精品解析2022年苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展同步训练练习题

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展同步训练
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、生活中能量转化的实例很多.下列描述中，错误的是（　　）
A．摩擦生热是把机械能转化为内能
B．植物的光合作用是将光能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．给蓄电池充电时，化学能转化为电能
2、2021年5月22日10时40分，太阳能电池板一相机中国首个火星巡视器“祝融号”火星车（如图所示）成功驶上火星表面，开始巡视探测，并通过“天问一号”环绕器向地面传回探测信息。我国成为首次火星探测即实现着陆的国家。下列说法错误的是 （ ）
A．环绕器利用电磁波向地面传送信息
B．太阳能电池板能把太阳能转化为电能
C．配置六个车轮是为了增大火星车对火星表面的压强
D．相机拍照时镜头与火星表面的距离应大于镜头的两倍焦距
3、小聪在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg·℃），则下列说法中正确的是（　　）
A．酒精燃烧的过程是内能转化为化学能
B．c乙=2.4×103J/（kg·℃）
C．0-8min乙吸收的热量为3.36×104J
D．该酒精灯的加热效率为28%
4、下列有关能量转化的说法中正确的是（　　）
A．跳伞运动员在空中匀速下落过程中重力势能转化为动能
B．拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C．太阳能电池将太阳能转化为电能
D．电风扇工作时将电能全部转化为机械能
5、下列说法正确的是（　　）
A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化
C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况
D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
6、2021年9月17日13时30分许，神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，神十二安全降落在东风着陆场预定区域（如图所示为飞船返回过程模拟示意图）。下列有关说法正确的是（　　）
A．火箭的燃料燃烧的过程是内能转化为化学能
B．反推发动机点火后，发动机工作是机械能转化为内能
C．在大气层内的降落过程中，与空气摩擦是机械能转化成内能
D．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的比热容
7、下列对能量转化分析错误的是（　　）
A．水电站主要将机械能转化为电能
B．核电站主要将核能转化为电能
C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D．燃料燃烧主要将化学能转化为机械能
8、下列过程中，能量转化情况相同的是（　　）
①钻木取火 ②水蒸气顶开活塞 ③热机压缩冲程 ④煤气炉灶烧水
A．①③ B．②③ C．②④ D．③④
9、据澎湃新闻，近日，广西南宁隆生达发电力科技有限公司（简称“隆生达发”）声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（　　）
A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒
B．如果没有能量补充，装置最终会停下
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置可以实现
10、下列说法正确的是（　　）
A．物质的比热容随物体的质量、吸收的热量、物质的状态发生改变
B．燃料的热值与燃料的种类有关，若燃料燃烧不完全，热值仍不变
C．热机消耗的燃料越少，该热机的效率越高
D．从高处落下的篮球，接触地面反复跳起的过程中，高度越来越低，是由于能量在不断消失
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录．“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过______（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为______能，从而获得上亿度的高温．
2、从能的转化角度看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，如干电池把___________能转化为电能；电风扇工作时将电能主要转化为_________能。
3、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到其他物体。而在这两个过程中，能量的总量保持不变。如图所示，为一种人们设想中的永动机。它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，实际上，这种永动机______（选填“能够”或“不能够”）永远工作下去。
4、如图甲所示，将温度传感器放在篮球气嘴处，当篮球放气时，发现气嘴处温度下降．对此现象的解释是：气体对外做功，内能______；这个现象与图乙、丙中______装置的原理是一致的；另一种装置中能量的转化情况是______。
5、煤、石油、天然气等能源的利用，使人类得以获得大量内能，给人类文明带来进步，但同时也造成环境污染，给人类带来危害。请你分别举出一个利用能源和一个污染环境的例子：
利用能源的例子：______。
污染环境的例子：______。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、太阳能是一种理想的绿色能源。李刚家最近安装了一台太阳能、电能两用热水器，如图所示。请回答下列问题：
