难点解析：苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展同步训练试卷（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同步训练
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、2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第55颗导航卫星，这也是最后一颗北斗全球组网卫星。关于火箭加速上升的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能变小，势能变大，机械能保持不变
B．动能变大，势能变小，机械能保持不变
C．动能变大，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能
D．动能变小，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能
2、2020年12月17日1时59分，探月工程“嫦娥五号”返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，如图所示，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。下列说法正确的是（　　）
A．返回器内剩余燃料的热值不发生变化
B．返回器返回过程中主要通过热传递增加了外壳的内能
C．地面上的雪受热熔化过程中温度保持不变，内能也保持不变
D．返回器在返回过程中不遵循能量守恒定律
3、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
4、下列有关能量的转化和守恒的说法正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将动能转化为电能
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是机械能转化为内能
C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
5、下列有关能量转化的说法中正确的是（　　）
A．跳伞运动员在空中匀速下落过程中重力势能转化为动能
B．拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C．太阳能电池将太阳能转化为电能
D．电风扇工作时将电能全部转化为机械能
6、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
7、在城市繁忙的十字路口，当红绿灯发生故障时，交通部门会运来如图所示的可移动式红绿灯临时指挥交通，保证车辆及行人的安全。下列有关说法中正确的是（　　）
A．红、绿灯是发光二极管，主要制造材料为超导体
B．太阳能电池板工作时将电能转化为太阳能
C．白天，蓄电池储能过程中，蓄电池相当于电路中的电源
D．红灯与绿灯交替发光，它们连接方式为并联
8、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
9、下列说法正确的是（ ）
A．由于沙石的比热容较大，所以沙漠地区的昼夜温差较大
B．清晨，路边的草或树叶上有时会结有露珠，这是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小水滴
C．随着科技的发展，人类一定能制造出永动机-不需要动力就能源源不断地对外做功的机器
D．利用一切物质的分子都在不停地做无规则运动这一规律，经过训练的警犬可以从旅客的行李箱中发现夹带的海洛因、摇头丸等毒品
10、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
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、2021年5月15日，中国“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星，其搭载指的“祝融号”火星车开始热行探测任务。火星车的四块太阳能电池板由_______材料制成。太阳能电池板可以将太阳能转化为_______能。
2、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℃。[]
3、能量的形式有多种，如机械能、内能、电能、光能、核能、化学能等，能量在一定条件下可以从一种形式 ___________为另一种形式，也可以从一个物体___________到另一个物体。
4、将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光，小电扇会转动起来。在这个过程中，能量的转化过程是太阳能先转化为______能，再转化为机械能。
5、人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的 ___________（选填“热值”、“热量”或“温度”）不同，燃烧过程将燃料的 ___________能转化为内能。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，阳光照射一段时间后，水温升高到80℃．
（1）水吸收的太阳能是多少 ［c水＝4.2×103J/(kg ℃)］
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？ [q干木柴＝1.2×107J/kg]
2、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）
3、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？
4、某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20°C的自来水加热到50°C，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）。已知天然气的热值为3.2×107J/m3。求：
（1）天然气完全燃烧放出多少热量燃烧；
（2）该热水器工作时的效率是多大。（计算结果保留小数点后两位）
5、目前使用的太阳能热水器常是光、电两用的，晴天日辐射加热，阴天电加热，冬日合肥地区晴天时垂直阳光表面接受到的太阳热辐射平均为4.32×106J/(m2·h),仅有一台太阳能热水器，可将接收到的热辐射50％用来升高水温，若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.0m3,水容量160L（c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）当晴天太阳直射7h后，水箱内装满水的太阳能热水器水温可升高多少℃？
（2）当阴天启用功率为2000W的电加热装置想达到同样的水温，若电加热装置产生的热量完全被水吸收，需通电加热多长时间？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【详解】
