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题测评试卷（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专题测评
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、下列过程中，只有能量的转移，而不发生能量的转化的是（　　）
A．水蒸气把壶盖顶起
B．冬天用手摸户外的东西时感党冷
C．用锤子打铁件，铁件发热
D．洗衣机工作
2、人和动物从食物中获取的能量属于（　　）
A．热能 B．贮存能 C．化学能 D．机械能
3、以下关于能量说法正确的是（　　）
A．如图蒸气将塞子喷出是通过热传递改变管内水蒸气的内能
B．如图小球在地面弹跳时的最高点越来越低说明能量在转化时不守恒
C．如图中钻木取火时动能转化为内能
D．如图核电站发电是将核能直接转化为电能
4、小红用电热水壶将质量为1kg，初温为20℃的水加热到70℃，c水＝4.2×103J/(kg ℃)，下列分析中错误的是（　　）
A．水吸收的热量为2.1×105J
B．电热水壶消耗的电能大于2.1×105J
C．水的内能增大了2.1×105J
D．水在70℃时的比热容大于4.2×103J/(kg ℃)
5、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
6、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
7、 “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
8、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
9、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
10、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
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、合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，1吨垃圾能“榨”出170kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则完全燃烧2kg燃料油释放出的热量为___________J，燃烧时燃料油的化学能转化为___________能。
2、近年来，手机“微信”成为人们交流的一种方式，它是靠手机发射和接收的_____来传播信息的；在给手机充电的过程中，电能转化为_____能，人类是在能量的转化或转移的过程中利用能量，而能量的转化和转移是有_____的，因此可利用的能源是有限的。
3、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。
4、如图，这是班里的“智多星”小明同学制作的一款由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴、热水设计而成的装置，他设想轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想______（选填“能”或“不能”）实现，理由是______。
5、如图甲所示，将温度传感器放在篮球气嘴处，当篮球放气时，发现气嘴处温度下降．对此现象的解释是：气体对外做功，内能______；这个现象与图乙、丙中______装置的原理是一致的；另一种装置中能量的转化情况是______。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、我们生活的地区，到了冬季，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器，小泽家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：
XX牌热水器
型号V-55 额定容积100L
额定电压200V 额定频率50Hz
额定功率1500W 防方等级A
(1)小泽将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能）
(2)在上述(1)情况里，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少？
(3)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）
2、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
3、天然气灶使用方便、经济环保.如图所示，在标准大气压下，天然气灶将一壶质量为2kg、温度为20℃的水加热至沸腾，消耗了0.04m3的天然气.已知天然气的热值q=3.5×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）0.04m3的天然气完全燃烧放出的热量；
（3）天然气灶的效率。
4、小明用燃气灶把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共完全燃烧了0.02m3天然气，则该燃气灶烧水时的效率是多少？（c水＝4.2×103J（kg ℃），q气＝8.4×107J/m3）
5、一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为8.4×106J，这能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到。
（1）则干木柴的热值为多少焦/千克？
（2）如果这些能量全部被质量为40kg初温为25℃的水吸收，可以使这些水温度升高多少摄氏度？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【详解】
A．水蒸气把壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为机械能，故A不符合题意；
B．冬天用手摸户外的东西时感党冷，是热传递改变了内能，由于能量的形式没有发生改变，属于能量的转移，故B符合题意；
C．用锤子打铁件，铁件发热，锤子对铁件做工，将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．洗衣机工作时，其实质是电动机将电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选B。
