苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展同步测试试卷（含答案解析）

苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展同步测试
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、2020年12月17日1时59分，探月工程“嫦娥五号”返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，如图所示，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。下列说法正确的是（　　）
A．返回器内剩余燃料的热值不发生变化
B．返回器返回过程中主要通过热传递增加了外壳的内能
C．地面上的雪受热熔化过程中温度保持不变，内能也保持不变
D．返回器在返回过程中不遵循能量守恒定律
2、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
3、关于做功或能量转化的过程，下列说法正确的是（　　）
A．汽油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能
B．拉弯的弓将箭射出，其内能主要转化为动能
C．电动机工作过程中，将机械能转化为电能
D．植物的光合作用，将光能转化为化学能
4、下列四种现象中，只发生能的转移而不发生转化的过程是（　　）
A．冬天，用手触摸户外的金属杆时的感觉很冷 B．烧水时，水蒸气顶起壶盖
C．给电动自行车的蓄电池充电 D．燃烧汽油，汽油机工作
5、下列关于能源的说法中正确的是（　　）
A．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源
B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用
C．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
D．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
6、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
7、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
8、小聪在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg·℃），则下列说法中正确的是（　　）
A．酒精燃烧的过程是内能转化为化学能
B．c乙=2.4×103J/（kg·℃）
C．0-8min乙吸收的热量为3.36×104J
D．该酒精灯的加热效率为28%
9、水是生命之源，保护水资源、节约用水是我们义不容辞的责任。下列做法不能节约用水的是（　　）
A．淋浴擦肥皂时暂时关上喷头 B．洗衣后的水用来拖地
C．水龙头坏了，立即进行修理 D．用水管不间断地冲洗汽车
10、下列对能量的说法中错误的是（　　）
A．能量的转化和转移过程中，总的能量不变
B．做机械运动的物体具有能量
C．利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程
D．我们使用各种家用电器，就是把其他各种形式的能量转化成电能
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、2020年7月23日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在海南文昌航天发射场发射升空，探测器与地面控制中心是通过_________来传递信息的；如图，火星车装有4个太阳能电池板把太阳能转化为_____能。
2、2021年5月15日，中国“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星，其搭载指的“祝融号”火星车开始热行探测任务。火星车的四块太阳能电池板由_______材料制成。太阳能电池板可以将太阳能转化为_______能。
3、如图所示，用酒精灯给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
（1）酒精燃烧过程中能量的转化情况是 ______；
（2）酒精灯给水加热是通过 ______方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 ______（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）水蒸气将木塞推出的过程与内燃机 ______冲程的原理相同；在内燃机能量损失中，______带走的能量最多。
4、导体容易导电，绝缘体不容易导电。有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称为半导体。除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它在多方面都有重要应用。有的半导体在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速地增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如上图所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。在LED灯中，电能被直接转换为光子，这大大提升了发光的效能，因为在其他灯具技术中，电能首先是被转化为热，只有很小一部分转化成了光。
（1）以下元件不是由半导体材料制成的___________。
A．光敏电阻 B．白炽灯 C．热敏电阻 D．LED灯
（2）LED灯电能可以直接转化成___________能，而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成___________能，再有很小一部分转化成光能，因此，LED灯的效率比传统照明灯要___________（填“高”或“低”）。
（3）如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所在区域的温度降低，电路中电流将变___________（选填“大”或“小”），热敏电阻两端电压将变___________（选填“大”或“小”）。
（4）上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图所示），则25℃的刻度应在20℃___________（选填“左”或“右”）边。
5、随着智能手机的普及，人们的聊天方式也不断推陈出新，由于智能手机的待机时间很短，因此需要经常充电，当给电池充电时是将______能转化成______能。
