精品解析苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展课时练习试卷（含答案详细解析）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展课时练习
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，下列说法正确的是（　　）
A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量
B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能
C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳
D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性
2、水汽包子是云梦胡金店特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，皮薄馅大，香而不腻。在水汽包子的制作过程中，以下说法正确的是（　　）
A．木柴燃烧时将内能转化为化学能
B．水汽包子“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动
C．水汽包子能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低
D．往热锅内倒入水会产生大量的“白气，“白气”是水汽化形成的
3、小聪和同学们看了图中的漫画，一同追踪家里用的电能的来源时发表了各自的观点，说法不正确的是（　　）
A．小聪：我们生活中的大部分能量来自太阳
B．小明：能量既可以发生转移也可以发生转化
C．小光：在火力发电站发生的能量转化有：化学能转化为内能
D．小亮：所有能量转化为电能后就不会再转化了
4、下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（　　）
A．用电炉加热水 B．农服在阳光下暴晒升温
C．火箭升空 D．双手摩擦生热
5、全太阳能动力汽车部件工作大致流程如图，下列说法正确的是（　　）
A．储能环节，将电能转化为化学能
B．图中某个环节的工作效率可达100%
C．控制送电环节，将电能转化为机械能
D．光电转换环节，将电能转化为太阳能
6、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
7、美团共享电单车已经进入鞍山了。对于使用电单车说法错误的是（　　）
A．骑电单车上坡时省劲儿，是电能转化为机械能
B．给电单车充电时，是将电能转化为化学能
C．电单车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过热传递改变刹车片内能的
D．电单车没电时需要奋力蹬车，消耗人体内的一部分能量，这个过程能量转化守恒
8、如图所示反映了一只白炽灯正常工作时能量转化情况，下列说法错误的是（　　）
A．图中括号内的能量应该是光能
B．生活中使用这种灯泡电能的利用效率高
C．生活中使用这种灯泡不利于节能
D．这种白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率是10％
9、下列说法中，正确的是（　　）
A．垃圾集中丢弃不分类 B．三插插头改成两插插头使用
C．倡导海绵城市建改 D．矿泉水喝两口就随意丢弃
10、下列过程中，能量转化情况相同的是（　　）
①钻木取火 ②水蒸气顶开活塞 ③热机压缩冲程 ④煤气炉灶烧水
A．①③ B．②③ C．②④ D．③④
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、王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的______不同；天然气燃烧时，可以将______能转化为内能，已知天然气的热值为4×107J/m3，则每输送100m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了______J的能量。
2、 “滴滴”打车以其方便快捷的特点，成为不少人出行的首选。“滴滴”的不少车主，都会选择以天然气代替柴油或汽油的新燃料车，天然气属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
3、狮子座流星雨来自于坦普尔﹣塔特尔彗星，彗星的碎屑高速运行并与地球相遇，部分落入地球大气层，这些碎屑在重力作用下克服与大气的摩擦做了___________使其___________能激剧增加而燃烧，形成划过天空的流星雨。
4、阅读《碳中和与能源结构》并回答题。
碳中和与能源结构
碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身直接或间接产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳"零排放"。我国政府将采取有力的政策和措施，使二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
目前大多数的电能来源于燃烧化石能源而获得，煤炭是火力发电的主要燃料，在燃烧化石能源的过程中必定会有碳排放，因此不能简单地认为使用电力汽车就可以减少碳排放。在我国碳排放总量中，煤炭排放的占比超过了60%，而煤电的碳排放约占煤炭总排放的一半，因此在电力工业中实现能源转型，是电力脱碳，实现碳中和的重要途径。优化和升级能源结构，要减少以煤炭为主的化石能源，提高新能源、可再生能源和其他能源的合理利用。目前比较成熟的是风力发电和光伏发电，据不完全统计，2020年我国风电、光伏发电量占全国发电总量的9.67%，火力发电量占全国总发电量的70%。
风力发电和光伏发电无需化石能源又环保，为何不能像火力发电一样被广泛应用呢？第一个原因是风力发电和光伏发电有非连续的特点，具有不稳定性，比如太阳能受光照时间制约，风能受风力和风向制约。第二个原因是储电困难。电网只能容纳约15%的非稳定型发电的电能，风能和太阳能发出来的电，电网是无法全部容纳的。
