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、下列实例与能量转化相对应正确的是（　　）
A．汽油燃烧：化学能转化为内能
B．太阳能电池：太阳能转化为化学能
C．热机中的做功冲程：利用机械能转化为内能
D．光滑斜面上的小球自由滚下：机械能转化为内能
2、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
3、下列过程中，能量转化情况相同的是（　　）
①钻木取火 ②水蒸气顶开活塞 ③热机压缩冲程 ④煤气炉灶烧水
A．①③ B．②③ C．②④ D．③④
4、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
5、下列说法中不正确的是（　　）
A．快速行驶的车辆急刹车停下来过程中能量消失了
B．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，内能转化为机械能
C．用锯条锯木板时，锯条发热，锯条的内能增加
D．相同质量的0℃的冰和0℃的水相比较，0℃的水内能大
6、下列关于能量转化和转移的实例中，分析正确的是（　　）
A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能
B．水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能
D．在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
7、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
8、下列关于能的转化和守恒的叙述，正确的是（　　）
A．电风扇工作时，将机械能转化为电能
B．汽车匀速下坡时，机械能守恒
C．汽油机做功冲程中，机械能转化为内能
D．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
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、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
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、人们常用水来给汽车发动机降温，这是通过________方式改变发动机的内能。汽车使用的汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧50kg汽油放出的热量是 _________J。
2、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。
3、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到其他物体。而在这两个过程中，能量的总量保持不变。如图所示，为一种人们设想中的永动机。它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，实际上，这种永动机______（选填“能够”或“不能够”）永远工作下去。
4、如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。
（1）平衡车采用锂电池组提供电能，行驶时电动机把电能转化为平衡车的______能，实现了碳的零排放；
（2）平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是为了______（选填“增大”或“减小”）车轮与地面的摩擦力，防止平衡车打滑；
（3）平衡车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程中所有的能量总和______（选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动车子，这是因为能量的转移和转化具有______性。
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、如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程能量是由______能转化为______能。人骑电动自行车下坡时重力势能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过______的方式改变刹车片的内能.
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，如汲水的桔槔（如图甲所示）。人们在竖立的架子上支起一根长直杆，直杆的一端用绳子悬挂水桶，另一端用绳子悬挂石块作为配重。人用力向下拉绳，将桶放入井内打水，放手后这桶水在配重的作用下被向上提起。将桔槔的直杆、支架、水桶、配重这个整体看作一个系统，当系统内只有重力或弹力做功时，系统内物体的动能和势能发生相互转化，但系统的机械能总量保持不变，这个规律叫机械能守恒定律。 其中动能用“Ek”表示， ；重力势能用“Ep”表示， 。 如图乙所示是桔槔的简化示意图，将直杆看作是绕支点 O 转动的杠杆，其 A 点悬挂水桶，B 点悬挂配重。若 OA＝2OB，当水桶装满水时，水和桶的总质量 m=15kg。若不计杠杆自重、摩擦及空气阻力，g 取 10N/kg，求：
(1)水和桶受到的总重力；
(2)若杠杆刚好能在水平位置平衡，配重的质量；
(3)水桶上升 1m，水和桶的重力势能增加了多少J；
(4)将配重更换为 40kg 后，用手将杠杆保持在水平位置静止，松手后杠杆随即顺时针转动。整个过程配重未触地，水未溢出。请计算当配重下降 0.5m 时，水桶运动的速度。
2、某学校每天需要将1000kg、20℃的水烧开（一标准大气压下）供师生饮用。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）如果煤气的热值为4×107J/m3，燃烧煤气放出的热量只有60%被水吸收，学校每天使用14.7m3的煤气，可以将水温度烧到多少℃？
3、2016年7月26日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在阿联酋阿布扎比机场，完成人类首次太阳能环球飞行壮举。这次飞行共经历了十段航程，途径我国重庆和南京两个城市。整个飞行过程中，飞机依靠太阳能为平均功率10kW的电动机提供动力，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油，成功地向人们传播了新能源理念。某日，日照持续15h，白天高效太阳能电池板将太阳能E的25%转化为电能，若其中一部分电能全部为电动机提供动力，另一部分电能全部给超轻薄锂离子电池充电，其充电效率为90%。夜间飞行时，如果锂离子电池将储备的能量全部释放，为电动机提供动力。
(1)求飞机上的电动机工作一天消耗的电能W；
(2)求太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W充；
(3)若每秒每平方米的太阳能电池板接收太阳辐射的功率为250W，则覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为多少？（保留一位小数）
4、小新家新买了一辆小汽车．2018年国庆节他带着家人前往珠海度假，在出发前到加油站加了20L的汽油，在一段平直的高速公路上，以25m/s的速度匀速行驶，汽车发动机的牵引力为1000N，汽油的密度为0.73×10kg/m3，汽油的热值为4.6×10J/kg．
（1）小汽车以25m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率是多少？
（2）若这次旅游全程往返200km，所加的汽油也刚好用完（假设汽油能完全燃饶），求这辆小汽车发动机的热效．
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．汽油燃烧时，通过化学变化将自身的化学能转化为内能，故A正确；
B．太阳能电池在工作时，将太阳能转化为电能，故B错误；
C．热机中的做功冲程，高温高压气体推动活塞向下运动，把内能转化为机械能，故C错误；
D．光滑斜面上的小球自由滚下，因斜面没有摩擦，机械能不会转化为内能，故D错误。
