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专项攻克练习题（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，小宇将一个薄壁金属管固定在桌子上，里面盛一些酒精，用塞子塞紧，他用一根绳子在管外绕几圈，迅速来回拉动，发现如图所示的现象，关于这一过程，下列说法中正确的是（　　）
A．气体的机械能转化为塞子的内能
B．管内的气体对塞子做功，气体内能增加
C．来回拉动对金属管做功，使其内能增加
D．来回拉动使酒精的内能转化为绳子的机械能
2、小红用电热水壶将质量为1kg，初温为20℃的水加热到70℃，c水＝4.2×103J/(kg ℃)，下列分析中错误的是（　　）
A．水吸收的热量为2.1×105J
B．电热水壶消耗的电能大于2.1×105J
C．水的内能增大了2.1×105J
D．水在70℃时的比热容大于4.2×103J/(kg ℃)
3、如图，北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。此次太空之旅，神舟十三号航天员们将在太空中过大年，除夕春节是中华民族的传统节日，这又是中国航天员第一次在太空过年，航天员系统已经充分准备，在食品上配置了饺子，我们期待他们在太空中过大年、吃饺子！对于以上情景，下列说法正确的是（　　）
A．神舟十三号载人飞船加速上升时机械能守恒
B．神舟十三号载人飞船中的电子线路板电路是由串联和并联电路组合而成的
C．饺子在低温下冷冻时不具有内能
D．火箭里的燃料的热值较大，燃料燃烧时内能转化为化学能
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、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
6、关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　）
A．风力发电机发电时，将机械能转化为电能
B．电热水器给水加热时，效率可以达到100%
C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能
D．手机充电过程中，化学能转化为电能
7、人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能。太阳能转化为其他形式能的方式有三种：光热转换、光电转换和光化转换。也就是说，目前人们无法直接将太阳能转化为（ ）
A．机械能 B．内能 C．化学能 D．电能
8、水汽包子是云梦胡金店特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，皮薄馅大，香而不腻。在水汽包子的制作过程中，以下说法正确的是（　　）
A．木柴燃烧时将内能转化为化学能
B．水汽包子“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动
C．水汽包子能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低
D．往热锅内倒入水会产生大量的“白气，“白气”是水汽化形成的
9、节能环保是当今社会的主流。下列能源属于可再生能源的是（　　）
A．天然气 B．石油 C．风能 D．核能
10、2021年6月17日9时22分，神舟十二号载人飞船搭载长征2F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，随后神舟十二号载人飞船成功进入预定轨道，并完成太阳翼展开，发射任务取得圆满成功。历时三个月，于2021年9月17日13时34分，神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。下列有关能量转换的说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧将化学能转为内能 B．火箭加速升空时将动能转化为重力势能
C．太阳能电池工作时将太阳能转化为化学能 D．飞船返回经过大气层时内能转化为机械能
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、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。
2、食物也是一种“燃料”，提供细胞组织所需能量，人的体温保持在37℃左右是因为食物提供的______能转变为人体的______能。
3、小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。
4、为了缓解电力紧张，海南昌江推进核电站的建设，核电站利用核能的途径是可控制的核______（选填“裂变”或“聚变”），核能属于______（选填“可”或“不可”）再生能源。
5、我国核动力潜艇“长城号”利用___________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应提供动力，核能属于___________（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、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）
2、如图，将半径为h光滑的圆弧固定在水平地面上，已知质量为100g的小球从圆弧顶端A点由静止释放，到达圆弧底端B点的速度v为2m/s（此过程中，小球的机械能守恒）：然后小球沿粗糙的水平地面运动到C点停止，BC间距离s为2m。小球静止在圆弧顶端A点时的重力势能（Ep）大小可以用公式Ep＝mgh来计算，小球运动到圆弧底端B点时动能（Er）大小可以用公式Ek＝mv2来计算（整个过程中不计空气阻力）。
求：（1）圆弧半径h的大小；
（2）小球在粗糙的水平地面上运动过程中，所受到的摩擦力大小。
3、某研究小组为了测量垂直于太阳光的面积为1m2的物体表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少，用某太阳能热水器做实验。已知该太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积是2m2，太阳能热水器内的水的质量为50kg,水的初温为20℃，经过1750s的时间后温度上升到30℃，己知水的比热容为c水= 4.2×103 J/(kg ℃ )求:
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳
(2)垂直于太阳光的1m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳
4、太阳能热水器内盛有30kg的水，在阳光照射下，水的温度从20℃升高到40℃．求：