2、C
【详解】
食物中的能量以化学能的方式贮存，在体内通过分解食物释放其化学能，一部分化学能，在体内转化为热能。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3、C
【详解】
A．图中试管内的水蒸气将塞子喷出时，水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少，温度降低，即通过做功的方式改变管内水蒸气的内能，故A错误；
B．图中小球在地面弹跳时的最高点越来越低，是因为小球需要克服阻力做功，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B错误；
C．图中钻木取火时，消耗机械能，获得内能，是将机械能转化为内能的过程，故C正确；
D．图中核电站将核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能最后转化为电能，故D错误。
故选C。
4、D
【详解】
A．水吸收的热量
故A正确，不符合题意；
B．电热水壶消耗的电能转化为内能，其中有水的内能、水壶的内能，部分热量散失到空气中，所以电热水壶消耗的电能大于2.1×105J，故B正确，不符合题意；
C．水的内能增大值等于水吸收的热量，大小为2.1×105J，故C正确，不符合题意；
D．比热容是物质的一种特性，水的温度升高，它的比热容不变，故D错误，符合题意。
故选D。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、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。
10、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。
二、填空题
1、8×107 内
【详解】
[1]燃料油完全燃烧释放出的热量
Q放=mq=2kg×4.0×107J/kg=8×107J
[2]燃料油燃烧过程中，发生化学变化，将燃料油的化学能转化为内能。
2、电磁波 化学 方向
【详解】
[1]手机既是无线电发射台又是无线电接收台，在人讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，同时它又能在空中捕获电磁波；靠手机发射和接收的电磁波来传递信息的。
[2]在给手机充电的过程中，消耗电能，产生化学能，所以是将电能转化为化学能的过程。
[3]自然界中的能量只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，能量的转化和转移是有方向的；因此可利用的能源是有限的。
3、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。
4、不能 永动机违背了能量守恒定律
【详解】
[1][2]这个设想是制作成一个永动机，是不能实现的；该装置转动时，本质是将热水的内能转化为机械能，随着转轮的转动及环境的影响，热水内能减小，温度降低，热水逐渐变为冷水，由于能量转化和转移具有方向性，而且能量的总量不变，冷水不会自动变热，转轮最终会停止转动，这是因为这个永动机违背了能量守恒定律。
5、减少 乙 机械能转化为内能
【详解】
[1]篮球放气时，气体对外做功，内能转化为机械能，气体的内能减少。
[2][3]乙装置中，当按动电火花发生器的按钮时，酒精会燃烧，酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，燃气的内能减少；丙装置中，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来，压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高，活塞的机械能转化为空气的内能。故与图甲中描述的原理相同的是乙装置；丙装置中能量的转化情况是机械能转化为内能。
三、计算题
1、 (1)140min；(2)77. 8%；(3)见解析
【详解】
(1)水的体积
V=100L=100×10-3m3
水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×100×10-3m3=100kg
水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J
电能全部转化为热能，消耗的电能
W=Q吸=1.26×107J
加热器正常工作的时间
t==8400s =140min
(2)3h消耗的电能
W1=Pt1=1500W×3×3600s=1.62×107J
此热水器的效率为
η=≈77.8%
(3)太阳能热水器与电热水器相比，太阳能是可再生能源，取之不尽用之不竭，节约能源，无污染，环保。
答：(1)小泽将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作140min；
(2)加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为77.8%；
(3)见解析。
2、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℃。
3、（1）6.72×105J（2）1.4×106J（3）48%
【解析】
【详解】
（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J；
（2）0.04m3的天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=0.04m3×3.5×107J/m3=1.4×106J；
（3）天然气灶的效率：η==48%。
答：（1）水吸收的热量是6.72×105J；
（2）0.04m3的天然气完全燃烧放出的热量是1.4×106J；
（3）天然气灶的效率是48%。
4、40%
【解析】
【分析】
先由计算水吸收的热量，然后由计算天然气完全燃烧释放的热量，最后由计算燃气灶烧水时的效率。
【详解】
由知道，水吸收的热量是：
由知道，天然气完全燃烧放出的热量是：
由知道，燃气灶的效率是：
【点睛】
本题考查的是 、和效率公式的掌握和运用，难度不大，属于基础题目。
5、（1）1.2×107J/kg；（2）50摄氏度。
【解析】
【详解】
（1）由Q放＝mq可得，干木柴的热值：
q＝＝＝1.2×107J/kg；
（2）如果这些能量全部被水吸收，即Q吸＝Q放＝8.4×106J，
根据Q＝cm△t可得，水升高的温度：
△t＝＝＝50℃。