6、在如图所示的实验中，试管中装有水，用软木塞塞住管口，用酒精灯加热，使水沸腾，将会看到①木塞向外冲出；②试管口有白雾的现象。实验中，燃料燃烧把化学能转化为内能，传递给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的______能转化为塞子的______能，这时水蒸气的内能______，温度______，液化成白色的雾。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，阳光照射一段时间后，水温升高到80℃．
（1）水吸收的太阳能是多少 ［c水＝4.2×103J/(kg ℃)］
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？ [q干木柴＝1.2×107J/kg]
2、有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水。
型号 JL-88
水容量/L 80
自身质量/kg 40
（1）若它的底部支架与水平台面的总接触面积为0.3m2，求它对台面的压强；
（2）本地（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×107J。若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它每天中接收的太阳能约为多少？相当于节约了多少kg的煤碳（煤的热值为4.2×107J/kg）？
（3）请你从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由。
3、太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万．如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J,若阳光照射该热水器5h，可以使量为80kg的水温度升高30℃,[q干木柴=1.2×107J/kg],求
(1)水吸收的热量
(2)若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供,需要完全燃烧多少千克干木柴(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
(3)该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点
4、如图是我国新型气垫登陆船，该船满载后的总质量为150t。（g取10N/kg）
（1）该船满载后受到的总重力为多少？
（2）该气垫船入水后，启动柴油发动机，通过向下喷气将船身匀速抬高1.72m，那么抬高一次需要克服气垫船重力做功多少焦？若整个过程中没有能量损失，则抬高一次需要消耗柴油多少千克？（柴油的热值q柴油＝4.3×107J/kg）
（3）气垫船以30m/s的速度匀速直线运动时，若受到的阻力始终为7×104N，那么推力的功率为多少？
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．由于热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量和体积无关，所以返回器内剩余燃料的热值不发生变化，故A正确；
B．返回器返回过程中主要通过克服摩擦做功增加了外壳的内能，故B错误；
C．地面上的雪受热熔化过程中，吸收了热量，内能变大，但温度保持不变，故C错误；
D．返回器在返回过程中，能量的转化或转移的过程中遵循能量守恒定律，故D错误。
故选A。
2、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。
3、D
【详解】
A．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高、内能增大，此过程中机械能转化为内能，故A错误；
B．当运动员将弓拉开时，弓发生了弹性形变，具有较大的弹性势能，当人松手后，弦对箭做功消耗了弹性势能，箭的速度增大，动能增大，所以弹性势能主要转化为动能，故B错误；
C．电动机工作过程中，消耗了电能，电能主要转化为机械能，故C错误；
D．植物的光合作用，消耗光能，将光能转化为化学能，故D正确。
故选D。
4、A
【详解】
A．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是利用热传递来改变物体内能的，属于能量的转移，故A符合题意；
B．烧水时，水蒸气顶起壶盖，是利用内能做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，属于能量的转化，故B不符合题意；
C．给电动自行车的蓄电池充电，将电能转化为化学能，属于能量的转化，故C不符合题意；
D．汽油机工作时，汽油燃烧释放出大量内能，利用内能做功，将内能转化为机械能，属于能量的转化，故D不符合题意。
故选A。
5、C
【详解】
A．煤、石油是当今人类利用的主要能源，这些能源一旦使用后，在短期内无法再生，故是不可再生能源，故A错误；
B．太阳能、风能、水能、海洋能、生物能、地热能等是清洁能源，天然气不是清洁能源，故B错误；
C．核电站发电的过程是先将核能转化为内能，而后再将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能的，故C正确；
D．热传递改变物体的内能的过程是能量的转移过程，故D错误。
故选C。
6、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。
7、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。
8、C
【详解】
A．酒精燃烧的过程是化学能转化为内能，故A错误；
B．由图乙可知，甲的沸点为100℃，所以，甲液体为水；由于单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，由乙图可知，质量相等的甲乙两种液体升高相同的温度甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，由 可知，乙的比热容为甲比热容的一半，即c乙=2.1×103J/（kg·℃），故B错误；
C．0-8min乙吸收的热量为与甲（水）吸收的热量相同为
故C正确；
D．乙从20℃加热至沸腾需要10min，吸收的热量
4g酒精完全燃烧放出的热量为
该酒精灯的加热效率为
故D错误。
故选C。
9、D
【详解】
A．淋浴擦肥皂时关上喷头，可以减少用水，符合节约用水要求，故A不符合题意；
B．洗衣后的水用来拖地，把水重复使用可以减少水的用量，符合节约用水要求，故B不符合题意；
C．水龙头坏了立即进行修理，可以减少水的浪费，符合节约用水要求，故C不符合题意；
