最新苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展综合练习试题（精选）（有解析）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展综合练习
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、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
2、下列实例与能量转化相对应正确的是（　　）
A．汽油燃烧：化学能转化为内能
B．太阳能电池：太阳能转化为化学能
C．热机中的做功冲程：利用机械能转化为内能
D．光滑斜面上的小球自由滚下：机械能转化为内能
3、如图所示是广泛使用的“风光互补”景观节能灯，可以同时利用太阳能、风能发电；它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是（　　）
A．太阳能电池板是将光能转化为电能
B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能
D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
4、如图所示现象或装置在工作时，与热机做功冲程的能量转化相同的是（　　）
A．钻木取火 B．水蒸气将塞子冲出
C．电磁铁 D．电炉子
5、下列关于能量的说法中，正确的是（　　）
A．所有的能量转化过程，都遵守能量守恒定律
B．蒸汽机的原理是将机械能转化为内能
C．电动机工作的过程是将机械能转化为内能
D．不同燃料燃烧时，热值大的放出的热量多
6、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
7、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
8、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
9、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
10、下列说法中，正确的是（　　）
A．开关必须接在电源正极和用电器之间才能控制用电
B．所有电源都是把化学能转化为电能的装置
C．电压表测用电器两端电压时必与所测用电器并联
D．可以把电流表与被测用电器并联
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，北京时间2021年10日16日时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的 ______能，再转化为火箭的 ______能。
2、水是人及一切生物生存所必需的资源，但全国各地区水资源分布不均衡，如湖北地区，就属于水资源轻度缺水地区。因此，为了可持续发展，我们要节约用水，防止水体污染，请认真阅读下面的图表1、2，然后回答有关问题。
表1我国部分地区人均水量
表2水资源紧缺指标
紧缺型 人均水量（m3）
轻度缺水 1700~3000
中度缺水 1000~1700
中度缺水 500～1000
极度缺水 ＜500
由表2中水资源紧缺指标可以判断我国首都北京属于水资源 ___________缺水地区，针对这一实际问题，请你提出一条可行的解决措施 ___________。
3、可燃冰是一种固态晶体，它属于_______（选填“可再生”“不可再生”）能源，它的热值为，2m3的可燃冰完全燃烧的可放出_______J的热量，若这些热量的被水吸收，可以将_______kg的水温度升高100℃。[]
4、2021年6月17日，中国在酒泉卫星发射中心将搭载神舟号载人飞船的长征二号运载火箭发射成功，并进入了天和核心舱。火箭常常采用液态氢为燃料，是因为液态氢具有较大的______。9月17日，神舟十二号返回地球，最终返回舱实现安全着陆。飞船返回舱进入大气层后，温度升高，将______能转化为______能。
5、某品牌汽车在高速公路上以110km/h的速度行驶了100km，共消耗汽油的质量为6kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧这些汽油所放出的热量为______J，若此时汽油机曲轴转速为3600r/min，则汽油机每秒内对外做功______次。在刹车的过程中，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______（填“增大”、“不变”或“缩小”）。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电。放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数：
(1)若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？
(2)若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？
(3)当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到70%。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。
风力发电机 太阳能电池组件
最小启动风速 1.0m/s 太阳能电池 180W
最小充电风速 3.0m/s 太阳能转换效率 15%
最大限制风速 12.0m/s 蓄电池 400A*h12V
最大输出功率 400W 大功率LED路灯 80W12V
2、阅读短文，回答问题
热电偶
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如图所示的闭合回路，当AB 两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶电路，实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B 间的温度差有关，温度差越大，回路电流越大.
（1）其它条件不变，只将铁丝换成铜丝，电路电流 (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”).
（2）其它条件不变，只将A 处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流 (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”).
（3）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由 能转化而来.
（4）热电偶电路可以把温度信号换成 信号，利用这种性质可以把热电偶做成 (写出一种应用).
