苏科版九下物理《第十八章能源与可持续发展》单元测试题（有解析）

苏科版九下物理《第十八章 能源与可持续发展》单元测试题
一、单选题
1．能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述中正确的是
A．洗衣机甩干衣服时，内能转化机械能
B．内燃机的做功冲程，机械能转化内能
C．炉灶中燃料燃烧时，内能转化化学能
D．用电热水器烧水时，电能转化内能
2．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、石油、风能都属于可再生能源
B．条形码扫描器中的光敏二极管使用的材料是超导材料
C．我国的“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位和导航的
D．目前核电站都是利用链式反应来释放核能
3．下面所列的各种能源中，属于可再生能源的是
A．煤炭 B．太阳能 C．核能 D．石油
4．某家庭电路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡两端的电压是36V
B．灯泡L1和L2串联
C．开关S1的位置正确
D．开关S2只控制灯泡L2
5．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　）
A．天然气属于可再生能源 B．芯片由超导材料制成
C．光纤利用电流传递信息 D．核电站利用核裂变发电
6．如图为武汉市轻轨一号线某车站的设计方案，与站台相连接的轨道为一个小的坡度，据工程师介绍，这样能有效地提高能量的利用率．对此下列说法不正确的是(　　)
A．列车进站时动能减小，势能增大
B．列车出站时势能减小，动能增大
C．列车出站时势能增大，动能减小
D．列车出站时把进站时积聚的能量转化成出站所需的能量
7．在如图所示的电器中，属于利用电流热效应工作的是（　　）
A． B． C． D．
8．下列有关热现象的说法中，正确的是（　　）
A．水面上方的气压增大，水的沸点会降低
B．冰在熔化过程中，内能、比热容都保持不变
C．一切物体，不论温度高低，都具有内能
D．棉被放在太阳下晒的暖暖的，是通过做功方式改变物体的内能
9．如图是一款太阳能LED灯，下列相关说法错误的是
A．LED灯是由半导体材料制成的
B．LED灯可以把太阳能转化为电能
C．太阳能是可再生能源
D．太阳能是太阳内部发生核裂变释放的能量
二、多选题
10．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中正确的是（　　）
A．期末考试采用网上阅卷，条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料
B．电磁波不能在真空中传播
C．光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息
D．目前建成的核能发电站利用了核裂变原理
11．大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。下表是核电站工作源程图，关于流程图中各装置的能量转化，正确的是（　　）
A．核反应堆：核能转化为内能
B．蒸汽轮机：机械能转化为内能
C．发电机：机械能转化为电能
D．用电器：电能转化为机械能
12．从2016年50万辆到2020年规划的200万辆，中国新能源汽车市场需求螺旋式上升。电动汽车使用电能作为动力源，通过电动机驱动行驶的汽车，属于新能源汽车。由于其对环境影响对传统汽车较小，因而发展前景被广泛看好，关于电动汽车与传统汽车，以下说法正确的是（　　）
A．传统汽车的燃料燃烧时，是将燃料的化学能转化为内能
B．传统汽车在行驶过程中，内燃机将内能转化为机械能
C．电动汽车在行驶过程中，主要是将电能转化为机械能
D．电动汽车在充电过程中，主要是将电能转化为内能
13．下列说法中正确的是
A．自由电子定向移动的方向可能是电流方向
B．电压是形成电流的原因
C．电路两端有电压，电路中可能没有电流
D．大量电荷的定向移动形成电流
14．下列说法正确的是
A．出枪口的子弹利用惯性能够继续向前飞行
B．潜水艇在海水中悬浮时只受到浮力的作用
C．放在高处的物体就比放在低处的物体机械能多
D．汽车加速前进时受到的力一定不是平衡力
15．下列说法中正确的是（　　）
A．一个物体能够做功，这物体就具有能
B．一个物体具有能，它一定在做功
C．运动速度越大的物体，它能够做的功一定越多
D．动能越大的物体，它能够做的功一定越多
三、填空题
16．如图所示，物体重180N，动滑轮重10N。小明用100N的拉力（方向不变）将物体匀速提升2m，用了10s，则此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W。
17．运动员撑杆跳高的过程中包含很多物理道理，如：
（1）弯曲的撑竿具有_________能；
（2）运动员由于被弹起一定的高度，具有________能；
（3）运动员会落向地面，是由于受到__________的作用，其施力物体是__________．
18．汽车刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和____（选填“增加”、“减少”或“不变”），散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有______．完全燃烧0.1kg汽油释放的热量为_______J，若这些热量的42%被水吸收，可以将100kg的水由20℃加热到_______℃．【q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）】
