精品试卷沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会专项攻克试卷（含答案）

沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会专项攻克
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、如图所示，先后将不同材料接在电路的 A、B两点间，闭合开关，能使小灯泡发光的是（　　）
A．铅笔芯 B．干木条 C．塑料棒 D．橡胶
2、图所示验电器上标记的各部件中，通常情况属于绝缘体的是（　　）
A．金属球 B．橡胶垫 C．铁制外壳 D．金属箔
3、下列四组物品中，通常情况下都属于导体的是（　　）
A．陶瓷碗、空气 B．玻璃杯、大地 C．铅芯笔、人体 D．橡胶、陶瓷
4、科技的自立自强是国家发展的战略支撑，2021年新一代5G芯片将开始量产，标志着中国芯片正在崛起。芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（　　）
A．超导材料 B．绝缘材料 C．隔热材料 D．半导体材料
5、关于信息和材料，下列说法不正确的是（　　）
A．铜、铝、陶瓷都是很好的导体 B．光导纤维传导的是光信号
C．超导材料适合用来进行远距离输电 D．发光二极管一种半导体材料
6、如图反映了一台机器正常工作时能量流向情况，下列说法错误的是（　　）
A．该图说明了能量可以发生转化
B．该图说明了能量可以发生转移
C．该机器遵循能量守恒定律
D．该机器的效率为75%
7、如图中，正确的选项是（　　）
A．甲的比热容大于乙的比热容
B．橡胶比金属的导电性好
C．这个过程与内燃机的做功冲程类似
D．电阻箱的阻值为64.4Ω
8、下列说法正确的是（　　）
A．摩擦生电的实质是产生了电荷
B．绝缘体不能导电是因为绝缘体内没有电子
C．电荷定向移动的方向为电流的方向
D．验电器能够检验摩擦过的物体是否带电
9、下列物品中，通常情况下属于导体的是（　　）
A．塑料橡皮 B．玻璃水杯 C．橡胶手套 D．不锈钢尺
10、城市环保建设——控制噪声是主要项目之一，下列哪种措施不能减弱噪声（　　）
A．城区内禁止机动车鸣笛
B．减少二氧化碳气体的排放
C．在城市街道两旁多种植树木花草
D．在汽车的排气管上装消声器
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、人体就像一部复杂的机器，包含许多物理知识。人体是______体（导/半导/绝缘），人体的安全电压______V。
2、在第三届宜昌马拉松比赛中，一名选手跑完全程消耗的能量为1.05×107J，这些能量来自于食物的______能。这些能量可以使______kg的水温度升高50℃。[]
3、如图所示是搭载神舟十三号载人飞船的长征 号F遥十三运载火箭成功发射时的情景。长征 号F火箭使用的是偏 甲肼推进剂燃料，若偏 甲肼的热值是 3.3×107 J/kg，80t的偏 甲肼完全燃烧能释放______J 的能量。与神州十三号载人船对接的天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化镓太阳能电池，太阳能电池可以把______能直接转化为______能，供空间站使用。
4、物质物理属性有：密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等，下面的现象主要运用了哪一性质。室内装修时热水管通常要用泡沫材料包裹，这是涉及到泡沫材料的______；俗话说“没有金钢钻，莫揽瓷器活”，金刚钻的______比瓷器强；在死海中，不会游泳的人也可浮在水面上，这涉及到水的_________有关。
5、2021年12月9日15点40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次在太空授课。学生们观看电视直播时，电视收到的信号是______波，信号传播时要用通讯卫星，卫星上的“翅膀”实际是______（选填“电源”、“用电器”）。
　　
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56 km，用时半小时 ．
(1)求该房车的行驶速度；
(2)已知这一过程消耗燃油1.5×10－2m3，则热机在这一过程中消耗的总能量是多少？(假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103 kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg)；
