沪科版九年级物理 第20章 能源、材料与社会 专题攻克试卷(精选含答案)

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沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会专题攻克
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、下列一组全是导体的是（　　）
A．金属、人体、塑料 B．大地、食盐水溶液、橡胶
C．石墨、人体、玻璃 D．金属、人体、大地
2、下列说法正确的是（　　）
A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化
C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况
D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
3、下列说法中，正确的是（　　）
A．垃圾集中丢弃不分类 B．三插插头改成两插插头使用
C．倡导海绵城市建改 D．矿泉水喝两口就随意丢弃
4、下列物品中，通常情况下属于导体的是（　　）
A．不锈钢尺 B．橡胶手套
C．塑料笔杆 D．陶瓷碗
5、如图所示的物品中，通常情况下属于导体的是（　　）
A．食用油
B．氯化钠注射液
C．玻璃杯
D． 塑料尺
6、在通常情况下，下列物品属于导体的是（　　）
A．铅笔芯 B．陶瓷碗 C．绘画橡皮 D．玻璃杯
7、下列四组物体中，都属于绝缘体的一组是（　　）
A．碳棒、人体、大地 B．水银、铜丝、铁块
C．陶瓷、干木、塑料 D．石墨、橡胶、酸碱盐溶液
8、在城市美化、亮化和家用电器等常使用发光二极管作为光源，制造发光二极管的主要材料是（　　）
A．导体 B．半导体 C．超导体 D．绝缘体
9、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
10、通常情况下，下列属于绝缘体的是（　　）
A．人体 B．塑料尺 C．铜丝 D．铅笔芯
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、请阅读《物体电阻与温度的关系》并回答32题。
物体电阻与温度的关系
当温度变化时，物体的电阻是否会变化？其实，不同材料的物体情况各有不同。
金属导体的电阻率（电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量）随温度的升高而变大。这是因为温度升高，金属材料中自由电子运动受到的阻力会增大，电阻就会不断变大。到了一定温度，物态开始发生变化，例如：从固体变成液体，再从液体变成气体时，由于原子的排列变得更为混乱、分散，电阻率还会出现跳跃式的上升。各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在。20世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，如铝在-271.76℃以下，铅在-265.95℃以下，电阻就变成了0，这就是超导现象。
半导体由于其特殊的晶体结构，电阻有特别的规律。如硅、锗等元素，它们原子核的最外层有个电子，既不容易挣脱束缚，也没有被原子核紧紧束缚，半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高，半导体原子最外层的电子获得能量，挣脱原子核的束缚成为自由电子，可供其他电子移动的空穴增多，所以导电性能增加，电阻率下降。掺有杂质的半导体的电阻率变化较为复杂：当温度从绝对零度上升，半导体的电阻率先是减小，到了绝大部分的带电粒子离开他们的载体后，电阻率会因带电粒子的活动力下降而稍微上升。当温度升得更高，半导体会产生新的载体（和未掺杂质的半导体一样），电阻率会再度下降。
当温度极高时，物质就会进入新的状态，成为等离子体。此时，原子被电离，电子逸出，原子核组合成离子团，因此即使原本物质是绝缘体，成为等离子体后也可导电。
还有一些物体，如锰铜合金和镍铬合金，其电阻率随温度变化极小，可以利用它们的这种性质来制作标准电阻。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）绝缘体成为等离子体后______导电；（选填“能够”或“不能”）
（2）本文的第二自然段，研究的科学问题的自变量是______；
（3）一般情况下，随着温度的升高，下列说法正确的是______；（选填序号）
A．金属导体的导电性会增强
B．半导体材料的电阻率可能会减小
C．用镍铬合金制成的滑动变阻器的最大阻值变小
（4）超导现象应用于实际，会带来哪些好处______？
2、各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格。
能量转化 实例
示例 光能转化为化学能 植物进行光合作用
（1） ______ 用电热水壶烧水
（2） 机械能转化为电能 ______
