2022年最新精品解析沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会同步训练试题（Word版含解析）

沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会同步训练
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、下列物品中，通常情况下属于导体的是（　　）
A．玻璃杯 B．陶瓷碗 C．不锈钢勺 D．干木棒
2、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
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、下列各组物质，通常情况下均属于导体的是（　　）
A．空气、盐水、橡皮 B．油、陶瓷、人体
C．人体、大地、盐水 D．陶瓷、空气、油
5、在城市繁忙的十字路口，当红绿灯发生故障时，交通部门会运来如图所示的可移动式红绿灯临时指挥交通，保证车辆及行人的安全。下列有关说法中正确的是（　　）
A．红、绿灯是发光二极管，主要制造材料为超导体
B．太阳能电池板工作时将电能转化为太阳能
C．白天，蓄电池储能过程中，蓄电池相当于电路中的电源
D．红灯与绿灯交替发光，它们连接方式为并联
6、如图用酒精灯对废灯泡灯芯加热一段时间后，演示电流计的示数变大，该实验表明（　　）
A．随着温度的升高，玻璃由绝缘体变成导体
B．室温时玻璃为导体，常温时玻璃为绝缘体，所以玻璃为半导体
C．通电时间越长，玻璃电阻越小，电流越大
D．以上说法都有道理
7、如图所示物品中，通常情况下属于导体的是（　　）
A．橡胶棒 B．塑料梳子
C．金属勺子 D．体温计
8、下列物品中属于导体的是（　　）
A．干木头 B．硬币 C．塑料杯 D．柴油
9、关于导体和绝缘体，下列说法中正确的是（　　）
A．金属、大地、陶瓷都是导体
B．绝缘体不易导电是因为绝缘体中没有自由电荷
C．导体比绝缘体用处更大
D．导体和绝缘体间没有绝对界限，有些绝缘体在一定的条件下可能变为导体
10、如图所示，先后将不同材料接在电路的 A、B两点间，闭合开关，能使小灯泡发光的是（　　）
A．铅笔芯 B．干木条 C．塑料棒 D．橡胶
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、运载“嫦娥四号”探测器的火箭以液态氢为燃料，是因为氢的______（热值/比热容）大；探测器上装有太阳能电池板是将太阳能转化为______能；“玉兔二号”月球车从“嫦娥四号”“走”下来，月球车重力势能______（变大/变小/不变）。
2、科技落后，就要受制于人。美国对中国科技公司进行封锁制裁，限制华为等中国公司获取芯片。十四五规划提出：把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是_________；“石墨炸弹”号称电力杀手，将石墨纤维涂覆在电力设备上，可破坏它们原有的绝缘性能，是电力设施受损难以修复，由此可知，石墨是_______（均选填“导体”“半导体”“绝缘体”）。
3、如图是选自人教版物理教材中的几个物理实验，请观察后回答以下问题：
（1）图甲实验：把玻璃板抽出，过一会两瓶的颜色一样了，说明______；
（2）图乙实验：磨平的铅块能吊起重物，说明______；
（3）图丙实验：活塞迅速压下沾有乙醚的棉花燃烧起来，说明______；
（4）图丁中：水蒸气将塞子冲出去时，其中的能量转化是______。
4、风力发电机将机械能转化为______，若一台风力发电机一天发电9.2×109 J，这些能量相当于完全燃烧______ kg的汽油放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）。
5、有一铁块，它的质量为0.25kg，合 ___________g，它在高温下熔化成铁水后，质量将 ___________（选填：“变小”、“不变”、“变大”）。铁在常温下：①是固体；②呈银白色；③在潮湿的空气中易生锈，以上信息属于铁的物理性质的是 ___________（以上两空均选填序号）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某研究小组为了测量垂直于太阳光的面积为1m2的物体表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少，用某太阳能热水器做实验。已知该太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积是2m2，太阳能热水器内的水的质量为50kg,水的初温为20℃，经过1750s的时间后温度上升到30℃，己知水的比热容为c水= 4.2×103 J/(kg ℃ )求:
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳
(2)垂直于太阳光的1m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳
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/L 吸热板面积/m2 水升高的温度/℃ 太阳辐射功率/J·（m2·h）-1
10 100 2.5 50 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）求装满水时水的质量。
（2）水在10h内吸收的热量。
（3）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8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（4）该太阳能热水器的能量转化效率。