2、简易太阳能热水器的受光面积14m2,内装0.16t水，太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是8×104J,请问：
（1）太阳能热水器在工作时其能量如何转化？
（2）该热水器的水箱经阳光照射后，水温由20℃升高到70℃，水吸收的热量是多少焦？[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）]
（3）如果太阳照射60％的热量被水吸收,问:20℃的水晒3h后水温升高到多少摄氏度？（水的比热容是4.2×103）
3、目前我国风力、光能发电总量双双位于世界第一．如图所示是道路上安装的新型风光 互补路灯系统，这种路灯同时安装了风力发电机和太阳能电池板．他的技术参数如下表：
风力发电额定功率 260W
风力发电额定额定风速 8m/s
风力发电启动风速 3m/s
太阳能电池板平均输出功率 100W
（1）该路灯通过风力发电机发电时，将________能转化为电能；该路灯安装的灯泡上标有“24V 60W”字样，则灯泡正常发光时的电流是多大？100 盏该型号路灯，一个月消耗的电能是________？（假设路灯每晚工作 10h，一个月按 30 天算）这些能量相当于消耗________ kg 的煤炭？（煤炭热值 q煤=3×107J/kg，不计能量损失）
（2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为 800W/m2 ， 若太阳能电池板的面积为 1.25m2 ， 则太阳能电池光电转换效率为多大______？
（3）在平均风速为 8m/s 的晚上，风力发电机除了给路灯提供电能之外，同时还将多余的电能储存在蓄电池中．如果风力发电机一晚上工作时间为 10h，则在蓄电池储存的电能是________kW h．
4、2017年5月5日14点，在上海浦东机场第四跑道成功首飞，这标志着具有完全自主知识产权的中国大型民用客机已经振翅翱翔．下表是的部分参数．
客座数（两级/单级）
最大起飞重量（） 最大着陆重量
最大设计航程（） 巡航速度
（1）有一个前起落架，两个主起落架，每个起落架上个轮子，所以一共个轮子，每个轮子平均着地面积为当它等待起飞时对地面的压强多大？（保留一位）
（2）着陆重量是飞机着陆所允许的最大重量，它通常比最大起飞重量小，因为飞机落地的时候有较大的垂直速度．如果飞机遇到紧急情况需要迫降时，通常采用应急排油，或在机场上空盘旋，以消耗燃油，达到安全着陆要求．若一架起飞不久的紧急迫降，需要再燃烧的燃油后才能安全降落．已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是，飞行时受到的阻力为，飞机使用航空燃油的热值灵．
问：①读作马赫，也就是声速（）的倍，__________．
②飞机发动机完全燃烧燃油放出的能量是__________．
③的燃油使以巡航速度飞行的飞机能飞多长时间？
5、如图所示，小强家安装了一台康达太阳能热水器，它的热效率可以达到，水箱容积为100L，装满水，水的温度随光照时间的变化关系如表：
光照时间 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
水的温度 20 25 30 35 40 50 60 65 70 75 80
(1)太阳能热水器光照10h，水吸收的热量？
(2)太阳能热水器10h接受多少太阳能？
(3)太阳能热水器吸收的太阳能，相当于节约了多少度电？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、运用知识解决问题：
(1)小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为：水的比热容___________；海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水_________；
(2)水的比热容为，煤油的比热容为。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上质量相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀加热。下列图像正确的是_______；
A． B．
C． D．
