苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展单元测试试题（Word版含答案）

苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展单元测试
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
2、他一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础，我们为了纪念他，将他的名字命名为下列哪个物理量的单位（　　）
A．电阻 B．能量 C．电功率 D．电压
3、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
4、在联合国峰会上我国提出了要提高非化石能源消费比重的计划，下列关于原子、能源和能量，说法错误的是（　　）
A．太阳能是“能源之母”，其能量来自于自身的核聚变
B．化石能源是不可再生能源
C．能量在转化过程中一定遵守能量守恒定律
D．原子核由质子和电子组成
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、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
7、下列说法正确的是（　　）
A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化
C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况
D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
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、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
10、每年6月5日是世界环境日，保护环境人人有责，下列做法不符合这一主题的是（　　）
A．开发氢燃料电池客车
B．使用太阳能路灯
C．分类回收垃圾
D．加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空
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、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。
2、马路上的路灯同时亮同时熄灭，它们是______联，白天充电电板能将光能转化为______能，节日里树枝上的小彩灯交替着闪烁，它们是______联，闪烁时将______能转化为内能和光能。
3、煤、石油、天然气等能源的利用，使人类得以获得大量内能，给人类文明带来进步，但同时也造成环境污染，给人类带来危害。请你分别举出一个利用能源和一个污染环境的例子：
利用能源的例子：______。
污染环境的例子：______。
4、如图是汽油机，汽油属于_______（选填“可”或“不可”）再生能源。汽车发动机常用水做冷却剂，这是因为水的_______较大。散热器中装有10kg的水，温度升高的过程中，水吸收的热量是______J，这些热量相当于完全燃烧______kg的汽油放出的热量。（水的比热容，汽油的热值q=4.2×107J/kg）
5、目前城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能。白天，太阳能电池将太阳能转化为_________能，除供正常使用外，将多余的能量转化成_______能储存在蓄电池内，夜晚供交通指示灯及照明灯发光。
6、某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程，如图为_______冲程工作示意图，活塞向_______运动，这个冲程的能量转化为_______。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、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．
2、秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时。每分钟的安全发电量大约相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t，二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少J？（q烟煤＝2.9×107J/kg）
（2）假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少J？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）求煤炉加热水的热效率？[第（3）题结果精确到1%]
3、习近平总书记指出：“既要绿水青山，又要金山银山”，为了还广大人民群众以“绿水青山”，响应国家“煤改气”政策，某单位将供应热水的燃煤锅炉改造为用天然气，改造前，加热质量为500kg温度从20℃升高到100℃的水，需要用煤20kg，请计算回答：（q煤＝3×107J/kg，q天然气＝3.6×107J/m3、c水＝4.2×103J/（kg ℃））
（1）水吸收的热量
（2）锅炉的效率；
（3）改造后，烧开同样的水需要用多少m3天然气？
（4）请你运用所学知识，举出一项燃煤的危害？
4、家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，图是雅典牌太阳能热水器式发电机．它利用太阳能将水变为水蒸汽,由气轮机带动发电机发明,同时的液化水循环利用或作家用热水.问：
（1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可)
（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88×107J的太阳能，它可使0℃的水温度升高多少摄氏度？(c水= 4.2×103 J/（kg·℃）
（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电,且发电效率只有50%,它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、B
【详解】
一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础的物理学家是焦耳。
A．电阻的单位是欧姆，故A不符合题意；
B．焦耳是功和各种能量的单位，故B符合题意；
C．电功率的单位是瓦特，故C不符合题意；
D．电压的单位是伏特，故D不符合题意。
故选B。
3、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。
4、D
【详解】
A．太阳释放的能量主要来自于内部发生的核聚变，向外释放能量，故A正确，不符合题意；
B．化石能源不可能在短期内从自然界得到补充，所以是不可再生能源，故B正确，不符合题意；
C．任何一种形式的能在转化为其它形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能量，就能得到多少其它形式的能量，而能的总量保持不变，即遵守能量守恒定律，故C正确，不符合题意；
D．原子核由带正电的质子与不带电的中子组成，故D错误，符合题意。
故选D。
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、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。
7、B
【详解】
A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误；
B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；
C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；
D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。
故选B。
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、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。
10、D
【详解】
A．开发氢燃料电池客车，减少使用化石能源，可以减少污染物的排放，故A不符合题意；
B．使用太阳能路灯，减少使用化石能源，可以减少污染物的排放，故B不符合题意；
C．分类回收垃圾，即能减少资源浪费又可防止污染环境，故C不符合题意；
D．加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空，污染空气，故D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、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。
2、并 电 并 电
【详解】
[1]马路上的路灯同时亮，同时灭，但一盏灯坏时，其它灯仍然能亮，由并联电路中各个用电器互不影响可知，各路灯是并联的。
[2]白天充电电板，消耗光能，产生电能，将光能转化为电能。
[3][4]节日里树枝上的小彩灯交替着闪烁，互不影响，它们是并联的，闪烁时，消耗电能，产生内能和光能，将电能转化为内能和光能。
3、见解析 见解析
【详解】
[1]生活中很多地方都需要用到能源，比如利用柴油作为燃料使拖拉机耕地。
[2]人类在使用能源的同时，不可避免对环境造成影响，如化石燃料在燃烧时，产生的废气会污染环境。
4、不可 比热容 3.36×106 0.08
【详解】
（1）[1]从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，所以汽油属于不可再生能源。
（2）[2]水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，所以汽车发动机常用水来做冷却剂。
（3）[3][4]水吸收的热量
由题知
Q放=Q吸=3.36×106J
需要完全燃烧汽油的质量
5、电 化学
【详解】
[1][2]白天，太阳能电池可以将太阳能直接转化为电能，供用电器使用，多余的能量以化学能的形式储存在蓄电池内，使用时化学能再转化为电能。
6、压缩 上 机械能转化为内能
【详解】
[1][2][3]由图可知，汽油机的进气门和排气门都是关闭的，火花塞没有点火，活塞向上运动压缩气缸内的油气混合物，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。
三、计算题
1、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：
2、（1）3.77×1011J；（2）1.344×1011J；（3）36%。
【解析】
【详解】
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝13.0×103kg×2.9×107J/kg＝3.77×1011J；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm水△t＝4.2×103J/（kg ℃）×4×105kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×1011J；
（3）煤炉加热水的热效率：
η＝＝×100%≈36%。
3、（1）1.68×108J；（2）28%；（3）16.7m3；（4）产生大量的粉尘和有害气体，污染环境等．
【详解】
（1）水吸收的热量：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×500kg×（100℃-20℃）=1.68×108J．
（2）20kg煤完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤q煤=20kg×3×107J/kg=6×108J，
则锅炉的效率：η=×100%=×100%=28%．
（3）由于锅炉的热效率不变，水吸收的热量不变，所以燃料燃烧放出的热量不变，
则天然气完全燃烧放出的热量：Q放′=Q放=6×108J，
由Q=Vq得，烧开同样的水需要天然气的体积：V==≈16.7m3．
（4）煤燃烧时除产生大量颗粒物（包括一次PM2.5）外，还会形成二氧化硫、氮氧化物、烃类等有害气体，这些气态污染物在大气中又会发生一系列化学反应生成二次PM2.5等，对环境危害很大．
4、（1）清洁 安全（2）100℃（3）40.8h
【详解】
(1) 太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等；
(2)水升高的温度为：
(3)获得的电能为：
日光灯正常工作的时间为：
．
答：(1)太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等；
(2)它可使0℃的水温度升高100℃；
(3)它能家里的40W的一只日光灯正常工作40.8h．