22.3 太阳能 22.4 能源与可持续发展（专题训练）【三大题型】（原卷版）

223 太阳能 224 能源与可持续发展（专题训练）【三大题 型】 【题型1 太阳能】..................................................................................................................................................... 1 【题型2 能源的利用和对环境的危害】................................................................................................................. 6 【题型3 能源危机和节约能源】.............................................................................................................................9 【题型1 太阳能】 1．（2023 秋•江汉区期中）我国天宫空间站使用四对柔性三结砷化镓太阳能电池板，它的 技术非常先进，工作效率是30%。空间站的太阳能电池翼为柔性翼，双翼展开面积可达 134 平方米，收拢后仅有一本书的厚度。下列有关太阳能电池板的说法正确的是（ ） ．太阳能电池板所用材料三结砷化镓是超导体 B．太阳能电池板发电效率与面积有关，面积越大，发电效率越高 ．太阳能电池板工作的效率是30%，表明太阳能电池板把30%的太阳能转化为化学能 D．太阳能电池板工作的效率是30%，表明太阳能电池板把30%的太阳能转化为电能 2．（2023•广州）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电， 晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是（ ） ．甲是“电能” B．乙是“太阳能” ．丙是“电能” D．丁是“机械能” 3．（2023•武侯区校级模拟）科技是强国的支撑，以下所列我国取得的科技成就中，说法 正确的是（ ） ．人造卫星展开太阳能电池板，可以直接把太阳能转化为电能 B．太阳能电池板接收的太阳能来自于太阳内部裂变释放的能量 ．北斗卫星与汽车导航系统之间通过光缆通讯传播信号的 D．超导光量子计算机中的所有电子器件都是超导体制成的 4．（2023•榆阳区校级一模）目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳 能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是（ ） ．以地球为参照物，太空电站是静止的 B．太阳能是太阳内部氢原子裂变时释放出的能量 ．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波 D．太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源 5．（2023 秋•龙泉驿区期中）（多选）我们生活在信息和能量的世界，社会的进步和发展 离不开信息和能量。对于信息和能量的认识，下列说法正确的是（ ） ．微信“声音锁”利用了声音的音调特征 B．“隐川里”喷泉光影秀表演主要利用了光可以传递能量 ．追溯能量的来源，我们生活中的大部分能量来自太阳 D．汽车的辅助驾驶功能利用超声波可以传递能量来探测周围的行人和障碍物 6．（2023•武汉模拟）2022 年5 月20 日18 时30 分，中国在酒泉卫星发射中心使用长征二 号丙运载火箭，采取一箭三星方式，成功将3 颗低轨通信试验卫星送入预定轨道，如图 甲。该低轨通信试验卫星主要用于开展在轨通信技术试验验证。 （1）长征二号丙运载火箭使用偏二甲肼做燃料，火箭发射时，偏二甲肼燃烧将 转化为内能。 （2）如图乙，低轨通信试验卫星进入预定轨道后，接收到地面利用 （选填“光 纤”“微波”或“超声波”）传来的指令信息将板状的两翼展开，板状的两翼是太阳能 电池，它把太阳能直接转化成 能，供卫星使用。 7．（2023•二道区校级模拟）2020 年6 月23 日19 时43 分，长征三号乙运载火箭在西昌卫 星发射中心成功发射了北斗导航系统第55 颗导航卫星，至此中国北斗导航系统全面完 成。北斗导航卫星是通过 向地面传递信息的；导航卫星安装太阳能电池板是将 太阳能转化 能，太阳能是来自于太阳内部发生的核 变释放的能量。 8．（2023•禅城区校级开学）南沙某岛礁安装了太阳能电灯。白天，太阳能电池板给蓄电 池充电；晚上，蓄电池为电灯供电。则白天的能量转化形式是： 能→ 能→ 能。 9．（2023 秋•濮阳期中）小红家的太阳能热水器，水箱容积是300L。