(3)下列现象中，属于机械能转化为内能的是________；
A．航天飞行器穿越大气层时表面发热 B．冬天用热水袋取暖
C．放爆竹时，爆竹腾空而起 D．电灯发出光和热
(4)对100g水加热，水的沸腾图像如图，从开始计时到加热3min内水吸收的热量是_____J。
2、小明与小芳在探究泡沫塑料和棉絮的保温性能，两人在进行如下实验：
（1）在两个完全相同的烧瓶外分别包裹大小、厚度______（选填“相同”或“不同”） 的泡沫塑料和棉絮；
（2）在烧瓶中同时注入______和______相同的水；
（3）把烧瓶放于相同的环境下，利用______和______（选填实验仪器名称）测出不同时间的水温，得到如下表格；
时间（分） 0 10 20 30 40
泡沫塑料组水温（℃） 80 64 56 50 41
棉絮组水温（℃） 80 56 43 32 28
（4）小明分析实验数据，可以得出结论是：______；
（5）小芳认为小明通过一次实验得出实验结论还不够，要提高实验结论的可信度，应该怎么做？______。
3、生活中大部分物体都有热胀冷缩的性质，小丽注意到∶温度计中不同液体热胀冷缩的程度似乎不同，她猜测∶物体热胀冷缩的程度可能与物质的种类等多个因素有关。 小丽和同学利用身边横截面积相同的铜线和铝线进行实验探究，验证自己的猜想，下表是小丽和其同学探究影响物体线膨胀（物体受热时在长度方向上的膨胀叫作线膨胀）因素的实验记录。
实验序号 材料 原长/m 温度升高/°C 伸长量/m
1 铜 1 10 0.19
2 铜 2 10 0.38
3 铜 1 30 0.57
4 铝 1 30 0.69
5 铝 2 10 0.46
6 30
（1）请根据实验记录完成下列各题。
①比较实验序号___________与___________，可得结论∶当材料、原长相同时，固体的线膨胀与温度升高的多少有关。
②比较实验序号 1 与 2 可得到的初步结论是：___________。
③为了进一步探究①中的结论，表格中空格里应填写的信息是___________、___________。
（2）由上述知识可知∶冬天施工架设输电线，要将电线适当___________（选填“绷紧”或“放松”）些。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．将铅笔芯接在电路的 A、B两点间，闭合开关，能使小灯泡发光，因为铅笔芯属于导体，故A符合题意；
BCD．干木条、塑料棒、橡胶都不容易导电，属于绝缘体，接入A、B间灯泡不能发光，故BCD不符合题意。
故选A。
2、B
【详解】
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。验电器上标记的各部件中金属球、铁制外壳、金属箔都容易导电，属于导体；橡胶垫不容易导电，属于是绝缘体，故B符合题意。
故选B。
3、C
【详解】
A．陶瓷碗、空气都不容易导电，属于绝缘体，故A不符合题意；
B．玻璃杯属于绝缘体，大地属于导体，故B不符合题意；
C．铅笔芯、人体都属于导体，故C符合题意；
D．橡胶、陶瓷不容易导电，属于绝缘体，故D不符合题意。
故选C。
4、D
【详解】
常见的半导体材料有：硅、锗、砷、镓等。制造芯片的主要材料是硅，属于半导体材料。
故选D。
5、A
【详解】
A．陶瓷为绝缘体，故A错误，符合题意；
B．光导纤维传导的是激光信号，激光也是一种电磁波，故B正确，不符合题意；
C．超导体做输电导线，可以减小由电能到内能的损耗，提高传输效率，故C正确，不符合题意；
D．发光二极管是一种半导体材料，故D正确，不符合题意。
故选A。
6、D
【详解】
A．由图可知，有一部分内能转化为了机械能，这说明了能量可以发生转化，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，内能输入后，有内能输出，说明了能量可以发生转移，故B正确，不符合题意；
C．机器发生了能量的转化和转移，在能量的转化和转移中，都要遵循能量守恒定律，故C正确，不符合题意；
D．该机器是利用内能来做功的，内能转化为机械能，效率为
故D错误，符合题意。
故选：D。
7、C
【详解】
A．由可知，甲乙的质量未知，无法判断甲乙的比热容，故A错误；
B．橡胶是绝缘体，金属是导体，所以金属的导电性更好，故B错误；
C．图中水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故C正确；
D．图中电阻箱示数是
故D错误。
故选C。
8、D
【详解】
A．摩擦起电不是创造了电荷，而是电荷的转移，故A错误；
