苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展定向测评练习题（有解析）

苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展定向测评
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、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
2、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
3、下列说法中正确的是（　　）
A．分子是组成物质的最小微粒 B．水力发电是电能转化为机械能
C．柳絮飘飘是分子运动 D．手机充电时是电能转化为化学能
4、关于能量的转化和转移，下列说法错误的是（　　）
A．电池充电，电能转化为化学能
B．暖瓶塞被热气冲开，机械能转化为内能
C．电动机工作，电能转化为机械能
D．摩擦生电，机械能转化为电能
5、下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（　　）
A．太阳能、地热能、核能都是可再生能源
B．原子弹是根据可以控制的核聚变工作的
C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源
D．能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源
6、小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（　　）
A．加热过程中水的比热容变大 B．煤气燃烧越充分，其热值越大
C．壶内水温度升高的过程中内能增大 D．燃气灶炒菜，燃料燃烧时将内能转化为化学能
7、下列说法中，正确的是（　　）
A．垃圾集中丢弃不分类 B．三插插头改成两插插头使用
C．倡导海绵城市建改 D．矿泉水喝两口就随意丢弃
8、如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（　　）
A．太阳能电池板将太阳能直接转化为汽车的机械能
B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能
C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能
D．太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能
9、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
10、关于能量转化，下列说法中不正确的是（　　）
A．电风扇工作时，大部分电能转化为机械能
B．风力发电机发电时，电能转化为机械能
C．壶中水沸腾时，壶盖不停地跳动，内能转化为机械能
D．用砂轮磨刀时，刀的温度升高了，机械能转化为内能
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（6小题，每小题5分，共计30分）
1、铁棍很难被拉伸，说明分子间存在______力；永动机不能永动是因为自然界中都要遵守______定律。
2、阅读短文，回答问题。
电容式触摸屏
现在，智能手机、平板电脑等数码移动设备，都使用触摸屏，触摸屏是通过传感器来感知物体在屏上的运动，目前触摸屏大多采用电容式触摸屏。
电容通常就是由两片相距很近的导电极板组成。电容式触摸屏是一块多层复合玻璃，在夹层中涂有具有导电性且透明的薄膜材料。当手指触碰到触摸屏时，手指和导电薄膜就会形成一个电容，将人体上的电荷传递到触摸屏上、通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化，就可以计算触摸点的位置，进而感知手指在屏上的运动轨迹。如果较厚的绝缘材料把手指与导电薄膜之间隔离，无法形成有效电容，就不能正常操作触摸屏了。
解答下列问题：
（1）给电容式触摸屏的手机充电时，手机相当于简单电路中的______，将______能转化为______能；
（2）电容式触摸屏夹层中的薄膜材料是______（选填“导体”或“绝缘体”）。通过触摸屏周边分布的电极检测______的变化，可感知手指的运动轨迹；
（3）当手指触到触摸屏时，手指从接触点吸走一个很小的电流；
（4）冬天，戴上厚厚的绝缘材料做成的保暖手套，不能正常操作电容式触摸屏的原因是______。要制作一副保暖触摸屏手套，你的方法是______。
3、妈妈在厨房用电饭锅煮粽子，小强在客厅就闻到了粽子的香味，这是______现象，煮粽子是通过______方式增大粽子内能的。电能可以使电灯发光，同时大量的热气散失在空气中，但这些热气中含有的内能却无法自动转化为电能，说明能量转化具有______性。
4、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。
5、如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同。小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来。小轮从高到低滚动过程中______对其一定做了功。正常运行时，______能转化为小轮的______能。
6、小娟荡秋千时，在从一侧的最高点荡到另一侧的最高点这一过程中，小娟的重力势能______（填变化情况），小娟荡起的高度越来越低，最后会停下来，说明小娟的______减少了，减少的那部分能量转化成了______能。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。
(1)太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处；
(2)小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关S控制电路中所有用电器，开关S1控制热水壶的加热电阻R1（“220V 484W”），开关S2控制电暖气的加热电阻R2（“220V 2420W”）。闭合所有开关，R1 R2同时工作，R1每分钟放出2.4×104J的热量，求R2的实际功率；（R1和R2的阻值不随温度变化）
