9年級-10-能源與可持續(xù)發(fā)展（原卷版）-全國初中物理競賽試題編選

試卷第=page77頁，共=sectionpages77頁試卷第=page66頁，共=sectionpages77頁《能源與可持續(xù)發(fā)展》全國初中物理競賽試題精編一、單選題1．如圖是手電筒的電路圖，下列說法正確的是（）A．電池的作用是消耗電能B．燈泡將光能轉(zhuǎn)化為電能C．開關斷開時，a處有電流，b處沒有電流D．開關斷開時，a和b之間仍有電壓2．如圖所示是武漢市的氫能源公交車。這種公交車不用加油、無需充電，3分鐘“喝”滿氫氣，就能一口氣跑上600公里，且全程零碳排放，連“滴”出來的水也能直接飲用。下列說法正確的是（

）

A．氫能源公交車使用的氫能源是一次能源B．停在站臺上的公交車以旁邊緩緩出站的另一輛公交車為參照物是靜止的C．公交車發(fā)動機的能量損失中，燃氣帶走的能量最少D．汽車制動時，由于摩擦，動能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能3．下列關于材料、能源及信息的說法中，正確的是（）A．半導體元件具有許多獨特的功能，半導體二極管具有單向?qū)щ娦訠．煤、石油、天然氣、太陽能都是不可再生能源C．光波、無線電波、聲波都可以在真空中傳播D．汽車上安裝的倒車雷達是利用電磁波來傳遞信息的4．勤勞的中華民族創(chuàng)造了燦爛的華夏文明，在眾多領域取得了舉世矚目的成就，推動了人類社會的進步。下列關于我國科學技術的成就和應用描述完全正確的有（）①四大發(fā)明中的“指南針”——司南能指示南北方向是受地磁場的作用②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船閘，這一創(chuàng)舉利用了連通器原理③冬奧會的“巡檢機器狗”將現(xiàn)場設備運行狀態(tài)通過電磁波傳遞到指揮中心④“玉兔2號”月球車在月球背面留下屬于中國的第一道印記，說明力可以改變物體的形狀⑤“華龍一號”核反應堆利用核聚變進行發(fā)電，所用核燃料屬于可再生能源⑥“復興號”動車組刷新了中國速度，高速行駛時，周圍空氣的流速大，壓強也大A．①②③④ B．①②③⑤ C．③④⑤⑥ D．②③④⑥5．關于能量的轉(zhuǎn)化與守恒，下列說法中正確的是（）A．能量守恒定律只適用于能量的轉(zhuǎn)化過程B．給手機充電時是將電能轉(zhuǎn)化為化學能C．“摩擦生熱”是創(chuàng)造了熱，它不符合能量守恒定律D．由于能的轉(zhuǎn)化過程符合能量守恒定律，所以不會發(fā)生能源危機二、填空題6．2022年11月25日，國內(nèi)首臺自主研制F級50兆瓦重型燃氣輪機正式完工發(fā)運，標志著我國在重型燃氣輪機領域完成了從“0”到“1”的突破。（1）燃氣輪機（選填“屬于”或“不屬于”）熱機。在燃氣輪機的軸承中加入潤滑油可以（選填“增大”或“減小”）摩擦。（2）F級聯(lián)合循環(huán)一小時發(fā)電量可達7萬千瓦時，則該過程中其功率為W，產(chǎn)生的電能是（選填“一”或“二”）次能源。燃氣輪機工作壓強為18個大氣壓，該環(huán)境下手掌面積大小的零件上受到的壓力約為（選填“2×102、2×103或2×104）。（3）已知F級燃氣輪機的單循環(huán)熱效率可達38%，E級燃氣輪機的單循環(huán)熱效率為34%。某裝備E級燃氣輪機的驅(qū)逐艦進行一次巡航任務需要消耗燃油760t，若改裝成F級燃氣輪機可節(jié)約燃油t。