（1）设水箱可装水80kg，在一般的光照条件下，一满箱20℃的水到傍晚时，水温可达到55℃，则水吸收的热量是多少？相当于多少立方米的煤气完全燃烧放出的热量？[c水=4.2×103 J/(kg·℃)；煤气的热值约4×107J/m3]
（2）在阴雨连绵的天气里，水箱中的水需要用电加热器来加热。若该电加热器规格为“220V 1.8kW”，要使满箱水同样从20℃升高到55℃，电加热器至少需要正常工作多少时间？
2、安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用．如图所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃．（水的比热容为4.2×103 J/（kg ℃）、干木柴的热值为1.2×107J/kg）
（1）水吸收的热量是多少？
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？
3、习近平总书记指出：“既要绿水青山，又要金山银山”，为了还广大人民群众以“绿水青山”，响应国家“煤改气”政策，某单位将供应热水的燃煤锅炉改造为用天然气，改造前，加热质量为500kg温度从20℃升高到100℃的水，需要用煤20kg，请计算回答：（q煤＝3×107J/kg，q天然气＝3.6×107J/m3、c水＝4.2×103J/（kg ℃））
（1）水吸收的热量
（2）锅炉的效率；
（3）改造后，烧开同样的水需要用多少m3天然气？
（4）请你运用所学知识，举出一项燃煤的危害？
4、一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为8.4×106J，这能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到。
（1）则干木柴的热值为多少焦/千克？
（2）如果这些能量全部被质量为40kg初温为25℃的水吸收，可以使这些水温度升高多少摄氏度？
5、煤油的热值为4.6×107焦/千克，完全燃烧50克的煤油可以放出多少热量？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、D
【详解】
A．摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故B正确，不符合题意；
C．电动机带动水泵把水送到高处，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．给蓄电池充电时把电能转化为化学能，故D错误，符合题意。
故选D。
2、C
【详解】
A．电磁波能在真空中传播，环绕器利用电磁波向地面传送信息，故A正确，不符合题意；
B．太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，把太阳能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．配置六个车轮，压力一定时，通过增大受力面积减小火星车对火星表面的压强，故C错误，符合题意；
D．由照相机的原理可知，相机拍照时，镜头与火星表面的距离应大于镜头的两倍焦距，故D正确，不符合题意。
故选C。
3、C
【详解】
A．酒精燃烧的过程是化学能转化为内能，故A错误；
B．由图乙可知，甲的沸点为100℃，所以，甲液体为水；由于单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，由乙图可知，质量相等的甲乙两种液体升高相同的温度甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，由 可知，乙的比热容为甲比热容的一半，即c乙=2.1×103J/（kg·℃），故B错误；
C．0-8min乙吸收的热量为与甲（水）吸收的热量相同为
故C正确；
D．乙从20℃加热至沸腾需要10min，吸收的热量
4g酒精完全燃烧放出的热量为
该酒精灯的加热效率为
故D错误。
故选C。
4、C
【详解】
A．由于跳伞运动员在空中匀速下落，质量不变，高度降低，重力势能减小，但由于速度没发生变化，动能不变，所以重力势能没有转化为动能，故A错误；
B．拉弓射箭过程中弓的形变程度变小，弹性势能减少，箭的动能增加，所以是将弓的弹性势能转化为箭的动能，故B错误；
C．太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故C正确；
D．电风扇在工作过程中，电能大部分转化为机械能，还有一部分电能转化为内能，故D错误。
故选C。
5、B
【详解】
A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误；
B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；
C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；
D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。
故选B。
6、C
【详解】
A．燃料燃烧是化学变化，将化学能转化为内能，故A错误；
B．反推发动机点火后，发动机将内能转化为机械能，故B错误；
C．在大气层内的降落过程中，火箭与空气摩擦做功，机械能转化成内能，故C正确；
D．火箭的发动机选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量，故D错误。
故选C。
7、D
【详解】
A．水电站是将水流动的机械能最终转化为电能的，故A正确，不符合题意；
B．核电站是将核裂变时释放的能量最终转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．太阳能热水器是吸收太阳能来加热水的，是将太阳能转化为内能，故C正确，不符合题意；
D．燃料燃烧主要将化学能转化为内能，故D错误，符合题意。
故选D。
8、A
【详解】
①钻木取火将机械能转化为内能；②水蒸气顶开活塞是将水蒸气的内能转化为机械能；③热机压缩冲程是将机械能转化为内能；④煤气炉灶烧水是将化学能转化为内能，故①③能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故A正确。