(3)已知在一段时间内，垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，如图所示，太阳光与水平面夹角为60°，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%。求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。
2、2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海—库布齐沙漠—毛乌素沙漠—腾格里沙漠—乌兰布和沙漠—巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自行流入罗布泊。此路经中最高海拔约为h1=1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近h2=1000m 的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量的角度来分析这个方案。取g=10N/kg，水的密度ρ=1.0×103kg/m3。
(1)若通过管道提升海水，电能效率η=60%，将1t海水提升到海拔1200m处，需要电能E1至少为多少？
(2)若每年调4×109m3海水入疆，即使把从罗布泊到下游的艾丁湖落差发的电全部用来提升海水，也还需要额外提供电能；
①若利用水的落差发电，发电效率也为η=60%，将1t海水输送到艾丁湖，额外需要电能为多少？
②已知三峡水电站年平均流量Q=5.0×1011m3，水库水面与发电机的水轮机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率η=60%。若“引渤入疆”工程额外需要的电能可以从三峡水电站输送，求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。
3、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）
4、小明家新安装了一台水箱能容纳500kg水的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．[水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]
（1）求在这4h内水吸收的热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需燃烧多少千克的焦炭？
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、D
【详解】
A．分子是由原子构成的，所以分子不是组成物质的最小微粒，故A错误；
B．水力发电是将水的机械能转化为电能，故B错误；
C．柳絮飘飘是机械运动，故C错误；
D．手机充电时是电能转化为化学能储存起来，故D正确。
故选D。
4、B
【详解】
A．电池充电，相当于用电器，电能转化为化学能，故A正确，不符合题意；
B．暖瓶塞被热气冲开，热气对暖瓶塞做功，将内能转化为机械能，故B错误，符合题意；
C．电动机工作，磁场对通电导体做功，将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．摩擦生电，摩擦做功产生电能，机械能转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选B。
5、D
【详解】
A．太阳能、地热能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，核能使用后短时间内不能得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．原子弹是根据可以控制的核裂变工作的，故B错误；
C．大量使用化石能源会造成大气污染，因此应该控制化石能源的开采和利用，不能禁止，故C错误；
D．能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需要节约能源，故D正确。
故选D。
6、C
【详解】
A．比热容是物质本身的一种特性，与温度无关，则加热过程中水的比热容不变，故A错误；
B．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系，故B错误；
C．壶内的水在温度升高时，水分子运动加剧，水的内能增大，故C正确；
D．燃气灶炒菜，是将燃料燃烧的化学能转化为内能，故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
A．垃圾集中丢弃不分类，既造成环境污染，又造成能源浪费。故A错误；
B．三插头改成两插插头使用，虽然不影响用电器的正常使用，但可能造成人体触电。故B错误；
C．倡导海绵城市，有利于缓解城市发展压力，有利于城市的可持续发展。故C正确；
D．矿泉水喝两口就随意丢弃，既造成环境污染，又造成能源浪费。故D错误。
故选C。
8、C
【详解】
A．太阳能电池板在工作时，消耗了太阳能，产生了电能，是将太阳能转化为电能的过程，并不能直接转化为汽车的机械能，故A错误；
B．蓄电池为汽车提供动力时，将化学能转化为电能，然后电能再转化为其他形式的能，故B错误；
C．由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能，故C正确；
D．太阳能汽车将太阳能转化为电能，再将电能转化为其他形式的能，故D错误。
故选C。
9、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。
10、B
【详解】
A．电风扇工作时，电能主要转化为机械能，有很少一部分转化为内能；故A正确，A不符合题意；
B．风力发电，即消耗风能，产生电能，所以是将风能转化为电能，故B错误，B符合题意；
C．水沸腾时将壶盖顶起，水蒸气对壶盖做功，其自身的内能减小，即消耗了内能，产生了机械能，故是将内能转化为机械能的过程，故C正确，C不符合题意；