19．辽阔的南沙群岛是我国的领土，在该海域的海底蕴藏着丰富的石油和天然气资源，它们是_____能源(填“可再生”或“不可再生”)；其中_________是一种对大气环境破坏相对较小的能源．考察队在勘探南沙海域某地海底地质构造时，使用了一种无人潜水舱，潜水舱在海面下匀速下潜过程中受到的海水浮力_________(填“变大”“变小”或“不变”)．当潜水舱下潜至海面下300 m深处时，向停泊在海面上工作的母船发出一个声音信号，_________s后母船会收到这个信号(设声音在海水中的传播速度为1 500 m/s)．潜水舱在此深度受到的海水压强约为___________Pa(设海水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)．
20．天然气、风能、煤炭中属于可再生能源的是_____；目前核电站通过控制_____（选填“核裂变”或“核聚变”）获得核能；核电站发生的能量转化关系是核能→_____能→机械能→电能．
四、实验题
21．在探究物体内能改变的方法时做了两个实验：
（1）如图甲，我们在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后把活塞迅速压下去，我们会看到 _____________的现象，说明内部气体的温度升高，______ 增大。
（2）如图乙，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气，达到一定程度时，瓶塞跳出，同时还能看到瓶内有____出现的现象。其能量转化过程是______能转化为_______能，水蒸气的内能减少，温度降低，发生了_______现象(填一个物态变化名称)。
五、综合题
22．在“新冠肺炎”期间为了解决同学们饮水问题，学校安装了某种即热式节能饮水机，下图是安装在学校内的某种即热式节能饮水机的原理图。烧开的水很烫不能立即饮用，即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题，它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起，利用进水管里的冷水给出水管中的开水降温。同时，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。如图所示，当节能饮水机的出水流量为1.9L/min时，20℃的自来水经热交换套管后被预热成85℃的热水流进加热腔，同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成可供直接饮用的温开水流出。
（1）该饮水机的热交换器是采用____________方式增大了自来水的内能，电加热腔内发生的能量转化是电能转化为________；
（2）可供直接饮用的温开水的温度是多少℃______？（不计热损失）
（3）若将电热器用一个热效率为50%的烧煤锅炉代替，则该锅炉每分钟需要燃烧多少千克煤______？（q=3.0×107J／kg）
23．汽油是 ________（选填“可”或“不可”）再生能源．汽油的热值为4.6×107J/kg，这个数值究竟有多大？有人通过一个具体的例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从1楼步行至11楼，每层楼的高度为3m，他克服重力做了　 ________J的功，如果汽油完全燃烧放出的热量在数值上与这些功相等，则需要汽油的质量是　 ________　g．（g=10N/kg，结果精确到0.01）
24．科学家为了探测某处海洋的深度，在船上用仪器向海底垂直发射超声波，经过4s后仪器收到海底传回的回波信号．
①假设声音在海水中的传播速度大约是1500m/s，则该处海洋海水深度约为多少？__________
②请回答能不能用这种方法来测量地球到月亮的距离，为什么？__________
六、计算题
25．小华家以前利用燃气热水器烧水，他学过相关的物理知识后，自己制作了一个简易的太阳能热水器，水箱的容积为150L，在阳光照射下，水的温度从20℃上升到50℃．求：(天然气的热值是7.5×107J/m3)
(1)水吸收的热量；
(2)这些热量相当于完全燃烧多少天然气所放出的热量．
26．用煤气灶把2kg初温为 30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气．（q煤气=4.2×107 J/kg、C水=4.2×103J/（kg ℃））问：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）煤气完全燃烧放出的热量为多少？
（3）煤气灶烧热水的效率为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
解答：A. 洗衣机甩干衣服，消耗电能使脱水桶转动，将电能转化为机械能，不符合题意；B. 内燃机的做功冲程，燃气爆炸对外做功，将内能转化为活塞的机械能，不符合题意；C. 煤块燃烧时产生大量的热，将化学能转化为内能，不符合题意；D. 用电热水器烧水时，消耗电能，将电能转化为水的内能，符合题意；故选D.