3、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h内投射到面积上的太阳能．补充说明：太阳能热水器，它的吸热板面积为，内装100L水，太阳每小时辐射到面积上的热量是，这些水在10h内由升高到．求：
水在10h内吸收的热量；
如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少的天然气；天然气的热值为该太阳能热水器的能量转化效率．
4、当今太阳能热水器已经在广大城乡用得非常普遍了，如图所示；已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100kg水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
（1）太阳能热水器是将太阳能转化为______能；
（2）在此过程中，水吸收了多少热量？______
（3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？______
5、人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等．太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2,每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、晓云在家用电热水壶烧水时，想研究电热水壶加热水时的热效率是多少。现提供图示器材：电能表、电热水壶、数显温度计、水、烧杯、电子秤。（水的比热容为c）
(1)电热水壶工作时主要是将 ___________ 能转化为 ___________ 能。
(2)请帮晓云设计实验步骤，测量电热水壶加热水时的热效率 ___________ 。
2、在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置．
（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的_____相同．
（2）小车所受阻力越小，运动距离越远．如果运动的物体在_____的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去．300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论．
（3）实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1___P2．（填“＞”、“=”或“＜“）
3、一般物质都有“热胀冷缩”的性质，物体受热时在长度方向上的膨胀叫线膨胀。表是某探究小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录（铜、铝线的横截面积相同）。
实验序号 材料 原长/m 温度升高/℃ 伸长量/mm
1 铜 1 10 0.19
2 铜 2 10 0.38
3 铜 1 30 0.57
4 铝 1 30 0.69
5 铝 2 10 0.46
请根据实验记录完成下列各题
（1）比较实验序号1与2可得到的初步结论是：当材料和升高的温度相同时，固体线膨胀的长度与___________有关。
（2）比较实验序号1与3可得到的初步结论是：当材料和原长相同时，固体线膨胀的长度与___________有关。
（3）比较实验序号_______，可得初步结论：当原长和升高的温度相同时，固体的线膨胀与材料有关。
（4）通过以上实验，你能初步判断，在相同条件下，铝的线膨胀程度比铜___________（显著/不显著）。如图所示，是一个由铜铝组成的双金属片，在30℃时是平直的，则在80℃时，双金属片将弯向___________（铝/铜）。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．玻璃杯的材料是玻璃；属于绝缘体；故A不符合题意；
B．陶瓷碗的材料是陶瓷，属于绝缘体；故B不符合题意；
C．不锈钢尺的材料是金属，属于导体；故C符合题意；
D．干木棒不易导电，属于绝缘体；故D不符合题意；
故选C。
2、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。
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、C
【详解】
A．空气、盐水容易导电，属于导体，而橡皮不容易导电，属于绝缘体，故A不符合题意；
B．油、陶瓷不容易导电，属于绝缘体，而人体容易导电，属于导体，故B不符合题意；
C．人体、大地、盐水容易导电，属于导体，故C符合题意；
D．陶瓷、油、干燥的空气不容易导电，属于绝缘体，故D不符合题意。
故选C。
5、D
【详解】
A．制造发光二极管的主要材料是半导体，其具有单向导电性，故A错误；
B．太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能转换成电能的装置，即其可以将太阳能转换为电能，故B错误；
C．蓄电池储能过程中，会将电能转换为化学能，这是其相当于用电器，故C错误；
D．红灯与绿灯可以单独工作，说明二者是并联的，故D正确。
故选D。
6、A
【详解】
A．实验中用酒精灯对废灯泡芯加热一段时间后，演示电流计的示数由小变大玻璃导电性能变强，这个实验表明废灯泡的灯芯是玻璃，在常温下是绝缘体，不容易导电，但加热到一定的温度时会变成导体，故A符合题意；
B．高温时玻璃为导体，常温时玻璃为绝缘体，但玻璃不是半导体，故B不符合题意；