小红进行了一次观察 活动：某天早上，她用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水， 中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃。请你求解下列问题： （1）从早上到中午，求水箱中的水吸收的热量。[水＝42×103/（kg•℃）] （2）如果水吸收的这些热量由天然气灶燃烧天然气来提供，需要完全燃烧天然气 06m3，求天然气灶的效率。（天然气的热值q＝70×107/m3） （3）请从环境保护的角度谈谈推广使用太阳能的意义。 10．（2023 秋•海门市校级期中）如图所示的太阳能热水器，它的水箱储水质量为120kg， 热水器上的集热器对太阳能的能量利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面单位面积、 单位时间获得太阳能用α＝1400/（m2•s）表示。如果将整箱水的温度从20℃加热到 70℃，需要阳光照射5，那么：【水＝42×103/（kg•℃）】 （1）α＝1400/（m2•s）表示的物理意义是什么？ （2）一箱水需要吸收的热量是多少？太阳辐射的能量E 为多少？ （3）热水器上集热器的面积至少要多大？ 11．（2023 秋•鹿邑县月考）小明想为家里设计一个容量为54L 的简易太阳能晒水箱。 （1）小明从资料中查得，地球上与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能E＝ 756×104/（m•m2），这一数据的含义是 。 （2）若要使晒水箱中整箱水的温度从28℃升高到33℃，则水需要吸收的热量是多少？ [ρ 水＝10×103kg/m3，水＝42×103/（kg•℃）] （3）若阳光垂直照射晒水箱吸热面30m，整箱水可以从28℃升高到33℃，则小明设计 的晒水箱吸热面的面积是多少平方米？（假设这类晒水箱吸收太阳能的效率为50%） 12．（2023•柘城县模拟）如图是一款太阳能汽车，在车体的外部贴有太阳能电池板，通过 太阳能电池板将太阳能直接转换成电能并储存在蓄电池中，蓄电池充满可以存储5k•的 电能。若该太阳能汽车匀速行驶时受到的阻力为180，在无太阳光时可以匀速行驶 80km。若太阳能电池板的光电转换效率20%。在车身表面搭载了面积为10m2的太阳能 电池板，太阳光充足时在每平方米面积上的辐射功率为500。则： （1）太阳能属于 能源，太阳能电池板的主要材料的硅属于 材料，电动 机的工作原理是： 。 （2）电动机工作时将电能转化为机械能的效率为多少？ （3）在阳光充足情况下，几小时可将蓄电池充满？ 13．（2023•霞山区二模）如图是晓宇设计的智能光伏供电系统，光敏电阻R 的阻值跟光照 有关，白天电磁铁磁性强，吸下衔铁，太阳能电池板、蓄电池与控制器所在电路工作， 将太阳能转化为化学能储存起来，晚上电磁铁磁性弱，衔铁向上弹起，蓄电池给LED 灯供电，相关设备技术参数与信息见表格乙。 太阳能电池板 光电转化效率15% 蓄电池 额定容量10• 额定电压12V LED 灯 额定电压12V 额定功率20 （1）太阳能是一次 能源（选填“可再生”或“不可再生”）； （2）晚上蓄电池给LED 灯供电时将 能转化为 能； （3）R 在白天的阻值比晚上 （选填“大”、“小”）； （4）已知太阳光照射到此太阳能电池板的功率为250，若太阳光照射4，电池板能输出 电能 k•； （5）充满电的蓄电池一次可供LED 灯正常工作 （蓄电池放电至余留20%自动停 止电能输出）。 14．（2023•无为市三模）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时平 均接收42×106的太阳能，在5 小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温 为20℃的水温度升高到40℃．求： （1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容＝42×103/（kg•℃）] （2）热水器的效率η； （3）若改用煤气来加热这些水，假设煤气燃烧放出的热量有50%能被水吸收，需要完 全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q＝42×107/kg） 【题型2 能源的利用和对环境的危害】 15．（2023•铁东区一模）下列说法正确的是（ ） ．煤属于可再生能源，太阳能属于一次能源 B．能量的转化、转移都是有方向性的，能量的利用是无条件的 ．逐渐停售燃油汽车，大力推广电动汽车，有利于缓解温室效应 D．核电站是利用原子核发生可控的核聚变产生的核能来发电的 16．（2023•湖北模拟）2022 年，兼顾低碳装置、环保宜、复合空间、可拆卸、可移动、可 长期使用的成都高新区“10m2的地球”低碳小屋在大源中央公落成。