2．D
【解析】
【详解】
A．太阳能、风能属于可再生能源，石油不属于可再生能源，故A错误；
B．条形码扫描器中的光敏二极管使用的材料是半导体材料，故B错误；
C．我国的“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故C错误；
D．目前核电站都是利用链式反应，即核裂变来释放核能的，故D正确。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
试题分析：核能、煤炭、石油都属于不可再生能源，只有太阳能是可再生能源．
故选B．
考点：能源的分类．
点评：此题主要考查对可再生能源和不可再生能源特点的理解，属于基础知识．
4．D
【解析】
【详解】
A．家庭电路中零线和火线之间的电压是220V，所以灯泡两端的电压是220V，故A错误；
B．图中有两条支路，两个灯泡分别在两条支路上，灯泡L1和L2并联，故B错误；
C．开关接在火线和用电器之间，图中开关S1接在零线上，它的位置错误，故C错误；
D．开关S2和灯泡L2串联，开关S2控制灯泡L2，故D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．天然气是化石能源，在地球上的储量是有限的，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源，故A错误；
B．芯片由半导体材料制成，故B错误；
C．光纤通信利用激光传递信息，故C错误；
D．核电站是利用核裂变释放能量来带动发电机发电的，故D正确。
故选D。
6．C
【解析】
【详解】
解答：列车进站时，因为地势越来越高，列车的动能转化成重力势能；列车出站时，是由高处向低处运动，重力势能又转化成了动能，进站时要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能减小．本题选择错误的，ABD都是正确的，故选C.
故选C.
【点睛】
动能和重力势能是可以相互转化的，物体由低处向高处运动，动能转化成重力势能；反之，重力势能转化成动能．
7．C
【解析】
【详解】
电流的热效应是利用电流经过电阻时发热来工作的，电脑是利用电流把电能转化为声和光，目的不是让它发热．A错．电风扇和洗衣机是利用电流的磁效应，也就是利用通电导体在磁场中受到力的作用把电能转化为机械能，BD错．电熨斗是利用电能来发热的，以发热来工作的，C错．
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．水面上方气压增大，水的沸点会升高，故A错误；
B．冰熔化过程吸热，内能增大，熔化后水的比热大于冰的比热，故B错误；
C．一切物体不论温度高低都具有内能，故C正确；
D．棉被放在太阳下晒的暖暖的，棉被从阳光中吸收热量，温度升高，属于热传递改变物体的内能，故D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【详解】
A．LED灯主要工作原件是发光二极管，二级管主要有半导体材料制成；故A正确．
B．太阳能板把太阳能转化为电能，而LED灯要消耗电能发光，把电能转化为光能，所以过程中有太阳能变成电能；故B正确．
C．可再生能源是短时间内可以从自然界得到补充的能源；故C正确．
D．太阳内部不断发生着氢核聚变成氦核的反应，又称热核反应；故D错误．
10．AD
【解析】
【详解】
A．二极管只允许电流从单一方向流过，使用半导体材料制成，故A正确；
B．电磁波可以在真空中传播，故B错误；
C．使用光纤通信时，可以将图像信息声音信息转化为光信号进行传播。所以光纤通信既能传播图像信息，也能传播声音信息，故C错误；
D．目前的核能发电站是采用核裂变原理进行发电的，因为核裂变的过程容易被人控制，故D正确。
故选AD。
11．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
核电站发电过程是：利用核反应堆将核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，综上所述AC正确，B错误；用电器将电能转化为其他形式能的过程，故电采暖是将电能转化为内能的过程，故D正确，故选ACD。
12．ABC
【解析】
【详解】
AB．传统汽车的燃料在燃烧时，燃料的化学能转化为内能，并利用内能做功，在行驶时，将内能转化为机械能，故AB正确；
C．电动汽车在行驶时，会消耗电能，获得机械能，即将电能转化为机械能，故C正确；
D．电动汽车在充电过程中，主要是将电能转化为化学能，故D错误。
故选ABC。
13．BCD
【解析】
【详解】
电流是由电荷的定向移动形成的．同时规定了电流的方向是：正电荷定向移动的方向为电流的方向．自由电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反．电压是形成电流的原因，产生电流的条件是有电压和形成通路．故电路两端有电压，电路中也可能没有电流，不是通路．故选BCD正确．
