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定向训练试卷（含答案解析）

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展定向训练
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、阳逻之心蓝玉项链公园两侧安装了“风光互补”景观节能灯，如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释最合理的是（　　）
A．白天，太阳能电池板将太阳能转化为化学能储存起来
B．小风扇是用来给太阳能电池板散热和确定风向的
C．小风扇是风力发电机，将机械能转化为电能
D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为光能
2、生活中能量转化的实例很多.下列描述中，错误的是（　　）
A．摩擦生热是把机械能转化为内能
B．植物的光合作用是将光能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．给蓄电池充电时，化学能转化为电能
3、下列说法中，正确的是（　　）
A．开关必须接在电源正极和用电器之间才能控制用电
B．所有电源都是把化学能转化为电能的装置
C．电压表测用电器两端电压时必与所测用电器并联
D．可以把电流表与被测用电器并联
4、中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（　　）
A．智能机器人只能通过声音信号控制
B．北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C．用5G手机上网是通过电磁波传递信息
D．无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量
5、如图所示现象或装置在工作时，与热机做功冲程的能量转化相同的是（　　）
A．钻木取火 B．水蒸气将塞子冲出
C．电磁铁 D．电炉子
6、美团共享电单车已经进入鞍山了。对于使用电单车说法错误的是（　　）
A．骑电单车上坡时省劲儿，是电能转化为机械能
B．给电单车充电时，是将电能转化为化学能
C．电单车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过热传递改变刹车片内能的
D．电单车没电时需要奋力蹬车，消耗人体内的一部分能量，这个过程能量转化守恒
7、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
8、如图是用木炭加热烤肠时的一个场景，为了让烤肠不致被烤焦且均匀受热，店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤。下面分析正确的是（　　）
A．闻到烤肠的香味，表明扩散只在气体中发生 B．烤肠在加热过程中，温度升高，内能增大
C．木炭燃烧的过程中，将内能转化为化学能 D．烤肠在石子上烤是利用了石子比铁锅的比热容小
9、酒是人类神奇的发明，如图是将谷物倒入锅中熬制酒料的过程，下列说法正确的是（　　）
A．用火种引燃木柴的过程是通过做功的方法改变内能
B．灶台下木柴燃烧的过程，将内能转化成了化学能
C．酒料在升温的过程中，所含的热量逐渐增大
D．熬制过程中需要不断地搅拌，目的是使酒料受热均匀，同时避免粘锅
10、以下说法正确的是（　　）
A．同一物体，温度越高，内能越大
B．根据能量守恒定律可知能的总量是不变的，所以我们不需要节约能源
C．酒精燃烧时，内能转化为化学能
D．中午海滩上沙子比水热，是因为水的比热容比沙子的比热容小
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、一手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量4000mA h。它充满电后，大约储存了______J电能。充电时手机电池中______能转化为______能。
2、在湘江风光带耸立着一排“风光互补”照明灯，如图所示。它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰”挎照明灯。无风有光时，通过太阳能电池板发电，将太阳能转化为电能，有风无光时，通过“小风扇”风力发电，将_______能转化为电能。照明灯工作时，将_______能转化为光能。
3、2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值______（选填“大”或“小”）的固体燃料，燃料的质量减少，热值______（选填“变小”或“不变”），天然气已经被广泛利用，它是一种______（选填“可”或“不可”）再生能源，完全燃烧0.07 m3天然气释放的热量为______J。（q天然气=4×107 J/ m3）。
4、2015年11月底于北京召开的WRC世界机器人大会带来了一场机器人的饕餮盛宴。如图，他们可以演奏、跳舞、踢球，还可以通过电炒锅做出热气腾腾的饭菜．智能机器人可以直接接入家庭电路中，使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等；或锂动力电池供电，连续工作时间3-4小时．最重要的一点，当机器人快没电时，会自动进行室内定位，寻找到充电桩进行充电，用户根本不用为机器人电量不足问题操心．
请结合文字介绍及图片信息指出与它有关的电学或者热学物理现象及对应的物理知识．（不得与示例重复）
示例：
物理现象：智能机器人做出热气腾腾的饭菜；
物理知识：热传递改变了饭菜的内能．
物理现象：______；
物理知识：______.
