2022年苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展难点解析练习题（精选）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展难点解析
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、联合国把每年的6月5日定为“世界环境日”，旨在唤起全世界人民的环境保护意识。以下措施有利于环境保护的是（　　）
A．大量砍伐树木
B．大量使用农药和化肥
C．工业废水直接排放
D．将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里
2、下列说法中不正确的是（　　）
A．快速行驶的车辆急刹车停下来过程中能量消失了
B．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，内能转化为机械能
C．用锯条锯木板时，锯条发热，锯条的内能增加
D．相同质量的0℃的冰和0℃的水相比较，0℃的水内能大
3、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
4、关于能量的转化和转移，下列说法错误的是（　　）
A．电池充电，电能转化为化学能
B．暖瓶塞被热气冲开，机械能转化为内能
C．电动机工作，电能转化为机械能
D．摩擦生电，机械能转化为电能
5、下列说法中，正确的是（　　）
A．垃圾集中丢弃不分类 B．三插插头改成两插插头使用
C．倡导海绵城市建改 D．矿泉水喝两口就随意丢弃
6、小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（　　）
A．加热过程中水的比热容变大 B．煤气燃烧越充分，其热值越大
C．壶内水温度升高的过程中内能增大 D．燃气灶炒菜，燃料燃烧时将内能转化为化学能
7、如图所示，小宇将一个薄壁金属管固定在桌子上，里面盛一些酒精，用塞子塞紧，他用一根绳子在管外绕几圈，迅速来回拉动，发现如图所示的现象，关于这一过程，下列说法中正确的是（　　）
A．气体的机械能转化为塞子的内能
B．管内的气体对塞子做功，气体内能增加
C．来回拉动对金属管做功，使其内能增加
D．来回拉动使酒精的内能转化为绳子的机械能
8、倡导保护环境，国家鼓励发展新能源汽车，下列相关说法正确的是（　　）
A．电动汽车能快速充电，是因为其电池能量转化效率高
B．使用超导材料制作汽车电动机，可提高能量利用效率
C．随着科学技术进步，新能源汽车的效率可达到
D．太阳能、核能、风能，都属于可再生的清洁型新能源
9、使用下列哪种能源对环境污染最小（　　）
A．煤 B．石油 C．天然气 D．太阳能
10、下列关于能量转化的说法中错误的是（　　）
A．洗衣机工作时，电能主要转化为机械能
B．锂电池充电时，化学能转化为电能
C．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能
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、1791年，意大利人伏打发明了最早的电池——伏打电堆，小明仿造了一个伏打电堆，并用电压表测量其电压，如图所示。此电池的正极是___________（选填“锌板”或“银板”），需要___________节这样的电堆串联才能达到一节新蓄电池的电压，伏打电堆是将___________能转化为电能的电池。电池提供的电力点亮了一个发光二极管，发光二极管是由___________（选填“导体”、“半导体”、“超导体”）材料制成的。
2、2021年6月17日，中国在酒泉卫星发射中心将搭载神舟号载人飞船的长征二号运载火箭发射成功，并进入了天和核心舱。火箭常常采用液态氢为燃料，是因为液态氢具有较大的______。9月17日，神舟十二号返回地球，最终返回舱实现安全着陆。飞船返回舱进入大气层后，温度升高，将______能转化为______能。
3、清洁能源——氢气公交已在很多城市投入运营，它将氢气压缩后存储在钢瓶中作为车载燃料。氢气燃烧时，可以将_______能转化为_______能。已知氢的热值为，其物理意义是___________。
4、如图是汽油机，汽油属于_______（选填“可”或“不可”）再生能源。汽车发动机常用水做冷却剂，这是因为水的_______较大。散热器中装有10kg的水，温度升高的过程中，水吸收的热量是______J，这些热量相当于完全燃烧______kg的汽油放出的热量。（水的比热容，汽油的热值q=4.2×107J/kg）
5、内燃机在压缩冲程中主要将______能转化为内能。天然气是一种清洁燃料，它是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。某公交车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量______J，这些热量可使质量为______kg的水由20oC升高到100oC。有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”或“一样大”或“更小”）[天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg oC）]。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图所示，一种便携式燃气炉，用瓶装丁烷气体作燃料，已知某品牌瓶装丁烷气体的质量为250g，丁烷的热值为q＝7×107J/kgC水＝4.2×103J/（kg ℃）问：
（1）丁烷气体在燃烧时，能量转化是_____．
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体，可以发出多少热量______ ？
（3）若该燃气炉的效率为30%，丁烷燃烧放出的热量被水吸收，一瓶气体能使多少千克的水温度升高50℃ __________？
