合题意；
C、大气中存在一些细小尘埃等物质，伴随着大气降水降落到地面上，直接用来煮饭可能对人体身体造成有害影响，故C不符合题意；
D、农业灌溉使用暗渠输水，可以减慢水的蒸发速度，减少水资源的浪费，故D符合题意。
故选：D。
“珍爱水资源，共建美丽家园”主要要求人们保护可利用的水资源，减少水污染，合理并充分利用有限的水资源等，据此结合生活实际分析作答。
本题考查了能源危机和节约能源，注意侧重对生活中的一些做法合理性判断，难度不大。
8.【答案】C
【解析】解：A、由题意知，蓄能时，电动机将水抽到高处，将电能转化为机械能，故A正确；
B、发电时，将水的机械能部分转化为电能，故B正确；
C、由图可知，抽水蓄能电站由上游水库、下游水库和水电站组成，要求水资源丰沛、上下游有落差，因此选址时需要考虑地理位置的问题，故C错误；
D、核电站需要利用水来对反应堆进行冷却，因此，抽水蓄能电站建在核电站附近可以更充分利用水资源，故D正确。
故选：C。
(1)蓄能的过程是用电动机将水抽到高处；
(2)发电时水能带动水轮机转动，将机械能转化为电能；
(3)抽水蓄能电站应考虑水资源的分布、地形的特点等；
(4)核电站需要利用水来对反应堆进行冷却。
本题以抽水蓄能电站为内容，考查了能量转化的分析，抽水蓄能电站选址以及工作原理等，属基础题。
9.【答案】机械 裂变 不可再生
【解析】解：“山东舰”所采用的动力是蒸汽轮机，将燃料的内能转化为机械能；
核动力航母的核反应堆利用的是利用核裂变时释放核能发电的；
核能是不可再生能源。
故答案为：机械能；裂变；不可再生。
(1)燃料燃烧将化学能转化为内能，再将燃料的内能转化为蒸汽轮机的机械能；
(2)核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；核能是不可再生能源。
本题综合性较强，但都是基础知识，难度不大。
10.【答案】正上方
正
动
120

【解析】解：从照片上看，地球距拍照的宇航员较远，空间站距宇航员较近，地球、空间站、拍摄照片的宇航员在一条直线，拍摄照片的宇航员正对空间站拍摄，所以宇航员在空间站的正上方拍摄；
太阳能电源受光面朝向拍摄的宇航员，即太阳能电源受光面朝向照片的正面；
根据动能的影响因素：速度和质量可知，质量一定时，速度越大，物体具有的动能越大，所以太空碎片速度非常大，太空碎片具有较大的动能；
焦炭完全燃烧放出的热量Q放=W=1000×3.6×106J=3.6×109J，
完全燃烧焦炭的质量m=Q放q=3.6×109J3.0×107J/kg=120kg。
故答案为：正上方；正；动；120。
从照片上看，地球距拍照的宇航员较远，空间站距宇航员较近，宇航员正对空间站拍摄，宇航员在空间站的正上方拍摄；
太阳能电源受光面朝向拍摄的宇航员；
根据动能的影响因素：速度和质量可得出结论；
根据Q放=W可得焦炭完全燃烧放出的热量，根据Q放=mq可求出完全燃烧焦炭的质量。
本题主要考查动能的影响因素，燃烧燃烧放出热量的计算公式的应用，属于简单的综合知识的应用。
11.【答案】不可再生
热传递
40%
做功

