精品解析2022年最新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试试卷（无超纲带解析）

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、关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（ ）
A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能
B．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能
C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能
D．电热水器给水加热时，效率可以达到100%
2、水是生命之源，保护水资源、节约用水是我们义不容辞的责任。下列做法不能节约用水的是（　　）
A．淋浴擦肥皂时暂时关上喷头 B．洗衣后的水用来拖地
C．水龙头坏了，立即进行修理 D．用水管不间断地冲洗汽车
3、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
4、2020年11月24日，我国搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，液氢是长征五号运载火箭的主要燃料之一，其热值q氢=1.4×108J/kg，下列说法正确的是（　　）
A．用液氢作为燃料，是因为其热值大
B．火箭升空过程中，液氢的热值不断减小
C．燃烧5g液氢产生7×108J的热量
D．液氢燃烧过程是内能向机械能转化
5、在进行如图所示的实验或有关装置工作时，由机械能转化为内能的是（　　）
A． B． C． D．
6、 “电闪雷鸣”这一自然现象中，没有涉及到的能量形式（　　）
A．电能 B．声能 C．电磁能 D．核能
7、如图是胡老师做的“静电章鱼”实验，已知毛皮比塑料更容易失去电子。用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑料丝往空中抛出后，将塑料管放在下面，此时塑料丝散开静止在空中，形状像章鱼。下列分析不正确的是（　　）
A．塑料管经毛皮摩擦得到电子后带负电
B．塑料丝间带同种电荷相互排斥而像章鱼状
C．塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
D．塑料丝与毛皮摩擦时发生了机械能和电能之间的相互转换
8、下列对能量的说法中错误的是（　　）
A．能量的转化和转移过程中，总的能量不变
B．做机械运动的物体具有能量
C．利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程
D．我们使用各种家用电器，就是把其他各种形式的能量转化成电能
9、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
10、下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（　　）
A．太阳能、地热能、核能都是可再生能源
B．原子弹是根据可以控制的核聚变工作的
C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源
D．能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源
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、为了缓解电力紧张，海南昌江推进核电站的建设，核电站利用核能的途径是可控制的核______（选填“裂变”或“聚变”），核能属于______（选填“可”或“不可”）再生能源。
2、如图所示，某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示，此时的能量转化是______；若飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每秒共经历了______个冲程；汽油机散热常用水作为冷却剂，这是利用了水的______较大的性质。汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明______。
3、2020年6月23日，我国北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射。卫星使用太阳能电池板供电，太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；北斗卫星导航系统通过发射和接收________（选填“电磁波”或“超声波”），将为全球用户提供全天候、全天时的定位、导航和授时服务。
4、如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。
（1）平衡车采用锂电池组提供电能，行驶时电动机把电能转化为平衡车的______能，实现了碳的零排放；
（2）平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是为了______（选填“增大”或“减小”）车轮与地面的摩擦力，防止平衡车打滑；
（3）平衡车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程中所有的能量总和______（选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动车子，这是因为能量的转移和转化具有______性。
5、目前城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能。白天，太阳能电池将太阳能转化为_________能，除供正常使用外，将多余的能量转化成_______能储存在蓄电池内，夜晚供交通指示灯及照明灯发光。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图是一种太阳能汽车.太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流.求：
（1）在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3）你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点？
