《2025年学霸提优大试卷九年级物理上册苏科版》

18. (2024·赤峰)阅读材料,回答问题.
探索太空
2024年4月,神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”空间站,此次太空之旅的“闭环水生生态系统实验”和“太空漫步”两个项目研究十分引人注目.
“闭环水生生态系统实验”项目研究中,航天员把斑马鱼放在封闭的太空鱼缸里,用“金鱼藻”水生植物给鱼呼吸提供氧气,鱼呼吸产生的二氧化碳和LED灯的光照为水生植物进行光合作用提供条件.
在太空漫步可不象在地面上行走那么容易,航天员要穿上舱外航天服,穿航天服前还要穿上一个带有很多管子的“通风液冷服”,以便带走舱外行走时产生的大量热,它一般用水作为输运能量的介质.即便如此,航天员在太空漫步还是会面临许多阻碍,需要他们想办法克服.
此次的项目研究,或将开启人类太空长期生存的新纪元.
(1)航天员在空间站通过电磁波(填“电磁波”或“超声波”)与地面联系.
(2)为“金鱼藻”进行光合作用提供光照的LED灯是一种发光二极管,它是用半导体(填“导体”“绝缘体”或“半导体”)材料制成的.
(3)舱外航天服内的“通风液冷服”通常用水作为做输运能量的介质,是利用了水的比热容大的特性.

答案：
(1)电磁波　
(2)半导体　
(3)比热容大　解析:
(1)电磁波可以在真空中传播，所以航天员在空间站通过电磁波与地面联系.
(2)LED 是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝，直接能够发光，即把电能直接转化成光能;LED 灯主要由半导体材料制成.
(3)舱外航天服内的“通风液冷服”通常用水作为输运能量的介质，是因为水的比热容大，在相同情况下，水可以吸收更多的热量

19. 如图甲所示为我国海拔最高的地热电站——羊易地热电站,该电站的发电原理是先利用地热井获得地热将水加热成水蒸气,水蒸气膨胀推动汽轮机转动,进而汽轮机带动发电机发电,最终电能由输电系统输送至用户,其工作流程如图乙所示.
(1)水蒸气膨胀推动汽轮机转动时将内能转化为机械能.
(2)若某段时间内,200kg初温为600℃的水蒸气进入汽轮机推动转子发电,当水蒸气温度降至140℃时,发电机共发电15度,发电机的效率是多少? [c_{水蒸气}取$1.85×10^3J/(kg·℃),$计算结果百分号前保留整数]
32%
(3)小明了解到,地热不仅可以用来发电,还可以通过地源热泵机组、输配系统等向地面建筑物供热,相比其他系统,该技术能效更高,1度电可以从地下交换出7度电所对应的热量.已知标准煤的二氧化碳排放系数约为2.5(每消耗1kg标准煤排放的二氧化碳的质量为2.5kg),电能的二氧化碳排放系数约为1(每消耗1度电排放二氧化碳的质量为1kg).若某月地源热泵消耗了200度电,则相比标准煤,使用地源热泵可以减少多少二氧化碳的排放? (忽略热量损失,标准煤的热值$q_{煤}= 3×10^7J/kg)$
220 kg

答案：
(1)机械　
(2)32%　
(3)220 kg
解析:
(1)水蒸气膨胀推动汽轮机转动时，将水蒸气的内能转化为汽轮机转动的机械能
(2)200 kg初温为$600^{\circ}C$的水蒸气进入汽轮机推动转子发电，当水蒸气温度降至$140^{\circ}C$时，水放出的热量$Q_{放}=c_{汽}m_{汽}\Delta t_{汽}=1.85×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×200kg×(600^{\circ}C - 140^{\circ}C)=1.702×10^{8}J$
发电机共发电 15 度，发电机的效率是$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{15×3.6×10^{6}J}{1.702×10^{8}J}×100\%\approx32\%$
(3)1 度电可以从地下交换出 7 度电所对应的热量，则某地源热泵消耗了 200 度电，可以从地下交换出 1400 度电所对应的热量，放出同样多的热量，需要燃烧煤的质量$m=\frac{Q}{q_{煤}}=\frac{1400×3.6×10^{6}J}{3×10^{7}J/kg}=168kg$，标准煤的二氧化碳排放系数约为 2.5，电能的二氧化碳排放系数约为 1，则相比标准煤，使用地源热泵可以减少二氧化碳的排放量$m = 2.5×168kg - 1×200kg = 220kg$