7．隨著環(huán)保意識的增強和技術的不斷進步，電動汽車正逐漸成為新時代的選擇。（1）純電動汽車通過電池提供動力，電能屬于（選填“一”或“二”）次能源。純電動汽車由于沒有安裝（選填“內(nèi)燃機”或“電動機”），它比燃油汽車噪聲小，這是在（選填“聲源處”或“人耳處”）減弱噪聲。（2）電池的能量密度是指電池可以充入的最大電能與電池質(zhì)量的比值。電池的能量密度隨環(huán)境溫度的降低而降低，同一輛電動汽車在夏季的續(xù)航里程（充滿電后最大行駛路程）比冬季更（選填“短”或“長”）。某電動汽車電池的質(zhì)量為400kg，充滿電后，在平直路面上以80km/h的速度勻速行駛時，受到的平均阻力為720N，續(xù)航里程為400km。該電動汽車將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為80%，其電池的能量密度為kW·h/kg。若行駛過程中電池的輸出電壓為400V，則電池的輸出電流為A。8．停車難是如今城市普遍存在的問題，圖甲是“路邊空中存車亭”，存車時只需40秒就可以把車子“鎖上天”。圖乙為“存車亭”的工作原理圖，其中A為存車架，圖甲圖乙為桿OB的轉(zhuǎn)動軸，桿的E端固定懸掛泊車裝置，BC為牽引OB桿轉(zhuǎn)動的鋼絲繩，M為牽引鋼絲繩的電動機。存車時，汽車開到存架上，電動機通過鋼絲繩BC將桿OB拉到一定高度固定；取車時，將OB桿放下使存車架落回地面。請根據(jù)以上信息回答下列問題（忽略OB的重力和機械各部分的摩擦力）：（1）汽車在給我們的生活提供便利的同時，也給環(huán)境造成污染。汽車行駛過程中冒“黑煙”時，對環(huán)境的污染尤為嚴重，這時發(fā)動機的效率將（選填“升高”或“不變”或“降低”）。某臺汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1s內(nèi)，汽油機完成個工作循環(huán)；（2）如圖乙所示，滑輪的作用是；（3）這臺電動機正常工作時兩端的電壓為220V，通過線圈的電流為10A，若此線圈的電阻為2Ω，那么它在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為J，這臺電動機電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為%（保留一位小數(shù)）；（4）“存車亭”遮陽棚上裝有太陽能光電板，給蓄電池充電，再由蓄電池給電動機供電。太陽能來源于太陽內(nèi)部發(fā)生的核（選填“聚變”或“裂變”）。三、實驗題9．隨著社會主義新農(nóng)村建設的不斷深入，太陽能路燈已經(jīng)在廣大農(nóng)村社區(qū)隨處可見．太陽能路燈的核心部件是光電板，光電板可以把太陽能轉(zhuǎn)化為電能并以化學能的形式儲存或直接對外供電．翱翔科創(chuàng)興趣小組想探究影響光電板吸收太陽能的多少與哪些因素有關，為此他們提出了如下猜想：猜想1：光電板吸收太陽能的多少可能與光電板的面積有關；猜想2：光電板吸收太陽能的多少可能與光電板的光照時間有關；猜想3：光電板吸收太陽能的多少可能與光電板的顏色有關。根據(jù)以上猜想，他們把不同大小、涂有不同顏色的光電板正對太陽光照射不同的時間，然后再分別讓它們對小燈泡供電直到小燈泡熄滅，并記錄小燈泡發(fā)光時間于下表中：序號光電板的面積（m2）光照時間（min）光電板表面所涂顏色小燈泡發(fā)光時間（s）10.110黑色18020.110綠色12030.110白色3040.210黑色36050.310黑色54060.120黑色36070.130黑色540請完成下面的問題：（1）實驗中是通過比較來比較光電板吸收太陽能的多少的。（2）每次實驗中所選用的小燈泡的規(guī)格應該是（選填“相同”或“不同”）的。（3）要驗證猜想1，需要分析表中（填表中的序號）三組數(shù)據(jù)；分析表中1、6、7三組數(shù)據(jù)，我們可以得出結論：（寫明比例關系）；分析表中數(shù)據(jù)還可得到：太陽能光電板表面涂層用色最好。（4）如果把小燈泡換成同樣亮度的LED燈，LED燈的發(fā)光時間將（選填“增加”“不變”或“減少”）。（5）根據(jù)生活經(jīng)驗，我們猜想光電板吸收太陽能的多少還與等因素有關。四、綜合題10．“SmartflowerPop”是一款太陽能電池板，它能確保與日照方向始終垂直，使其吸收的太陽能最多.該電池板有自動清潔裝置，它的工作效率比沾滿灰灰塵的電池板更高，白天，太陽能電池發(fā)出的電可直接接供給家用電器工作，多余部分存儲在蓄電池中。（1）太陽能屬于（選填“常規(guī)”或“新”）能源，太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為能；（2）“SmartfloserPop”晚間自動清潔一次需要1h，此時的耗電功率為1kw，則自動清潔一次消耗的電能為多少焦？與多少千克的焦炭完全燃燒產(chǎn)生的熱量相等（焦炭的熱值3×107J/kg）；（3）若葉片面積為25m2，白天太陽能電池接收太陽輻射的平均功率為1000W/m2，光電轉(zhuǎn)化效率為20%，某日，白天家庭耗電的平均功率為4kW，電池的充電效率為84%，晚上若將當天存儲的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可將60kg的水從20加熱到68，求當天的日照時間為多少小時?[水的比熱容為4.2×103J/（kg·）]。11．如圖所示是“神舟十一號”飛船的返回艙.返回艙又稱座艙,是航天員往返太空時乘坐的艙段,為密閉結構,前端有艙門.返回艙重返地球時,為避免與大氣劇烈摩擦產(chǎn)生的高熱燒穿艙壁,返回艙表面涂有防熱材料.已知物體所具有的重力勢能E和高度h的關系是Ep=mgh,若返回艙的總質(zhì)量為M,其中防熱材料的質(zhì)量為m,比熱容為c,若返回艙進入大氣層后,下落時減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的40%被防熱材料吸收.（1）請推導返回艙進入大氣層后,返回艙下落高度△h和吸熱材料升高的溫度Δt的關系表達式.

