2022年精品解析沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会月考试题（名师精选）（有解析）

沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会月考
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．橡胶手套 C．铅笔芯 D．陶瓷碗
2、如图所示，一根实验室中常用的玻璃棒与丝绸摩擦后，立即将该玻璃棒接触验电器的金属球，金属箔片张开。下列说法正确的是（　　）
A．两金属箔带上了异种电荷
B．该验电器可以检验物体带电种类
C．玻璃棒、金属球、金属杆、金属箔等均为导体
D．玻璃棒与丝绸摩擦后，丝绸所带的电荷为负电荷
3、下列物品中，通常情况下属于导体的是（　　）
A．塑料橡皮 B．玻璃水杯 C．橡胶手套 D．不锈钢尺
4、在电路中，绝缘体和导体一样重要。通常情况下，下列物体中属于绝缘体的是（　　）
A．橡胶 B．铜丝 C．保险丝 D．铁夹子
5、如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　）
A．光电池板是将太阳能转化为化学能
B．照明灯工作时，LED 灯是将内能转化为电能
C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电时，蓄电池将化学能转化为光能
6、关于能量转化，下列说法中正确的是（　　）
A．电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能
B．电风扇正常工作时，主要是将电能转化为内能
C．电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将机械能转化为电能
D．人造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器
7、在城市美化、亮化和家用电器等常使用发光二极管作为光源，制造发光二极管的主要材料是（　　）
A．导体 B．半导体 C．超导体 D．绝缘体
8、科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是（　　）
A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体
9、以下关于能量说法正确的是（　　）
A．如图蒸气将塞子喷出是通过热传递改变管内水蒸气的内能
B．如图小球在地面弹跳时的最高点越来越低说明能量在转化时不守恒
C．如图中钻木取火时动能转化为内能
D．如图核电站发电是将核能直接转化为电能
10、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
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、能量的转化和转移都是有______的，例如在热传递过程中，内能只能从______物体转移到______物体。
2、请阅读《压缩空气储能》并回答题
压缩空气储能
压缩空气储能技术，是一种新型的蓄能蓄电技术。2021年10月份，我国自主研发的首套最大发电功率，最大储能容量的先进压缩空气储能系统，在贵州毕节成功并网发电。电力专家把这个储能系统比喻成一个“超大号的充电宝”。
压缩空气储能系统包括储能过程和释能过程两个环节。储能过程是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入储能室进行储能。释能过程是当电力系统高峰负荷时，将高压空气释放，带动发电机发电，从而满足电力系统的调峰需要。
压缩空气储能发电与以往风电和光伏发电的方式相比，不受环境影响，发电稳定；压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，也不像燃料储能会燃烧，从而造成环境污染或带来安全隐患，因此压缩空气储能是一种比较比较安全、清洁的储能方式。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）位于贵州毕节的压缩空气储能系统，最大储能容量为___________；
（2）该压缩空气储能系统以最大功率发电1小时，发电量为___________；
（3）压缩空气储能与储气罐储能方式相比，优势是：___________；
（4）文中压缩空气储能系统利用“错峰”的方法达到了对资源进行合理的分配。请你类比该举措，举一个实际生活中相似的应用实例。（__）
3、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）]。
4、各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格。
能量转化 实例
示例 光能转化为化学能 植物进行光合作用
（1） ______ 用电热水壶烧水
（2） 机械能转化为电能 ______
5、汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为______。内能散失到空气中，此过程能量的总和______（选填“增大”、“不变”或“缩小”）；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，这是因为能量的转移和转化具有______性。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活.小明家的太阳能热水器吸热板面积S=3m2，水箱内装质量m=100kg的水.小明观察发现:这些水在t=10h时间内温度由20℃升高到80℃，查阅资料获知:当天当地的太阳辐射平均功率P0=1.68×106J/(m2·h)(太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能)，c水=4.2 x 103J/( kg·℃).求:
(1)水箱内所装的水吸收的热量Q1;
(2)吸热板吸收到的太阳辐射能量Q2;
(3)该太阳能热水器的能量转化效率η.
