苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展专题测评试题（含解析）

苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展专题测评
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、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
2、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
3、关于能量转化，下列说法中正确的是（　　）
A．电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能
B．电风扇正常工作时，主要是将电能转化为内能
C．电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将机械能转化为电能
D．人造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器
4、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
5、下列关于能量转化的说法中错误的是（　　）
A．洗衣机工作时，电能主要转化为机械能
B．锂电池充电时，化学能转化为电能
C．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能
6、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
7、关于能量，下列说法正确的是（　　）
A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量
B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能
C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳
D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性
8、下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（　　）
A．用电炉加热水 B．农服在阳光下暴晒升温
C．火箭升空 D．双手摩擦生热
9、下列关于能源、信息和材料的说法中正确的是（　　）
A．地热、天然气、电能都属于二次能源
B．光纤通信是激光利用了光的反射原理来传递信息的
C．太阳能是由太阳内部热核反应释放出的能量，故太阳能是不可再生能源
D．LED灯的核心元件发光二极管是由超导体材料制成的
10、下列关于热、热值和热机效率的描述，正确的是（　　）
A．使燃料然烧更充分，可以增大其热值 B．物体吸收的热量越多，其比热容就越大
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D．燃料燃烧将内能转化为化学能
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、如图所示，某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示，此时的能量转化是______；若飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每秒共经历了______个冲程；汽油机散热常用水作为冷却剂，这是利用了水的______较大的性质。汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明______。
2、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。
3、我国用长征火箭发射“嫦娥”系列卫星，火箭发射升空时，燃料燃烧将______转化为燃气的内能，再转换为火箭的______能；火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的______大。
4、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。
5、2021年10月16日，搭裁神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉精准点火发射，如图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的________大。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将________能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的________能。随着燃料的燃烧，其热值大小________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
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、某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以90km/h的速度匀速行驶了9km，消耗汽油2kg．已知汽油的热值q汽油＝4.5×107 J/kg．假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，则：
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）该型号汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？
（3）结合汽车内燃机的能量流向图，你认为目前汽车生产厂家及用户们是如何提高该车汽油机的效率？（答出两点即可）
2、天宝高速公路全长l36km，一辆汽车以80km/h的速度匀速行驶，从天水到宝鸡消耗8.5kg汽油。请问：
（1）汽车行驶了多少小时
（2）若这些汽油完全燃烧，放出的热量是多少 (q汽=4.6×107J/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、煤油的热值为4.6×107焦/千克，完全燃烧50克的煤油可以放出多少热量？
4、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）
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、D
【详解】
A．电暖气正常工作时，利用电流的热效应将电能转化为内能使周围温度升高，故A错误；
B．电风扇正常工作时，将电能转化为机械能，带动扇叶转动，故B错误；
C．电动汽车在行驶过程中，将电能转化为机械能，故C错误；
D．造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器，故D正确。
故选D。
4、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。
5、B
【详解】