电能的存储有物理和化学两种方式。物理的方式主要是通过势能等与电之间的相互转化，比如抽水蓄能，利用电力系统负荷低谷时的剩余电量用水泵把水抽到高处，把电能转化为水的势能，当系统发电量不足时，再让水流下来推动发电机发电。化学储能主要是依靠电池，把电力系统剩余电量存储到电池中。但以上储能方式还无法解决大规模储能问题。今后我们的风力发电和光伏发电会越来越多，发电量的波动性也会更强，对电网的时时调度要求会更高，风力发电和光伏发电的存储和运输是目前急需解决的技术问题。
（1）风力发电和光伏发电目前还不能广泛应用的原因是①___________②___________。
（2）请你列举两条在日常生活中有利于实现碳中和的具体做法或建议。
①___________。
②___________。
5、如图所示，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，四冲程汽油机的能量转化情况与这一过程相似的冲程是______冲程。在这个能量转化的过程中______（填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、液化石油气的热值高达，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。某地质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为、初始温度为的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至，水恰好沸腾，瓶内燃气消耗了。通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的70%。已知水的比热容为，求：
（1）瓶内燃气的热值是多少？
（2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？
2、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
3、太阳能是21世纪重点发展的能源之一．太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．如图所示是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S＝8m2，太阳光照射到电池板每1m2面积上辐射功率为P0＝1KW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U＝120V，并对车上的电动机提供I＝10A的电流，试问：
（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）如果这辆汽车的电动机将上述电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时10min，受到的阻力为150N，则汽车的行驶速度是多大？
（3）这么多的电能如果由汽油完全燃烧释放获得，则需要燃烧多少千克汽油？(汽油热值近似取q汽油=5×107J/kg )
4、某学校每天需要将1000kg、20℃的水烧开（一标准大气压下）供师生饮用。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）如果煤气的热值为4×107J/m3，燃烧煤气放出的热量只有60%被水吸收，学校每天使用14.7m3的煤气，可以将水温度烧到多少℃？
5、学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装20℃的水60kg，水箱玻璃盖的面积为0.84m2，从有关资料查得，地球上与光线垂直的表面接收太阳辐射能为7.56×104J/（min m2）．这类水箱吸收太阳能的效率为50％，且水散热损失约为20％，若太阳光总能垂直射入玻璃盖，试计算4h后箱中的水的温度．[水的比热容为4.2×103 J/（kg ℃）]
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【详解】
A．一切物体都具有内能，静止的物体也有内能，故静止的物体也有能量，故A错误；
B．自然界中的各种能量可以相互转化的，且总量不变，火力发电厂就是将煤炭燃烧释放的能量转化为电能，故B正确；
C．风能和核能属于一次能源，直接从自然界获得，而电能不属于一次能源，通常是由其他形式的能转化而来，风能、电能、核能都与太阳无关，故C错误；
D．不同形式的能量之间可以相互转化，在转化过程中一部分能量不能被收集起来重新利用，能量转化向减少的方向，因此能量的转移、转化具有方向性，故D错误。
故选B。
2、B
【详解】
A．木柴燃烧时将化学能转化为内能，故A错误；
B．水煎包“香气四溢”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；
C．水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故C错误；
D．往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，这是由于水蒸气液化形成的，故D错误。
故选B。
3、D
【详解】
A．自然界中，能量以不同的形式存在着，能量可以相互转化和转移，我们生活中的大部分能量来自太阳能，故A正确，不符合题意；
B．能量以不同的形式存在着，能量可以相互转化和转移，故B正确，不符合题意；
C．火力发电站的工作过程是：燃烧燃料，燃料的化学能转化为内能，然后利用内能做功，故C正确，不符合题意；
D．能量转化为电能后，电能还可以转化为其他形式的能，故D错误，符合题意。
故选D。
4、C
【详解】
A．电炉是要消耗电能的，加热水转化为水的内能，是电能转化为内能，故A不符合题意；
B．农服在阳光下曝晒升温是将太阳光转化为内能，故B不符合题意；
C．火箭升空是要消耗燃料的，将燃料的化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能，故C符合题意；
D．双手摩擦发热是克服双手间的摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意。
故选C。
5、A
【详解】
A．蓄电池储能时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故A正确；
B．全太阳能动力汽车部件工作时，每一个工作环节都会由于摩擦、散热等因素有一定的能量损失，工作效率不可达100%，故B错误；
C．控制送电环节，将化学能转化为电能，故C错误；
D．光电转换环节，将太阳能转化为电能，故D错误。
故选A。