5、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______。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等．太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2,每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
2、某载重汽车在水平路面以80km/h的速度匀速运动0.05h，消耗汽油1.0kg，其汽油发动机效率为40%(汽油热值是4.5×107J/kg，铁的比热容 )
(1)燃烧汽油所放出的热量是多少？若这些热量都被1000kg的铁块吸收，该铁块的温度能升高多少？
(2)汽车通过的距离多长？
(3)汽车在匀速行驶过程中牵引力是多大？
3、当前新能源汽车日益普及，某品牌新能源汽车一次最多能装入18kg硼和45L水，利用二者反应产生的能量，相当于3.5L汽油完全燃烧产生的能量。当该车以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，燃料的能量转化为机械能的效率为80%，该轿车的质量是1.6t，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。（汽油的热值为4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）发动机的牵引力为多大？
（2）发动机的有用功率多大？
（3）一次加满燃料可以供该车行驶多少千米？
（4）请说出使用该车的优点（一条即可）。
4、风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电?有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久．
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池扳将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率．
（1）风力发电机是根据______原理发电的，利用风力发电时，是将______能转化为电能
（2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为______W
（3）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W此时风速为______m/s．
（4）充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为100W时，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电的时间不能超过______h
（5）某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯的规格为“12V、70 W”路灯共1000盏，每天正常工作10 h，则一天消耗的电能为______kW h
5、南极冰面上，科考队用拖拉机借助绳索水平牵引装有货物的轻质木箱来运输货物。
（1）木箱底面积为5m2，质量不计，水平冰面能承受的最大压强为1×104Pa，求木箱内可装货物的最大质量（g取10N/kg）
（2）某次运输过程中，拖拉机用绳索牵引装有货物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度匀速直线行驶10km。消耗柴油1kg，牵引木箱做功的功率为9kW，（q柴油＝4.5×107J/kg。）求该运输过程中，柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【详解】
A．白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能储存起来，故A不符合题意；
BC．小风扇是风力发电机，将机械能转化为电能，而不是用来给太阳能电池板散热和确定风向，故B不符合题意，故C符合题意；
D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D不符合题意。
故选C。
2、D
【详解】
A．摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故B正确，不符合题意；
C．电动机带动水泵把水送到高处，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．给蓄电池充电时把电能转化为化学能，故D错误，符合题意。
故选D。
3、C
【详解】
A．开关与控制的电路串联，不一定要接在电源正极和用电器之间，故A错误；
B．电源是把其它形式的能转化为电能的装置，但不一定是把化学能转化为电能，如发电机是把机械能转化电能，故B错误；
C．电压表与待测电路并联，即电压表测用电器两端电压时必与所测用电器并联，故C正确；
D．电流表与待测电路串联，若把电流表被测用电器并联，则用电器会被电流表短路，不能测量出通过用电器的电流，故D错误。
故选C。
4、C
【详解】
A．智能机器人具备形形色色的信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉，所以机器人还可以通过光线等各种信号进行控制，故A错误；
B．我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它是利用电磁波传递信息的，故B错误；
C．5G手机上网网速加快，它传递信息是通过电磁波中的微波来实现的，故C正确；
D．无人自动驾驶汽车行驶是指它的操作智能化，因为能量在转化和转移的过程中，总量是守恒的，所以它也需要消耗能量才能前进，故D错误。
故选C。
5、B
【详解】
热机的做功冲程中，是内能转化为机械能。
A．钻木取火是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．加热试管中的水，试管内水蒸气内能增大，当水蒸气将塞子冲出时，水蒸气内能转化为机械能，故B符合题意；
C．电磁铁工作时消耗电能，得到机械能，电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．电炉子工作时消耗电能，得到内能，电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
6、C
【详解】
A．骑电单车上坡时，消耗了电能，获得了机械能，将电能转化为机械能，故A正确，不符合题意；
B．给电动车充电时，蓄电池相当于用电器，这一过程是将电能转化为化学能，故B正确，不符合题意；