【解析】解：天然气属于不可再生能源；
小明在水壶中装入质量2kg、初温20℃的水，放在燃气灶上加热，水吸收热量内能增加，这是通过热传递的方式改变水的内能；
在标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量为：
Q吸=c水m水(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−20℃)=6.72×105J，
0.042m3的天然气完全燃烧放出的热量为：
Q放=qV=4.0×107J/m3×0.042m3=1.68×106J，
则该燃气灶烧水的热效率为：
η=Q吸Q放×100%=6.72×105J1.68×106J×100%=40%；
水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞做功。水蒸气的温度降低，内能减小，将内能转化为机械能；此过程与热机的做功冲程能量转化情况相同，内能转化为机械能。
故答案为：不可再生；热传递；40%；做功。
(1)像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
(2)改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；
(3)根据Q吸=c水m水(t−t0)求出水吸收的热量，利用Q放=qV求出天然气完全燃烧放出的热量，根据η=Q吸Q放×100%求出该燃气灶烧水的热效率；
(4)做功可以改变物体的内能，当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能。
本题考查热量的计算，主要有水吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及热效率公式的应用。
12.【答案】裂 聚
【解析】解：图中是铀核吸收一个中子以后，分裂成两个质量较小的原子核，同时放出二个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应；链式反应是核裂变的原理，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；
氢弹利用的是核聚变在瞬间释放的能量。
故答案为：裂；聚。
核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上；
本题考查的是核聚变和核裂变，属于基础题。
13.【答案】潮汐可太阳能(合理即可)
【解析】略
14.【答案】107
压缩体积
液化
内能转化成机械能
做功
占地面积小，对环境要求低

【解析】【详解】(1)
在2小时内存满2万度电，储能功率
P=Wt=20000kW⋅ℎ2ℎ=10000kW=107W
(2)
[1][2]降低温度和压缩体积都可以使气体液化，该过程是使用在常温下用压缩体积的方式使二氧化碳气体液化。
(3)
[1][2]高压二氧化碳会被释放流经透平机冲击叶片推动叶轮转动，内能转化为机械能，热机的做功冲程中，将内能转化为机械能，与热机的做功冲程的能量转化相同。
(4)
抽水储能水库占地面积大，需要落差大，因而二氧化碳+飞轮储能的优点是占地面积小，对环境要求低。
15.【答案】b
发光时间
1、2、3
正比
黑
7.5
光照强度

【解析】(1)[1]所示，白天控制开关S应与触点b接通，将太阳能转化为电能储存起来，灯泡断开，不亮。
[2]光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的发光时间反映的，LED灯的发光时间越长，消耗的电能越大，说明光电板吸收太阳能越大，产生的电能越多。
(2)[3]①由表中1、2、3三组数据可得，光照时间越长，LED灯的发光时间越长，说明光电板吸收太阳能与光电板的光照时间有关，可得出猜想1是正确的。
[4]②由表中1、4、5的实验数据分析可知：当其他因素相同时，光电板的面积增大的倍数与LED灯的发光时间增长倍数相同，说明其他因素相同时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积成正比。
[5]由表中数据分析可知：其他因素相同时，光电板表面所涂颜色是黑色时，LED灯的发光时间越长，说明制作太阳能光电板用黑最好。
(3)[6]设电池提供的电压为U，灯泡的电阻为R，光电板产生的电能的功率为P，则
U2Rt1=Pt2
即
U2R×30min=P×10min
将上述同规格的两个LED灯串联，由序号1光电板充电的蓄电池对其供电并使其能发光45min，则
U22R×45min=P×t
解得至少需要的光照时间为
t=7.5min
(4)[7]由生活经验得，其他因素相同时，不同的关照强度，光电板吸收太阳能不同，则光电板吸收太阳能的多少还可能与关照强度因素有关。
16.【答案】解：(1)①车的最高时速54km/ℎ，则该车0.5ℎ内行驶的路程为：
s=vt=54km/ℎ×0.5ℎ=27km=2.7×104m；
②车受到的重力为G=mg=300kg×10N/kg=3000N，
因该车在平直公路上匀速行驶，故F=f=0.02G=0.02×3000N=60N，
则车行驶所需的机械功率为：
P=Wt=Fst=Fv=60N×54×13.6m/s=900W；
(2)方法一：
车实际获得的机械功率P机=700W/m2×6.5m2×20%×90%=819W，
因为819W6.5m2，所以方案不合理；
方法三：
1s内需要的太阳能E需=Pt90%×20%=900W×1s90%×20%=5000J，
1s内能获得的太阳能E获=P太St=700W/m2×6.5m2×1s=4550J，
因为4550J