3、2016年7月26日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在阿联酋阿布扎比机场，完成人类首次太阳能环球飞行壮举。这次飞行共经历了十段航程，途径我国重庆和南京两个城市。整个飞行过程中，飞机依靠太阳能为平均功率10kW的电动机提供动力，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油，成功地向人们传播了新能源理念。某日，日照持续15h，白天高效太阳能电池板将太阳能E的25%转化为电能，若其中一部分电能全部为电动机提供动力，另一部分电能全部给超轻薄锂离子电池充电，其充电效率为90%。夜间飞行时，如果锂离子电池将储备的能量全部释放，为电动机提供动力。
(1)求飞机上的电动机工作一天消耗的电能W；
(2)求太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W充；
(3)若每秒每平方米的太阳能电池板接收太阳辐射的功率为250W，则覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为多少？（保留一位小数）
4、某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油1.2L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg，假设汽油完全燃烧汽油机的效率为30%，求该型号汽车在以此速度行驶过程中：
（1）汽油完全燃烧放出多少热量？
（2）汽车受到的阻力是多大？
5、有一个能装50kg水的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2m2，该晒水箱接受的太阳辐射能为Q太阳能=4.2×106J∕（h·m2）即：该水箱平均每平方米面积上每小时吸收的太阳能为4.2×106J。求：
（1）如果每天接收太阳能的时间为5h，则该晒水箱每天可以接收多少J的太阳能；
（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有40%，那么在1标准大气压下，该晒水箱一天吸收的太阳能可使质量为50kg，温度为25℃的水升高多少℃；
（3）你认为太阳能热水器有什么优点和缺点（请各写出一点）。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、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。
2、A
【详解】
A．汽油燃烧时，通过化学变化将自身的化学能转化为内能，故A正确；
B．太阳能电池在工作时，将太阳能转化为电能，故B错误；
C．热机中的做功冲程，高温高压气体推动活塞向下运动，把内能转化为机械能，故C错误；
D．光滑斜面上的小球自由滚下，因斜面没有摩擦，机械能不会转化为内能，故D错误。
故选A。
3、A
【详解】
A．太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能储存起来，故A符合题意；
BC．小风扇是风力发电机，将机械能转化电能，而不是用来给太阳能电池板散热的，故BC不符合题意；
D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D不符合题意。
故选A。
4、B
【详解】
热机的做功冲程中，是内能转化为机械能。
A．钻木取火是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．加热试管中的水，试管内水蒸气内能增大，当水蒸气将塞子冲出时，水蒸气内能转化为机械能，故B符合题意；
C．电磁铁工作时消耗电能，得到机械能，电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．电炉子工作时消耗电能，得到内能，电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
5、A
【详解】
A．能量转化和转移的过程中，能量总量保持不变，即遵守能量守恒定律，故A正确；
B．蒸汽机的工作原理是将内能转化为机械能，故B错误；
C．电动机工作时消耗电能，将电能转化为机械能，C错误；
D．热值是指1kg某种物质完全燃料放出的热量，热值大的放出的热量不一定多，故D错误。
故选A。
6、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。
7、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。
8、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。
9、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。
10、C
【详解】
A．开关与控制的电路串联，不一定要接在电源正极和用电器之间，故A错误；
B．电源是把其它形式的能转化为电能的装置，但不一定是把化学能转化为电能，如发电机是把机械能转化电能，故B错误；
C．电压表与待测电路并联，即电压表测用电器两端电压时必与所测用电器并联，故C正确；
D．电流表与待测电路串联，若把电流表被测用电器并联，则用电器会被电流表短路，不能测量出通过用电器的电流，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、内 机械
【详解】
[1][2]火箭发射升空时，首先燃烧燃料，将燃料的化学能转化为燃气的内能，然后利用燃气的内能推动火箭升空，将内能转化为机械能。
2、极度 南水北调
【详解】
[1]从图示中可查出北京年人均占有的水量小于500m3，在表格中可以发现人均水量小于500m3的是极度缺水地区，因此北京是极度缺水地区。
[2]为了保护水资源，一方面要节约用水，防止水源被污染；另外还可以通过南水北调的方法解决北京的用水困难。
3、不可再生
【详解】