14．AD
【解析】
【详解】
A、子弹离开枪口后，由于惯性还要保持原来的运动状态，所以子弹能够继续向前飞行；故A正确；B、潜水艇在海水中悬浮时受到浮力的作用，也受到重力的作用；故B错误；C、物体的重力势能与高度有关、还与质量有关，因两物体的质量关系未知，所以不能判断两物体的重力势能，也就不能判断两物体的机械能，故C错误；D、汽车加速前进时，速度变大，即运动状态发生改变，所以汽车受到非平衡力的作用，故D正确．故选AD．
点睛：一切物体都具有惯性；浸在液体或气体中的物体受到的液体或气体的竖直向上托的力叫浮力；物体的重力势能由高度和质量共同决定；在平衡力的作用下物体保持静止或匀速直线运动状态．
15．AD
【解析】
【详解】
A. 一个物体如果具有了对别的物体做功的本领，我们就说这个物体具有能量，或者说具有能，故A正确；B. 具有能的物体不一定正在做功，例如拉长的弹簧、吊灯等，故B错误；C. 动能的大小与物体的速度和质量有关，物体的运动速度越大，具有的动能不一定大，做的功不一定多，比如飞行的飞机，并没有对外界做功，故C错误；D. 物体具有的动能越大，在对外做功时能够做更多的功，故D正确．故选AD.
【点睛】
①一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，能量反映了物体做功的本领，具有能的物体不一定正在做功；②物体由于运动具有的能量叫做动能，动能大，做功不一定多．
16． 360 40
【解析】
【详解】
[1]由图可知，，此过程中有用功
[2]此过程自由端绳子移动的距离
此过程中拉力做的总功
拉力的功率
17． 弹性势 重力势 重力 地球
【解析】
【详解】
（1）物体由于发生弹性形变而具有的能是弹性势能，所以，弯曲的撑竿由于发生了弹性形变而具有弹性势能；
（2）物体由于被举高而具有的能为重力势能，所以，运动员由于被弹起一定的高度，而具有重力势能；
（3）力可以改变物体的运动状态，运动员会落向地面，是由于受到地球的吸引力，且该力的方向是竖直向下，施力物体是地球．
18． 不变 方向性 4.6×106 24.6
【解析】
【分析】
（1）能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变；
（2）知道汽油的质量和热值，利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求放出的热量；由Q放=Q吸=cm△t的变形公式可计算水升高到的温度．
【详解】
（1）汽车刹车的过程中，能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，但由能量守恒定律可知，此过程能量的总和不变；
散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有方向性．
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量：
Q放=qm汽油=4.6×107J/kg×0.1kg=4.6×106J；
这些热量的42%被水吸收，则有Q吸=cm△t=ηQ放，
所以水升高的温度：
则水升高到的温度（末温）：t=t0+△t=20℃+4.6℃=24.6℃．
【点睛】
本题主要考查了对能量守恒和能量转化方向性的理解，热值公式、效率公式和吸热公式的灵活运用等，有一定综合性．
19． 不可再生 天然气 不变 0.2 3×106
【解析】
【详解】
石油和天然气资源，在短期内不会再生，是不可再生能源；其中天然气燃烧时，生成的主要是水，所以相对污染小；
根据阿基米德原理，浮力等于排开水的重，潜水舱在海面下匀速下潜过程中，排开水的体积不变，所以受到的海水浮力不变；
向停泊在海面上工作的母船发出一个声音信号，用时为：；
300m深处受到的海水压强约为：
．
故答案为 (1). 不可再生 (2). 天然气 (3). 不变 (4). 0.2 (5). 3×106
点睛：牢记流体中的浮力和压强特点，潜水舱在水中浸没后下沉过程中，排开水的体积不再变化，所以浮力不变，而深度增加，所以压强会增大．
20． 风能 核裂变 内
【解析】
【详解】
风能属于可再生能源；天然气、煤炭属于不可再生能源；核电站是利用原子核裂变发生链式反应时释放的大量能量来发电的；在发电过程中，核能转化成内能，内能转化成机械能，最后机械能再转化成电能．
21． 蘸有乙醚的棉花燃烧起来 内能 “白气” 内能 机械能 液化
【解析】
【详解】
(1)[1][2]把活塞压下去的过程，活塞的机械能转化为玻璃筒内气体的内能，气体温度升高内能增大，气体温度升高达到乙醚的燃点，使蘸有乙醚的棉花燃烧起来。
(2)[3][4][5][6]打气筒给瓶内打气时，瓶内越集越多高温高压气体达到一定程度时，使瓶塞跳出，瓶内伴有“白气”生成，这一过程是气体内能转化为瓶塞的机械能，同时水蒸气对外做功自身内能温度降低液化为“白气”。