3、冬季，小明和爸爸开车去加油，在加油站不宜整理衣服和头发，这是由于容易发生 _____现象；加油前，工作人员往往要先触摸加油机上的静电消除器，若人体带电，可将电导入大地，这是因为人体是 _____（选填“绝缘体”、“半导体”或“导体”）。
4、指出下列过程中的能量转化：
（1）摩擦生热_______；
（2）对蓄电池充电_______。
5、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。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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
2、商丘人傍晚时分碰面时，常说的一句话是“喝茶了吗？”表示的意思是在问对方：“吃过晚饭吗？”想减肥的胖人晚餐实际上“喝茶”就行。小华身体肥胖就是晚餐吃的多，他的晚餐主食经常食用3个馒头（约200g），学习时还要再吃一袋方便面（100g）。如表所示是我们生活中常见主食提供的能量。
（1）食物也是一种“燃料”，在人体内燃烧时_____能转化为_____能。
（2）这顿晚餐主食能为他提供能量是多少焦？（__________）
（3）一般我们洗淋浴时将温度调到40℃左右，若小华午餐食物提供的能量全部用来加热水，这些能量大约可以让多少kg的水从30℃升高到40℃？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）] （__________）
食物名称 每百克食物提供的能量/kJ
米饭 479
玉米 1407
馒头 985
方便面 1978
3、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]
4、随着人们环保意识的增强，代步工具也随之更新换代．以汽油为燃料的助动车，因汽油燃烧不充分等原因，已逐步退出市场，用蓄电池供电的电动自行车逐渐推广．下表是某品牌电动自行车整车技术性能的一些数据．
请你回答下列问题：
(1)以汽油为燃料的助动车对环境会造成哪些污染？
(2)如果蓄电池贮存的能量全部用于电动自行车的行驶，当车以6m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，电动自行车的电动机功率为多大？
5、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？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、一天饭后，小明同学帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒，他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干．妈妈见状拿了另一块干抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事．妈妈只是告诉他：“我拿的抹布是棉布做的，你手里的抹布是涤纶的”．他很想知道抹布的吸水能力与布料种类的关系，于是他进行了如下的实验探究．
（1）实验目的：___________________．
（2）所需的器材：三个形状和大小相同的烧杯、质量相同的_________各一块，足够的水．
（3）主要步骤：将三个烧杯中倒入________相同的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出．从方便和准确的角度看，应观察和比较_______________，将现象记入表中．
（4）结论：____________________________________．
（5）应用：炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸透，会让人觉得很不舒服．因此，从吸水多少这个角度说，应尽量采用_________类的布料来制作夏装．
2、右图是一个电池的示意图，该装置可产生气体和电流．老师告诉同学只要用两种不同的导体做电极，用水果代替实验中的稀硫酸也可以组成一个电池，产生电流的原理是一样的．同学们很感兴趣，在课外实验中，同学们进行了水果电池的制作，记录了以下的实验数据：不同电极时单个西红柿水果电池的电流和电压：
注：除电极材料不一样外，其它实验条件相同，请回答以下问题：
（1）上述装置中能量的转变是从________ 能转变为电能．该实验经过一段时间后溶液pH的变化是________ （增大、减小、不变），质量减少的电极是________
（2）假如仅改用镁片和碳棒做电极，其它实验条件不变，根据上表的实验数据，你猜想产生的电压应比表中三种电池产生的电压________ （选填“都大”、“都小”、“处在它们之间”或“无法判断”）．
（3）将三个用碳棒和锌片做电极的单个水果电池串联起来，将铭牌为“2.5V 0.3A”的一个小灯泡串联接入该电路，开关闭合后，小灯泡并不正常发光，原因是 ________
3、小明与小芳在探究泡沫塑料和棉絮的保温性能，两人在进行如下实验：