火箭加速上升的过程中，质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大；火箭升空时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，因机械能等于动能与势能的总和，所以火箭的机械能增大。火箭的喷气发动机工作时，将内能转化为机械能，故选项ABD错误，不符合题意，选项C正确符合题意。
故选C。
2、A
【详解】
A．由于热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量和体积无关，所以返回器内剩余燃料的热值不发生变化，故A正确；
B．返回器返回过程中主要通过克服摩擦做功增加了外壳的内能，故B错误；
C．地面上的雪受热熔化过程中，吸收了热量，内能变大，但温度保持不变，故C错误；
D．返回器在返回过程中，能量的转化或转移的过程中遵循能量守恒定律，故D错误。
故选A。
3、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。
4、D
【详解】
A．洗衣机工作时是将电能转化为机械能，故A错误；
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是内能转化为机械能，故B错误；
C．根据能量守恒定律，能量无论是转化还是转移，能量总和不会改变，故C错误；
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切能量的转移和转化都遵循这一规律，故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
A．由于跳伞运动员在空中匀速下落，质量不变，高度降低，重力势能减小，但由于速度没发生变化，动能不变，所以重力势能没有转化为动能，故A错误；
B．拉弓射箭过程中弓的形变程度变小，弹性势能减少，箭的动能增加，所以是将弓的弹性势能转化为箭的动能，故B错误；
C．太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故C正确；
D．电风扇在工作过程中，电能大部分转化为机械能，还有一部分电能转化为内能，故D错误。
故选C。
6、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。
7、D
【详解】
A．制造发光二极管的主要材料是半导体，其具有单向导电性，故A错误；
B．太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能转换成电能的装置，即其可以将太阳能转换为电能，故B错误；
C．蓄电池储能过程中，会将电能转换为化学能，这是其相当于用电器，故C错误；
D．红灯与绿灯可以单独工作，说明二者是并联的，故D正确。
故选D。
8、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。
9、D
【详解】
A．由于沙石的比热容较小，一定量的砂石吸收或放出一定热量后，温度变化大，所以沙漠地区的昼夜温差较大，故A错误；
B．清晨，路边的草或树叶上有时会结有露珠，这是空气中的水蒸气在夜间遇冷液化形成的小水滴，故B错误；
C．根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式的能量，所以永动机是不会制造出来的，故C错误；
D．因为分子不停地做无规则运动，而且警犬的鼻子非常灵敏，所以经过训练的警犬可以从旅客的行李箱中发现夹带的海洛因、摇头丸等毒品，故D正确。
故选D。
10、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。
二、填空题
1、半导体 电
【详解】
[1]太阳能电池板主要材料是硅，硅是电池制造中常用的半导体材料。
[2]太阳光照射到电池板上后，可以产生电压，实现太阳能向电能的转化。
2、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
3、转化 转移
【详解】
[1][2]能量的形式有多种，如机械能、内能、电能、光能、核能、化学能等。能量守恒定律的内容是：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
4、电
【详解】
将太阳能电池对着阳光时，太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，电能又经电动机转化为机械能。
5、热值 化学
【详解】
[1]热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，由于干木柴、煤的热值不同，所以它们的放热本领不同。
[2]燃烧是一种化学变化，燃料燃烧时将燃料的化学能转化为内能。
三、计算题
1、（1）6.3×107J； （2）5.25kg
【分析】
（1）根据Q＝cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（2）干木柴完全燃烧放出的热量和水吸收的热量相等，根据Q＝mq求出干木柴的质量．
【详解】
(1)水从20℃上升到80℃所吸收的热量：
Q吸＝cm(t t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×250kg×(80℃ 20℃)＝6.3×107J，
(2)燃烧干木柴放出的热量：Q放＝Q吸＝6.3×107J，
由Q＝mq得，需要干木柴的质量：
m干木柴＝＝5.25kg，
2、 (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。
3、（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。
4、（1）3.2×107；（2）39.38%
【详解】
解：（1）消耗的天然气体积为1m3，完全燃烧放出的热量为
（2）质量为100kg、温度为20°C的自来水加热到50°C，水吸收的热量
热水器工作时的效率是
答：（1）1m3天然气完全燃烧放出的热量是3.2×107；
（2）该热水器工作时的效率是39.38%。
5、（1）45℃；（2）4.2h
【分析】
（1）根据太阳热辐射的含义以及接受面积和照射时间求出太阳能热水器接收的太阳辐射能，然后根据Q吸=Qη求出水吸收的热量，利用密度公式求出水的质量，最后根据Q吸=cm△t求出水箱内水升高的温度；
（2）电加热装置产生的热量完全被水吸收，根据Q=W=Pt得到需要加热的时间．
【详解】
（1）太阳能热水器接收的太阳辐射能为：Q=4.32×106J/(m2·h)×2.0m2×7h=6.048×107J，
水吸收的热量为：Q吸=Qη=6.048×107J×50%=3.024×107J，
水的体积V水=160L=160dm3=0.16m3，
水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.16m3=160kg，
由Q吸=cm△t得，水箱内水升高的温度：；
（2）若电加热装置产生的热量完全被水吸收，电加热装置消耗的电能W=Q=3.024×107J，需要通电的时间：．