C．电单车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过做功改变刹车片内能的，故C错误，符合题意；
D．电单车没电时需要奋力蹬车，消耗人体内的一部分能量，根据能量守恒定律可知，这个过程能量转化守恒，故D正确，不符合题意。
故选C。
7、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。
8、B
【详解】
A．闻到烤肠的香味，表明香味扩散到空气中，而扩散是指不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象，固体、液体也能发生扩散现象，故A错误；
B．加热烤肠时，烤肠吸收热量，温度升高，温度增加，故B正确；
C．燃料燃烧是将化学能转换为内能的过程，故C错误；
D．利用这种石头来制熟烤肠，这主要是利用了石头的比热容比铁的比热容大，在同样吸热的情况下，其温度升高比较慢，且散热比较均匀的特点，故D错误。
故选B。
9、D
【详解】
A．用火种引燃木柴的过程是热传递，故A错误；
B．木柴燃烧的过程，本质是化学能转化为内能的过程，故B错误；
C．热量是一个过程，不能说物体含有多少热量，故C错误；
D．熬制过程中需要不断地搅拌，使酒料受热均匀，同时避免粘锅，故D正确。
故选D。
10、A
【详解】
A．同一物体，温度升高，内能增大，故A正确；
B．能量是守恒的，但能量的转化是有方向性的，可利用的能源会越用越少，所以需要节约能源，故B错误；
C．酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，故C错误；
D．沙子比水热是因为沙子的比热容小于水的比热容，质量相等的沙子和水吸收相同的热量沙子升高的温度要大，故D错误。
故选A。
二、填空题
1、53280 电 化学
【详解】
[1]手机电池充满电后储存的电能
[2][3]充电时的手机电池中电能转化为化学能。
2、机械能（或风能） 电
【详解】
[1]风力发电时的能量转化是 “小风扇”将机械能（或风能）转化为电能。
[2]照明灯工作时，消耗电能，将电能转化为光能。
3、大 不变 不可 2.8×106
【详解】
[1]火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是完全燃烧相同质量的燃料，热值大，可以放出更多的热量。
[2]热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以在燃料的质量减少时热值不变。
[3]天然气属于化石能源，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。
[4]完全燃烧0.07m3天然气释放的热量
Q放=Vq=0.07m3×4×107J/m3=2.8×106J
4、利用充电器给机器人充电 将电能转化为化学能储存在电池内
【详解】
[1][2]机器人充电；将电能转化为化学能储存在电池内，电池的充电和放电过程是电能和化学能转化的过程，给电池充电是将电能转化为化学能储存在电池内，放电过程就是将化学能转化为电能。
5、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。
三、计算题
1、60℃
【详解】
因为光照6h，太阳能热水器接收的太阳能为：W太阳能=2.5J/(h =4.5J，
又因为热水器接收的太阳能有42%转化为水的内能，所以水吸收的热量为：=W太阳能=424.5=1.89J，
所以质量为100kg的水升高的温度为：=45，
所以水的末温为：t2=t1+t=15+45=60．
2、（1）4.5×107J 100℃（2）4km（3）4.5×103N
【详解】
(1)燃烧汽油所放出的热量
设铁块能升高的温度为，铁块的热量计算公式，那么
(2)汽车通过的距离
(3)发动机所做的功为
汽车在匀速行驶过程中牵引力
答：(1)燃烧汽油所放出的热量是；若这些热量都被1000kg的铁块吸收，该铁块的温度能升高；(2)汽车通过的距离为；(3)汽车在匀速行驶过程中牵引力是。
3、（1）1.6×103N；（2）4.8×104W；（3）64.4km；（4）对环境无污染。
【解析】
【详解】
（1）汽车受到的重力：G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N；
汽车受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N；
因为汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力：F＝f＝1.6×103N；
（2）汽车的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s，
由P＝＝＝Fv得，汽车的功率：
P＝Fv＝1.6×103N×30m/s＝4.8×104W；
（3）汽油的质量m′＝ρV＝0.8×103kg/m3×3.5×10﹣3m3＝2.8kg，
3.5L汽油完全燃烧时放出的热量：
Q放＝m′q＝2.8kg×4.6×107J/kg＝1.288×108J；
由η＝得，一次加满燃料汽车发动机做功：
W＝ηQ放＝80%×1.288×108J＝1.0304×108J；
由W＝Fs得，汽车最多行驶的路程：
s＝＝＝6.44×104m＝64.4km；
（4）水和硼反应产生氢，氢再进入内燃机燃烧，生成物是水，对环境无污染。
4、电磁感应 机械能 80 6 14.4 700
【详解】
(1)[1][2]风力发电机是根据电磁感应原理发电的,，利用风力发电时，是将机械能(风能)转化为电能；
(2)[3]电池板吸收的太阳能的功率：
P=1000W/m2×0.5m2=500W，
太阳能电池板的输出功率：
P′=16%×500W=80W；
(3)[4]根据题意可知：
=
所以风速：
v===6m/s，
(4)[5]∵P=UI，
∴I=，
使用时放电至余留20%停止电能输出,放电量：
Q=150Ah×(1 20%)=120Ah，
放电时间：
t===14.4h.
(5)[6] 一天消耗的电能为：
W=Pt=701000。
5、（1）5×103kg（2）20%
【解析】
【详解】
（1）由 知道，水平冰面能承受的最压力是：F大＝p大S＝1×104Pa×5m2＝5×104N；
在水平面上压力等于重力，即G＝F；
木箱的质量不计，由G＝mg知道，木箱内可装货物的最大质量是： ＝5×103kg；
（2）由 知道，木箱受到的牵引力是： ＝900N；
牵引力做的功是：W＝Fs＝900N×10×103m＝9×106J，
柴油完全燃烧放出的热量是：Q放＝mq＝1kg×4.5×107J/kg＝4.5×107J；
柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率是： ＝20%。