（1）在两个完全相同的烧瓶外分别包裹大小、厚度______（选填“相同”或“不同”） 的泡沫塑料和棉絮；
（2）在烧瓶中同时注入______和______相同的水；
（3）把烧瓶放于相同的环境下，利用______和______（选填实验仪器名称）测出不同时间的水温，得到如下表格；
时间（分） 0 10 20 30 40
泡沫塑料组水温（℃） 80 64 56 50 41
棉絮组水温（℃） 80 56 43 32 28
（4）小明分析实验数据，可以得出结论是：______；
（5）小芳认为小明通过一次实验得出实验结论还不够，要提高实验结论的可信度，应该怎么做？______。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等。
A．金属、人体、塑料中，金属和人体属于导体，塑料属于绝缘体，故A错误；
B．大地、食盐水溶液、橡胶中，大地和食盐水溶液属于导体，橡胶属于绝缘体，故B错误；
C．石墨、人体、玻璃中，石墨和人体属于导体，玻璃属于绝缘体，故C错误；
D．金属、人体、大地均易导电，都属于导体，故D正确。
故选D。
2、B
【详解】
A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误；
B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；
C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；
D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。
故选B。
3、C
【详解】
A．垃圾集中丢弃不分类，既造成环境污染，又造成能源浪费。故A错误；
B．三插头改成两插插头使用，虽然不影响用电器的正常使用，但可能造成人体触电。故B错误；
C．倡导海绵城市，有利于缓解城市发展压力，有利于城市的可持续发展。故C正确；
D．矿泉水喝两口就随意丢弃，既造成环境污染，又造成能源浪费。故D错误。
故选C。
4、A
【详解】
A．通常情况下，不锈钢尺容易导电，是导体，故A符合题意；
BCD．橡胶手套、塑料笔杆和陶瓷碗通常情况下，不易导电，是绝缘体，故BCD不符合题意。
故选A。
5、B
【详解】
A．食用油不容易导电，食用油是绝缘体，故A不符合题意；
B．氯化钠注射液是盐溶液，能够导电，是导体，故B符合题意；
C．玻璃杯不容易导电，玻璃杯是绝缘体，故C不符合题意；
D．塑料尺不容易导电，塑料尺是绝缘体，故D不符合题意。
故选B。
6、A
【详解】
A．铅笔芯容易导电，属于导体，故A符合题意；
B．陶瓷碗不容易导电，属于绝缘体，故B不符合题意；
C．绘画橡皮不容易导电，属于绝缘体，故C不符合题意；
D．玻璃杯不容易导电，属于绝缘体，故D不符合题意。
故选A。
7、C
【详解】
A．碳棒、人体、大地都属于导体，故A不符合题意；
B．水银、铜丝、铁块都是金属，都属于导体，故B不符合题意；
C．陶瓷、干木、塑料都属于绝缘体，故C符合题意；
D．石墨和酸碱盐溶液属于导体，故D不符合题意。
故选C。
8、B
【详解】
按照物质的导电性能来分，材料有导体、绝缘体和半导体之分，制成发光二极管的主要材料是半导体，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9、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。
10、B
【详解】
A．人体容易导电，是导体，故A不符合题意；
B．塑料尺不容易导电，是绝缘体，故B符合题意；
C．铜丝容易电，是导体，故C不符合题意；
D．铅笔芯容易导电，是导体，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、能够 温度 B 传输电能时采用超导材料能大大降低电能损耗
【详解】
（1）[1]由题意可知，当温度极高时，物质就会进入新的状态，成为等离子体。此时，原子被电离，电子逸出，原子核组合成离子团，因此即使原本物质是绝缘体，成为等离子体后也可导电。所以，绝缘体成为等离子体后能够导电。
（2）[2]由题意可知，当温度升高时，金属导体的电阻率会随着温度的升高而变大，故研究的科学问题的自变量是温度。
（3）[3]A．由题意可知，金属导体的电阻率会随温度的升高而变大，电阻变大，导电性会减小，故A错误；
B．由题意可知，当温度升高时，半导体原子最外层的电子获得能量，挣脱原子核的束缚成为自由电子，可供其他电子移动的空穴增多，所以导电性能增加，电阻率下降。故B正确；
C．.镍铬合金的电阻率随温度变化极小，故当温度升高时，用镍铬合金制成的滑动变阻器的最大阻值保持不变，故C错误。
故选B。
（4）[4]若超导现象应用于实际，在输送电力等方面采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
2、电能转化为内能 风力发电机发电
【详解】
（1）[1]用电热水壶烧水时消耗电能，水的内能增大，温度升高，所以用电热水壶烧水将电能转化为内能。
