最新苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展定向测试试题（含答案解析）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展定向测试
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、下列过程中，只有能量的转移，而不发生能量的转化的是（　　）
A．水蒸气把壶盖顶起
B．冬天用手摸户外的东西时感党冷
C．用锤子打铁件，铁件发热
D．洗衣机工作
2、汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是汽油机的一个冲程，下列说法中正确的是（　　）
A．图示冲程为吸气冲程
B．随着汽油的燃烧，汽油质量减少，汽油的热值变小
C．图示冲程汽油机把内能转化为机械能
D．水作为发动机的冷却剂，吸热后水温升高，比热容变小
3、下列有关能量的转化和守恒的说法正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将动能转化为电能
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是机械能转化为内能
C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
4、学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为不正确的是（　　）
A．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
B．物体放出热量，发生了能量的转移，其温度一定降低
C．水电站主要将机械能转化为电能
D．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
5、下列说法中，正确的是（　　）
A．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质
B．燃料燃烧时，内能转化为化学能
C．甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是甲比乙做的有用功少
D．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大
6、我国大力发展火力发电，火电站进的是煤，出的是电，在这个过程中能量的转化是（　　）
A．机械能内能化学能电能
B．化学能内能机械能电能
C．化学能重力势能动能电能
D．内能化学能机械能电能
7、水汽包子是云梦胡金店特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，皮薄馅大，香而不腻。在水汽包子的制作过程中，以下说法正确的是（　　）
A．木柴燃烧时将内能转化为化学能
B．水汽包子“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动
C．水汽包子能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低
D．往热锅内倒入水会产生大量的“白气，“白气”是水汽化形成的
8、下列说法正确的是（ ）
A．由于沙石的比热容较大，所以沙漠地区的昼夜温差较大
B．清晨，路边的草或树叶上有时会结有露珠，这是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小水滴
C．随着科技的发展，人类一定能制造出永动机-不需要动力就能源源不断地对外做功的机器
D．利用一切物质的分子都在不停地做无规则运动这一规律，经过训练的警犬可以从旅客的行李箱中发现夹带的海洛因、摇头丸等毒品
9、下列关于热、热值和热机效率的描述，正确的是（　　）
A．使燃料然烧更充分，可以增大其热值 B．物体吸收的热量越多，其比热容就越大
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D．燃料燃烧将内能转化为化学能
10、人们是在能量的转移和转化过程中利用能量的，图中的各种现象与对应的能量转化错误的是（　　）
A．用电灯照明：电能转化为光能
B． 篝火燃烧：化学能转化为内能和光能
C．原子弹爆炸：核能转化为机械能和内能
D．汽艇在海上行驶：化学能直接转化为机械能
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、小球在弹跳过程中，每次跳起能达到的最大高度不断降低，是因为机械能转化为______，小球、地面以及附近空气的总能量______。（选填“守恒”或“不守恒”）
2、如图1这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。
（1）请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”：______（填“能”、“不能”）；
（2）如图2是内燃机的能流图，请你填出图中“？”的内容：______。
3、王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的______不同；天然气燃烧时，可以将______能转化为内能，已知天然气的热值为4×107J/m3，则每输送100m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了______J的能量。
4、神舟十三号载人飞船16日在长征二号F遥十三运载火箭的托举下点火升空，开始中国迄今时间最长的载人飞行。运载火箭常选用液态氢作为燃料，主要是利用其______大的物理性质。一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，则1s内汽油机完成______个冲程，发动机常用水做冷却液，是利用水的______大的特点。
5、食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，为维持人的体温提供所需的能量，这个过程中化学能转化为______能，一盒标有“能量328kJ/100mL”的牛奶，其中“能量”的含义跟______（填“内能”、“热量”或“热值”）相似。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，图是雅典牌太阳能热水器式发电机．它利用太阳能将水变为水蒸汽,由气轮机带动发电机发明,同时的液化水循环利用或作家用热水.问：
（1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可)
（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88×107J的太阳能，它可使0℃的水温度升高多少摄氏度？(c水= 4.2×103 J/（kg·℃）
