沪科版九年级物理 第20章 能源、材料与社会 难点解析练习题（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会难点解析
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、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
2、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
3、塑料、橡胶、金属等物质，其中属于重要的电工材料的是（ ）
A．橡胶 B．金属
C．塑料 D．以上材料都可以
4、关于信息和材料，下列说法不正确的是（　　）
A．铜、铝、陶瓷都是很好的导体 B．光导纤维传导的是光信号
C．超导材料适合用来进行远距离输电 D．发光二极管一种半导体材料
5、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
6、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
7、下列物质属于导体的是（　　）
A．玻璃水杯 B．塑料梳子 C．干竹竿 D．2B铅笔芯
8、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
9、华为5G射频芯片预计将于年底由中芯国际和上海微电子的28nm光刻机进行试生产，标志着中国芯片正在崛起。如图所示，芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（　　）
A．超导材料 B．半导体材料
C．磁性材料 D．绝缘材料
10、在国产大飞机制造时，使用了第三代铝锂合金材料，它比同体积的普通铝合金质量更轻且坚硬耐用，能有效维持舱内的温度。关于该合金材料的属性，下列说法错误的是（　　）
A．导热性好 B．硬度大
C．隔热性好 D．密度小
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、将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸具有________性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理是_________。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是________。（可多选①仅将滚轮左右换个方向；②仅将电池正负极对调一下；③将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调）
2、在完全隔热的装置中，同一酒精灯给100g水和100g某种油加热，其温度随时间的变化关系如图所示，那么100g油每分钟吸收的热量是 _____J。实验中，热量只能自发的由热源传递给该物质，却不会反过来传递，说明能量的转移具有 _____性。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
3、指出下列过程中的能量转化：
（1）摩擦生热_______；
（2）对蓄电池充电_______。
4、如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录．“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过______（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为______能，从而获得上亿度的高温．
5、石墨烯是一种新型材料，是一种由碳原子构成的片状结构材料，它的原子由______和核外电子构成；校园内的大显示屏是LED的，LED灯管的主材料是属于______体（填“导”、“绝缘”或“半导”），大屏幕上吸附很多灰尘是因为______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，一种便携式燃气炉，用瓶装丁烷气体作燃料，已知某品牌瓶装丁烷气体的质量为250g，丁烷的热值为q＝7×107J/kgC水＝4.2×103J/（kg ℃）问：
（1）丁烷气体在燃烧时，能量转化是_____．
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体，可以发出多少热量______ ？
（3）若该燃气炉的效率为30%，丁烷燃烧放出的热量被水吸收，一瓶气体能使多少千克的水温度升高50℃ __________？
2、简易太阳能热水器的受光面积1.4m2，内装80kg水，太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是8×104J，如果60%的热量被水吸收，问：20℃的水晒3h后水温升高到多少摄氏度？（水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）
3、（来源）云南省泸西县逸圃初级中学2017届九年级上学期期末考试物理试题
当今太阳能热水器已经在广大城乡用得非常普遍了，如图所示．已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8 ℃、100 Kg水加热到38 ℃.请解答：[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(1) 太阳能热水器是将太阳能转化为________能．
(2)在此过程中，水吸收了多少热量？
(3)若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107 J，则该热水器的效率是多少？
4、有一种太阳能热水器，接收太阳能的15根真空管总有效面积约为1.35m2，能把接收到太阳能的50%转变为水的内能，如果每平方米的面积在1h内得到的太阳能平均为3.6×106J，每天接收太阳能的时间以10h计算，则可以将质量100kg、初温为20℃的水加热到多少℃？
5、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
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、雨天乘车时，小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器随着雨的大小，刮动的速度相应的发生变化.雨停后，刮水器自动停止工作，小华查阅相关资料后，发现它的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置，小华想，该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用，于是他自制了如图1所示的雨水检测金属网(以下简称检测网)，并设计了如图2所示模拟电路进行探究.
（1）小华按照所设计的电路图连接电路，实验时，检测网未放入雨水中，电路处于断开状态，再将检测网放入雨水中，电路接通，表明雨水是______(选填“导体”或“绝缘体”).小华通过观察电路中______的变化，来判断电动机转速的变化，从而反映刮水器刮水速度的变化.
（2）将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录如下数据.
检测网浸入雨水中的部分 未浸入 1/3浸入 2/3浸入 全部浸入
电流表的示数I/A ______ 0.16 0.20 0.32
①结合上述实验将表格中的数据补充完整.
②分析数据可知，检测网浸入雨水中深度越深，电流表示数越大.这说明a、b间接入电路的电阻在______(选填“变大”或“变小”).根据影响导体电阻大小的因素可知：a、b间接入电路的电阻变化是由导体的______变化引起的.
（3）小华设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，无法实现车窗的清洗，请你在不拆卸原电路的基础上，在该电路中加装一个电路元件，以解决此问题.
加装的电路元件是：______.