B．绝缘体不容易导电，其原因是绝缘体内部的自由电荷很少，故B错误；
C．电流的方向就是正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，故C错误；
D．验电器是检验物体是否带电的仪器，故D正确；
故选D。
9、D
【详解】
ABC．塑料橡皮、玻璃水杯和橡胶手套都不容易导电，都属于绝缘体，故ABC不符合题意；
D．不锈钢尺容易导电，是导体，故D符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
A．市区内禁止机动车鸣笛是在噪声的产生处减弱噪声，故A不符合题意；
B．减少二氧化碳气体的排放可以改善空气质量，不能减弱噪声，故B符合题意；
C．城市街道两旁和空地多种草、多植树可以在噪声的传播过程中减弱噪声，故C不符合题意；
D．在汽车的排气管上装消声器可以在声源处减弱噪声，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、导 不高于36
【详解】
[1][2]人会触电，说明人体是导体，正常情况下，人体的安全电压不高于36V。
2、化学 50
【详解】
[1]选手跑步是所消耗的能量最终是由食物的化学能转化来的。
[2]由可知，水的质量为
即这些能量可以使50kg的水温度升高50℃。
3、 太阳 电
【详解】
[1]80t的偏 甲肼完全燃烧能释放的能量
[2][3]太阳能电池吸收太阳能，产生电能，可以把太阳能能直接转化为电能，供空间站使用，太阳能电池就是电源。
4、导热性 硬度 密度
【详解】
[1]由于泡沫材料有导热性差，保温性好的特点，所以室内装修时热水管通常要用泡沫材料包裹。
[2]金刚钻在工作时，需要较高的硬度，之所以采用“金刚钻”，是因为钻石的硬度很大。
[3]人体密度与水的密度差不多，死海海水由于含盐量太高，密度大于河水，所以不会游泳的人在河水中可能下沉，在死海中漂浮。
5、电磁 电源
【详解】
[1]电视是通过电磁波传递信息的，所以学生们观看电视直播时，电视收到的信号是电磁波。
[2]卫星上的“翅膀”实际上是太阳能电池板，将太阳能转化为电能，为卫星提供电能，所以卫星上的“翅膀”实际是电源。
三、计算题
1、 (1) 112 km/h (2) 5.4×108 J
【解析】
（1）该房车行驶的速度v=s/t=56km/0.5h=112km/h；（2）消耗燃油的质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×1.5×10－2m3=12kg，消耗的总能量为Q=mq=12kg×4.5×107J/kg=5.4×108J．
2、（1）光能（太阳能）转化为内能（2）3.36×107J（3）38℃
【详解】
（1）根据题意知道，太阳能热水器工作时会将太阳能转化为水的内能；
（2）水箱里的水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103 J/（kg ℃）×160kg×（70℃-20℃）=3.36×107 J；
（3）因为太阳每分钟辐射到1m2 面积上的热量是8×104 J，所以太阳能热水器3h得到太阳的辐射热量为：Q=1.4m2 ×3×60min×8×104 J/（m2 min）=2.016×107 J，
水吸收的热量：Q吸 =Qη=2.016×107 J×60%=1.210×107 J，
由Q=mc△t可知，水升高的温度：△t=Q吸/mc=1.210×107 J/160kg×4.2×103J=18℃
故20℃的水晒3h后水温升高到的温度是：t=20℃+18℃=38℃
3、风（机械） 6.48×109J 216kg 10% 2
【解析】
【详解】
（1）路灯通过风力发电机发电时，将风能（或机械能）转化为电能；
由于灯泡上标有“24V 60W”字样，由P=UI知道，
该灯泡正常发光的电流是：；
100 盏该型号路灯，一个月消耗的电能是：；
由知道，消耗的这些电能相当于消耗煤炭的质量是：；
（2）由于太阳光照射到地面时的辐射功率是：，太阳能电池板的面积是：
所以，太阳能电池板接收到的总功率是：，
又因为太阳能电池板平均输出功率是100W，
所以，光电转换效率是：；
（3）风力发电机晚上产生的电能是：
，
根据题意知道，1盏该型号路灯工作10h消耗的电能是：
又因为风力发电机除了给路灯提供电能之外，多余的电能储存在蓄电池中，
所以，蓄电池可储存的电能是：
4、805555.6 272 1.7×11J 5000s
【解析】
（1）飞机受到的最大重力：；对地面的最大压强：