故选A。
2、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。
3、A
【详解】
①钻木取火将机械能转化为内能；②水蒸气顶开活塞是将水蒸气的内能转化为机械能；③热机压缩冲程是将机械能转化为内能；④煤气炉灶烧水是将化学能转化为内能，故①③能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故A正确。
故选A。
4、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。
5、A
【详解】
A．能量不会凭空产生和消失，只会从一种形式的能转化为另一种形式的能，车辆急刹车停下来过程中机械能转化为内能，故A错误，符合题意；
B．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故B正确，不符合题意；
C．锯条发热，温度升高，内能增大，故C正确，不符合题意；
D．冰熔化为水需要吸热，内能增大，则相同质量的0℃的冰和0℃的水相比较，0℃的水内能大，故D正确，不符合题意。
故选A。
6、A
【详解】
A．燃料燃烧时发生化学变化，即燃料燃烧时将化学能转化为内能，故A正确；
B．水轮机带动发电机发电，水轮转动的机械能转化为了电能，故B错误；
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光合作用时发生化学变化，故是光能转化为化学能，故C错误；
D．在热传递中，热量总是从温度高的物体传到温度低的物体，故D错误。
故选A。
7、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。
8、D
【详解】
A．电风扇工作时，将电能转化为机械能，故A错误；
B．汽车匀速下坡时，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故B错误；
C．汽油机做功冲程，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故C错误；
D．绿色植物的光合作用消耗了光能，获得了化学能，将光能转化为化学能，故D正确；
故选D。
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、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。
二、填空题
1、热传递 2.3×109
【详解】
[1]发动机工作时，燃料燃烧放出大量的热，致使发动机温度升高，由于水的温度低于发动机机体温度，所以热量由发动机机体传递给水，防止了发动机因燃料不断燃烧而致使发动机温度持续升高的现象出现，过程中是通过热传递的方式降低了发动机的内能。
[2]根据汽油热值q=4.6×107J/kg可知，完全燃烧m=50kg汽油放出的热量是
Q=qm=4.6×107J/kg×50kg=2.3×109J
2、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。
3、转化 转移 不能够
【详解】
[1][2]根据能量守恒可知，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体。
[3]设想中的永动机通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，由于在这个过程中由摩擦阻力的存在，水的机械能会不断的转化为内能，使得水的机械能不断减少，因此这种永动机不能够永远的运动下去。
4、机械 增大 不变 方向
【详解】
（1）[1]平衡车行驶时电动机把电能转化为平衡车的机械能，实现了碳的零排放。
（2）[2]平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹，是通过增大车轮与地面粗糙程度来增大了摩擦力，防止平衡车打滑。
（3）[3][4]根据能量守恒定律可知，在能量的转化和转移过程中，所有的能量总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动车子，这是因为能量的转移和转化具有方向性。
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、机械 内 减小 不变 做功
【详解】
[1][2]迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，当空气的温度升高到硝化棉的着火点时，玻璃筒内硝化棉就会燃烧起来，这是通过做功的方法增大空气内能的。
[3]人骑电动自行车下坡时，人和车的质量不变，高度减小，重力势能减小。
[4]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人和车没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于动能和重力势能之和，在水平路面上行驶时，人和车质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，故动能和重力势能之和不变，机械能不变。
[5]刹车时车轮和刹车片摩擦生热，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能。
三、计算题
1、 (1)150N；(2)30kg；(3)150J；(4)2m/s
【详解】
(1) 水和桶受到的总重力为
(2) 根据杠杆平衡条件可得配重的重力为
配重的质量为
(3) 水和桶的重力势能增加了
(4)配重减少的重力势能转化为桶和配重的动能以及桶的重力势能，所以
由于 OA=2OB，所以
于是
答：(1)水和桶受到的总重力为150N。
(2)若杠杆刚好能在水平位置平衡，配重的质量为30kg。
(3)水桶上升 1m，水和桶的重力势能增加了150J 。
(4)当配重下降 0.5m 时，水桶运动的速度为2m/s。
2、100℃
【详解】
已知煤气热值为,燃烧煤气放出的热量为：
由题意得：
根据得，水温度变化为:
则燃烧这些煤气可供水升温，已知水的初温为，因为标准大气压下水的沸点为，所以水能升温至。
答：学校每天使用的煤气，可以将水温度烧到。
3、 (1)240kW·h；(2)100kW·h；(3)266.7m2
【详解】
(1)由可得，飞机上的电动机工作一天消耗的电能
W=Pt=10kW×24h=240kW h
(2)飞机夜间飞行的时间
t′=24h-15h=9h
夜间飞行时消耗的电能
W夜=Pt′=10kW×9h=90kW h
由可得，太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能
(3)白天飞行时电动机消耗的电能
W白=P′′=10kW×15h=150kW h
飞机获得的总电能
W电=W白+W充=150kW h+100kW h＝250kW h
由可得，飞机获得的太阳能
由E＝PSt可得，覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积
答：(1)飞机上的电动机工作一天消耗的电能W为240kW h；
(2)太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W充为100kW h；
(3)覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为266.7m2。
4、 (1)25000W(2) 29.8%
【详解】
(1)牵引力的功率:
P= ==Fv=1000N×25m/s=25000W；
(2)牵引力做的功：
W=Fs=1000N×2×105m=2×108J；
汽油体积：
V=20L=2×10 2m3，
由ρ=可得,所加的汽油质量：
m=ρV=0.73×103kg/m3×2×10 2m3=14.6kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=14.6kg×4.6×107J/kg=6.716×108J，
小汽车发动机的机械效率：
η=×100%=×100%≈29.8%。
答： (1)小汽车以25m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率是25000W；
(2)这辆小汽车发动机的热效率为29.8%。