2、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20℃的水温度升高到40℃．求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c=4.2×103J/(kg．℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；
(3)热水器的效率η；
(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
3、当前新能源汽车日益普及，某品牌新能源汽车一次最多能装入18kg硼和45L水，利用二者反应产生的能量，相当于3.5L汽油完全燃烧产生的能量。当该车以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，燃料的能量转化为机械能的效率为80%，该轿车的质量是1.6t，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。（汽油的热值为4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）发动机的牵引力为多大？
（2）发动机的有用功率多大？
（3）一次加满燃料可以供该车行驶多少千米？
（4）请说出使用该车的优点（一条即可）。
4、目前使用的太阳能热水器常是光、电两用的，晴天日辐射加热，阴天电加热，冬日合肥地区晴天时垂直阳光表面接受到的太阳热辐射平均为4.32×106J/(m2·h),仅有一台太阳能热水器，可将接收到的热辐射50％用来升高水温，若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.0m3,水容量160L（c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）当晴天太阳直射7h后，水箱内装满水的太阳能热水器水温可升高多少℃？
（2）当阴天启用功率为2000W的电加热装置想达到同样的水温，若电加热装置产生的热量完全被水吸收，需通电加热多长时间？
5、阿牛用天然气灶头烧水，若此燃气灶的能量利用效率为60%，则将4千克初温为25℃的水加热到95℃，需要多少体积的天然气？已知天然气的热值为q=7.0×107J/m3。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【详解】
A． 风力发电机发电时，将机械能转化为电能，错误；
B． 植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能，正确；
C． 在酒精燃烧放热的过程中，化学能转化为内能，错误；
D． 电热水器给水加热时，会散热，效率不可能达到100%，错误。
故选B
2、D
【详解】
A．淋浴擦肥皂时关上喷头，可以减少用水，符合节约用水要求，故A不符合题意；
B．洗衣后的水用来拖地，把水重复使用可以减少水的用量，符合节约用水要求，故B不符合题意；
C．水龙头坏了立即进行修理，可以减少水的浪费，符合节约用水要求，故C不符合题意；
D．用水管不间断的冲洗汽车，造成水的浪费，不符合节约用水要求，故D符合题意。
故选D。
3、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。
4、A
【详解】
A．用液氢作为燃料，是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，燃烧相同质量的液氢放出的热量更多，故A正确；
B．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故可知火箭升空过程中，液氢的热值不变，故B错误；
C．由题意可知，燃烧5g液氢产生的热量为
Q=mq=0.005kg×1.4×108J/kg=7×105J
故C错误；
D．液氢燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，故D错误。
故选A。
5、A
【详解】
A．下压活塞时，活塞对封闭气体做功，机械能转化为内能，故A符合题意；
B．由图可知，这是内燃机的做功冲程，在该冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，故B不符合题意；
C．电暖器工作时，电能转化为内能，故C不符合题意；
D．水蒸气对活塞做功，水蒸气的内能转化为活塞的机械能，故D不符合题意。
故选A。
6、D
【详解】
电闪雷鸣中的“电闪”具有电能、光能，同时由于电流的大小发生变化，能产生电磁波，具有电磁能；声音可以传递能量，“雷鸣”说明具有声能；电闪雷鸣中没有涉及到核能。故ABC不符合题意；D符合题意。
故选D。
7、C
【详解】
A．因为毛皮易失去电子，所以在与塑料管摩擦后，塑料管得到电子带负电，故A正确，不符合题意；
B．塑料丝和塑料管带同种电荷，塑料丝之间由于摩擦后带同种电荷而相互排斥，故B正确，不符合题意；
C．用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，塑料丝和塑料管所带电荷相同，同种电荷相互排斥，故C错误，符合题意；
D．在摩擦起电的过程中，发生了机械能和电能之间的相互转换，故D正确，不符合题意。
故选C。
8、D
【详解】
A．由能量守恒定律可知，能量的转化和转移过程中，总的能量不变，故A正确，A不符合题意；
B．机械能是物体由于机械运动而具有的能，所以做机械运动的物体具有能量，故B正确，B不符合题意；
C．利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程，故C正确，C不符合题意；
D．我们使用各种家用电器，就是把电能转化成其他各种形式的能量的过程，例如电风扇是将电能转化为机械能，故D错误，D符合题意。
故选D。
9、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。
10、D
【详解】
A．太阳能、地热能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，核能使用后短时间内不能得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．原子弹是根据可以控制的核裂变工作的，故B错误；
C．大量使用化石能源会造成大气污染，因此应该控制化石能源的开采和利用，不能禁止，故C错误；