22． 热传递 内能 35℃
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]进入饮水机的水在热交换套管被预热是利用了热传递改变物体的内能。
[2]加热腔中用电加热器加热，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能。
（2）[3]由题意，20℃的自来水经热交换套管后被预热成85℃，同时相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出，所以，不计热损失时，根据热平衡方程，冷水吸收的热量和热水放出的热量相等，由Q=cmΔt可得
cm(85℃-20℃)=cm(100℃-t)
解得t=35℃。
（3）[4]每分钟加热水的质量为
m=ρV=1×103kg/m3×1.9×10-3m3=1.9kg
1.9kg水从85℃加热到100℃吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.9kg×(100℃-85℃)=1.197×105J
煤燃烧放出的热量为
Q放==2.394×105J
每分钟要燃烧煤
7.98×10-3kg
23． 不可 1.8×104 0.39
【解析】
【分析】
（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）已知人的质量，根据公式G＝mg可求人的重力，再利用公式W＝Gh可求人克服重力做的功；
（3）如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，则知道汽油需要的热量，利用燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq求需要汽油的质量．
【详解】
(1)根据不可再生能源的概念可知，汽油是不可再生能源；
(2)人受到的重力是G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N；克服重力做功W＝Gh＝600N×3m×10＝1.8×104J；
(3)因为Q放＝W，Q放＝mq，所以需要燃烧汽油的质量： m＝＝3.9×10 4kg＝0.39g，
24． 3000m 不能,因为真空不能传声
【解析】
【详解】
（1）超声波从海面到海底用的时间：；
由得该处海水的深度：
；
（2）地球到月亮之间隔着茫茫太空，中间没有空气，声音不能在真空中传播，故超声波不能到达月亮，更不能利用声波的反射测出月亮到地球的距离．
【点睛】
要特别注意测量海水深度时，超声波在海水中传播了一个来回，所以海水的深度为传播路程的一半，当然也可以按时间的一半来计算深度．
25．(1) 1.89×107J；(2) 0.252m3．
【解析】
【详解】
已知：水的体积V＝150L＝0.15m3,初温t0＝20℃,末温t＝50℃,c水＝4.2×103J/(kg ℃),q天然气＝7.5×107J/kg
(1)由ρ＝得，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×0.15m3＝150kg，水从20℃上升到50℃所吸收的热量：Q吸＝cm(t t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×150kg×(50℃ 20℃)＝1.89×107J，
(2)燃烧天然气放出的热量：Q放＝Q吸＝1.89×107J，由Q＝Vq得，需要天然气的体积：
V天然气＝ ＝0.252m3
26．（1）4.2J (2)8.4J (3)50
【解析】
【分析】
（1）知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温，利用Q吸＝cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（2）已知煤气的质量和热值，根据Q放＝mq求出煤气完全燃烧放出的热量；
（3）知道水吸收的热量和煤气完全燃烧放出的热量，利用η＝×100%求出煤气灶烧热水的效率．
【详解】
（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t-t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（80℃-30℃）
＝4.2×105J；
（2）煤气的质量：m煤气＝20g＝0.02kg，煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝m煤气q＝0.02kg×4.2×107J/kg＝8.4×105J；（3）煤气灶烧热水的效率：η＝×100%＝×100%＝50%．
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