苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展章节测试试卷（Word版含答案）

苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展章节测试
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、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，将电能转化为机械能
B．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能
C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能
D．电热水器给水加热时，效率可以达到100%
2、人和动物从食物中获取的能量属于（　　）
A．热能 B．贮存能 C．化学能 D．机械能
3、关于信息、能源和材料，下列说法不正确的是（　　）
A．天然气是不可再生能源
B．光纤通信利用电信号传递
C．节能光源LED灯的核心元件是发光二极管，发光二极管的主要材料是半导体
D．目前投入生产的核电站是利用核裂变获得核能的
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、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
6、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
7、下列用电器工作时，关于能量转化说法正确的是（　　）
A．日光灯只把电能转化为内能
B．石英钟只把电能转化为声能
C．电动汽车把电能转化为机械能和内能
D．电池充电是把化学能转化为电能
8、阳逻之心蓝玉项链公园两侧安装了“风光互补”景观节能灯，如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释最合理的是（　　）
A．白天，太阳能电池板将太阳能转化为化学能储存起来
B．小风扇是用来给太阳能电池板散热和确定风向的
C．小风扇是风力发电机，将机械能转化为电能
D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为光能
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、以下关于能量说法正确的是（　　）
A．如图蒸气将塞子喷出是通过热传递改变管内水蒸气的内能
B．如图小球在地面弹跳时的最高点越来越低说明能量在转化时不守恒
C．如图中钻木取火时动能转化为内能
D．如图核电站发电是将核能直接转化为电能
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、传说我国著名的工匠鲁班发明了一只木鸢，这种木鸢可以载人飞行到很远的地方即使是现在，如果没有电池、燃油等动力，这也令人难以置信。小张在学习完能量转化知识后，设想了如图所示的方案，先利用水力发电，然后再利用发出的电驱动抽水机把水抽到蓄水池，这样就可以一直循环下去。你认为这个设计方案______（选填“可行”或“不可行”），理由是______。
2、在下列现象中，能量是怎样转化的？
（1）用锯锯木头，过一会锯条变热了：______
（2）木材燃烧，发光发热：______
（3）对蓄电池充电：______。
3、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。
4、在一定条件下，各种形式的能量是可以相互的 ______，能量的转化和转移具有一定的 ______。而在转化和转移的过程中，能量的总量 ______。
5、请阅读《压缩空气储能》并回答题
压缩空气储能
压缩空气储能技术，是一种新型的蓄能蓄电技术。2021年10月份，我国自主研发的首套最大发电功率，最大储能容量的先进压缩空气储能系统，在贵州毕节成功并网发电。电力专家把这个储能系统比喻成一个“超大号的充电宝”。
压缩空气储能系统包括储能过程和释能过程两个环节。储能过程是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入储能室进行储能。释能过程是当电力系统高峰负荷时，将高压空气释放，带动发电机发电，从而满足电力系统的调峰需要。
压缩空气储能发电与以往风电和光伏发电的方式相比，不受环境影响，发电稳定；压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，也不像燃料储能会燃烧，从而造成环境污染或带来安全隐患，因此压缩空气储能是一种比较比较安全、清洁的储能方式。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）位于贵州毕节的压缩空气储能系统，最大储能容量为___________；
（2）该压缩空气储能系统以最大功率发电1小时，发电量为___________；
（3）压缩空气储能与储气罐储能方式相比，优势是：___________；
（4）文中压缩空气储能系统利用“错峰”的方法达到了对资源进行合理的分配。请你类比该举措，举一个实际生活中相似的应用实例。（__）
6、将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光，小电扇会转动起来。在这个过程中，能量的转化过程是太阳能先转化为______能，再转化为机械能。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、有一个能装50kg水的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2m2，该晒水箱接受的太阳辐射能为Q太阳能=4.2×106J∕（h·m2）即：该水箱平均每平方米面积上每小时吸收的太阳能为4.2×106J。求：
（1）如果每天接收太阳能的时间为5h，则该晒水箱每天可以接收多少J的太阳能；
（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有40%，那么在1标准大气压下，该晒水箱一天吸收的太阳能可使质量为50kg，温度为25℃的水升高多少℃；
（3）你认为太阳能热水器有什么优点和缺点（请各写出一点）。
2、太阳能是一种理想的绿色能源。李刚家最近安装了一台太阳能、电能两用热水器，如图所示。请回答下列问题：
（1）设水箱可装水80kg，在一般的光照条件下，一满箱20℃的水到傍晚时，水温可达到55℃，则水吸收的热量是多少？相当于多少立方米的煤气完全燃烧放出的热量？[c水=4.2×103 J/(kg·℃)；煤气的热值约4×107J/m3]
（2）在阴雨连绵的天气里，水箱中的水需要用电加热器来加热。若该电加热器规格为“220V 1.8kW”，要使满箱水同样从20℃升高到55℃，电加热器至少需要正常工作多少时间？
3、如图所示为一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“”的电子节能灯工作．若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为，地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能约为，太阳光照一天，恰好可供电子节能灯工作。假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板，且不考虑天气影响，每天以计算。求：
（1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？
（2）若的白炽灯与这种的电子节能灯的发光效果相当。请你根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？（灯每天工作，一年按365天计算）
额定电压/V 额定功率/W 平均寿命 每只售价/元 每度电费/元