D．能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需要节约能源，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、裂变 不可
【详解】
[1] 核电站是利用核裂变反应所释放的能量产生电能的发电厂。
[2]核能属于一旦消耗就很难再生的能源，是不可再生能源。
2、机械能转化为内能 60 比热容 能量的转移具有方向性
【详解】
[1]由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，可以判断这是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。
[2]飞轮转速是1800r/min=30r/s，即飞轮1s转30r，因一个工作循环飞轮转2r，经历4个冲程，所以汽油机1s转30r，经历60个冲程。
[3]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂。
[4]汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，而不是自发地从低温的水转移到高温发动机，这一现象说明能量的转移具有方向性。
3、可再生 电磁波
【详解】
[1]太阳于可以源源不断的获取，取之不尽用之不竭，属于可再生能源。
[2]电磁波可以在真空真空中传播，并且能传递信息，我国研发的北斗卫星导航系统是利用电磁波提供导航服务的。
4、机械 增大 不变 方向
【详解】
（1）[1]平衡车行驶时电动机把电能转化为平衡车的机械能，实现了碳的零排放。
（2）[2]平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是通过增大车轮与地面粗糙程度来增大了摩擦力，防止平衡车打滑。
（3）[3][4]根据能量守恒定律可知，在能量的转化和转移过程中，所有的能量总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动车子，这是因为能量的转移和转化具有方向性。
5、电 化学
【详解】
[1][2]白天，太阳能电池可以将太阳能直接转化为电能，供用电器使用，多余的能量以化学能的形式储存在蓄电池内，使用时化学能再转化为电能。
三、计算题
1、（1）1600W ；（2）20%；（3）环保，无尾气污染等
【详解】
(1)电动机消耗的电功率
(2)太阳能转化为电能的效率
(3)太阳能汽车的优点：环保，无尾气污染等．
答：(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是1600W；
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率20%；
(3)详见解析．
2、（1）8.4×106J
（2）2.1×107J
（3）40%
（4）0.2kg
【详解】
（1）热水器中的水吸收的热量：
Q=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(40℃﹣20℃)=8.4×106J；
（2）热水器5小时内接收到的太阳能：
E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J；
（3）热水器的效率：
η=×100%=×100%=40%；
（4）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即
Q放=Q=8.4×106J，
由Q=mq可得：完全燃烧煤气的质量：
m′== =0.2kg．
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×107J；
（3）热水器的效率为40%；
（4）完全燃烧煤气的质量为0.2kg．
3、（1）1.6×103N；（2）4.8×104W；（3）64.4km；（4）对环境无污染。
【解析】
【详解】
（1）汽车受到的重力：G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N；
汽车受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N；
因为汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力：F＝f＝1.6×103N；
（2）汽车的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s，
由P＝＝＝Fv得，汽车的功率：
P＝Fv＝1.6×103N×30m/s＝4.8×104W；
（3）汽油的质量m′＝ρV＝0.8×103kg/m3×3.5×10﹣3m3＝2.8kg，
3.5L汽油完全燃烧时放出的热量：
Q放＝m′q＝2.8kg×4.6×107J/kg＝1.288×108J；
由η＝得，一次加满燃料汽车发动机做功：
W＝ηQ放＝80%×1.288×108J＝1.0304×108J；
由W＝Fs得，汽车最多行驶的路程：
s＝＝＝6.44×104m＝64.4km；
（4）水和硼反应产生氢，氢再进入内燃机燃烧，生成物是水，对环境无污染。
4、（1）45℃；（2）4.2h
【分析】
（1）根据太阳热辐射的含义以及接受面积和照射时间求出太阳能热水器接收的太阳辐射能，然后根据Q吸=Qη求出水吸收的热量，利用密度公式求出水的质量，最后根据Q吸=cm△t求出水箱内水升高的温度；
（2）电加热装置产生的热量完全被水吸收，根据Q=W=Pt得到需要加热的时间．
【详解】
（1）太阳能热水器接收的太阳辐射能为：Q=4.32×106J/(m2·h)×2.0m2×7h=6.048×107J，
水吸收的热量为：Q吸=Qη=6.048×107J×50%=3.024×107J，
水的体积V水=160L=160dm3=0.16m3，
水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.16m3=160kg，
由Q吸=cm△t得，水箱内水升高的温度：；
（2）若电加热装置产生的热量完全被水吸收，电加热装置消耗的电能W=Q=3.024×107J，需要通电的时间：．
5、0.028 m3
【详解】
根据题意知道，水吸收的热量是：
Q吸=c水m△t=4.2×103 J/（kg ℃）×4kg×（95℃-25℃）=1.176×106 J；
根据题意知道， Q吸= Q放60%，所以，燃烧天然气放出的热量是：
由Q放=qV知道，需要天然气的体积是：
。
答：需要天然气的体积是0.028 m3。