精品试卷：苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展难点解析练习题（含答案）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展难点解析
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、我国大力发展火力发电，火电站进的是煤，出的是电，在这个过程中能量的转化是（　　）
A．机械能内能化学能电能
B．化学能内能机械能电能
C．化学能重力势能动能电能
D．内能化学能机械能电能
2、小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（　　）
A．加热过程中水的比热容变大 B．煤气燃烧越充分，其热值越大
C．壶内水温度升高的过程中内能增大 D．燃气灶炒菜，燃料燃烧时将内能转化为化学能
3、目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具——冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，不断地冲击墙壁打出圆孔，如图，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（　　）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
4、关于做功或能量转化的过程，下列说法正确的是（　　）
A．汽油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能
B．拉弯的弓将箭射出，其内能主要转化为动能
C．电动机工作过程中，将机械能转化为电能
D．植物的光合作用，将光能转化为化学能
5、根据能量守恒定律，下列情形中可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．不考虑空气阻力时，小球从光滑的U形槽斜面由静止滚下后，会永不停息地在两侧来回运动
C．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
6、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
7、水是生命之源，面对严峻的缺水问题，我们要积极行动起来，合理利用和保护水资源，下列有关解决水资源危机的方法中，不可取的是（　　）
A．开发节水技术 B．防治水污染
C．植树造林，保护植被 D．大力开发地下水
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
10、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
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、请阅读《压缩空气储能》并回答题
压缩空气储能
压缩空气储能技术，是一种新型的蓄能蓄电技术。2021年10月份，我国自主研发的首套最大发电功率，最大储能容量的先进压缩空气储能系统，在贵州毕节成功并网发电。电力专家把这个储能系统比喻成一个“超大号的充电宝”。
压缩空气储能系统包括储能过程和释能过程两个环节。储能过程是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入储能室进行储能。释能过程是当电力系统高峰负荷时，将高压空气释放，带动发电机发电，从而满足电力系统的调峰需要。
压缩空气储能发电与以往风电和光伏发电的方式相比，不受环境影响，发电稳定；压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，也不像燃料储能会燃烧，从而造成环境污染或带来安全隐患，因此压缩空气储能是一种比较比较安全、清洁的储能方式。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）位于贵州毕节的压缩空气储能系统，最大储能容量为___________；
（2）该压缩空气储能系统以最大功率发电1小时，发电量为___________；
（3）压缩空气储能与储气罐储能方式相比，优势是：___________；
（4）文中压缩空气储能系统利用“错峰”的方法达到了对资源进行合理的分配。请你类比该举措，举一个实际生活中相似的应用实例。（__）
2、妈妈在厨房用电饭锅煮粽子，小强在客厅就闻到了粽子的香味，这是______现象，煮粽子是通过______方式增大粽子内能的。电能可以使电灯发光，同时大量的热气散失在空气中，但这些热气中含有的内能却无法自动转化为电能，说明能量转化具有______性。
3、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。
4、某物体具有的动能为aJ，内能为bJ，分子总动能为cJ，重力势能为dJ，弹性势能为eJ，则它的机械能为______J，分子的总势能为______J（用题中的符号表示）。将铁丝反复弯折，铁丝弯折处发热，这个过程中能量转化是______能转化为______能。
5、如图所示，用酒精灯给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
（1）酒精燃烧过程中能量的转化情况是 ______；
（2）酒精灯给水加热是通过 ______方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 ______（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）水蒸气将木塞推出的过程与内燃机 ______冲程的原理相同；在内燃机能量损失中，______带走的能量最多。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、小明家新安装了一台水箱能容纳500kg水的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．[水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]
（1）求在这4h内水吸收的热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需燃烧多少千克的焦炭？
2、大量研究表明，我国家庭分散燃烧煤炭是产生雾霾的重要原因，因此高效利用及用清洁能源替代煤炭已经刻不容缓。太阳能热水器很好的利用了清洁能源。小明家太阳能热水器可装水，在夏季可以将这些水从加热到（，煤炭热值）。
（1）水吸收的热量是多少？
（2）如果煤炭加热水的效率为，加热上述水需要多少煤炭？（保留2位小数）
（3）节约能源也可以减少雾霾的产生，可是有人认为自然界的能量是守恒的，不必节约能源，这种观点为什么不对？
3、燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，天然气完全燃烧放出了1.68×106J的热量．已知水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水时的效率．
4、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）
5、质量为3 t的小型载重汽车，额定功率为100 kW，车上装有6 t的砂石。汽车以10 m/s的速度在平直公路上以20 kW的功率匀速行驶了10 min，消耗汽油1.2 kg，请问：
（1）1.2 kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？(q汽油＝4.5×107 J/kg)
（2）汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力是多少？
（3）汽车在平直公路上匀速行驶时能量转化的效率是多少？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【详解】