2、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
太阳照射时间/h 装水量 /kg 吸热板面积/m2 水的初温/℃ 水的末温/℃ 水的比热容/J/（kg ℃） 太阳辐射功率/J/（m2 h）
10 100 2.5 20 70 4.2×103 1.68×106
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能．求：
（1）水在10h内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4×l07J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率．
3、某学校每天需要将1000kg、20℃的水烧开（一标准大气压下）供师生饮用。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）如果煤气的热值为4×107J/m3，燃烧煤气放出的热量只有60%被水吸收，学校每天使用14.7m3的煤气，可以将水温度烧到多少℃？
4、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
5、小芳家买了一辆以汽油为燃料的小汽车，经查阅资料，小芳了解到以下信息：“该车如以 80km/h的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为780N，百公里油耗 8L/100km。”（温馨提示：百公里油耗 8L/100km是指汽车行驶100km，需要消耗8L汽油；1L＝1×10﹣3 m3）已知：汽油密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油的热值 q＝4.6×107J/kg。
求：（1）8L汽油完全燃烧放出的热量（计算结果保留一位小数）；
（2）该车以80km/h的速度匀速行驶100km时：牵引力做的功；发动机的效率。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、D
【详解】
A．大量砍伐树木会造成水土流失，土地贫瘠，对环境有很大的危害，所以A不符合题意；
B．大量使用农药和化肥会破坏当地生态环境、导致土地板结、水体富营养化等，所以B不符合题意；
C．未经处理的工业废水中含有大量有害物质，有些物质在自然环境中不易分解，若直接排放，对当地环境的危害非常大，所以C不符合题意；
D．汞对人体是有害的，处理含汞的物质时不能采用简单填埋的方式，将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里集中合理处理，可以将危害降到最低，所以D符合题意。
故选D。
2、A
【详解】
A．能量不会凭空产生和消失，只会从一种形式的能转化为另一种形式的能，车辆急刹车停下来过程中机械能转化为内能，故A错误，符合题意；
B．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故B正确，不符合题意；
C．锯条发热，温度升高，内能增大，故C正确，不符合题意；
D．冰熔化为水需要吸热，内能增大，则相同质量的0℃的冰和0℃的水相比较，0℃的水内能大，故D正确，不符合题意。
故选A。
3、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。
4、B
【详解】
A．电池充电，相当于用电器，电能转化为化学能，故A正确，不符合题意；
B．暖瓶塞被热气冲开，热气对暖瓶塞做功，将内能转化为机械能，故B错误，符合题意；
C．电动机工作，磁场对通电导体做功，将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．摩擦生电，摩擦做功产生电能，机械能转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选B。
5、C
【详解】
A．垃圾集中丢弃不分类，既造成环境污染，又造成能源浪费。故A错误；
B．三插头改成两插插头使用，虽然不影响用电器的正常使用，但可能造成人体触电。故B错误；
C．倡导海绵城市，有利于缓解城市发展压力，有利于城市的可持续发展。故C正确；
D．矿泉水喝两口就随意丢弃，既造成环境污染，又造成能源浪费。故D错误。
故选C。
6、C
【详解】
A．比热容是物质本身的一种特性，与温度无关，则加热过程中水的比热容不变，故A错误；
B．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系，故B错误；
C．壶内的水在温度升高时，水分子运动加剧，水的内能增大，故C正确；
D．燃气灶炒菜，是将燃料燃烧的化学能转化为内能，故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
来回拉绳子，绳子与金属管之间存在摩擦，克服摩擦做功，使金属管的内能增加，气体从金属管吸收热量，内能变大，气体对塞子做功，气体的内能转化为塞子的机械能，使其内能减小，故C正确，ABD错误；
故选C。
8、B
【详解】
A．电动汽车能快速充电主要是与电动汽车的充电功率有关，和电池没有关系，故A错误；
B．如果使用超导体材料制作汽车的电动机，超导体又称为超导材料，是指在某一温度下，电阻为零的导体。通过焦耳定律可得，如果导体的电阻为零，那么不论多长的时间或者多大的电流，超导体处都不会产生热量，减少额外功的产生，从而提升能量的利用效率，故B正确；
C．无论科学技术如何进步，机械在做功时总是会产生额外功，所以新能源汽车的效率不可能达到，故C错误；
D．可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等，它们在自然界可以循环再生，是取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源；清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和可再生能源。其中核能虽然是清洁能源，但是核能会消耗物质，而且消耗的物质并不能在自然界中循环再生，所以核能是不可再生能源，故D 错误。