C．玻璃电阻大小与温度有关，与通电时间长短无关，故C不符合题意；
D．综上分析可知，故D不符合题意。
故选A。
7、C
【详解】
ABD．橡胶棒、塑料梳子、体温计（指玻璃外壳），通常情况下它们不容易导电，都属于绝缘体，故ABD不符合题意；
C．金属勺子是金属制品，容易导电，属于导体，故C符合题意。
故选C。
8、B
【详解】
ACD．干木头、塑料杯和柴油都不容易导电，属于绝缘体，故ACD不符合题意；
B．硬币容易导电，属于导体，故B符合题意。
故选B。
9、D
【详解】
A．金属、大地是导体，陶瓷是绝缘体，故A错误；
B．绝缘体不易导电是因为绝缘体内部几乎没有自由电荷，故B错误；
C．导体是有用的，绝缘体也是有用的，故C错误；
D．导体和绝缘体间没有绝对的界限，有些绝缘体在一定条件下可以变为导体，如玻璃在常温下是绝缘体，在红炽状态下是导体，故D正确。
故选D。
10、A
【详解】
A．将铅笔芯接在电路的 A、B两点间，闭合开关，能使小灯泡发光，因为铅笔芯属于导体，故A符合题意；
BCD．干木条、塑料棒、橡胶都不容易导电，属于绝缘体，接入A、B间灯泡不能发光，故BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、热值 电 变小
【详解】
[1] 火箭以液态氢为燃料，在质量相同的情况，氢完全燃烧放出的热量要比其它燃料多得多，这主要是因为氢的热值大。
[2]大阳能电池的工作过程中，吸收太阳能，将太阳能转化为电能。
[3]重力势能的大小与质量、高度有关，“玉兔二号”月球车从“嫦娥四号”“走”下来，在质量不变的情况下，高度变小，故重力势能变小。
2、半导体 导体
【详解】
[1]常见的半导体材料有：硅、锗、砷、镓等，芯片是指含有集成电路的硅片，是半导体硅制成的。
[2]因为石墨是导体，石墨絮状物使电路短路，使供电系统遭到破坏。
3、分子在不停地做无规则运动 分子之间存在引力 做功可以改变物体的内能 内能转化为机械能
【详解】
（1）[1]把玻璃板抽出，过一会两瓶的颜色一样了，即空气与二氧化氮彼此进入对方，相互混合发生了扩散现象，即说明分子在不停地做无规则运动。
（2）[2]由分子动理论知道，分子之间同时存在相互作用的引力和斥力，而磨平的铅块能吊起重物，说明分子之间存在引力。
（3）[3]活塞迅速压下沾有乙醚的棉花燃烧起来，棉花的温度升高，说明压缩气体做功，使气体内能增大，即机械能转化为内能。
（4）[4]水蒸气将塞子冲出去时，说明水蒸气的内能转化为了塞子的机械能，所以能量转化为内能转化为机械能。
4、电能 200
【详解】
[1]风力发电机将机械能转化为电能。
[2]汽油完全燃烧需要放出的热量
由得完全燃烧汽油的质量
m=
5、250 不变 ①②
【详解】
[1]根据单位换算得
[2]质量是物体的一种属性，它不随物体的形状、位置、温度和状态的改变而改变，将它熔化成铁水是状态变了，但铁块所含铁的多少没有改变，所以其质量不会改变。
[3]铁的物理性质是：①是固体、②呈银白色；铁的化学性质是：③在潮湿的空气中易生锈。
三、计算题
1、 (1)2.1×106 J；(2)1200 J
【详解】
(1)水吸收的热量：
Q=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（30℃-20℃）=2.1×106 J；
(2)接收到的太阳能
W光==4.2×106 J；
每平方米接收的太阳能
W==2.1×106 J/m2；
垂直于太阳光的1m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是：
W0==1200J/（m2·s）
答：(1)太阳能热水器内的水吸收的热量是2.1×103 J；
(2)垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是1200 J。
2、（1）100kg；（2）2.1×107J；（3）0.25m3；（4）50%
【详解】
解：（1）装满水时，水的体积等于热水器的装水量
V＝V容＝100L＝0.1m3
水的质量
m＝ρV＝1×103kg/m3×0.1m3＝100kg
（2）水在10h内升高的温度为50℃，水吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃＝2.1×107J
（3）天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收，即
Q放＝Q吸＝2.1×107J
完全燃烧天然气的体积
V==0.25m3
（4）热水器吸收太阳能的热量为
Q太＝1.68×106J/(m2·h)×2.5m2×10h＝4.2×107J
太阳能热水器能量转化效率为
答：（1）装满水时水的质量为100kg；
（2）水在10h内吸收的热量为2.1×107J；
（3）需要完全燃烧0.25m3的天然气；
（4）太阳能热水器的能量转化效率为50%。
3、；；．
【详解】
(1)太阳能热水器内水的体积：V=100L=100dm3=0.1m3，
由ρ=可得，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg，
则水吸收的热量：Q吸=cm(t t0)=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(70℃ 20℃)=2.1×107J，
(2)由题意可知，天然气完全燃烧释放的热量：Q放=Q吸=2.1×107J，
由Q放=Vq可得，需要天然气的体积：V′===0.25m3；
(3)10h太阳能热水器吸收的太阳能：Q总=1.68×106J/(m2 h)×2.5m2×10h=4.2×107J，
该太阳能热水器的能量转化效率：η=×100%=×100%=50%.
