必考点解析苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展专项测评练习题（含详解）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展专项测评
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、有人设想的“永动机”如图所示，下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　）
A．该装置转动时能量不守恒
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
2、防控“新冠疫情”，检测体温和佩戴口罩是重要的措施。关于测温仪和口罩，下列说法正确的是（　　）
A．测温仪的电子元件都是由导体材料制成
B．测温仪工作时电池将化学能全部转化为电能
C．口罩中间层熔喷布始终带有静电，则熔喷布属于绝缘体
D．新型冠状病毒可通过飞沫传播，飞沫的运动是分子运动
3、他一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础，我们为了纪念他，将他的名字命名为下列哪个物理量的单位（　　）
A．电阻 B．能量 C．电功率 D．电压
4、下列对有关现象的描述，正确的是（　　）
A．水蒸气冲开橡胶塞，是将机械能转化为内能
B．寒冷的冬天人们常搓手，是利用热传递的方式改变内能
C．发光二极管是利用金属的导电性制成的
D．云层中的闪电是云层之间摩擦产生的电荷
5、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
6、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
7、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
8、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
9、关于能源、信息与材料，下列说法正确的是（　　）
A．核电站核反应堆发生的链式反应，速度是可以控制的
B．若用超导材料制造电烤火炉，发热效率更高
C．5G和4G通讯信号的电磁波在真空中传播的速度不相等
D．化石能源和风能都属于可再生能源
10、人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能。太阳能转化为其他形式能的方式有三种：光热转换、光电转换和光化转换。也就是说，目前人们无法直接将太阳能转化为（ ）
A．机械能 B．内能 C．化学能 D．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、如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同。小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来。小轮从高到低滚动过程中______对其一定做了功。正常运行时，______能转化为小轮的______能。
2、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 ______
3、小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。
4、随着智能手机的普及，人们的聊天方式也不断推陈出新，由于智能手机的待机时间很短，因此需要经常充电，当给电池充电时是将______能转化成______能。
5、如图所示，用酒精灯给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
（1）酒精燃烧过程中能量的转化情况是 ______；
（2）酒精灯给水加热是通过 ______方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 ______（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）水蒸气将木塞推出的过程与内燃机 ______冲程的原理相同；在内燃机能量损失中，______带走的能量最多。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，如汲水的桔槔（如图甲所示）。人们在竖立的架子上支起一根长直杆，直杆的一端用绳子悬挂水桶，另一端用绳子悬挂石块作为配重。人用力向下拉绳，将桶放入井内打水，放手后这桶水在配重的作用下被向上提起。将桔槔的直杆、支架、水桶、配重这个整体看作一个系统，当系统内只有重力或弹力做功时，系统内物体的动能和势能发生相互转化，但系统的机械能总量保持不变，这个规律叫机械能守恒定律。 其中动能用“Ek”表示， ；重力势能用“Ep”表示， 。 如图乙所示是桔槔的简化示意图，将直杆看作是绕支点 O 转动的杠杆，其 A 点悬挂水桶，B 点悬挂配重。若 OA＝2OB，当水桶装满水时，水和桶的总质量 m=15kg。若不计杠杆自重、摩擦及空气阻力，g 取 10N/kg，求：
(1)水和桶受到的总重力；
(2)若杠杆刚好能在水平位置平衡，配重的质量；
(3)水桶上升 1m，水和桶的重力势能增加了多少J；
(4)将配重更换为 40kg 后，用手将杠杆保持在水平位置静止，松手后杠杆随即顺时针转动。整个过程配重未触地，水未溢出。请计算当配重下降 0.5m 时，水桶运动的速度。
2、天然气灶使用方便、经济环保.如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为4kg、温度为20 ℃的水加热至沸腾，大约需要12 min，已知天然气的热值为3.5×107 J/m3.求：
(1)水吸收的热量；
(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气。
3、商丘人傍晚时分碰面时，常说的一句话是“喝茶了吗？”表示的意思是在问对方：“吃过晚饭吗？”想减肥的胖人晚餐实际上“喝茶”就行。小华身体肥胖就是晚餐吃的多，他的晚餐主食经常食用3个馒头（约200g），学习时还要再吃一袋方便面（100g）。如表所示是我们生活中常见主食提供的能量。
（1）食物也是一种“燃料”，在人体内燃烧时_____能转化为_____能。
（2）这顿晚餐主食能为他提供能量是多少焦？（__________）
（3）一般我们洗淋浴时将温度调到40℃左右，若小华午餐食物提供的能量全部用来加热水，这些能量大约可以让多少kg的水从30℃升高到40℃？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）] （__________）
食物名称 每百克食物提供的能量/kJ
米饭 479
玉米 1407
馒头 985
方便面 1978
4、某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶，汽车发动机的功率为63kW，8min消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg，求：（注意单位换算）
（1）汽车发动机所做的有用功？
（2）燃油完全燃烧放出的热量？
（3）汽车发动机的效率是多少？
5、风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电?有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久．
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池扳将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率．