D．用水管不间断的冲洗汽车，造成水的浪费，不符合节约用水要求，故D符合题意。
故选D。
10、D
【详解】
A．由能量守恒定律可知，能量的转化和转移过程中，总的能量不变，故A正确，A不符合题意；
B．机械能是物体由于机械运动而具有的能，所以做机械运动的物体具有能量，故B正确，B不符合题意；
C．利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程，故C正确，C不符合题意；
D．我们使用各种家用电器，就是把电能转化成其他各种形式的能量的过程，例如电风扇是将电能转化为机械能，故D错误，D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、电磁波 电
【详解】
[1]电磁波的传播不需要介质，声音的传播需要介质，而太空中没有空气，所以天问一号是利用电磁波向地球传递信息的。
[2]太阳能电池板把太阳能转化为电能为火星车提供所需的能量。
2、半导体 电
【详解】
[1]太阳能电池板主要材料是硅，硅是电池制造中常用的半导体材料。
[2]太阳光照射到电池板上后，可以产生电压，实现太阳能向电能的转化。
3、化学能转化为内能 热传递 减小 做功 废气
【详解】
（1）[1]酒精灯燃烧过程将化学能转化为内能。
（2）[2]用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增加的。
[3]软木塞冲出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小。
（3）[4][5]木塞被推出时，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与内燃机做功冲程的原理相同；热机的各种损失中，废气的温度较高，废气带走的能量最多。
4、B 光 内 高 小 大 右
【详解】
（1）[1]短文中介绍了半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻和LED灯，但白炽灯不是半导体材料制成的，故选B。
（2）[2][3][4]由题意可知，在LED灯中，电能被直接转换为光子，电能转化为光能；因为白炽灯工作时，是将电能转化为光能和内能，因此普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为了内能发光二极管（LED）的发光原理是电能直接转化为光能，由于发光二极管（LED）几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为光能的效率。
（3）[5][6]由于热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，当热敏电阻所在区域的温度降低，其阻值增大，根据串联分压不分流的特点，电阻越大所分得电压越大；当热敏电阻所在区域的温度降低，其阻值增大，整个电路中的电阻变大，根据变形可知，电源电压不变，电路中的电流变小。
（4）[7]因为温度升高，则热敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可得，电路中电流将增大，故指针将右偏，则25℃的刻度应在20℃的右边。
5、电 化学
【详解】
[1][2]手机充电过程中，消耗了电能，消耗的电能转化成了化学能被存储在电池里，所以是将电能转化为化学能的过程。
6、内 机械 减少 降低
【详解】
[1][2][3][4]水蒸气把软木塞冲出的过程中，水蒸气对软木塞做功，塞子被冲出去，这个过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能，此时水蒸气内能减少，温度降低液化成的小水滴。
三、计算题
1、（1）6.3×107J； （2）5.25kg
【分析】
（1）根据Q＝cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（2）干木柴完全燃烧放出的热量和水吸收的热量相等，根据Q＝mq求出干木柴的质量．
【详解】
(1)水从20℃上升到80℃所吸收的热量：
Q吸＝cm(t t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×250kg×(80℃ 20℃)＝6.3×107J，
(2)燃烧干木柴放出的热量：Q放＝Q吸＝6.3×107J，
由Q＝mq得，需要干木柴的质量：
m干木柴＝＝5.25kg，
2、（1）4×103Pa；（2）3.36×108J，0.8kg；（3）利用太阳能可节约化石类能源（或“减少煤、石油等化石类能源的消耗”、或“节约能源”）；减少环境污染（或“减少污染”、“无污染”）（合理即可）
【详解】
解：（1）热水器中水的体积为
水的质量为
热水器装满水之后总质量为
太阳能热水器对地面的压力等于热水器的重力，即
热水器的台面的压强为
（2）由题意可知，它每天中接收的太阳能约为
煤完全燃烧时产生的热量为
需要煤的质量，即节约煤的质量为
（3）太阳能是可再生能源，且是清洁能源，提倡开发利用太阳能，可以节约化石能源的使用（或“减少煤、石油等化石类能源的消耗”、或“节约能源”），减少环境污染（或“减少污染”、“无污染”）。
答：（1）它对台面的压强为4×103Pa；
（2）它每天中接收的太阳能约为3.36×108J；相当于节约了8kg的煤碳；
（3）利用太阳能可节约化石类能源（或“减少煤、石油等化石类能源的消耗”、或“节约能源”）；减少环境污染（或“减少污染”、“无污染”）（合理即可）。
3、（1）1.008×107；（2）0.84kg；（3）40%；节能、环保
【详解】
（1）．水吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×80kg×30℃=1.008×107J；
（2）．已知Q放=Q吸=1.008×107J，
因为Q=mq；
所以需要完全燃烧的干木柴的质量：
（3）．每天获得的太阳能为E=5×2×2.52×106J=2.52×107J
太阳能热水器的效率：
太阳能的优点是取之不尽用之不竭，属于可再生能源；清洁无污染等．
答：（1）．水吸收的热量为：1.008×107J；（2）．需要完全燃烧0.84kg干木柴；（3）．该太阳能热水器的效率为40%，开发利用太阳能的优点是节能、环保；
4、（1）1.5×106N；（2）0.06千克；（3）2.1×106W。
【解析】
【详解】
（1）该船满载后受到的总重力：
G＝mg＝150×103kg×10N/kg＝1.5×106N；
（2）抬高一次需要克服气垫船重力做功：
W＝Gh＝1.5×106N×1.72m＝2.58×106J，
整个过程中没有能量损失，W＝Q＝2.58×106J，
由Q＝mq可得，抬高一次需要消耗柴油：
m＝=＝0.06kg，
（3）已知，受到的阻力，F＝7×104N，匀速直线运动时的速度，v＝30m/s，
推力的功率：
P＝＝＝Fv＝7×104N×30m/s＝2.1×106W；