火力发电是通过煤的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为涡轮的机械能，涡轮带动发电机转动将机械能转化为电能，故整个过程的能量转化是：化学能内能机械能电能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2、C
【详解】
A．比热容是物质本身的一种特性，与温度无关，则加热过程中水的比热容不变，故A错误；
B．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系，故B错误；
C．壶内的水在温度升高时，水分子运动加剧，水的内能增大，故C正确；
D．燃气灶炒菜，是将燃料燃烧的化学能转化为内能，故D错误。
故选C。
3、D
【详解】
当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
故选D。
4、D
【详解】
A．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高、内能增大，此过程中机械能转化为内能，故A错误；
B．当运动员将弓拉开时，弓发生了弹性形变，具有较大的弹性势能，当人松手后，弦对箭做功消耗了弹性势能，箭的速度增大，动能增大，所以弹性势能主要转化为动能，故B错误；
C．电动机工作过程中，消耗了电能，电能主要转化为机械能，故C错误；
D．植物的光合作用，消耗光能，将光能转化为化学能，故D正确。
故选D。
5、B
【详解】
A．子弹射穿木板，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故A不符合题意；
B．不考虑空气阻力的影响，小球在光滑的U形槽斜面中由静止滚下，机械能守恒，小球会在两侧来回运动，不会停止，故B符合题意；
C．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C不符合题意；
D．机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会一直默默地走下去，故D不符合题意。
故选B。
6、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。
7、D
【详解】
A．开发节水技术能够解决水资源危机，做法可取，故A符合题意；
B．防治水污染能够解决水资源危机，做法可取，故B符合题意；
C．植树造林，保护植被保护水资源，所以能够解决水资源危机，做法可取，故C符合题意；
D．而大力开发地下水，并不能解决现有的危机，反而会造成地面沉降等地质灾害，故不可取，故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、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。
10、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。
二、填空题
1、 不会漏气 修建水坝储水
【详解】
（1）[1]根据原文对压缩空气储能技术的介绍，压缩空气储能系统最大储能容量为。
（2）[2]由题意，最大发电功率，发电1小时所产生的电能为
（3）[3]压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，故压缩空气储能与储气罐储能方式相比，是不会漏气。
（4）[4]雨季河水水流量较大，发电用不完，枯水季节，水流量不足，于是人们修建拦河大坝，雨季河水水流量较大时，将水能储存起来，枯水季节可以发电。
2、扩散 热传递 方向
【详解】
[1]因分子在不停地的做无规则运动，所以在客厅就闻到厨房里粽子的香味，属于扩散现象。
[2]粽子吸收热量、温度升高，则蒸粽子是通过热传递方式增加内能的。
[3]电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有方向性。
3、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。
4、a+d+e b-c 机械 内
【详解】
[1]机械能是物体动能、重力势能、弹性势能的总和，该物体的重力势能为
[2]分子的内能是物体内部所有分子无规则运动的动能与相互作用的势能的总和，故分子的总动能为
[3[4]将铁丝反复弯折，对铁丝做功，消耗机械能转化为铁丝的内能，使铁丝的内能增加，温度升高。
5、化学能转化为内能 热传递 减小 做功 废气
【详解】
（1）[1]酒精灯燃烧过程将化学能转化为内能。
（2）[2]用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增加的。
[3]软木塞冲出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小。
（3）[4][5]木塞被推出时，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与内燃机做功冲程的原理相同；热机的各种损失中，废气的温度较高，废气带走的能量最多。
三、计算题
1、（1）4.2×l07J； （2）7kg
【分析】
根据热量的计算公式 求出水吸收的热量；热效率指被加热物体吸收的热量与燃料完成燃烧放出的热量之比， ，结合 ，从而可以计算出燃烧焦炭的质量．
【详解】
(1)由题可知，4h阳光照射，使500kg的水从20℃升高到了40℃，
则水吸收的热量： ，
(2)根据公式和可得，需要焦炭的质量： ．
答：4.2×l07J； 7kg．
2、 (1)4.2×107J；(2)4.67kg；(3)不对，因为能量的转移和转化是有方向性的，不是所有的能源都可以直接利用的
【分析】
知道水的质量、比热容、初末温度，由吸热公式可以求出水吸收的热量；煤炭来提供热量，不计热量损失，根据公式变形可求得煤炭的质量；自然界的能量是守恒，但能量的转移和转化是有方向性的，故需要节约能源。
【详解】
(1)水吸收的热量
(2)煤炭放出的热量
需要煤炭
(3)不对，因为能量的转移和转化是有方向性的，不是所有的能源都可以直接利用的。
答：(1)水吸收的热量是；
(2)如果煤炭加热水的效率为，加热上述水需要煤炭；
(3)不对，因为能量的转移和转化是有方向性的，不是所有的能源都可以直接利用的。
3、（1）6.72×105；（2）40%
【解析】
【分析】
（1）知道水的质量、水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量，即水的内能增加值；
（2）知道天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶的效率．
【详解】
(1)水吸收的热量：Q吸=cm(t t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃ 20℃)=6.72×105J，即水的内能增加了4.2×105J；(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放=1.68×106J；
燃气灶的效率：η=×100%=×100%=40%
4、（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．
5、 (1) ；(2) ；(3)
【详解】
(1)汽油燃烧放出的热量为：
(2)由可得牵引力做功为：
由得，汽车行驶了10min经过的路程为：
由公式得牵引力为：
由于汽车匀速运动，则受到的阻力：
(3)汽车有用功，汽油燃烧放出的热量，能量转化效率：
答：(1)1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为；
(2)汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力是；
(3)汽车在平直公路上匀速行驶时能量转化的效率是。