6、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。
7、C
【详解】
A．骑电单车上坡时，消耗了电能，获得了机械能，将电能转化为机械能，故A正确，不符合题意；
B．给电动车充电时，蓄电池相当于用电器，这一过程是将电能转化为化学能，故B正确，不符合题意；
C．电单车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过做功改变刹车片内能的，故C错误，符合题意；
D．电单车没电时需要奋力蹬车，消耗人体内的一部分能量，根据能量守恒定律可知，这个过程能量转化守恒，故D正确，不符合题意。
故选C。
8、B
【详解】
A．从白炽灯的工作方式及能量转化图可知，100J的电能转化成了90J的内能和10J的光能，所以图中括号内的能量应该是光能，故A正确，A不符合题意；
BC．从能量转化图可知，转化为的内能为90J，而光能只有10J，所以该灯泡的电能利用效率低，不利于节能，故B错误，B符合题意，C正确，C不符合题意；
D．这种白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率
100%10%
故D正确，D不符合题意。
故选B。
9、C
【详解】
A．垃圾集中丢弃不分类，既造成环境污染，又造成能源浪费。故A错误；
B．三插头改成两插插头使用，虽然不影响用电器的正常使用，但可能造成人体触电。故B错误；
C．倡导海绵城市，有利于缓解城市发展压力，有利于城市的可持续发展。故C正确；
D．矿泉水喝两口就随意丢弃，既造成环境污染，又造成能源浪费。故D错误。
故选C。
10、A
【详解】
①钻木取火将机械能转化为内能；②水蒸气顶开活塞是将水蒸气的内能转化为机械能；③热机压缩冲程是将机械能转化为内能；④煤气炉灶烧水是将化学能转化为内能，故①③能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故A正确。
故选A。
二、填空题
1、热值 化学 4×109
【详解】
[1][2]烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为两种燃料的热值不同，天然气的热值高；天然气燃烧时，可以将天然气的化学能转化为内能。
[3]每输送100m3的天然气，天然气完全燃烧后产生的能量为
Q=qV=4×107J/m3×100m3=4×109J
2、不可再生
【详解】
天然气一旦消耗，短期内不能从自然界得到补充，是不可再生资源。
3、功 内
【详解】
[1][2]彗星的部分碎屑在落入地球大气层的过程中，与大气层摩擦做功，机械能减小，内能增大，机械能转化成内能。碎屑的内能激剧增加而燃烧，从而形成流星雨。
4、风力发电和光伏发电的不稳定性 储电困难 夏天开空调温度不低于26℃ 乘坐公共交通工具出行
【详解】
（1）[1][2]由材料可知，风力发电和光伏发电目前还不能广泛运用的原因有：
①风力发电和光伏发电有非连续的特点，具有不稳定性。
②储电困难，有大量的电能被浪费。
（2）[3][4]为了实现碳中和，应该在日常生活中减少碳排放，具体做法有：
①夏天开空调温度不低于26℃。
②乘坐公共交通工具出行。
5、做功 遵循
【详解】
[1]图示中，试管内水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，汽油机的四个冲程中做功冲程的能量转化与此过程相似。
[2]能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，那么这一过程的能量转化，也遵循能量守恒定律，能量不会凭空消灭，也不会凭空产生。
三、计算题
1、（1）。（2）掺混二甲醚。
【详解】
(1)水吸收的热量为：
燃气燃烧放出的热量为：
根据得瓶内燃气的热值为：
(2)通过计算得出的瓶内燃气的热值正好等于液化石油气的热值，即：
故该液化石油气站销售的瓶装液化石油气没有掺混二甲醚。
答：(1)瓶内燃气的热值是；
(2)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气没有掺混二甲醚。
2、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。
3、 (1) 15% (2) 6m/s (3) 0.0144kg
【详解】
（1）．太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为
P太=P0S=(1×103×8)W=8000W
转化为太阳能汽车的电功率为
P电=UI=120V×10A=1200W
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：
η1= ==15%
（2）．设汽车的转化效率为η2，则汽车的机械功率为
P机=P电×η2=1200W×75%=900W
当汽车匀速行驶时，
P机= = =Fv
v＝ ==6m/s．
（3）．由Q=mq得汽油的质量：
m=== = 0.0144kg.
答：（1）．太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%;
（2）．如果这辆汽车的电动机将上述电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时10min，受到的阻力为150N，则汽车的行驶速度是6m/s;
（3）．这么多的电能如果由汽油完全燃烧释放获得，则需要燃烧0.0144kg汽油.
4、100℃
【详解】
已知煤气热值为,燃烧煤气放出的热量为：
由题意得：
根据得，水温度变化为:
则燃烧这些煤气可供水升温，已知水的初温为，因为标准大气压下水的沸点为，所以水能升温至。
答：学校每天使用的煤气，可以将水温度烧到。
5、44.2℃
【分析】
太阳向地球辐射热量，辐射的热量没有全部被水吸收，吸收了50%，又损失了20%，也就是水吸收了太阳辐射热的50%的80%，列出等式求出水的温度变化量．
【详解】
7.56J/（min m2）表示每平方米的面积上，每分钟太阳辐射的热量为7.56所以0.84m2的面积上，4h太阳辐射到水箱处的能量：E＝7.56J/（min m2）240min0.84m2,
水吸收的热量为：Q吸＝cmt＝60kg4.2J/（kg ℃）,
Q吸＝E＝E，所以60kg×4.2×J/（kg ℃）× t＝7.56×J/（min m2）×240min×0.84m220），所以＝24.2.4h后水箱中水的温度是t＝2024.2＝44.2．