2、某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56 km，用时半小时 ．
(1)求该房车的行驶速度；
(2)已知这一过程消耗燃油1.5×10－2m3，则热机在这一过程中消耗的总能量是多少？(假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103 kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg)；
3、随着我国现代化进程加速，国家加大了对新能源汽车的推广力度。现有一辆质量为2t的国产品牌电动汽车，已知该车在水平公路上以20m/s匀速行驶5min，轮胎与地面总接触面积是0.04m2，行驶时受到的阻力是车重的0.03倍。（g＝10N/kg）求：
(1)这辆汽车静止时对地面的压强；
(2)在匀速行驶时电动汽车牵引力做功的功率；
(3)说出新能源汽车的优点。
4、有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如右表所示. 将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水.
型 号 JL—88
水容量/L 80
自身质量/kg 40
（1）无锡地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J. 若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？
（2）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？
5、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一、某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃。求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]
（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E；
（3）热水器把太阳能转化为水的内能的转换效率是多少？
（4）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E，相当于完全燃烧多少m3的天然气放出的热量？（天然气的热值q=7×107J/m3）
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、一般物质都是“热胀冷缩”的，物体受热时在长度方向上的膨胀叫线膨胀。下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（米） 温度升高（℃） 伸长量（厘米）
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
6 10
（1）该实验应该准备的两件主要测量仪器是______和______。
（2）请根据实验记录完成下列各题：
①比较实验序号______，可得结论：当原长和升高的温度相同时，固体的线膨胀程度与材料有关。
②比较实验序号1与2，可得到的初步结论是：______。
③为了继续验证上一问的结论，请在表格中实验序号6一行两空处填上相关的信息：______，______。
2、低碳排放,保护地球是当今世界的主题,2010年上海世博会企业馆内围绕这一主题发明的低碳环保产品琳琅满目,太阳电池就是其中的一种,它能够将太阳能直接转化为电能,从而实现碳的零排放．
(1)太阳能属于_________ (填“可再生”或“不可再生”)能源．
(2)有心的小强猜想太阳电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关,究竟有什么关系呢 为此他进行了如下探究．
探究设计:用太阳电池给手机电池充电．
所需器材:相同型号的太阳电池4个,相同型号的手机电池4块(电池电量已耗完),硬纸板1张,手表1块．
实验步骤:
a.用太阳电池在阳光充足光照强的地方给手机电池充满电,用时5 h;
b.在与a同一光照强度的地方用另一个太阳电池给另一块手机电池充电3 h,未能充满;
c.在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三个太阳电池接收面的一半,再给第三块手机电池充电5 h,未能充满;
d.用第四个太阳电池在背阴处给第四块手机电池充电5 h,未能充满．
根据小强的探究,请回答:
①比较步骤_________可以得出:光照强度及接收光照时间相同时,太阳电池发电量随接收光照面积增大而增大．
②比较步骤a和d,可以得出_________．
3、如图所示，把M、N分别跟废日光灯管中的钨丝和废灯泡灯芯（钨丝已断）连接，观察钨丝和灯泡灯芯加热前后电流表的示数变化情况，其中甲图中电流表的示数将_____（变大/变小/不变），此现象表明_____。乙图中电流表的示数将_____（变大/变小/不变），此现象表明_____。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
ABD．玻璃杯、橡胶手套和陶瓷碗都不容易导电，属于绝缘体，故ABD不符合题意；
C．铅笔芯容易导电，是导体，故C符合题意。
故选C。
2、D
【详解】
A．据验电器的原理可知，金属箔张开是因为同种电荷相排斥，故A错误；
B．验电器是根据同种电荷相斥的原理工作，可以检验物体是否带电，但无法判定带电的种类，故B错误；