（1）水吸收了多少热量？
（2）热水器内的水吸收的热量相当于完全燃烧多少质量的焦炭放出的热量？（已知焦炭的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）。
5、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·℃）]
---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【详解】
来回拉绳子，绳子与金属管之间存在摩擦，克服摩擦做功，使金属管的内能增加，气体从金属管吸收热量，内能变大，气体对塞子做功，气体的内能转化为塞子的机械能，使其内能减小，故C正确，ABD错误；
故选C。
2、D
【详解】
A．水吸收的热量
故A正确，不符合题意；
B．电热水壶消耗的电能转化为内能，其中有水的内能、水壶的内能，部分热量散失到空气中，所以电热水壶消耗的电能大于2.1×105J，故B正确，不符合题意；
C．水的内能增大值等于水吸收的热量，大小为2.1×105J，故C正确，不符合题意；
D．比热容是物质的一种特性，水的温度升高，它的比热容不变，故D错误，符合题意。
故选D。
3、B
【详解】
A．神舟十三号载人飞船加速上升时，飞船的质量不变、速度增大、高度增大，则飞船的动能增大，重力势能增大，所以其机械能增大，即机械能不守恒，故A错误；
B．神舟十三号载人飞船中的电子线路板电路比较复杂，既有串联电路，又有并联电路，故B正确；
C．一切物体都具有内能，所以饺子在低温下冷冻时也具有内能，故C错误；
D．火箭里的燃料的热值较大，燃料燃烧时将化学能转化为内能，故D错误。
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、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。
6、A
【详解】
A．风力发电机发电时，将风的机械能转化为电能，故A正确；
B．电热水器给水加热时，一定存在能量的损失，其效率不可能达到100%，故B错误；
C．酒精燃烧时，消耗化学能，产生内能，故是将化学能转化为内能的过程，故C错误；
D．手机充电过程中，电能转化为化学能，而在放电时化学能转化为电能，故D错误。
故选A。
7、A
【详解】
光热转换是把光能转化为内能，光电转换是把光能转化为电能，光化转换是把光能转化为化学能。也就是说，目前人们无法直接将太阳能转化为机械能。A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8、B
【详解】
A．木柴燃烧时将化学能转化为内能，故A错误；
B．水煎包“香气四溢”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；
C．水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故C错误；
D．往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，这是由于水蒸气液化形成的，故D错误。
故选B。
9、C
【详解】
A．天然气在短时间内无法再生，是不可再生能源，故A不符合题意；
B．石油在短时间内无法再生，是不可再生能源，故B不符合题意；
C．风能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源，故C符合题意；
D．因核燃料是一种矿物资源，属于不可再生资源，故核能是不可再生能源，故D不符合题意。
故选C。
10、A
【详解】
A．燃料燃烧的过程是由化学能转化为内能，故A正确；
B．火箭加速升空时，动能增大，重力势能也增大，不是动能转化重力势能，而内能转化机械能，故B错误；
C．太阳能电池在工作时，直接将太阳能转化为电能，故C错误；
D．飞船返回经过大气层时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D错误。
故选A。
二、填空题
1、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。
2、化学 内
【详解】
[1][2]因为食物提供的化学能转变为人体的内能，所以人的体温保持在37℃左右。
3、太阳能（光能）转化为电能 化学能转化为电能
【详解】
[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。
4、裂变 不可
【详解】
[1] 核电站是利用核裂变反应所释放的能量产生电能的发电厂。
[2]核能属于一旦消耗就很难再生的能源，是不可再生能源。
5、核裂变 不可再生
【详解】
[1]核裂变是可控的，故核动力潜艇“长城号”利用核裂变反应提供动力的。
[2]核能短期内不能从自然界得到补充，它属于不可再生能源。
三、计算题
1、（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%。
2、（1）0.2m；（2）0.1N
【详解】
（1）．取水平地面为零势能面，
因A到B的过程中，小球的机械能守恒，
所以，
mgh=mv2，
h==0.2m；
（2）．小球在水平面上滑行时，受到摩擦力的作用，由能量守恒可知，小球在粗糙水平地面上运动时，其动能全部转化为克服摩擦力产生的内能，即
mv2=fs，
f==0.1N。
答：（1）．圆弧半径h的大小为0.2m；
（2）．小球在粗糙的水平地面上运动过程中，所受到的摩擦力大小为0.1N。
3、 (1)2.1×106 J；(2)1200 J
【详解】
(1)水吸收的热量：
Q=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（30℃-20℃）=2.1×106 J；
(2)接收到的太阳能
W光==4.2×106 J；
每平方米接收的太阳能
W==2.1×106 J/m2；
垂直于太阳光的1m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是：
W0==1200J/（m2·s）
答：(1)太阳能热水器内的水吸收的热量是2.1×103 J；
(2)垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是1200 J。
4、（1）2.52×106J；（2）84g。
【解析】
【详解】
（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×30kg×（40℃﹣20℃）＝2.52×106J；
（2）由题意可知，焦炭完全燃烧释放的热量：
Q放＝Q吸＝2.52×106J，
由Q放＝mq可得，要完全燃烧焦炭的质量：
m′＝＝＝0.084kg＝84g。
5、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．