苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展章节练习试题（含解析）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展章节练习
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，将机械能转化为电能
B．电热水器给水加热时，效率可以达到100%
C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能
D．手机充电过程中，化学能转化为电能
2、下列说法中正确的是（　　）
A．分子是组成物质的最小微粒 B．水力发电是电能转化为机械能
C．柳絮飘飘是分子运动 D．手机充电时是电能转化为化学能
3、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
4、据澎湃新闻，近日，广西南宁隆生达发电力科技有限公司（简称“隆生达发”）声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（　　）
A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒
B．如果没有能量补充，装置最终会停下
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置可以实现
5、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
6、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
7、下列说法正确的是（　　）
A．物质的比热容随物体的质量、吸收的热量、物质的状态发生改变
B．燃料的热值与燃料的种类有关，若燃料燃烧不完全，热值仍不变
C．热机消耗的燃料越少，该热机的效率越高
D．从高处落下的篮球，接触地面反复跳起的过程中，高度越来越低，是由于能量在不断消失
8、下列现象中蕴含着许多物理知识，有关说法中正确的是（　　）
A．用煤气烧水时，煤气燃烧的越充分，热值越大
B．将钢板熔化成液体后，其比热容变大
C．南极冰山的温度低于0℃，不具有内能
D．火箭发射升空的过程中，外壳与空气摩擦导致温度升高，内能增大
9、2021年5月22日10时40分，太阳能电池板一相机中国首个火星巡视器“祝融号”火星车（如图所示）成功驶上火星表面，开始巡视探测，并通过“天问一号”环绕器向地面传回探测信息。我国成为首次火星探测即实现着陆的国家。下列说法错误的是 （ ）
A．环绕器利用电磁波向地面传送信息
B．太阳能电池板能把太阳能转化为电能
C．配置六个车轮是为了增大火星车对火星表面的压强
D．相机拍照时镜头与火星表面的距离应大于镜头的两倍焦距
10、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
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、在如图所示的实验中，试管中装有水，用软木塞塞住管口，用酒精灯加热，使水沸腾，将会看到①木塞向外冲出；②试管口有白雾的现象。实验中，燃料燃烧把化学能转化为内能，传递给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的______能转化为塞子的______能，这时水蒸气的内能______，温度______，液化成白色的雾。
2、神舟十三号载人飞船16日在长征二号F遥十三运载火箭的托举下点火升空，开始中国迄今时间最长的载人飞行。运载火箭常选用液态氢作为燃料，主要是利用其______大的物理性质。一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，则1s内汽油机完成______个冲程，发动机常用水做冷却液，是利用水的______大的特点。
3、在湘江风光带耸立着一排“风光互补”照明灯，如图所示。它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰”挎照明灯。无风有光时，通过太阳能电池板发电，将太阳能转化为电能，有风无光时，通过“小风扇”风力发电，将_______能转化为电能。照明灯工作时，将_______能转化为光能。
4、创建文明城市，垃圾分类从你我做起。在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，可减少石油资源的开采，石油是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。若燃料油的热值为3.15×107J/kg，完全燃烧________ kg燃料油可放出热量6.3×107J，这些热量全部被质量为300kg、温度为20℃的水吸收，可使水的温度升高______℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
5、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。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、某物理兴趣小组为了探究地球表面是吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装10kg的水，水的表面积为0.2m2，经过太阳光垂直照射30min，水温升高了10℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）．问：
（1）实验中水吸收了多少热量？
（2）平均每分钟每平方米水面吸收的热量是多少？
（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/m3）
2、天然气燃烧时，如果完全燃烧1 m3的天然气所放出的热量全部被水吸收，可在一个标准大气压下将______kg的水从10℃加热到沸腾；这些热量相当于完全燃烧______kg煤放出的热量。[c水=4.2×103 J/（kg·℃）,q天然气=3.78×107 J/m3,q煤=3.15×107 J/kg]
3、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
4、2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功。实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰的热值约为1.4×1010J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg-℃）。求：
（1）6m3的可燃冰完全燃烧后可放出多少热量？
（2）若这些热量的80%被水吸收，可以将多少千克的水从20℃加热到100℃。
5、用煤炉烧水时，将10L的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤。水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，烟煤的热值约为3×107J/kg。试求：
(1)水吸收的热量是多少
(2)该煤炉烧水时的热效率是多少