C．玻璃棒不容易导电，玻璃棒属于绝缘体；金属球容易导电，属于导体，故C错误；
D．用丝绸摩擦过的玻璃棒因缺少电子而带正电，即玻璃棒失去了电子，部分电子转移到了丝绸上，丝绸得到电子而带负电，故D正确。
故选D。
3、D
【详解】
ABC．塑料橡皮、玻璃水杯和橡胶手套都不容易导电，都属于绝缘体，故ABC不符合题意；
D．不锈钢尺容易导电，是导体，故D符合题意。
故选D。
4、A
【详解】
A．橡胶不容易导电，是绝缘体，故A符合题意；
BCD．铜丝、保险丝和铁夹子容易导电，是导体，故BCD不符合题意。
故选A。
5、C
【详解】
A．光电池板是将太阳能转化为电能，而不是化学能，故A错误，不符合题意；
B．照明灯工作时，将电能转化为光能，故B错误，不符合题意；
C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能，故C正确，符合题意；
D．蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将化学能转化为光能，故D错误，不符合题意。
故选C。
6、D
【详解】
A．电暖气正常工作时，利用电流的热效应将电能转化为内能使周围温度升高，故A错误；
B．电风扇正常工作时，将电能转化为机械能，带动扇叶转动，故B错误；
C．电动汽车在行驶过程中，将电能转化为机械能，故C错误；
D．造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器，故D正确。
故选D。
7、B
【详解】
按照物质的导电性能来分，材料有导体、绝缘体和半导体之分，制成发光二极管的主要材料是半导体，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8、B
【详解】
芯片主要是由半导体材料制成的。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9、C
【详解】
A．图中试管内的水蒸气将塞子喷出时，水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少，温度降低，即通过做功的方式改变管内水蒸气的内能，故A错误；
B．图中小球在地面弹跳时的最高点越来越低，是因为小球需要克服阻力做功，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B错误；
C．图中钻木取火时，消耗机械能，获得内能，是将机械能转化为内能的过程，故C正确；
D．图中核电站将核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能最后转化为电能，故D错误。
故选C。
10、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。
二、填空题
1、方向性 高温 低温
【详解】
[1][2]能量的转移和能量的转化都是有方向性的，只能自发地由一个物体转移给另一个物体或者由一种形式转化为另一种形式。如在热传递过程中，内能只能从高温物体转移到低温；如果要让内能从低温物体转移到高温物体，就要消耗其他形式的能量，例如：冬天，利用空调取暖，就要消耗电能。
2、 不会漏气 修建水坝储水
【详解】
（1）[1]根据原文对压缩空气储能技术的介绍，压缩空气储能系统最大储能容量为。
（2）[2]由题意，最大发电功率，发电1小时所产生的电能为
（3）[3]压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，故压缩空气储能与储气罐储能方式相比，是不会漏气。
（4）[4]雨季河水水流量较大，发电用不完，枯水季节，水流量不足，于是人们修建拦河大坝，雨季河水水流量较大时，将水能储存起来，枯水季节可以发电。
3、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。
4、电能转化为内能 风力发电机发电
【详解】
（1）[1]用电热水壶烧水时消耗电能，水的内能增大，温度升高，所以用电热水壶烧水将电能转化为内能。
（2）[2]风力发电机发电时，通过发电机，将风的机械能转化为电能。
5、内能 不变 方向
【详解】
[1][2]据能量的守恒定律可知，能量不会无缘无故产生和消失，汽车刹车的过程，通过做功，将机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的。
[3]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，能量的转移和转化的过程中能量可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行，因此能量的转化和转移具有方向性。
三、计算题
1、（1）2.52×107 J；（2）5.04×107 J；（3）50%
【详解】
（1）根据题意知道，水箱内水的质量是：m=100kg ，在t=10h时间内温度由20℃升高到80℃，所以，水箱内所装的水吸收的热量是：
Q1 =cm（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg ℃）×100kg×（80℃-20℃）=2.52×107 J.
（2）吸热板吸收到的太阳辐射能量是：
Q2= P0St= 1.68×106 J/（m2 h）×3m2 ×10h=5.04×107 J
（3）该太阳能热水器的能量转化效率是：
η=Q1/Q2×100%=2.52×107J/5.04×107J×100%=50%.