4、内 1.26×107J 30%
【详解】
解：（1）太阳能热水器是将太阳能转化为内能。
（2）在此过程中，水吸收的热量
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（38℃﹣8℃）＝1.26×107J
（3）热水器的效率
η＝×100%＝30%
答：（1）太阳能热水器是将太阳能转化为内能；
（2）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；
（3）该热水器的效率是30%。
5、60℃
【详解】
因为光照6h，太阳能热水器接收的太阳能为：W太阳能=2.5J/(h =4.5J，
又因为热水器接收的太阳能有42%转化为水的内能，所以水吸收的热量为：=W太阳能=424.5=1.89J，
所以质量为100kg的水升高的温度为：=45，
所以水的末温为：t2=t1+t=15+45=60．
四、实验探究
1、电能 内 见解析
【详解】
(1)[1][2]电热水壶内部电阻丝，主要将电能转化为内能。
(2)[3]①在烧杯中倒入部分水，测出此时温度为t1，测出质量m1；
②将烧杯中的部分水倒入电热水壶，并测量烧杯和剩余水的质量m2；
③仅在家庭电路中接通热水壶加热一段时间，记录电能表示数变化为W电以及热水壶中水的温度t2；
④电热水壶加热水时的热效率为
2、速度 不受任何阻力 ＞
【详解】
（1）实验中，每次都让小车从同一个斜面的相同位置由静止开始滑下，是为了使小车到达斜面底端时具有相同的速度，这是控制变量法的要求．
（2）由实验现象可知，图中小车在不同材料表面滑行时，水平面粗糙程度越小，小车受到的阻力越小，小车运动的越远．
在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动物体不受任何阻力的理想情况下，它将保持匀速直线运动．
（3）因小车达到水平面时初速度相同，小车的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功，故小车在棉布、木板表面上克服阻力做功相等，即W1=W2；但在木板表面滑行时间长，根据知木板表面功率小，棉布表面功率大，即则P1＞P2．
点睛：难点是最后一问的理解，小车达到水平面时初速度相同，即动能相同，小车静止时，动能全部做功转化为内能，即在不同表面上做的功相同，而运动时间不同，所以根据做功的公式可比较功率的大小．
3、原长 升高的温度 3、4 显著 铜
【详解】
（1）[1]比较实验序号1与2可知：材料、温度相同，原长不同，伸长量不同，当材料和升高的温度相同时，固体线膨胀的长度与原长有关。
（2）[2]比较实验序号1与3可知：材料、原长相同，升高温度不同，伸长量不同，当材料和原长相同时，固体线膨胀的长度与升高的温度有关。
（3）[3]由3、4可知，当原长和升高的温度相同时，铜和铝的伸长量不同，即当原长和升高的温度相同时，固体的线膨胀与材料有关。
（4）[4]由表格3、4可知，铝的线膨胀程度比铜显著。
[5]在温度升高时，由于铝的热膨胀比铜显著，所以双金属片会向铜片那边弯曲。