（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电,且发电效率只有50%,它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时
2、如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时消耗汽油。汽油机的效率为24%，那么，在这段运动过程中，（已知汽油的热值为）求：
（1）如果汽油完全燃烧损失了多少焦的热量？
（2）日本早稻田大学理工部的内藤健教授发现了一种全新的压缩燃烧原理可以使发动机热效率达到60%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
3、 “超级电容”电动公交车利用超级电容替代电池储存电能，仅需在起始站和终点站充电数分钟就能完成一次运营。在平直公路上，某次运营过程简化为图示三个阶段阶∶
阶段一∶公交车充满电后，从起始站加速运动至A处时速度达到54km/h，此阶段电容释放的电能为E1=1.5×106J，其中80%转化为车的动能。
阶段二∶公交车从A处开始以54km/h的速度匀速行驶100s后到达B处，此阶段电容释放电能的90%用于维持公交车匀速行驶，公交车匀速行驶时所受阻力为3000N。
阶段三∶公交车从B处开始刹车，最后停在终点站
(1)求公交车运动至A处时的动能E2
(2)在公交车匀速行驶的过程中，求电容释放的电能E3
(3)在进站刹车过程中，若公交车可将动能减少量的75%回收为电能储存在电容中
①求进站车过程中回收的电能E4
②到达终点站后，要将电容充满电，求需要充入的电能E5
4、如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车，列车安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置。
(1)若测得该列车从甲站出发到达乙站所用的时间为2min，甲、乙两站间的路程为2.4km。则该列车在这两站间行驶的平均速度为多大？
(2)当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强为1.0×107Pa，水雾喷出的速度v≥10m/s。若喷孔的总面积为0.5cm2，则水枪的功率至少为多少瓦？(不计大气压强)
(3)列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能。当列车在平直轨道上制动减速时，电能W1与内能W2之比为9:16，如图乙是机械能的变化量△W与速度变化量△v的关系图像。若列车从80km/h开始减速，转化成的电能大小为1kW·h，问列车在此过程中:
①产生的内能为多大？
②列车的速度将会减小到多少千米每小时？
5、2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功。实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰的热值约为1.4×1010J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg-℃）。求：
（1）6m3的可燃冰完全燃烧后可放出多少热量？
（2）若这些热量的80%被水吸收，可以将多少千克的水从20℃加热到100℃。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【详解】
A．水蒸气把壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为机械能，故A不符合题意；
B．冬天用手摸户外的东西时感党冷，是热传递改变了内能，由于能量的形式没有发生改变，属于能量的转移，故B符合题意；
C．用锤子打铁件，铁件发热，锤子对铁件做工，将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．洗衣机工作时，其实质是电动机将电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选B。
2、C
【详解】
AC．如图所示，两个气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以为做功冲程；此冲程中气缸内的气体对活塞做功，气缸内气体的内能减小，减小的内能转化为机械能，故A错误、C正确；
B．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，因此当汽油不断减少时，汽油的热值不变，故B错误；
D．比热容是物质的一种特性，与温度无关，故D错误。
故选C。
3、D
【详解】
A．洗衣机工作时是将电能转化为机械能，故A错误；
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是内能转化为机械能，故B错误；
C．根据能量守恒定律，能量无论是转化还是转移，能量总和不会改变，故C错误；
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切能量的转移和转化都遵循这一规律，故D正确。
故选D。
4、B
【详解】
A．做功可以改变物体的内能，是机械能转化为内能的过程，故A正确，不符合题意；
B．物体放出热量，发生了能量的转移，但其温度不一定降低，如晶体凝固过程中放热，内能变小，但温度不变，故B错误，符合题意；
C．水电站利用水的机械能推动水轮机转动，从而带动发电机发电，主要将水的机械能转化为电能，故C正确，不符合题意；
D．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律，故D正确，不符合题意。
故选B。
5、D
【详解】
A．夏天在室内洒水，水汽化吸收热量，起到降温的作用，不是利用了水的比热容较大的性质，故A错误；
B．燃料燃烧时，将化学能转化内能，故B错误；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。甲的效率低，则甲用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比小，故C错误；
D．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故D正确。
故选D。
6、B
【详解】
火力发电是通过煤的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为涡轮的机械能，涡轮带动发电机转动将机械能转化为电能，故整个过程的能量转化是：化学能内能机械能电能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7、B
【详解】
A．木柴燃烧时将化学能转化为内能，故A错误；