如图所示，其顶部 采用了太阳能光伏发电，可满足室内照明、多媒体播放的需求，是行走的低碳知识“宣 传者”。关于光伏发电和“低碳”，下列说法正确的是（ ） ．光伏发电是将太阳表面发生核裂变释放的光能转化为电能 B．光伏发电利用的是不可再生能源，获得的电能是二次能源 ．太阳能、风能、地热能等清洁能源的转换效率可达到100% D．能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放会对环境造成破坏 17．（2023•江岸区模拟）约车方便快捷，成为人们出行的首选，纯电动汽车替代燃油汽车 成为约车中的主力军。下列说法错误的是（ ） ．石油是不可再生能源 B．新能源车使用的电能属于一次能源 ．用户通过手机联络约车司机，利用了电磁波能够传递信息 D．纯电动汽车替代燃油汽车，可以减少碳的排放 18．（2023•天心区校级模拟）疫情期间，由锂电池供电的多功能无人机，可在高空进行消 毒、给高层住户运送货物，同时还能完成体温检测等工作，避免了人员接触而感染。下 列说法正确的是（ ） ．无人机体温检测利用的是红外线 B．工作人员向无人机发送指令利用的是超声波 ．锂电池轻便高效，对环境无污染 D．水平匀速运送货物时，无人机克服货物重力做了功 19．（2023•平远县校级开学）新修订的《环境空气质量标准》增设了PM25 平均浓度限值， PM25 是指大气中直径小于或等于25 微米的颗粒物，也称为可吸入颗粒物，主要来源于 直接排放的工业污染物和汽车尾气等，是形成雾霾天气的最大元凶，下列做法不合理的 是（ ） ．工业废气必须经处理后才能排放 B．雾霾天出门时戴专业口罩 ．香烟烟雾颗粒的直径大多在01 10 ﹣ 微米，提倡不吸或少吸烟 D．为了减小PM25 对环境的影响，禁止家庭使用私家车 20．（2023 春•零陵区期中）随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户，关于小汽 车涉及的知识说法正确的是（ ） ．用甘油做发动机的冷却剂，因为甘油比热容较大 B．发动机做功冲程将内能转化为机械能 ．精心保养可使发动机的效率达到100% D．排出的尾气对环境没有任何污染 21．（2022 秋•青羊区期末）小涵同学发现他家的新能源汽车有轮胎气压监测功能，汽车 停在楼下被太阳晒着的轮胎气压会高于没被晒到的，这是靠 （选填“做功”或 “热传递”）改变了胎内气体的内能。新能源汽车逐步取代传统燃油汽车，这可以有效 减少 的排放，改善环境。 22．（2023•碧江区 校级一模）习近平总书记提出了“绿水青山就是金山银山”这一论断， 我省也将“大生态”列为今后一段时期的重大战略行动。请你就如何践行这一科学论断 谈谈自己能为生态环境保护做些什么？（写出两条即可） 23．（2023•佳木斯三模）近几年来，我国大力推广新能源汽车，某款电动汽车（如图所 示）以60km/的速度在水平路面上匀速直线行驶了80km，所受的牵引力为720，耗电 648×107。请完成下列问题： （1）我国大力推行电动汽车，主要是为了减少 。（填字母） 大气污染 B 光污染 水污染 D 噪声污染 （2）电动汽车匀速直线行驶80km 牵引力所做的功是多少？ （3）上述行驶过程中，电动汽车的效率是多少？（保留到01%） （4）有一款与它外形、重力均相同的汽油车，在相同路面上以60km/的速度匀速直线 行驶80km，牵引力所做的有用功相同。若该汽油车的效率为25%，需要消耗多少千克 汽油？（q 汽油＝45×107/kg） 24．（2023•红山区校级三模）请阅读《风能及其利用》回答问题。 风能及其利用 我国风能资源丰富，立轴大风车及其驱动的龙骨水车（广泛应用不晚于12 世纪）是体 型巨大，结构复杂的风力提水机械，曾应用于农田灌溉和制盐生产（图2 为现代仿制立 轴大风车及龙骨水车）。立轴大风车最为特别之处在于风帆的自动调节功能，它巧妙地 借助了中国式船帆的结构与操控方式，当风帆转到顺风一边，它自动与风向垂直，受风 面积最大：当风帆转到逆风一边时，就自动与风向平行，所受阻力最小。风帆升起后， 不论风向如何，风车可以接受360 度任何方向的来风，使风吹动风帆转动起来，进一步 驱动龙骨水车向上提水，操控运行便捷，灵活。 风能是可再生、无污染的清洁能源。在当今能源短缺情况下，开发风力发电满足能源需 求得到重视（图3 为风力发电机）。 风力发电是通过一定的装置，将风能转变成机械能，再将机械能转变为电能。如图3 所 示为某风力发电机结构示意图，它的原理是利用风力带动风车的旋转器（叶片）旋转， 再通过增速机将旋转速度提升到发电机的额定转速，又通过调速机构使其转速保持稳定， 然后连接到发电机上发电，发电机利用电磁铁将动能转化为电能。 依据目前的风力发电技术，大约3m/s 的微风速度即开始发电。我国的风力资源极为丰 富，许多地区的平均风速都在3m/s 以上，特别是东北、西北、西南地区和沿海岛与， 平均风速更大，适宜发展风力发电。