苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展重点解析试题（有解析）

苏教版物理九年级下册第十八章 能源与可持续发展重点解析
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、根据能量守恒定律，下列说法中仅发生能量转移的一组是（　　）
A．试管中的冷水放入热水中变热 B．煤气炉将冷水烧热
C．用打气筒打气，筒壁变热 D．小灯泡通电发光
2、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
3、以下说法正确的是（　　）
A．同一物体，温度越高，内能越大
B．根据能量守恒定律可知能的总量是不变的，所以我们不需要节约能源
C．酒精燃烧时，内能转化为化学能
D．中午海滩上沙子比水热，是因为水的比热容比沙子的比热容小
4、下列有关能量的转化和守恒的说法正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将动能转化为电能
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是机械能转化为内能
C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
5、以下现象中只有能量转移的是（　　）
A．煤气炉将水烧开 B．抱着热水袋取暖
C．通电后小灯泡发光 D．足球在草坪上越滚越慢
6、下列关于能量的说法中，正确的是（　　）
A．所有的能量转化过程，都遵守能量守恒定律
B．蒸汽机的原理是将机械能转化为内能
C．电动机工作的过程是将机械能转化为内能
D．不同燃料燃烧时，热值大的放出的热量多
7、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
8、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
9、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
10、根据能量守恒定律，下列情形中可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．不考虑空气阻力时，小球从光滑的U形槽斜面由静止滚下后，会永不停息地在两侧来回运动
C．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
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，把一个铝制热水壶放在煤气灶上进行烧水，在煤气的燃烧过程是______能转化为___________能； 采用铝金属来制成的热水壶是因为铝金属具有良 好的___________性。
2、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。
3、（1）随着我国北斗三号系统最后一颗组网卫星，即第55颗组网卫星，顺利发射升空，标志着我国的北斗全球系统已经全部组网成功。我们利用北斗导航系统接收到的导航信息是通过________波传播的，这种波________（选填“能”或“不能”）在真空中传播；
（2）太阳是人类能源的宝库，太阳能是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
4、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_______。
5、小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。
6、内燃机在压缩冲程中主要将______能转化为内能。天然气是一种清洁燃料，它是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。某公交车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量______J，这些热量可使质量为______kg的水由20oC升高到100oC。有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”或“一样大”或“更小”）[天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg oC）]。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、小明家新安装了一台水箱能容纳500kg水的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．[水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]
（1）求在这4h内水吸收的热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需燃烧多少千克的焦炭？
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、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）
4、邹城某中学为学生供应开水，用锅炉将200 L的水从25℃加热到100℃，燃烧了6 kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×107 J／kg。求：
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．试管中的冷水放入热水中吸收热量，内能增大，温度升高，仅发生了能量的转移，故A符合题意；
B．煤气炉将冷水烧热，煤气燃烧将化学能转化为内能，是能量的转化；冷水吸热，内能增大，属于热传递，是能量的转移，故B不符合题意；
C．用打气筒打气，活塞压缩空气做功，空气内能增大，是能量的转化；筒壁吸收热量，内能增大，属于热传递，是能量的转移，故C不符合题意；
D．小灯泡通电发光，将电能转化为光能和内能，是能量的转化，故D不符合题意。
故选A。
2、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。
3、A
【详解】
A．同一物体，温度升高，内能增大，故A正确；
B．能量是守恒的，但能量的转化是有方向性的，可利用的能源会越用越少，所以需要节约能源，故B错误；
C．酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，故C错误；
D．沙子比水热是因为沙子的比热容小于水的比热容，质量相等的沙子和水吸收相同的热量沙子升高的温度要大，故D错误。
故选A。
4、D
【详解】
A．洗衣机工作时是将电能转化为机械能，故A错误；
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是内能转化为机械能，故B错误；
C．根据能量守恒定律，能量无论是转化还是转移，能量总和不会改变，故C错误；
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切能量的转移和转化都遵循这一规律，故D正确。
故选D。
5、B
【详解】
A．煤气炉燃烧过程将化学能转化为内能，属于能量的转化；将水烧开，水吸收热量，利用热传递改变物体的内能，属于能量的转移，故A不符合题意；
B．抱着热水袋取暖，热量从热水袋传递到人体上，属于能量的转移，故B符合题意；
C．通电后小灯泡发光，将电能转化内能和光能，属于能量的转化，故C不符合题意；
D．足球在草坪上越滚越慢，是因为受到摩擦力作用，足球克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故D不符合题意。
故选B。
6、A
【详解】
A．能量转化和转移的过程中，能量总量保持不变，即遵守能量守恒定律，故A正确；
B．蒸汽机的工作原理是将内能转化为机械能，故B错误；
C．电动机工作时消耗电能，将电能转化为机械能，C错误；
D．热值是指1kg某种物质完全燃料放出的热量，热值大的放出的热量不一定多，故D错误。
故选A。
7、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。
8、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。
9、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。
10、B
【详解】
A．子弹射穿木板，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故A不符合题意；
B．不考虑空气阻力的影响，小球在光滑的U形槽斜面中由静止滚下，机械能守恒，小球会在两侧来回运动，不会停止，故B符合题意；
C．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C不符合题意；
D．机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会一直默默地走下去，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、化学 内 导热
【详解】
[1][2]煤气在燃烧过程中，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能。
[3]采用铝金属来制成的热水壶是利用铝金属的导热性，使热水壶内水尽快烧开。
2、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。
3、电磁 能 可再生
【详解】
（1）[1][2]我们利用北斗导航系统接收到的导航信息是通过电磁波传播的，电磁波能在真空中传播，而声波不能再真空中传播，因此卫星发射或者接收的信息只能用电磁波传播。
（2）[3]太阳是人类能源的宝库，它能量巨大，可以认为取之不尽用之不竭，因此太阳能是可再生能源。
4、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。
5、太阳能（光能）转化为电能 化学能转化为电能
【详解】
[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。
6、机械 不可再生 1.848×107J 55 一样大
【详解】
[1]内燃机在压缩冲程中活塞的机械能转化为气缸内工作物质的内能。
[2]像化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。
[3]根据得，消耗420g天然气释放的热量为
[4]由题知
由得,水的质量为
[5]热值是燃料的特性，由燃料的种类有关，与燃烧情况无关。故T型轿车内和L型轿车内汽油热值一样大。
三、计算题
1、（1）4.2×l07J； （2）7kg
【分析】
根据热量的计算公式 求出水吸收的热量；热效率指被加热物体吸收的热量与燃料完成燃烧放出的热量之比， ，结合 ，从而可以计算出燃烧焦炭的质量．
【详解】
(1)由题可知，4h阳光照射，使500kg的水从20℃升高到了40℃，
则水吸收的热量： ，
(2)根据公式和可得，需要焦炭的质量： ．
答：4.2×l07J； 7kg．
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、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。
4、（1）6.3×107J （2）2.04×108J
【详解】
(1)水的质量为：
水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×200kg×（100℃-25℃）=6.3×107J；
(2)无烟煤的质量：m煤=6kg，这些无烟煤完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤q=6kg×3.4×107J/kg=2.04×108J；
答：(1)锅炉内200kg的水吸收的热量是6.3×107J；
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J。