初中物理能源与可持续发展试题

2017年5月18日，我国实现全球首次海域可燃冰试采成功。可燃冰与石油一样都是　　（填“可再生”或“不可再生” $)$能源。 $1m^3$可燃冰可以释放出 $175m^3$的天然气，这些天然气完全燃烧释放出的热量是　　 $J$；若这些热量有 $50\%$被10吨的水吸收，水的温度能够上升　　 ${}^{°}\text{C}$。 $(q_{\mathit{天然气}}=3.6\times {10}^{7}J/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right))$

2017年5月，我国首次海域“可燃冰”试采成功。“可燃冰”分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分为甲烷。“可燃冰”属于 $($　　 $)$

A．化石能源B．常规能源C．清洁能源D．可再生能源

汽车大多用汽油作燃料，汽油是　　能源。自2017年起，北京的车用汽油按季节分品种供应，原因是温度相同时，不同品种汽油的蒸气压不一样，所谓蒸气压是汽油　　（填物态变化的名称）成气体所产生的压强。蒸气压过高，对环境污染大，因此，夏季应选用蒸气压相对　　（选填“较高”或“较低” $)$的汽油。

如图所示是一种新能源 $--$可燃冰，2017年5月18日，我国在南海开采可燃冰获得成功！ $1m^3$可燃冰可分解释放约 $168m^3$的天然气。可燃冰属于　　（选填“可“或“不可” $)$再生能源。完全燃烧 $168m^3$的天然气可以释放的热量为　　 $J$，若这些热量全部被水吸收，可以将质量为　　 $t$的水由 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${70}^{\circ }\text{C}}[q_{\mathit{天然气}}=4\times {10}^{7}J/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$。

发电机的工作原理是　　，它能将　　能转化为　　能，田湾核电站是利用核　　产生的能量发电的（选填“裂变”或“聚变” $)$。

人类社会的进步与能源的利用息息相关，下列能源中，属于可再生能源的是 $($　　 $)$

A．天然气B．太阳能C．核能D．石油

沙漠集水器

（1）有些沙漠紧邻大海，　　（白天 $/$晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。

（2）伯克利分校的团队设计出一款沙漠集水器 $-\mathit{WaterSeer}$，如图所示，利用风能这种　　（可再生 $/$不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨将讲空气输入金属管中部。

（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的　　（填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。

（4）空气中的水蒸气在金属管中部　　（吸 $/$放热），液化成水滴，水滴在　　力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。

（5） $\mathit{WaterSeer}$每天可以收集约 $37L$饮用水，合　　 $\mathit{kg}$，应用前景十分乐观。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

最近，一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点！它被称为“空中奔跑的巴士”（又称巴铁），预计今年7月进行测试，其模型如图所示，巴铁依靠电力驱动在钢轨上行驶，相当于40辆柴油公交车的运量，若1辆柴油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为 $60\mathit{kW}$，发动机的效率为 $30\%$，每消耗 $1\mathit{kg}$柴油排放二氧化碳约为 $3\mathit{kg}$，柴油的热值近似取 $q=4.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。

（1）若巴铁在 $100s$内沿直线行驶了 $1500m$，求这段时间内巴铁的平均速度；

（2）按柴油公交车每日行驶 $10h$计算，镇江若引进1辆巴铁取代40辆柴油公交车，则每日可减少二氧化碳排放量多少千克？

（3）巴铁车内电器每天需消耗 $60\mathit{kW}·h$的电能，若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板 $1m^2$面积上接收到的太阳平均辐射功率为 $1\mathit{kW}$，光电转化效率为 $20\%$，每天日照时间按 $6h$计算，求需太阳能电池板的最小面积。

下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电磁波不能在真空中传播

B．天然气是可再生能源

C．核电站是利用核裂变来发电的

D．验钞机是利用红外线来工作的

下列能源中属于可再生能源的是 $($　　 $)$

A．煤炭B．太阳能C．石油D．核能

我市地处沿海，能源丰富。下列能源中属于不可再生能源的是 $($　　 $)$

A．太阳能B．潮汐能C．风能D．石油

下列关于信息和能源的说法，正确的是 $($　　 $)$

A．手机是利用电磁波来传递信号的

B．电磁波不能在真空中传播

C．核电站是利用核聚变释放的能量发电的

D．石油和天然气属于可再生能源

2015年10月，我国研发的平流层飞艇“圆梦”号（如图甲）首飞成功。飞艇依靠浮力可升到 $20\mathit{km}$高的平流层，其推进系统有太阳能电池提供能量。推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使飞艇长时间悬停。

（1）太阳能属于　　能源。

（2）飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度　　。若飞艇的气囊体积为 $3\times {10}^4{m}^3$，则飞艇在平流层受到的浮力约为　　 $N$．（平流层空气密度取 $0.06\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（3）飞艇悬停时，推进器将空气推向后方获得向前的推力，说明　　；飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙，推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为 $0.01N/W$，当平流层风速为 $40m/s$时，飞艇推进器的功率为　　 $W$。

能源开发和利用技术的进步是人类社会文明发展的重要标志，在煤、石油、风能和太阳能这几种能源中，属于不可再生能源的有　　，属于清洁能源的有　　。

海浪蕴含着巨大的能量，它属于　　（可再生、不可再生）能源，海浪发电装置如图，当海浪带动浮子上下运动时，绳索带动发动机转动，它将海浪具有的　　能转化成电能，发电机工作原理是　　。