（2）[2]风力发电机发电时，通过发电机，将风的机械能转化为电能。
3、摩擦起电 导体
【详解】
[1]用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，加油时如果整理头发或衣服，由于容易发生摩擦现象，可能引发火灾。
[2]容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。人体容易导电，是导体。
4、机械能转化为内能 电能转化为化学能
【详解】
[1]摩擦生热是通过消耗机械能来得到内能的，因此将机械能转化为内能。
[2]对蓄电池充电是通过消耗电能来得到化学能的，因此将电能转化为化学能。
5、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。
三、计算题
1、（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．
2、化学 内 2.963×106J 70.5
【详解】
解：（1）食物也是一种“燃料”，在人体内燃烧时发生化学反应，将化学能转化为内能。
（2）这顿晚餐主食能为他提供能量
（3）由题意可知，水吸收的热量
由 可得，加热水的质量
答：（1）食物也是一种“燃料”，在人体内燃烧时化学能转化为内能；
（2）这顿晚餐主食能为他提供能量是2.963×106J；
（3）这些能量大约可以让70.5kg的水从30℃升高到40℃。
3、（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，
4、 (1)噪声污染、大气污染等．(2) 216W．
【详解】
汽油为燃料的助动车使用时燃烧汽油，放出二氧化碳、未完全燃烧的灰尘颗粒物造成大气污染，汽油机工作时发出声音造成噪声污染；由表格知一次充电贮存能量1.8×106J；一次充电持续里程50km，由 得;电动自行车的电动机功率
5、（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．
四、实验探究
1、探究抹布的吸水能力与其布料之间的关系 涤纶、麻、棉 质量 杯中所剩下的水量 棉质抹布的吸水能力最强 棉质
【详解】
（1）根据短文知道小明想知道抹布的吸水能力与哪些因素有关确定探究的目的，所以，实验目的是：探究抹布的吸水能力与其布料之间的关系；
（3）由于多因素影响此物理量，所以探究须知道控制变量思想，故需要三杯水的质量相等时，才能通过杯中所剩下的水量来探究抹布的吸水能力；
（4）由表格的数据知道：布的吸水能力跟布料的种类有关系，棉质抹布的吸水能力最强；
（5）因为棉质抹布的吸水能力最强，因此炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸渍，会让人觉得很不舒服．所以，从吸水多少这个角度说，应尽量采用棉质类的布料来制作夏装．
点睛：本题主要考查的是实验探究过程，需要注意控制变量是常用的一种方法，应用时一定要明确控制什么，改变什么．
2、化学 增大 锌电极 都大 由于内阻太大，与该灯串联后，灯分得的电压过小，实际功率太小无法使灯泡正常发光
【详解】
(1)电池的工作原理，实质发生了Zn和稀硫酸的反应，所以此能量有化学能转变为电能．由于稀硫酸参与了化学反应，所以稀硫酸中的氢离子的逐渐减少，PH值逐渐增大．锌失去电子，所以质量逐渐减少．(2)根据表中给的信息Cu 0.6V；Fe 1.2V；Zn 1.3V；可以推测，随着金属活动性越强，产生的电压越大，所以Mg产生的电压应越大．(3)将三个用碳棒和锌片做电极的单个水果电池串联起来由于内阻太大，与该灯串联后，灯分得的电压过小，实际功率太小无法使灯泡正常发光．
【点睛】
此题考查了原电池的工作原理，能量之间的相互转化，以及金属活动顺序强弱，溶液的酸碱性与PH值的关系等一道综合题．解答过程中，熟悉原电池的工作原理是关键，同时结合金属活动性顺序进行大胆的推理、猜测，定能得出结论．
3、相同 质量 初温 温度计 秒表 在这两种材料中，保温效果比较好的是泡沫塑料 在相同的条件下重复该实验
【详解】
（1）[1]探究泡沫塑料和棉絮的保温性能，应在两个完全相同的烧瓶外分别包裹大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮。
（2）[2][3]由放出热量的公式：知，保持烧瓶相同、环境温度相同，水的质量相同；还需要保持水的初温相同。
（3）[4][5]由题意知需要测量的物理量是时间和水的温度，测量温度的仪器是温度计，测量时间的仪器是秒表。
（4）[6]表中所示水的初始温度是80℃；从计时开始40分钟，泡沫塑料组的水温是41℃，降低了
80℃-41℃=39℃
棉絮组的水温降低了
80℃-28℃=52℃
所以说相同时间内，泡沫塑料组降低的温度少。由此可以得出结论是：在这两种材料中，保温效果比较好的是泡沫塑料。
（5）[7]通过一次实验得出实验结论，说服力还不够。要提高实验结论的可信度，还应该在相同的条件下重复该实验。
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