（1）风力发电机是根据______原理发电的，利用风力发电时，是将______能转化为电能
（2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为______W
（3）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W此时风速为______m/s．
（4）充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为100W时，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电的时间不能超过______h
（5）某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯的规格为“12V、70 W”路灯共1000盏，每天正常工作10 h，则一天消耗的电能为______kW h
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【详解】
A．该装置转动时由于存在摩擦因素，机械能不守恒，但总的能量是守恒的，故A错误；
B．如果没有能量补充，机械能会逐渐变小，装置最终会停下来，故B正确；
C．根据能量守恒定律，会有一部分能量转化为内能，因此，装置不能一直转动下去，故C错误；
D．装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，动能发生改变，有重力势能和动能的转化，故D错误。
故选B。
2、C
【详解】
A．测温仪的电子元件是由半导体材料制成，故A错误；
B．测温仪工作时电池对外供电时，将化学能部分转化为电能，故B错误；
C．口罩中间层熔喷布始终带有静电，则熔喷布不容易导电，属于绝缘体，故C正确；
D．新型冠状病毒可通过飞沫传播，飞沫不属于分子，其运动不是分子运动，故D错误。
故选C。
3、B
【详解】
一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础的物理学家是焦耳。
A．电阻的单位是欧姆，故A不符合题意；
B．焦耳是功和各种能量的单位，故B符合题意；
C．电功率的单位是瓦特，故C不符合题意；
D．电压的单位是伏特，故D不符合题意。
故选B。
4、D
【详解】
A．水蒸气冲开橡胶塞，是将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，故A错误；
B．寒冷的冬天人们常搓手，双手摩擦时双手克服摩擦力做功，是利用做功的方式改变内能，故B错误；
C．发光二极管是利用半导体制成的，它具有单向导电性，故C错误；
D．云层中的闪电是云层之间摩擦产生的电荷，故D正确。
故选D。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、A
【详解】
A．核电站是核裂变的应用，核反应堆中发生的链式反应，速度是可以控制的，故A正确；
B．超导体是指某些材料当温度降低某个值时，电阻变为0，由于其电阻为0，由焦耳定律可知，电流经过超导体时不会发热，故B错误；
C．5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是3×108m/s，故C错误；
D．化石能源是经过漫长的岁月由太阳能转化而成的能源，不能短时间补充，所以是不可再生能源，故D错误。
故选A。
10、A
【详解】
光热转换是把光能转化为内能，光电转换是把光能转化为电能，光化转换是把光能转化为化学能。也就是说，目前人们无法直接将太阳能转化为机械能。A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、重力、摩擦力 电 机械
【详解】
[1]小轮从高到低滚动过程中受到竖直向下的重力，小轮也在竖直方向上移动了距离，所以重力对小轮做功；同时小轮受到摩擦力的作用，摩擦力也对小轮做了功。
[2]关掉电源后，小轮逐渐停下来，是因为小轮受到摩擦力的作用，小轮的机械能转化为内能，机械能逐渐减小。
[3]当通电时小轮能运动到相同高度，说明电能转化为机械能，即在小轮正常运行时电能转化为小轮的机械能。
2、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。
3、太阳能（光能）转化为电能 化学能转化为电能
【详解】
[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。
4、电 化学
【详解】
[1][2]手机充电过程中，消耗了电能，消耗的电能转化成了化学能被存储在电池里，所以是将电能转化为化学能的过程。
5、化学能转化为内能 热传递 减小 做功 废气
【详解】
（1）[1]酒精灯燃烧过程将化学能转化为内能。
（2）[2]用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增加的。
[3]软木塞冲出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小。
（3）[4][5]木塞被推出时，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与内燃机做功冲程的原理相同；热机的各种损失中，废气的温度较高，废气带走的能量最多。
三、计算题
1、 (1)150N；(2)30kg；(3)150J；(4)2m/s
【详解】
(1) 水和桶受到的总重力为
(2) 根据杠杆平衡条件可得配重的重力为
配重的质量为
(3) 水和桶的重力势能增加了
(4)配重减少的重力势能转化为桶和配重的动能以及桶的重力势能，所以
由于 OA=2OB，所以
于是
答：(1)水和桶受到的总重力为150N。
(2)若杠杆刚好能在水平位置平衡，配重的质量为30kg。
(3)水桶上升 1m，水和桶的重力势能增加了150J 。
(4)当配重下降 0.5m 时，水桶运动的速度为2m/s。
2、（1）1.344×106 J （2）0.064 m3
【详解】
(1)根据热量的计算公式，可知道水吸收的热量为
(2)烧开这壶水需要吸收的热量为，那天然气完全燃烧放出的热量为
根据热值的计算公式，可以知道烧开这壶水需要天然气为
答：(1)水吸收的热量为；(2)烧开这壶水需要的天然气体积为。
3、化学 内 2.963×106J 70.5
【详解】
解：（1）食物也是一种“燃料”，在人体内燃烧时发生化学反应，将化学能转化为内能。
（2）这顿晚餐主食能为他提供能量
（3）由题意可知，水吸收的热量
由 可得，加热水的质量
答：（1）食物也是一种“燃料”，在人体内燃烧时化学能转化为内能；
（2）这顿晚餐主食能为他提供能量是2.963×106J；
（3）这些能量大约可以让70.5kg的水从30℃升高到40℃。
4、 (1)3.024×107J；(2)7.56×107J；(3)40%
【详解】
(1)发动机所做的有用功
(2)燃油的质量
燃油完全燃烧放出的热量
(3)汽车发动机的效率
答：(1)汽车发动机所做的有用功为3.024×107J；(2)燃油完全燃烧放出的热量为7.56×107J；(3)汽车发动机的效率是40%。
5、电磁感应 机械能 80 6 14.4 700
【详解】
(1)[1][2]风力发电机是根据电磁感应原理发电的,，利用风力发电时，是将机械能(风能)转化为电能；
(2)[3]电池板吸收的太阳能的功率：
P=1000W/m2×0.5m2=500W，
太阳能电池板的输出功率：
P′=16%×500W=80W；
(3)[4]根据题意可知：
=
所以风速：
v===6m/s，
(4)[5]∵P=UI，
∴I=，
使用时放电至余留20%停止电能输出,放电量：
Q=150Ah×(1 20%)=120Ah，
放电时间：
t===14.4h.
(5)[6] 一天消耗的电能为：
W=Pt=701000。