（2）已知返回艙的總質(zhì)量為3×103kg,其中防熱材料的質(zhì)量為500kg,比熱容為4×103J/(kg.℃),則飛船在大氣層中下落1000m防熱材料升高的溫度是多少?12．2021年5月15日，天問一號成功實現(xiàn)軟著陸在火星表面，在火星上首次留下中國印跡，首次實現(xiàn)通過一次任務完成火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標，實現(xiàn)了中國在深空探測領域的技術跨越而進入世界先進行列；天問一號降落過程包括氣動減速段、降落傘減速段、動力減速段，在動力減速段反沖發(fā)動機開始工作，降落至距離火星表面100m時，先懸停避障然后著陸到火星表面；（1）從開始發(fā)射到降落在火星上，探測器經(jīng)過近300天的飛行，行程約4億千米，它的平均速度約為km/h；飛行過程中，北京航天飛行控制中心利用向探測器傳遞指令，控制其飛行軌道；（2）質(zhì)量為240kg的“祝融號”火星探測車隨著陸巡視器一起下落，從距離火星表面100m處到著陸火星表面過程中，共用時40s，火星車重力做了多少功？重力做功的功率是多大；（物體在火星表面所受的重力約為地球上的，g取10N/kg）（3）火星表面土壤松軟，為了減小壓強，“祝融號”共有6個寬大的輪子，每個輪子與地面的接觸面積約為250cm2；當“祝融號”靜止于水平火星表面上時，對火星表面產(chǎn)生的壓強為多大；（4）“祝融號”火星車用太陽能電池提供能源，說出這樣做的好處。

13．閱讀短文，回答問題。太空能量“供應商”——太陽能電池帆板太陽能電池帆板（簡稱“電池板”）是為各類太空飛行器提供能源的裝置，被稱為太空能量“供應商”。電池板通常裝有“向日器”，有了“向日器”，電池板就像向日葵一樣迎著太陽轉(zhuǎn)動。某興趣小組為了研究影響太陽能電池產(chǎn)生電流大小的因素，他們用材料相同、面積分別為S和S'（S＜S'）的“電池板”進行實驗，并改變電池板與光線的夾角θ，用電流表觀察電流大小，實驗過程如圖所示。

（1）太陽能電池工作時，是把太陽能轉(zhuǎn)化為能；（2）分析比較圖甲與乙可得，材料、與光線夾角相同的電池板，越大，產(chǎn)生的電流越大；（3）分析比較圖可得：太陽能電池帆板安裝“向日器”時，要盡量使太陽光垂直照射電池板；（4）圖丁所示為我國最新“天宮”與“天和”的組合體。對太空中的組合體來說，每24個小時就有16個晝夜。每晝30分鐘、每夜分鐘，30分鐘面對太陽的時間，就是組合體太陽能帆板發(fā)電的時候。帆板發(fā)電時，一部分電量直接供給組合體，另一部分電量則儲存在柔性砷化鎵薄膜電池里，供黑夜時使用。黑夜電池在供電時是把能轉(zhuǎn)化為能。若組合體所在高度電池帆板每平方米接收的太陽光能量平均功率值為500W，為了保證每天能夠產(chǎn)生的電能，則組合體電池帆板的總面積至少為m2（太陽能電池效率為23%）。14．重力儲能是一種新型儲能方式，它通過提升或放下重物實現(xiàn)能量的儲存或釋放，能量轉(zhuǎn)化過程如圖1所示。重力儲能可有效提升風能、太陽能等新能源的綜合開發(fā)利用水平。某風力發(fā)電、重力儲能綜合項目，單個風力發(fā)電機組的平均發(fā)電功率為1500kW。某次風能充沛時，系統(tǒng)利用風能發(fā)電的富余電能，將2個質(zhì)量均為的重物從地面提升至30m的高度處，實現(xiàn)能量儲存，如圖2所示。根據(jù)相關信息，完成以下問題（g取10N/kg）。（1）風能屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）若某電動汽車每行駛1km的路程需消耗0.2kW·h的電能，單個風力發(fā)電機組發(fā)電1h產(chǎn)生的電能，可供該電動汽車行駛的路程是多少？（3）儲能系統(tǒng)將2個重物勻速提升至30m高處的過程中，系統(tǒng)對重物所做的功是多少？（4）儲能系統(tǒng)將2個重物從30m高處放回地面的發(fā)電過程中，產(chǎn)生的電能為，則該過程的發(fā)電效率是多少？據(jù)某資料介紹，重力儲能系統(tǒng)的綜合效率（輸出電能與輸入電能之比）可達70%以上，請你通過計算，判斷這一數(shù)據(jù)是否可信？（已知系統(tǒng)提升重物的效率為90%）

15．閱讀短文，回答問題太陽是人類的“能源之母”，太陽能可能成為未來最理想的能源，太陽能路燈已經(jīng)成為許多城市的一道靚麗的風景線.太陽能電池板的材料最主要的是晶體硅材料；太陽能電池有很多優(yōu)點，如使用壽命長，保