D．用砂轮磨刀时，克服摩擦做功，刀的温度升高、内能增大，故是将机械能转化为内能的过程，故D正确，D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、引 能量守恒
【详解】
[1]铁棍很难被拉伸，是因为分子间存在引力，使得分子间距离难以变大。
[2]永动机不能永动是因为自然界中都要遵守能量守恒定律，机械运转过程由于摩擦使部分机械能转化为内能，机械的能量不断减小，直到变为零，使机械停下来。
2、用电器 电 化学 导体 电荷分布 较厚的绝缘材料把手指与导电薄膜之间隔离，无法形成有效电容 把该手套指尖部分的材料换为导体
【详解】
（1）[1][2][3]给手机充电时，手机消耗电能，相当于简单电路中的用电器，将电能转化为化学能，储存在手机电池里面。
（2）[4]由短文内容可知，当手指触碰到触摸屏时，手指和导电薄膜就会形成一个电容，将人体上的电荷传递到触摸屏上，所以该薄膜材料是导体。
[5]由题意可知，通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化，就可以计算触摸点的位置，进而感知手指在屏上的运动轨迹。
（4）[6]结合短文内容可知，戴上厚厚的绝缘材料做成的保暖手套时，较厚的绝缘材料把手指与导电薄膜之间隔离，无法形成有效电容，所以就不能正常操作触摸屏了。
[7]要制作一副保暖触摸屏手套，则手指与导电薄膜之间必须是导电的材料，所以应把该手套指尖部分的材料换为导体。
3、扩散 热传递 方向
【详解】
[1]因分子在不停地的做无规则运动，所以在客厅就闻到厨房里粽子的香味，属于扩散现象。
[2]粽子吸收热量、温度升高，则蒸粽子是通过热传递方式增加内能的。
[3]电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有方向性。
4、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。
5、重力、摩擦力 电 机械
【详解】
[1]小轮从高到低滚动过程中受到竖直向下的重力，小轮也在竖直方向上移动了距离，所以重力对小轮做功；同时小轮受到摩擦力的作用，摩擦力也对小轮做了功。
[2]关掉电源后，小轮逐渐停下来，是因为小轮受到摩擦力的作用，小轮的机械能转化为内能，机械能逐渐减小。
[3]当通电时小轮能运动到相同高度，说明电能转化为机械能，即在小轮正常运行时电能转化为小轮的机械能。
6、先减小后增大 机械 内
【详解】
[1]小娟在荡秋千的过程中质量不变，到达最高点时，高度最高，速度为零，重力势能最大，动能最小。小娟在最低点，速度最大，高度最小，重力势能最小，动能最大。整个过程动能先增大后减小，重力势能先减小后增大。
[2][3]小娟荡起的高度越来越低，最后后停下来，即动能变小，同时重力势能也变小，故机械能变小；由于秋千克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，即减小的机械能转化成了内能。
三、计算题
1、 (1)地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电或者目前成本相对较高；(2)2504W；(3)
【详解】
(1)太阳能发电的缺点有：地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电；目前成本相对较高。
(2)由可得R1和R2的阻值分别为
由题意可知，闭合所有开关后，R1 R2并联，电路的总电阻
电路消耗的总功率
R1每分钟放出2.4×104J的热量，由可得R1消耗的实际功率
则R2的实际功率
(3)已知垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，则太阳光与水平面夹角为60°时，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置在1分钟内接收到的太阳能
太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%，则通过该太阳能电池板获得的电能
答：(2)R2的实际功率是2504W；
(3)1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能是。
2、 (1) 2×107J；(2)1.4×107J，18.7%
【分析】
能量是守恒的，只是形式的转换，解题时考虑能量转换的占比问题；利用公式E=mgh得到水的重力势能，通过能量的利用得到需要消耗的电能。
【详解】
(1)将一吨海水提升到海波1200m，重力势能增加
由于电能的利用率为60%，所以需要耗电
(2)①利用1000m落差，根据能量的利用率可知1t水可以发电
将1t海水输送到艾丁湖，需要额外耗电
②1t海水的体积为1m3，则每年从渤海湾调4×109m3海水入疆需要额外用电
已知年平均流量
Q=V=5.0×1011m3
由以及可得这些水的重力
已知平均高度差h=100m，则水的重力做功
已知发电站的发电效率为60%，可得，三峡水电站的年发电
“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例为
答：(1)若通过管道提升海水，电能效率η=60%，将1t海水提升到海拔1200m处，需要电能E1至少为2×107J；
(2)①若利用水的落差发电，发电效率也为η=60%，将1t海水输送到艾丁湖，额外需要电能为1.4×107J；
②在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例18.7%。
3、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。
4、（1）4.2×l07J； （2）7kg
【分析】
根据热量的计算公式 求出水吸收的热量；热效率指被加热物体吸收的热量与燃料完成燃烧放出的热量之比， ，结合 ，从而可以计算出燃烧焦炭的质量．
【详解】
(1)由题可知，4h阳光照射，使500kg的水从20℃升高到了40℃，
则水吸收的热量： ，
(2)根据公式和可得，需要焦炭的质量： ．
答：4.2×l07J； 7kg．