A．洗衣机的主要部件是电动机，是把电能转化为机械能，少量转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．锂电池充电时，消耗电能，获得化学能存储起来，是将电能转化为化学能，故B错误，符合题意；
C．植物光合作用是把光能转化为化学能，故C正确，不符合题意；
D．太阳能电池板可以将太阳能直接转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选B。
6、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。
7、B
【详解】
A．一切物体都具有内能，静止的物体也有内能，故静止的物体也有能量，故A错误；
B．自然界中的各种能量可以相互转化的，且总量不变，火力发电厂就是将煤炭燃烧释放的能量转化为电能，故B正确；
C．风能和核能属于一次能源，直接从自然界获得，而电能不属于一次能源，通常是由其他形式的能转化而来，风能、电能、核能都与太阳无关，故C错误；
D．不同形式的能量之间可以相互转化，在转化过程中一部分能量不能被收集起来重新利用，能量转化向减少的方向，因此能量的转移、转化具有方向性，故D错误。
故选B。
8、C
【详解】
A．电炉是要消耗电能的，加热水转化为水的内能，是电能转化为内能，故A不符合题意；
B．农服在阳光下曝晒升温是将太阳光转化为内能，故B不符合题意；
C．火箭升空是要消耗燃料的，将燃料的化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能，故C符合题意；
D．双手摩擦发热是克服双手间的摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意。
故选C。
9、B
【详解】
A．一次能源是直接来自自然界而未经加工转换的能源；二次能源是由一次性能源直接或间接转换而来的能源；所以，地热、天然气属于一次能源，电能属于二次能源，故A错误；
B．激光可以在光导纤维里通过光的反射传播，从而传播信息，故B正确；
C．太阳能是由太阳内部热核反应释放出的能量，可以从太阳源源不断获得，为“一次能源”，同时也是可再生能源，故C错误；
D．二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性；LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故D错误。
故选B。
10、C
【详解】
A．热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，所以使燃料然烧更充分不可以增大其热值，故A错误；
B．比热容是物质的一种特点，与吸收的热量的多少无关，物体吸收的热量越多，其比热容不变，故B错误；
C．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故C正确；
D．燃料燃烧将化学能转化为内能，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、机械能转化为内能 60 比热容 能量的转移具有方向性
【详解】
[1]由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，可以判断这是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。
[2]飞轮转速是1800r/min=30r/s，即飞轮1s转30r，因一个工作循环飞轮转2r，经历4个冲程，所以汽油机1s转30r，经历60个冲程。
[3]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂。
[4]汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，而不是自发地从低温的水转移到高温发动机，这一现象说明能量的转移具有方向性。
2、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。
3、化学能 机械 热值
【详解】
[1][2]燃料燃烧是一个化学变化，将化学能转化为内能。火箭发射升空时，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能；火箭发射升空，火箭具有机械能，故燃气的内能再转换为火箭的机械能。
[3] 液态氢的热值大，完全燃烧氢和其它燃料相比，氢放出的热量更多，故火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的热值大。
4、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
5、热值 化学 机械 不变
【详解】
[1]由于液态氢的热值较大，因此运载火箭中，采用液态氢作燃料。
[2][3][4]燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，又将内能转化为火箭的机械能；燃料的热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以随着燃料的燃烧，其热值大小不变。
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、9×107J 4×103N 减少废气带走的热量、减小摩擦
【解析】
【分析】
（1）知道消耗汽油的质量和汽油的热值，利用Q放＝mq求汽油完全燃烧放出的热量；（2）再利用效率公式η＝的变形公式W＝ηQ放可求出牵引力做的功，知道前进的距离，利用公式W＝Fs求出汽车的牵引力，知道汽车做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，可求阻力；（3）提高热机效率的方法可以通过减少散热损失、机械损失等方法，主要途径还是要减少废气带走的能量．
【详解】
(1)汽油完全燃烧放出热量：Q放＝mq汽油＝2kg×4.5×107J/kg＝9×107J；(2)由效率公式η＝可得，牵引力做的功：W＝ηQ放＝40%×9×107J＝3.6×107J；由功的公式W＝Fs可得，汽车的牵引力：F＝＝4×103N；因为汽车做匀速直线运动，所以受到的阻力f＝F＝4×103N；(3)从内燃机的能流图可知，热量损失主要有燃料没有完全燃烧、废气带走的热量、克服摩擦损耗的能量、散失的热量，因此提高热机效率的主要途径有：使燃料尽可能完全燃烧、减少废气带走的热量、减小摩擦、减小热散失等。
2、（1）1.7h；（2）3.91×108J；（3）节约化石类能源；清洁无污染
【解析】
【详解】
（1）汽车行驶的时间t===1.7h；
答：汽车行驶了1.7h；
（2）汽油完全燃烧放出的热量是Q=q汽m=4.6×107J/kg×8.5kg=3.91×108J；
答：放出的热量是3.91×108J。
（3）使用太阳能可以节约化石类能源；太阳能清洁无污染、安全。
3、2.3×106J
【详解】
解：已知煤油的热值为q=4.6×107J/kg，质量为
m煤油=50g=0.05kg
完全燃烧50克的煤油可以放出的热量为
Q=qm煤油=4.6×107J/kg×0.05kg=2.3×106J
答：完全燃烧50克的煤油可以放出2.3×106J的热量。
4、 (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。