B．水煎包“香气四溢”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；
C．水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故C错误；
D．往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，这是由于水蒸气液化形成的，故D错误。
故选B。
8、D
【详解】
A．由于沙石的比热容较小，一定量的砂石吸收或放出一定热量后，温度变化大，所以沙漠地区的昼夜温差较大，故A错误；
B．清晨，路边的草或树叶上有时会结有露珠，这是空气中的水蒸气在夜间遇冷液化形成的小水滴，故B错误；
C．根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式的能量，所以永动机是不会制造出来的，故C错误；
D．因为分子不停地做无规则运动，而且警犬的鼻子非常灵敏，所以经过训练的警犬可以从旅客的行李箱中发现夹带的海洛因、摇头丸等毒品，故D正确。
故选D。
9、C
【详解】
A．热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，所以使燃料然烧更充分不可以增大其热值，故A错误；
B．比热容是物质的一种特点，与吸收的热量的多少无关，物体吸收的热量越多，其比热容不变，故B错误；
C．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故C正确；
D．燃料燃烧将化学能转化为内能，故D错误。
故选C。
10、D
【详解】
A．用电照明时，电流通过灯泡把电能转化成光能，故A正确，不符合题意；
B．篝火燃烧过程中，将燃料的化学能转化为内能和光能，故B正确，不符合题意；
C．原子弹是利用了核裂变的链式反应产生的巨大机械能和内能，故C正确，不符合题意；
D．内燃机的做功冲程是把化学能直接转化为内能，再把内能转化为机械能，而不是化学能直接转化为机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
二、填空题
1、内 守恒
【详解】
[1]由题意知道，皮球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，即机械能减少。机械能减少的原因是克服空气摩擦力做功，与地面撞击做功，将机械能转化成了部分内能。
[2]小球、地面以及附近空气的总能量是守恒的。
2、不能 散热损失
【详解】
（1）[1]不能。由于从上面流到下面水池过程中，用来打磨物体消耗能量，还有一部分重力势能转化为掉入水池中的水的动能，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中。即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一段时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”。
（2）[2]因为热机的大量能量会通过散热的方式损耗，因此图中“？”的内容表示散热损失。
3、热值 化学 4×109
【详解】
[1][2]烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为两种燃料的热值不同，天然气的热值高；天然气燃烧时，可以将天然气的化学能转化为内能。
[3]每输送100m3的天然气，天然气完全燃烧后产生的能量为
Q=qV=4×107J/m3×100m3=4×109J
4、热值 120 比热容
【详解】
[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2]汽油机飞轮转速是3600r/min=60r/s，每秒钟飞轮转动60圈，完成30个工作循环，每个工作循环4个冲程，故一共完成了120个冲程。
[3]因为水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以常作为冷却液使用。
5、内 热值
【详解】
[1]食物提供人体细胞组织所需的能量时发生的是化学变化，消耗了化学能，得到内能，使人体保持恒温。
[2]牛奶盒标有“能量：328kJ/100mL”，表示完全吸收100mL该种牛奶可以获得328kJ的热量，所以其中“能量”的含义与热值相似。
三、计算题
1、（1）清洁 安全（2）100℃（3）40.8h
【详解】
(1) 太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等；
(2)水升高的温度为：
(3)获得的电能为：
日光灯正常工作的时间为：
．
答：(1)太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等；
(2)它可使0℃的水温度升高100℃；
(3)它能家里的40W的一只日光灯正常工作40.8h．
2、（l） （2）
【详解】
(1)由题可知，汽油完全燃烧放出的热量：
，
由和可得：
；
(2)根据题意，汽车两种情况下所做的功相同，根据可知：
……①
……②
由①②可得：
.
答：(1)如果汽油完全燃烧损失了焦的热量；
(2)汽车在这段路程消耗的汽油是。
3、 (1)1.2×106J；(2)5×106J；(3)①9×105J，②5.6×106J
【详解】
(1)根据题意知道，公交车运动至A处时的动能
(2) 54km/h=15m/s，公交车匀速行驶时克服阻力所做的功
电容释放的电能
(3)①根据题意知道，进站车过程中回收的电能E4
②到达终点站后，需要充入的电能
答：(1)公交车运动至A处时的动能E2是1.2×106J；
(2)在公交车匀速行驶的过程中，电容释放的电能E3是5×106J；
(3)①进站车过程中回收的电能E4是9×105J；
②到达终点站后，要将电容充满电，需要充入的电能E5是5.6×106J。
4、（1）72km/h；（2）5000W；（3）6.4×106J；44km/h.
【解析】
【详解】
（1）该列车在这两站间行驶的平均速度；
（2）水对喷孔的压力：F压=pS=1×107Pa×5×10-5m2=500N，
水枪的功率：；
（3）①转化的电能是1kW h，
由可得，转化的内能；
②则减小的机械能：，
由图丙可知，列车减小的速度为10m/s=10×3.6km/h=36km/h，
则列车的速度将会减小到80km/h-36km/h=44km/h。
5、（1）8.4×l010J；（2）2×105kg
【解析】
【详解】
（1）6m3的可燃冰完全燃烧后可放出的热量：Q放=Vq=6m3×1.4×1010J/m3=8.4×1010J；
（2）由题可知，水吸收的热量：Q吸=Q放η=8.4×1010J×80%=6.72×1010J，
加热水的质量：。
答：（1）6m3的可燃冰完全燃烧后可放出8.4×1010J热量？
（2）若这些热量的80%被水吸收，可以将2×105kg的水从20℃加热到100℃。