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综合训练试题（含详细解析）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展综合训练
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、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、如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　）
A．光电池板是将太阳能转化为化学能
B．照明灯工作时，LED 灯是将内能转化为电能
C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电时，蓄电池将化学能转化为光能
3、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
4、关于能源、信息与材料，下列说法正确的是（　　）
A．核电站核反应堆发生的链式反应，速度是可以控制的
B．若用超导材料制造电烤火炉，发热效率更高
C．5G和4G通讯信号的电磁波在真空中传播的速度不相等
D．化石能源和风能都属于可再生能源
5、下列说法中不正确的是（　　）
A．日食的产生是由于太阳光射向地球的光线被月球阻挡了
B．猴子“捞月亮”时，水中的“月亮”到水面的距离等于水的深度
C．在空气中，超声波和次声波传播速度相同
D．由于臭氧层破坏，大气层中二氧化碳的浓度增大，产生了“温室效应”
6、下列说法正确的是（　　）
A．在热机的工作过程中，由机械能转化为内能的是做功冲程
B．柴油机的效率比汽油机的效率高
C．柴油机在工作过程中吸入气缸中的是油气混合物
D．蓄电池充电的过程中是化学能转化为电能
7、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
8、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
9、下列说法中，正确的是（　　）
A．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质
B．燃料燃烧时，内能转化为化学能
C．甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是甲比乙做的有用功少
D．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大
10、关于能量，下列说法正确的是（　　）
A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量
B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能
C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳
D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性
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、如图是小球在地面弹跳的频闪照片。
（1）小球在弹跳过程中，每次跳起能达到的最大高度不断降低，是因为机械能转化为了_________。
（2）小球在图中弹跳的过程中机械能________，小球、地面以及附近空气的总能量________。（选填“守恒”或“不守恒”）
2、随着智能手机的普及，人们的聊天方式也不断推陈出新，由于智能手机的待机时间很短，因此需要经常充电，当给电池充电时是将______能转化成______能。
3、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。
4、导体容易导电，绝缘体不容易导电。有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称为半导体。除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它在多方面都有重要应用。有的半导体在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速地增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如上图所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。在LED灯中，电能被直接转换为光子，这大大提升了发光的效能，因为在其他灯具技术中，电能首先是被转化为热，只有很小一部分转化成了光。
（1）以下元件不是由半导体材料制成的___________。
A．光敏电阻 B．白炽灯 C．热敏电阻 D．LED灯
（2）LED灯电能可以直接转化成___________能，而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成___________能，再有很小一部分转化成光能，因此，LED灯的效率比传统照明灯要___________（填“高”或“低”）。
（3）如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所在区域的温度降低，电路中电流将变___________（选填“大”或“小”），热敏电阻两端电压将变___________（选填“大”或“小”）。
（4）上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图所示），则25℃的刻度应在20℃___________（选填“左”或“右”）边。
5、 “滴滴”打车以其方便快捷的特点，成为不少人出行的首选。“滴滴”的不少车主，都会选择以天然气代替柴油或汽油的新燃料车，天然气属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、6月5日是世界环境日．太阳能的开发和利用可以大大减少大量化石燃料的消耗，符合节能减排的理念．太阳能热水器是当今世界利用太阳的一种普遍装置，已走进了千家万户。如图为某型号的太阳能热水器，在地面地表晴天时垂直于阳光表面接受到的热辐射为3.6×106 J/（m2·h）。若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.5 m2，晴天晒了8h， [无烟煤的热值为3.4×107 J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
（1）若该太阳能热水器内装有100kg初温为25℃的水，经过8h的太阳照射，水温升高到75℃，则水吸收多少热量？
（2）若此热水器的效率为多少（保留1位小数位）？请从能量转化的角度说明你计算出的效率的意义。
（3）若用家用煤炉（它完全燃烧煤放出的热量有12﹪被水吸收）加热达到同样的目的，需要多少无烟煤（保留1位小数位）？
2、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）
3、如图所示，一种便携式燃气炉，用瓶装丁烷气体作燃料，已知某品牌瓶装丁烷气体的质量为250g，丁烷的热值为q＝7×107J/kgC水＝4.2×103J/（kg ℃）问：
（1）丁烷气体在燃烧时，能量转化是_____．
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体，可以发出多少热量______ ？
（3）若该燃气炉的效率为30%，丁烷燃烧放出的热量被水吸收，一瓶气体能使多少千克的水温度升高50℃ __________？
4、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）。
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】