白炽灯 220 200 1000小时 2.0 0.5
电子节能灯 220 40 8000小时 20
太阳能电池板 20年 1500
4、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
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A． 风力发电机发电时，将机械能转化为电能，错误；
B． 植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能，正确；
C． 在酒精燃烧放热的过程中，化学能转化为内能，错误；
D． 电热水器给水加热时，会散热，效率不可能达到100%，错误。
故选B
2、C
【详解】
食物中的能量以化学能的方式贮存，在体内通过分解食物释放其化学能，一部分化学能，在体内转化为热能。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3、B
【详解】
A．天然气是化石能源，不能在短时间内形成，是不可再生能源，故A正确，不符合题意；
B．光纤通信是利用激光传递信息的，不是应用电信号，故B错误，符合题意；
C．节能光源LED灯的核心元件是发光二极管，制作二极管的材料是半导体材料，常用的有硅、锗等材料，故C正确，不符合题意；
D．目前投入生产的核电站的能量来自于重核的裂变，故D正确，不符合题意；
故选B。
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、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。
6、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。
7、C
【详解】
A．日光灯在工作时主要把电能转化为光能，故A错误；
B．石英钟主要把电能转化为机械能，故B错误；
C．电动汽车把电能转化为机械能和少量的内能，故C正确；
D．电池充电的过程中，把电能转化为化学能，故D错误。
故选C。
8、C
【详解】
A．白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能储存起来，故A不符合题意；
BC．小风扇是风力发电机，将机械能转化为电能，而不是用来给太阳能电池板散热和确定风向，故B不符合题意，故C符合题意；
D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D不符合题意。
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、C
【详解】
A．图中试管内的水蒸气将塞子喷出时，水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少，温度降低，即通过做功的方式改变管内水蒸气的内能，故A错误；
B．图中小球在地面弹跳时的最高点越来越低，是因为小球需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故B错误；
C．图中钻木取火时，消耗机械能，获得内能，是将机械能转化为内能的过程，故C正确；
D．图中核电站将核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能最后转化为电能，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、不可行 违背了能量守恒定律
【详解】
[1][2]这个设计方案不可行。题中设想的能量转化过程是这样的：电能→机械能→电能→机械能，根据能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，所以上述能量转化中均应是守恒的，在转化的过程中，由于有能量的散失，所以水的机械能不可能完全转化为电能，电能也不可能完全转化为水的机械能，所以不能循环下去。理由是违背了能量守恒定律。
2、机械能转化为内能 化学能转化为光能和热能 电能转化为化学能
【详解】
（1）[1]用锯锯木头，锯条变热，用锯锯木头时克服摩擦做功，锯条变热，机械能转化为内能 。
（2）[2]木材燃烧，发光发热，木材燃烧时产生化学反应，发光发热，化学能转化为光能和热能 。
（3）[3]对蓄电池充电，消耗电能变为化学能，电能转化为化学能 。
3、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。
4、转化 方向性 保持不变
【详解】
[1]根据能量守恒定律可知，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
[2]在物理学中，能量的转化和转移具有一定的方向性。
[3]根据能量守恒定律可知，在能量的转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
5、 不会漏气 修建水坝储水
【详解】
（1）[1]根据原文对压缩空气储能技术的介绍，压缩空气储能系统最大储能容量为。
（2）[2]由题意，最大发电功率，发电1小时所产生的电能为
（3）[3]压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，故压缩空气储能与储气罐储能方式相比，是不会漏气。
（4）[4]雨季河水水流量较大，发电用不完，枯水季节，水流量不足，于是人们修建拦河大坝，雨季河水水流量较大时，将水能储存起来，枯水季节可以发电。
6、电
【详解】
将太阳能电池对着阳光时，太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，电能又经电动机转化为机械能。
三、计算题
1、 (1)4.2×107J；(2)75℃；(3)见解析
【详解】
(1)该晒水箱每天可以接收的太阳能
Q=4.2×106J∕(h m2)×5h×2m2=4.2×107J
(2)水吸收的热量
Q吸=ηQ=40%×4.2×107J=1.68×107J
水升高的温度
Δt==80℃
此时水的末温
t=Δt+t0=80℃+25℃=105℃
因为在1标准大气压下水的沸点为100℃，所以水升高的温度为
Δt′=100℃ 25℃=75℃
(3)太阳能热水器优点有：安全、节能、环保等；缺点有：受季节、地域限制、要长时间连续日晒、不能长时间供热、安装在楼顶易损坏防水层等。
答：(1)晒水箱每天可以接收4.2×107J的太阳能；
(2)该晒水箱一天吸收的太阳能可使质量为50kg，温度为25℃的水升高75℃；
(3)见解析。
2、 (1)1.2J (2)0.3 (4)6.7s
【解析】
【分析】
知道水的比热熔，质量和初温，由吸热公式Q＝cm求出水吸收的热量，再利用燃料燃烧放热公式Q＝qV求出所需煤气的质量；用电加热器加热，要使这些水升高同样的温度，不计热损失，知道加热功率，利用t＝求加热时间。
【详解】
（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×80kg×(55℃-20℃)≈1.2×107J；
需要的煤气的体积：V＝＝0.3m3；
（2）∵P＝，∴加热时间：
t＝≈6.7×103s。
3、（1）14%；（2）见解析
【详解】
解：（1）太阳能电池板工作一天（按8小时计算）吸收的太阳能
照明灯工作10小时消耗的电能
由此可得，太阳能照明灯利用太阳能的效率
（2）在相同的时间内（20年）进行比较
白炽灯（或节能灯）工作总时间
使用白炽灯情况：需要灯的盏数
购买白炽灯的费用
白炽灯所消耗的电能
使用白炽灯需交电费
因此，使用白炽灯共计费用
使用太阳能照明灯情况，需要灯盏数
购买节能灯的费用
因此，使用节能灯共计费用
使用白炽灯的总费用为7446元，使用节能灯的总费用为1700元。这说明，使用太阳能照明灯比使用这种白炽灯在经济上有很大优势．
4、（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；