风力发电的优点很多：清洁，环境效益好；可再生， 永不枯竭；基建周期短；装机规模灵活。但也有一些不可回避的问题，如噪声大，占用 土地多，不稳定不可控，影响鸟类生存等。 （1）立轴风车及其驱动的龙骨水车风力提水机械工作过程中，风吹动风帆转动起来， 进一步驱动龙骨水车向上提水，该过程中，风能转化成了水的 。 （2）风力发电机的工作原理是电磁感应，即：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁 感线运动，小型风力发电机的磁场是由永磁体提供的，而大型风力发电机中的磁场则是 由 提供的。 （3）风力发电的缺点是 。 25．（2022 秋•泉州期末）近年来，我国汽车工业实现了突飞猛进的发展，促进了经济的 繁荣，给人民生活带来了方便，但目前，由于我国汽车油耗量高，污染控制水平低，已 造成汽车污染日益严重。中国政府对治理汽车尾气排放造成的城市环境污染非常重视， 积极支持清洁燃料汽车的发展。那么： （1）燃油汽车在工作过程中主要涉及的能量转化是什么？ （2）请你提出1 条，与普通燃油汽车相比，电动汽车在环保节能方面有什么优点？ 【题型3 能源危机和节约能源】 26．（2023 秋•定安县期中）目前，世界上有20 多亿人口面临缺乏淡水，有关部门呼吁市 民节约用水。下列节水措施中错误的是（ ） ．用工业废水直接浇灌农田 B．洗过菜的水用来浇花 ．生活污水集中处理后再排放 D．推广使用节水龙头 27．（2023•市南区一模）下列有关信息、能源的说法正确的是 （ ） ．光纤通信是光在光导纤维中多次发生反射来传递信息的 B．我国自主建立的北斗卫星定位系统，是用超声波进行定位、导航和控制的 ．煤、石油和天然气是一次能源，也是可再生能源 D．能量是守恒的，所以自然界的能源取之不尽用之不竭，不需要节约 28．（2023 秋•华安县期中）关于水资源，下列说法正确的是（ ） ．华安县城自来水水源是地表水，与地下水相比较，水硬度相对偏高 B．地球上的淡水只占总水量的27%，而可供人类使用的淡水只有全部淡水的25% ．华安有九龙江北溪从北至南纵贯全境，不会出现水资源危机 D．因为地球上的水循环，所以水资源“取之不尽、用之不竭” 29．（2023•南岗区校级模拟）从图中得到的信息中，正确的是（ ） ．图甲说明物体的质量跟它所受的重力成正比 B．图乙表示物体正以5m/s 的速度做变速运动 ．图丙告诉我们小灯泡的电阻值是固定不变的 D．图丁警示我们一个多世纪以来人类能源消耗急剧增长 30．（2023•三明二模）下列关于能源及其利用的说法，错误的是（ ） ．新能源的开发可以有效缓解能源危机 B．风能、太阳能、水能属于可再生能源 ．核电站是利用核聚变释放的能量发电的 D．氢燃料发动机将燃料燃烧所释放的内能转化为机械能 31．（2023 春•华容县校级月考）能源和信息已经成为现代社会发展的重要支柱，下列有 关能源和信息的说法正确的是（ ） ．目前全世界的核电站都是利用核裂变原理在发电 B．4G 手机无线上是利用X 射线传输信号的 ．核能、水能、风能均是可再生能源 D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的 32．（2023•番禺区开学）下列关于能量转化和守恒的说法中，正确的是（ ） ．水力发电过程中，电能转化为机械能 B．手机充电过程中，手机电池相当于用电器 ．热机是把机械能转化为内能的机器 D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 33．（2022 秋•金牛区期末）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团 研发了一款新型汽车，工作时汽车尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。下列有关 该汽车说法错误的是（ ） ．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 B．尾气中“汽油味”降低，说明汽油在汽缸中燃烧更充分 ．大力改进汽油机的结构，也不能使汽油机的效率达到100% D．汽油在汽缸内燃烧越充分，汽油的热值越高，热机效率越高 34．（2023•青岛一模）下列有关能源和信息的说法正确的是（ ） ．利用声呐系统探测海底深度，声呐发出的是次声波 B．核电站是利用核裂变的能量来发电的 ．“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的 D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的 35．（2023 秋•市南区期中）（1）干冰是固态的二氧化碳，可以利用它进行人工降雨，用 飞机将干冰洒在云上，干冰迅速 （填入物态变化名称），并且 热量（选填 “吸收”