（2）①速度：
②燃油的质量：；燃油完全燃烧放出的热量：
；
③已知发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，
则有用功，飞行时的阻力为5.0×104N，
则由，可得 再根据
故答案为(1). 805555.6 (2). 272 (3). 1.7×11J (4). 5000s
【点睛】本题主要考查了二力平衡、功、热值的有关计算，考查全面，难度适中，能熟练运用公式即可解题，要注意物理的单位统一．
5、 (1)；(2)；(3)8.75
【详解】
(1)水箱装满水时，水的体积
由得，水的质量
由表格中的数据可知，水的初温，末温，
则水吸收的热量
(2)由得，太阳能热水器10h接受太阳能
（3）太阳能热水器吸收的太阳能相当于节约的电能
度
答：(1)太阳能热水器光照10h，水吸收的热量为；
(2)太阳能热水器10h接受太阳能；
(3)太阳能热水器吸收的太阳能，相当于节约了8.75度电。
四、实验探究
1、大 大 C A
【详解】
(1)[1][2]根据可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度改变较小，水的比热容较大，同样受热的情况下，吸收相同热量，沙子的温度变化比海水大，因此小明光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉。
(2)[3]由可知，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油的比热容为水的比热容的，所以经过相同的时间，煤油升高的温度为水升高温度的2倍。
故选C。
(3)[4]A．航天飞行器穿越大气层时，与大气层发生摩擦，表面发热内能增加，属于通过做功的方式使内能增加，机械能转化为内能，故A项符合题意；
B．冬天用热水袋取暖，是通过热传递的方式增加物体的内能，故B项不符合题意；
C．爆竹点燃后腾空升起，是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能，故C项不符合题意；
D．电灯消耗电能发出光和热，是电能转化为光能和内能，故D项不符合题意。
故选A。
(4)[5]由图可知，经过3min加热，水温由70升高到95，则水吸收的热量为
2、相同 质量 初温 温度计 秒表 在这两种材料中，保温效果比较好的是泡沫塑料 在相同的条件下重复该实验
【详解】
（1）[1]探究泡沫塑料和棉絮的保温性能，应在两个完全相同的烧瓶外分别包裹大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮。
（2）[2][3]由放出热量的公式：知，保持烧瓶相同、环境温度相同，水的质量相同；还需要保持水的初温相同。
（3）[4][5]由题意知需要测量的物理量是时间和水的温度，测量温度的仪器是温度计，测量时间的仪器是秒表。
（4）[6]表中所示水的初始温度是80℃；从计时开始40分钟，泡沫塑料组的水温是41℃，降低了
80℃-41℃=39℃
棉絮组的水温降低了
80℃-28℃=52℃
所以说相同时间内，泡沫塑料组降低的温度少。由此可以得出结论是：在这两种材料中，保温效果比较好的是泡沫塑料。
（5）[7]通过一次实验得出实验结论，说服力还不够。要提高实验结论的可信度，还应该在相同的条件下重复该实验。
3、1 3 当材料和横截面积相同的物体升高的温度相同时，原长越长线膨胀伸长量越大 铝 2 绷紧
【详解】
（1）[1][2]要使实验中的材料、原长相同，利用控制变量法使这两个量一样，根据表可知只有实验序号1和实验序号3满足材料和原长一样。
[3]比较实验序号 1 与 2 可知，这两组数据的材料一样的都是铜，温度一样都升高了10℃，自变量是材料的原长，因变量是材料的伸长量，观察原长和伸长量数据可知，当相同材料和物体升高的温度相同时，原长越长线膨胀伸长量越大。
[4][5]由于①中只用了铜这一种材料做实验，且只研究其中的一组实验就得到了结论，这是具有偶然性的，并没有普遍性。为了让①中得到的结论更具有普遍性，应该换其他材料，继续重复上述实验，即材料、原长相同，温度是唯一变量，只能选用序号5和序号6，而且必须保证序号5和序号6中的材料和原长一样，即材料是铝、原长为2m。
（2）[6] 由上述知识可知∶冬天施工架设输电线，由于气温低导线处于冷缩状态，所以要将电线适当绷紧些，以防止在夏天气温升高，由于气温高导线处于线性膨胀状态，导线变长而引起导线与导线之间的碰撞，造成输电线路的故障。