【点睛】
本题考查的是太阳能热水器中的热量计算，要求熟练的应用相关的吸热公式和效率公式等，难度不大．
2、 (1) 112 km/h (2) 5.4×108 J
【解析】
（1）该房车行驶的速度v=s/t=56km/0.5h=112km/h；（2）消耗燃油的质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×1.5×10－2m3=12kg，消耗的总能量为Q=mq=12kg×4.5×107J/kg=5.4×108J．
3、 (1) 5×105Pa；(2) 1.2×104W；(3)新能源汽车的优点：污染小、效率高、噪声低等。
【详解】
解：(1)这辆汽车静止时对地面的压力
这辆汽车静止时对地面的压强
(2)因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动汽车的牵引力
在匀速行驶时电动汽车牵引力做功的功率
(3)新能源汽车的优点：污染小、效率高、噪声低等。
答：(1)这辆汽车静止时对地面的压强为5×105Pa；
(2)在匀速行驶时电动汽车牵引力做功的功率为1.2×104W；
(3)新能源汽车的优点：污染小、效率高、噪声低等。
4、（1）3.36×107 J；60℃；（2）0.8kg
【详解】
分析：（1）首先计算1.5m2每小时接收的太阳能，然后乘以每天日照时间按8h，就可计算出一天中接收的太阳能；一天中接收的太阳能乘以效率就是被水吸收的热量，最后根据热量的变形公式，计算升高的温度．
（2）求出了一天中接收的太阳能，根据E=Q放=mq的变形公式来计算燃烧煤气的质量．
解答：解：
（1）一天中接收的太阳能：
E=2.8×106J/（m2 h）×1.5m2×8h=3.36×107J，
Q吸=ηE=60%×3.36×107J=2.016×107J，
∵Q吸=cm△t，m=ρV=1×103kg/m3×80×10-3m3=80kg，
∴△t==60℃；
（2）由题知，E=Q放=mq=3.36×107J，
m==0.8kg．
答：（1）一天中接收的太阳能（E）约为2.016×106J；这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高60℃．
（2）需要完全燃烧0.8kg煤气．
5、（1）8.4×106J；（2）2.1×107J；（3）40%；（4）0.3m3
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(46℃-26℃)=8.4×106J
（2）热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能
E=5×4.2×106J=2.1×107J
（3）热水器的转换效率是
η==40%
（4）根据题意知
Q放=E=2.1×107J
则需要完全燃烧的天然气
V=
答：（1）热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能是2.1×107J；
（3）热水器把太阳能转化为水的内能的转换效率是40%；
（4）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E，相当于完全燃烧0.3m3的天然气放出的热量。
四、实验探究
1、刻度尺 温度计 2与5（或3与4） 当材料和升高的温度相同时，原长越长，固体的线膨胀程度越大 铝 3
【详解】
（1）[1][2]实验过程中，需要利用温度计测量物体温度，利用刻度尺测量物体长度。
（2）①[3]实验2、5中，原长和升高的温度均相同，材料不同，固体的线膨胀也就不同。
②[4]分析实验1和2中的数据可得，固体的线膨胀与物体的长度有关，当材料和升高的温度相同时，原长越长，固体的线膨胀程度越大。
③[5][6]探究固体的线膨胀和物体原长的关系，就要控制材料、升高的温度一定而物体的长度不同，故利用5、6实验数据进一步验证，即材料为铝，原长是3。
2、可再生 a、c 接收光照面积及接收光照时间相同时,太阳电池发电量随光照强度的减弱而减小(增强而增大)
【分析】
太阳能分布广阔，获取方便，不会造成环境污染，是一种清洁、无污染的可再生能源；太阳电池发电量可能与多个因素有关，在研究它们之间的关系时要采用控制变量法进行分析解答．
【详解】
(1)太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用；
(2) ①当研究太阳电池发电量与接收面积的关系时，需要控制光照强度和接收光照时间相同，即题干中的a、c符合题意；
②由a、d可知，当接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间相同时，太阳电池发电量随光照强度减弱而减小(增强而增大)．
3、变小 灯丝电阻随温度升高而升高 变大 导体和绝缘体之间没有绝对界限
【详解】
[1][2]用酒精灯给钨丝加热，则钨丝温度升高，电阻变大，电路中电流减小，则电流表示数变小，说明灯丝电阻随温度升高而升高；
[3][4]灯泡灯芯的钨丝已断，给其加热一段时间后电流表中会有示数，说明钨丝已断的灯芯也能导电，由绝缘体变为导体，说明导体和绝缘体之间没有绝对界限。