---------参考答案-----------
一、单选题
1、A
【详解】
A．风力发电机发电时，将风的机械能转化为电能，故A正确；
B．电热水器给水加热时，一定存在能量的损失，其效率不可能达到100%，故B错误；
C．酒精燃烧时，消耗化学能，产生内能，故是将化学能转化为内能的过程，故C错误；
D．手机充电过程中，电能转化为化学能，而在放电时化学能转化为电能，故D错误。
故选A。
2、D
【详解】
A．分子是由原子构成的，所以分子不是组成物质的最小微粒，故A错误；
B．水力发电是将水的机械能转化为电能，故B错误；
C．柳絮飘飘是机械运动，故C错误；
D．手机充电时是电能转化为化学能储存起来，故D正确。
故选D。
3、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。
4、B
【详解】
A．能量守恒定律规定，能量既不可能凭空产生，也不会凭空消失，一切能量都是守恒的，发电技术没有突破了能量守恒定律，故A错误；
B．根据能量守恒定律，能量不可能凭空产生，如果没有能量补充，装置不可能凭空产生能量，装置没有能量，最终会停下，故B正确；
C．根据能量守恒定律，没有能量补充，装置就不能转动了，故C错误；
D．不靠任何能量补充，1度电的能量不可能会凭空增加，1度电不可变为10度电的装置，故D错误。
故选B。
5、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。
6、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。
7、B
【详解】
A．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物体的质量、吸收的热量等因素无关，故A错误；
B．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧是否完全等因素无关，故B正确；
C．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，当有效利用的能量一定时，热机消耗的燃料越少，热机的效率越高，但选项中没有说明有效利用的能量一定，故C错误；
D．篮球运动的过程中，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D错误。
故选B。
8、D
【详解】
A．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧情况无关，故A错误；
B．将钢板熔化成液体后，物质内部结构不变，材料不变，故比热容不变，故B错误；
C．因物体的分子永不停息地做无规则的运动，所以任何物体都有内能；则低于0℃的物体也有内能，故C错误；
D．火箭发射升空过程中，通过火箭外壳与大气摩擦做功，将机械能转化为内能，内能增大，温度升高，故D正确。
故选D。
9、C
【详解】
A．电磁波能在真空中传播，环绕器利用电磁波向地面传送信息，故A正确，不符合题意；
B．太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，把太阳能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．配置六个车轮，压力一定时，通过增大受力面积减小火星车对火星表面的压强，故C错误，符合题意；
D．由照相机的原理可知，相机拍照时，镜头与火星表面的距离应大于镜头的两倍焦距，故D正确，不符合题意。
故选C。
10、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。
二、填空题
1、内 机械 减少 降低
【详解】
[1][2][3][4]水蒸气把软木塞冲出的过程中，水蒸气对软木塞做功，塞子被冲出去，这个过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能，此时水蒸气内能减少，温度降低液化成的小水滴。
2、热值 120 比热容
【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大的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2]汽油机飞轮转速是3600r/min=60r/s，每秒钟飞轮转动60圈，完成30个工作循环，每个工作循环4个冲程，故一共完成了120个冲程。
[3]因为水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以常作为冷却液使用。
3、机械能（或风能） 电
【详解】
[1]风力发电时的能量转化是 “小风扇”将机械能（或风能）转化为电能。
[2]照明灯工作时，消耗电能，将电能转化为光能。
4、不可再生 2 50
【详解】
[1]天然气、石油、煤炭和核能是短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。
[2]由知道，燃料的质量
[3]由知道，水的温度升高
5、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。
三、计算题
1、4.2×105J 7×104J/（min m2） 8.4×10﹣3m3
【分析】
（1）已知水的质量和温度的变化量，根据=cm△t求出水吸收的热量；
（2）水吸收的热量除以水的面积和30min即可得出平均每分钟每平方米水面吸收的热量；
（3）根据题意可知液化气完全燃烧释放的热量=，根据Q放=Vq求出需要液化气的体积．
【详解】
(1)实验中水吸收的热能： =cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×10kg×10℃=4.2×105J ．
(2)平均每分钟每平方米水面吸收的热量：Q = =7×104J/(min m2) ．
(3)由题意可知，液化气完全燃烧释放的热量：Q放=Q吸=4.2×105J，由Q放=Vq可得，需要液化气的体积：V= ==8.4×10 3m3．
2、100kg 1.2kg
【详解】
[1]燃烧V=1m3天然气放出的热量为
Q天然气=q天然气V=3.78×107J/m3×1m3=3.78×107J
若热量全部被吸收，可烧开10°C水的质量为
完全燃烧1m3的天然气，在一个标准大气压下可将100kg的水从10°C加热到沸腾。
[2]燃烧产生Q煤=3.78×107J的热量，需要煤的质量为
这些热量相当于完全燃烧1.2kg煤放出的热量。
3、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。
4、（1）8.4×l010J；（2）2×105kg
【解析】
【详解】
（1）6m3的可燃冰完全燃烧后可放出的热量：Q放=Vq=6m3×1.4×1010J/m3=8.4×1010J；
（2）由题可知，水吸收的热量：Q吸=Q放η=8.4×1010J×80%=6.72×1010J，
加热水的质量：。
答：（1）6m3的可燃冰完全燃烧后可放出8.4×1010J热量？
（2）若这些热量的80%被水吸收，可以将2×105kg的水从20℃加热到100℃。
5、 (1) (2)8%
【详解】
(1)水的质量：
水吸收的热量
(2)燃烧1.4kg的烟煤放出的热量：
该煤炉烧水时的热效率：
答：(1)水吸收的热量是；(2)该煤炉烧水时的热效率是8%