故选A。
9、B
【详解】
A．能量守恒定律规定，能量既不可能凭空产生，也不会凭空消失，一切能量都是守恒的，发电技术没有突破了能量守恒定律，故A错误；
B．根据能量守恒定律，能量不可能凭空产生，如果没有能量补充，装置不可能凭空产生能量，装置没有能量，最终会停下，故B正确；
C．根据能量守恒定律，没有能量补充，装置就不能转动了，故C错误；
D．不靠任何能量补充，1度电的能量不可能会凭空增加，1度电不可变为10度电的装置，故D错误。
故选B。
10、B
【详解】
A．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物体的质量、吸收的热量等因素无关，故A错误；
B．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧是否完全等因素无关，故B正确；
C．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，当有效利用的能量一定时，热机消耗的燃料越少，热机的效率越高，但选项中没有说明有效利用的能量一定，故C错误；
D．篮球运动的过程中，需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故D错误。
故选B。
二、填空题
1、聚变 内
【详解】
[1][2]太阳内部发生的是核聚变，“东方超环”的反应原理与太阳内部一样，为核聚变，释放巨大的核能，原子核能又转化为内能。
2、化学 机械
【详解】
[1]干电池是消耗内部的化学能，转化为电能，所以是将化学能转化为电能。
[2]电风扇工作时需要通电，通电之后旋片开始转动，所以是电能主要转化为机械能。
3、转化 转移 不能够
【详解】
[1][2]根据能量守恒可知，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体。
[3]设想中的永动机通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，由于在这个过程中由摩擦阻力的存在，水的机械能会不断的转化为内能，使得水的机械能不断减少，因此这种永动机不能够永远的运动下去。
4、减少 乙 机械能转化为内能
【详解】
[1]篮球放气时，气体对外做功，内能转化为机械能，气体的内能减少。
[2][3]乙装置中，当按动电火花发生器的按钮时，酒精会燃烧，酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，燃气的内能减少；丙装置中，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来，压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高，活塞的机械能转化为空气的内能。故与图甲中描述的原理相同的是乙装置；丙装置中能量的转化情况是机械能转化为内能。
5、见解析 见解析
【详解】
[1]生活中很多地方都需要用到能源，比如利用柴油作为燃料使拖拉机耕地。
[2]人类在使用能源的同时，不可避免对环境造成影响，如化石燃料在燃烧时，产生的废气会污染环境。
三、计算题
1、 (1)1.2J (2)0.3 (4)6.7s
【解析】
【分析】
知道水的比热熔，质量和初温，由吸热公式Q＝cm求出水吸收的热量，再利用燃料燃烧放热公式Q＝qV求出所需煤气的质量；用电加热器加热，要使这些水升高同样的温度，不计热损失，知道加热功率，利用t＝求加热时间。
【详解】
（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×80kg×(55℃-20℃)≈1.2×107J；
需要的煤气的体积：V＝＝0.3m3；
（2）∵P＝，∴加热时间：
t＝≈6.7×103s。
2、 (1) 6.3×107J (2)5.25kg
【分析】
（1）知道水的质量、水的初温和末温，根据吸热公式计算水吸收的热量；
（2）求出了水吸收的热量，由题知Q吸=Q放，利用Q放=mq计算需要完全燃烧多少干木柴．
【详解】
(1)水吸收的热量：
Q吸=cm1△t=4.2×103J/(kg ℃)×250kg×(80℃ 20℃)=6.3×107J，
(2)这些热量相当于完全燃烧m2千克干木柴放出的热量，
由Q吸=Q放=m2q可得：
m2== =5.25kg.
答：(1)水吸收的热量是6.3×107J；
(2)这些能量相当于完全燃烧5.25kg干木柴放出的热量．
3、（1）1.68×108J；（2）28%；（3）16.7m3；（4）产生大量的粉尘和有害气体，污染环境等．
【详解】
（1）水吸收的热量：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×500kg×（100℃-20℃）=1.68×108J．
（2）20kg煤完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤q煤=20kg×3×107J/kg=6×108J，
则锅炉的效率：η=×100%=×100%=28%．
（3）由于锅炉的热效率不变，水吸收的热量不变，所以燃料燃烧放出的热量不变，
则天然气完全燃烧放出的热量：Q放′=Q放=6×108J，
由Q=Vq得，烧开同样的水需要天然气的体积：V==≈16.7m3．
（4）煤燃烧时除产生大量颗粒物（包括一次PM2.5）外，还会形成二氧化硫、氮氧化物、烃类等有害气体，这些气态污染物在大气中又会发生一系列化学反应生成二次PM2.5等，对环境危害很大．
4、（1）1.2×107J/kg；（2）50摄氏度。
【解析】
【详解】
（1）由Q放＝mq可得，干木柴的热值：
q＝＝＝1.2×107J/kg；
（2）如果这些能量全部被水吸收，即Q吸＝Q放＝8.4×106J，
根据Q＝cm△t可得，水升高的温度：
△t＝＝＝50℃。
5、2.3×106J
【详解】
解：已知煤油的热值为q=4.6×107J/kg，质量为
m煤油=50g=0.05kg
完全燃烧50克的煤油可以放出的热量为
Q=qm煤油=4.6×107J/kg×0.05kg=2.3×106J
答：完全燃烧50克的煤油可以放出2.3×106J的热量。