初中物理能源与可持续发展试题

威海属于风力资源丰富的地区，有许多由风力发电机组成的“风车田”，发电机发电的过程是将其它形式的能　转化　（选填“转移”或“转化“ $)$成电能的过程。风能安全清洁，作为　　（选填“可再生”或“不可再生” $)$能源是未来的理想能源之一。

下面是人们在日常生活中的一些行为或观点，从物理知识的角度看，正确的有 $($　　 $)$

A．在高压线下钓鱼

B．杆秤利用的是杠杆原理

C．电能无法从自然界直接获取，是二次能源

D．物体的运动方向发生了改变，一定是受到了力的作用

演绎式探究 $---$探究点电荷的电场强度

如果带电体间的距离比它们的大小大得多，这样的带电体可以看成是点电荷。

（1）实验发现，带电量分别为 $q_1$、 $q_2$的两个点电荷距离为 $r$时，它们之间的作用力 $F=k\frac{q_1{q}_2}{r^2}$，其中 $k$为常量，当 $q_1$和 $r$一定时， $F$与 $q_2$之间的关系图象可以用图甲中的图线　　来表示。

（2）磁体周围存在磁场，同样，电荷周围也存在磁场。电场对放入其中的电荷产生电场力的作用。点电荷 $q_1$和 $q_2$之间的作用力实际是 $q_1$（或 $q_2)$的电场对 $q_2$（或 $q_1)$的电场力。物理学中规定：放入电场中某一点的电荷受到的电场力 $F$跟它的电量 $q$的比值，叫做该点的电场强度，用 $E$表示，则 $E=$　　。

如图乙所示，在距离点电荷 $Q$为 $r$的 $A$点放一个点电荷 $q$，则点电荷 $q$受到的电场力 $F=$　　，点电荷 $Q$在 $A$点产生的电场强度 $E_A=$　　。

（3）如果两个点电荷同时存在，它们的电场会相互叠加，形成合电场。

如图丙所示，两个互成角度的电场强度 $E_1$和 $E_2$，它们合成后的电场强度 $E$用平行四边形的对角线表示。如图丁所示，两个点电荷 $Q$分别放在 $A$、 $B$两点，它们在 $C$点产生的合电场强度为 $E_{合}$．请推导证明： $E_{合}=\sqrt{2}\frac{\mathit{kQ}}{r{}^2}$。

归纳式探究 $--$探究小球沿过山车轨道的运动

小雨观察到游乐场的过山车可以底朝上在圆形轨道上运动，游客却不会掉下来。他想探索其中的奥秘，做了以下两个探究：

（1）探究一：如图甲所示，小球由 $A$点沿光滑轨道自由运动到 $B$点，小球到达 $B$点的速度 $v$与高度 $h$和小球质量 $m$的关系，数据如表一。

表一：

实验次数	$h/m$	$m/\mathit{kg}$	$v^2/(m^2·s^{-2})$
1	0.2	$2.0\times {10}^{-2}$	4.0
2	0.4	$2.0\times {10}^{-2}$	8.0
3	0.4	$3.0\times {10}^{-2}$	8.0
4	0.8	$2.5\times {10}^{-2}$	16.0

则小球到达 $B$点的速度 $v$与　　有关，且 $v^2=k_1$　　。

探究二：如图乙所示，小球以一定速度从 $B$点沿光滑的竖直圆形轨道运动，恰好通过最高点 $C$．小球在 $B$点的速度 $v$与轨道半径 $r$的关系，数据如表二。

实验次数	$r/m$	$v^2/(m^2·s^{-2})$
1	0.15	7.5
2	0.30	15.0
3	0.45	22.5

则小球在 $B$点的速度 $v$与轨道半径 $r$的关系式为　　。

（3）如图丙所示，将甲、乙两轨道组合后，小球从 $A$点沿光滑轨道自由运动，若 $r=0.4m$，要使小球经过 $B$点后能恰好通过 $C$点，则 $h=$　　。

下列与热现象有关的说法中，正确的是 $($　　 $)$

A． $0^{°}\text{C}$的物体没有内能

B．燃料的热值越大，放出的热量越多

C．汽油机燃烧的汽油属于可再生能源

D．热传递可以改变物体的内能

关于材料和能源下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．氢弹利用的是核裂变释放出的能量

B．原子弹爆炸时发生的链式反应是可以控制的

C．超导材料主要用于制作电饭锅等电热器

D．太阳能属于可再生能源

下列能源，属于可再生能源的是 $($　　 $)$

A．煤炭B．天然气C．太阳能D．核能

天然气是一种清洁燃料，我市部分出租车使用天然气代替柴油或汽油，天然气属于　　（选填“可再生”或“不可再生” $)$能源，它燃烧时产生的　　能转化为车的机械能。

风能是   　（选填“可再生”或“不可再生” $)$能源；硅是常用的　　（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体” $)$材料。

能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．太阳能、风能、天然气是可再生能源

B．光纤通讯主要利用电信号传递信息

C．超导体材料可以应用于任何电器并使其效率提高

D．大亚湾核电站利用核裂变释放的能量来发电

能源和环境是人类生存的基本条件，下列叙述正确的是 $($　　 $)$

A．煤、石油和天然气都属于可再生能源

B．电池在生产生活中应用广泛

C．就地焚烧废弃塑料，减少“白色污染”

D．禁止使用化石燃料，防止形成酸雨

某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。

（1）太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处。

（2）小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关 $S$控制电路中所有用电器，开关 $S_1$控制热水壶的加热电阻 $R_1$、 $($“ $220V484W$” $)$，开关 $S_2$控制电暖气的加热电阻 $R_2($“ $220V2420W$” $)$。闭合所有开关， $R_l$、 $R_2$同时工作， $R_1$每分钟放出 $2.4\times {10}^{4}J$的热量，求 $R_2$的实际功率。 $(R_1$和 $R_2$的阻值不随温度变化）

（3）已知在一段时间内，垂直于太阳光的 $1m^2$面积上每1秒接收的太阳能为 $500J$；如图所示，太阳光与水平面夹角为 $60°$，面积为 $4m^2$时的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为 $20\%$．求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。

关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是 $($　　 $)$

A．地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能

B．自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律

C．空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能

D．热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体

以下各种形式的能源，属于二次能源的是 $($　　 $)$

A．水能B．风能C．太阳能D．电能

为了留住我们的绿水青山，我市正大力实施“公园城市”工程，截止目前我市公园总数已达千余个。如果你是公园内的一名生态保护执法者，你将坚决制止哪些破坏公园生态环境的行为？（举例两条即可）