[1]可燃冰短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源。
[2][3]的可燃冰完全燃烧释放的热量
根据可得水吸收的热量为
由可得，加热水的质量
4、热值 机械 内
【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高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2][3]神舟十二号飞船返回舱返回时，返回舱进入大气层后与大气剧烈摩擦温度升高，内能增加，机械能转化为内能。
5、2.76×108 30 不变
【详解】
[1]汽油完全燃烧产生的热量
[2]四冲程汽油机的飞轮转速是
也就是1s飞轮转动60r，因为完成一个工作循环，要经过四个冲程，燃气对外做功一次，飞轮转动两周，所以该汽油机每秒内完成120个冲程，对外做功30次。
[3]据能量的守恒定律可知，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。
三、计算题
1、 (1)42h；(2)240W；(3)150W
【详解】
(1)充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电路输出。蓄电池的供电容量
W=UQ=12V×400A h×（90%-20%）=12V×400A×3600s×（90%-20%）=1.2096×107J
由 知道，可供灯具正常发光时间
(2)太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，所以太阳能电池板每1m2发电功率为
由表格数据知道，15%P太=P电，所以1m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率
(3)蓄电池的电量由20%充到70%
W′=12V×400A h×（70%-20%）=12V×400A×3600s×（70%-20%）=8.64×106J
由 知道，风力发电机发电为
W电机=P电机t=50W×12×3600s=2.16×106J
太阳能电池板发电
W太阳能=W′-W电机=8.64×106J-2.16×106J=6.48×106J
所以发电功率
答：(1)仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光42h；
(2)当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率为240W；
(3)当风速6.0m/s时，持续光照12h，太阳能电池板发电的平均功率为150W。
2、（1）变为零；（2）变小；（3）内；（4）电；温度计
【详解】
试题分析：由题意知，电路中产生回路的条件：相互连接的金属丝的材料不同；跟相互连接的两个节点间的温度差有关．且电流的大小与材料的种类和温度差的大小有关．
（1）其它条件不变，只将铁丝换成铜丝，这样相互连接的材料相同，电路中不会有电流；（2）其它条件不变，只将A 处杯中的冰水混合物换为沸水，则AB两处的温度差减小，电流变小；（3）由上知，内能与温度有关，看见在此电路中，内能转化为电能；（4）热电偶将热的差别转化成了电，即将热信号转化为电信号，可以根据电流的大小判断温度的差别，即可以制成温度计．
考点：电热；电流的方向
3、 (1)240kW·h；(2)100kW·h；(3)266.7m2
【详解】
(1)由可得，飞机上的电动机工作一天消耗的电能
W=Pt=10kW×24h=240kW h
(2)飞机夜间飞行的时间
t′=24h-15h=9h
夜间飞行时消耗的电能
W夜=Pt′=10kW×9h=90kW h
由可得，太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能
(3)白天飞行时电动机消耗的电能
W白=P′′=10kW×15h=150kW h
飞机获得的总电能
W电=W白+W充=150kW h+100kW h＝250kW h
由可得，飞机获得的太阳能
由E＝PSt可得，覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积
答：(1)飞机上的电动机工作一天消耗的电能W为240kW h；
(2)太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W充为100kW h；
(3)覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为266.7m2。
4、（1）3.78×107J；（2）1890N
【详解】
解：（1）已知消耗汽油的体积为V=1.2L，消耗汽油的质量为
m=ρV=0.7×103kg/m3×1.2×10-3m3=0.84kg
则汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.5×107J/kg×0.84kg=3.78×107J
（2）已知汽油机的效率为η=30%，汽车牵引力做的功为
W=Q放η=3.78×107J×30%=1.134×107J
由W=Fs可知，汽车的牵引力为
由二力平衡的条件可知汽车受到的阻力为
f=F=1890N
答：（1）汽油完全燃烧放出3.78×107J热量；
（2）汽车受到的阻力是1890N。
5、 (1)4.2×107J；(2)75℃；(3)见解析
【详解】
(1)该晒水箱每天可以接收的太阳能
Q=4.2×106J∕(h m2)×5h×2m2=4.2×107J
(2)水吸收的热量
Q吸=ηQ=40%×4.2×107J=1.68×107J
水升高的温度
Δt==80℃
此时水的末温
t=Δt+t0=80℃+25℃=105℃
因为在1标准大气压下水的沸点为100℃，所以水升高的温度为
Δt′=100℃ 25℃=75℃
(3)太阳能热水器优点有：安全、节能、环保等；缺点有：受季节、地域限制、要长时间连续日晒、不能长时间供热、安装在楼顶易损坏防水层等。
答：(1)晒水箱每天可以接收4.2×107J的太阳能；
(2)该晒水箱一天吸收的太阳能可使质量为50kg，温度为25℃的水升高75℃；
(3)见解析。