故选B。
9、D
【详解】
A．煤燃烧时生成一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等物质，对环境污染不是最小，故A不符合题意；
B．石油燃烧会产生碳氢化合物、氮的氧化物等，能污染环境，对环境污染不是最小，故B不符合题意；
C．天然气的主要成分是碳，燃烧时可能产生一氧化碳、含碳颗粒等烟尘，对环境污染不是最小，故C不符合题意；
D．太阳能是清洁能源，对环境无污染，对环境污染最小，故D符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
A．洗衣机的主要部件是电动机，是把电能转化为机械能，少量转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．锂电池充电时，消耗电能，获得化学能存储起来，是将电能转化为化学能，故B错误，符合题意；
C．植物光合作用是把光能转化为化学能，故C正确，不符合题意；
D．太阳能电池板可以将太阳能直接转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、银板 4 化学 半导体
【详解】
[1]由图知道，银板接电压表的正接线柱，故银板为电源的正极。
[2]由图知道，电压表量程为0～3V，对应的分度值为0.1V，示数为0.5V；由于一节铅蓄电池的电压为2V，所以，需要4节这样的电堆串联使用。
[3]由于伏打电堆消耗的是化学能，而产生电能，所以，伏打电堆是将化学能转化为电能的电池。
[4]发光二极管是由半导体材料制成的，具有单向导电性。
2、热值 机械 内
【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高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2][3]神舟十二号飞船返回舱返回时，返回舱进入大气层后与大气剧烈摩擦温度升高，内能增加，机械能转化为内能。
3、化学 内 1kg氢完全燃烧放出的热量是
【详解】
[1][2]氢气燃烧时，消耗化学能，产生内能，故氢气的化学能通过燃烧转化为内能。
[3]氢的热值是，表示的物理意义是：1kg氢完全燃烧放出的热量是。
4、不可 比热容 3.36×106 0.08
【详解】
（1）[1]从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，所以汽油属于不可再生能源。
（2）[2]水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，所以汽车发动机常用水来做冷却剂。
（3）[3][4]水吸收的热量
由题知
Q放=Q吸=3.36×106J
需要完全燃烧汽油的质量
5、机械 不可再生 1.848×107J 55 一样大
【详解】
[1]内燃机在压缩冲程中活塞的机械能转化为气缸内工作物质的内能。
[2]像化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。
[3]根据得，消耗420g天然气释放的热量为
[4]由题知
由得,水的质量为
[5]热值是燃料的特性，由燃料的种类有关，与燃烧情况无关。故T型轿车内和L型轿车内汽油热值一样大。
三、计算题
1、化学能转化为内能 7×106J 25kg
【分析】
（1）用打火机点火是利用燃料燃烧将化学能转化为内能；
（2）已知丁烷气体的质量和热值，利用Q放=mq得到完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量；
（3）根据效率的公式得到水吸收的热量，根据Q吸=cm△t可求水的质量．
【详解】
（1）丁烷气体燃烧时，此过程中的能量转化关系是将燃料的化学能转化为内能；
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：Q放=mq=0.1kg×7×107J/kg=7×106J；
（3）由题知，完全燃烧0.25kg的丁烷气体可以放出的热量：，
水吸收的热量：，
水的质量：．
2、（1）2.1×107J；（2）0.25m3；（3）50%．
【详解】
(1)水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2J/(kg)100kg(70)=2.1J.
(2)需要完全燃烧天然气的体积：Q放=qv,由于Q吸=Q放所以，V=0.25m3;
(3)太阳辐射产生的热量Q总=1.86J/(h)2.510h=4.2J.
该太阳能热水器的能量转化效率：10050．
3、100℃
【详解】
已知煤气热值为,燃烧煤气放出的热量为：
由题意得：
根据得，水温度变化为:
则燃烧这些煤气可供水升温，已知水的初温为，因为标准大气压下水的沸点为，所以水能升温至。
答：学校每天使用的煤气，可以将水温度烧到。
4、（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．
5、2.58×108J 7.8×107J 30.2%
【解析】
【分析】
（1）已知汽油的体积，利用密度公式变形可求得其质量；根据汽油的质量，利用Q＝mq可求得完全燃烧8L汽油所放出的热量；（2）根据W＝Fs可求得牵引力做功；然后利用η＝可求得它的发动机效率．
【详解】
(1)V＝8L＝8×10 3m3，由ρ＝mV可得,8L汽油质量：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×8×10 3m3＝5.6kg，完全燃烧8L汽油所放出的热量：Q＝mq＝5.6kg×4.6×107J/kg≈2.58×108J；
(2)汽车匀速行驶100km,牵引力做功：W＝Fs＝780N×105m＝7.8×107J，
发动机效率：η＝＝×100%≈30.2%.