A．光电池板是将太阳能转化为电能，而不是化学能，故A错误，不符合题意；
B．照明灯工作时，将电能转化为光能，故B错误，不符合题意；
C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能，故C正确，符合题意；
D．蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将化学能转化为光能，故D错误，不符合题意。
故选C。
3、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。
4、A
【详解】
A．核电站是核裂变的应用，核反应堆中发生的链式反应，速度是可以控制的，故A正确；
B．超导体是指某些材料当温度降低某个值时，电阻变为0，由于其电阻为0，由焦耳定律可知，电流经过超导体时不会发热，故B错误；
C．5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是3×108m/s，故C错误；
D．化石能源是经过漫长的岁月由太阳能转化而成的能源，不能短时间补充，所以是不可再生能源，故D错误。
故选A。
5、B
【详解】
A．由于光的直线传播，当月球运动到太阳和地球之间时，太阳光射向地球的光线被月球阻挡了从而形成日食，故A正确，不符合题意；
B．由平面镜成像规律可知，猴子“捞月亮”时，水中的“月亮”到水面的距离等于空中的月亮到水面的距离，而非水的深度，故B错误，符合题意；
C．在同一种介质（空气）中，超声波和次声波传播速度相同，故C正确，不符合题意；
D．“温室效应”是由于大气层中二氧化碳的浓度增大，阻挡了热量的散失而产生了，故D正确，不符合题意。
故选B。
6、B
【详解】
A．在热机的工作过程中，由机械能转化为内能的是压缩冲程，故A错误；
B．柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，气缸内温度更高，能量转化的程度更高，故B正确；
C．柴油机在吸气冲程中吸入气缸中的是空气，故C错误；
D．蓄电池充电时，电能转化为化学能，故D错误。
故选B。
7、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。
8、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。
9、D
【详解】
A．夏天在室内洒水，水汽化吸收热量，起到降温的作用，不是利用了水的比热容较大的性质，故A错误；
B．燃料燃烧时，将化学能转化内能，故B错误；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。甲的效率低，则甲用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比小，故C错误；
D．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故D正确。
故选D。
10、B
【详解】
A．一切物体都具有内能，静止的物体也有内能，故静止的物体也有能量，故A错误；
B．自然界中的各种能量可以相互转化的，且总量不变，火力发电厂就是将煤炭燃烧释放的能量转化为电能，故B正确；
C．风能和核能属于一次能源，直接从自然界获得，而电能不属于一次能源，通常是由其他形式的能转化而来，风能、电能、核能都与太阳无关，故C错误；
D．不同形式的能量之间可以相互转化，在转化过程中一部分能量不能被收集起来重新利用，能量转化向减少的方向，因此能量的转移、转化具有方向性，故D错误。
故选B。
二、填空题
1、内能 不守恒 守恒
【详解】
（1）[1]小球弹起的高度越来越低，说明小球的机械能减少，因为在小球运动的过程中，需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能。
（2）[2][3]小球运动的过程中，需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能，机械能不守恒，但小球、地面以及附近空气的总能量保持不变，是守恒的。
2、电 化学
【详解】
[1][2]手机充电过程中，消耗了电能，消耗的电能转化成了化学能被存储在电池里，所以是将电能转化为化学能的过程。
3、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。
4、B 光 内 高 小 大 右
【详解】
（1）[1]短文中介绍了半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻和LED灯，但白炽灯不是半导体材料制成的，故选B。
（2）[2][3][4]由题意可知，在LED灯中，电能被直接转换为光子，电能转化为光能；因为白炽灯工作时，是将电能转化为光能和内能，因此普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为了内能发光二极管（LED）的发光原理是电能直接转化为光能，由于发光二极管（LED）几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为光能的效率。
（3）[5][6]由于热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，当热敏电阻所在区域的温度降低，其阻值增大，根据串联分压不分流的特点，电阻越大所分得电压越大；当热敏电阻所在区域的温度降低，其阻值增大，整个电路中的电阻变大，根据变形可知，电源电压不变，电路中的电流变小。
（4）[7]因为温度升高，则热敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可得，电路中电流将增大，故指针将右偏，则25℃的刻度应在20℃的右边。
5、不可再生
【详解】
天然气一旦消耗，短期内不能从自然界得到补充，是不可再生资源。
三、计算题
1、（1）2.1×107J；（2）29.2%；热水器将吸收的太阳能的29.2%转化为水的内能；（3）5.1kg
【详解】
解：（1）由知道，水吸收的热量
（2）8h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）
E总=3.6×106J/(m2·h)×2.5m2×8h=7.2×107J
则该太阳能热水器的能量转化效率
从能量转化的角度知道，是热水器将吸收的太阳能的29.2%转化为水的内能。
（3）根据题意知道，无烟煤完全燃烧放出的热量
由Q放=mq知道，需要无烟煤的质量
答：（1）水吸收的热量是2.1×107J；
（2）若此热水器的效率为29.2%；从能量转化的角度说明热水器将吸收的太阳能的29.2%转化为水的内能；
（3）需要无烟煤5.1kg。
2、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。
3、化学能转化为内能 7×106J 25kg
【分析】
（1）用打火机点火是利用燃料燃烧将化学能转化为内能；
（2）已知丁烷气体的质量和热值，利用Q放=mq得到完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量；
（3）根据效率的公式得到水吸收的热量，根据Q吸=cm△t可求水的质量．
【详解】
（1）丁烷气体燃烧时，此过程中的能量转化关系是将燃料的化学能转化为内能；
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：Q放=mq=0.1kg×7×107J/kg=7×106J；
（3）由题知，完全燃烧0.25kg的丁烷气体可以放出的热量：，
水吸收的热量：，
水的质量：．
4、 (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。
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℃。