2、如图所示的实验装置，闭合两开关后，看到的现象是：电流表甲______（选填“有或无”）示数，电流表乙______（选填“有或无”）示数；点燃酒精灯，在加热过程中，你会发现：电流表甲示数______（选填“变大、不变、变小”），此现象说明______。电流表乙示数______，（选填“变大、不变、变小”）此现象说明______。
3、学习了导体和绝缘体知识以后，同学们决定利用实验来判断橡皮、钢尺子等常见物体是否是导体，小红设计了如图1所示电路图。
（1）按照电路图连接实物时，开关应该处于 ________ 状态。
（2）在图2中，按照图1电路图，用笔画线表示导线，连接相应电路。 ______
（3）将被检测物体分别接入A、B间，通过观察 __________ 来粗略判断物体是否为导体。
（4）小刚同学设计了如图3所示电路图，将不同物体接入A、B间，来判断这些物体是否为导体，请分析这种方法是否可行 ________ ，理由是 _________ 。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、D
【详解】
橡胶、塑料都是很好的绝缘体材料，经常被用于导线的绝缘层、电工工具的手柄等地方；金属是很好的导体，经常被用于制造导线、用电器等。因此导体和绝缘体是同等重要的电工材料。故D符合题意。
故选D。
4、A
【详解】
A．陶瓷为绝缘体，故A错误，符合题意；
B．光导纤维传导的是激光信号，激光也是一种电磁波，故B正确，不符合题意；
C．超导体做输电导线，可以减小由电能到内能的损耗，提高传输效率，故C正确，不符合题意；
D．发光二极管是一种半导体材料，故D正确，不符合题意。
故选A。
5、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。
6、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。
7、D
【详解】
A．玻璃水杯不容易导电，是绝缘体，故A不符合题意；
B．塑料梳子不容易导电，是绝缘体，故B不符合题意；
C．干竹竿不容易导电，是绝缘体，故C不符合题意；
D．2B铅笔芯，主要材料是石墨，容易导电，属于导体，故D符合题意。
故选D。
8、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。
9、B
【详解】
常见的半导体材料有：硅、锗、砷、镓等，芯片的核心部件是其中的电子芯片，是半导体硅制成的，故B符合题意。
故选B。
10、A
【详解】
AC．“能有效维持舱内的温度”，说明该合金材料导热性差，隔热性好，故A错误，符合题意，C正确，不符合题意；
B．“坚硬耐用”，说明该合金材料硬度大，故B正确，不符合题意；
D．“它比同体积的普通铝合金质量更轻”，说明该合金材料密度小，故D正确，不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、导电 磁场对电流有力的作用 ①②
【详解】
[1][2]将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动。
[3]通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是①②。
2、1050 方向
【详解】
[1]12min水吸收的热量
Q水吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(30℃-0℃)=12600J
1min水吸收的热量
因为同一热源放热一样，所以二者在相同时间吸热相同，1min油吸收的热量
Q油吸′=Q水吸′=1050J
[2]热传递时，能量总是从高温物体传递到低温物体，即能量的转移具有方向性。
3、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。
4、聚变 内
【详解】
[1][2]太阳内部发生的是核聚变，“东方超环”的反应原理与太阳内部一样，为核聚变，释放巨大的核能，原子核能又转化为内能。
5、原子核 半导 带电体具有吸引轻小物体的性质
【详解】
[1]原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。
[2]按物质的导电性来分类，制作LED灯管的材料属于半导体。
[3]显示大屏上总是吸附上一些灰尘，这是因为显示屏在工作时带有静电，具有吸引轻小物体的性质。
三、计算题
1、化学能转化为内能 7×106J 25kg
【分析】
（1）用打火机点火是利用燃料燃烧将化学能转化为内能；
（2）已知丁烷气体的质量和热值，利用Q放=mq得到完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量；
（3）根据效率的公式得到水吸收的热量，根据Q吸=cm△t可求水的质量．
【详解】
（1）丁烷气体燃烧时，此过程中的能量转化关系是将燃料的化学能转化为内能；
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：Q放=mq=0.1kg×7×107J/kg=7×106J；
（3）由题知，完全燃烧0.25kg的丁烷气体可以放出的热量：，
水吸收的热量：，
水的质量：．
2、56℃
【分析】
先求出太阳在3h，1.4m2放出的热量，然后再求出水总共吸收的热量，利用热量公式求出温度差，再加上初始温度便是水晒后的温度了．
【详解】
Q放＝8×104J/（m2 min）×1.4m2×3×60min＝2.016×107J
Q吸＝Q放×60%＝1.2096×107J由Q吸＝cm△t得，△t＝＝＝36℃
T＝20℃+36℃＝56℃
3、内 1.26 × 107J 30%
【详解】
（1）根据题意知道，太阳能热水器是将太阳能转化为水的内能；
（2）根据题意知道，太阳能热水器中水的质量：m =100kg；
所以在此过程中，水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg ℃）×100kg×（38℃-8℃）=1.26×107 J；
（4）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107 J，则该热水器的效率是：η=Q吸/Q×100%=1.26×107J/4.2×107J×100%=30%
点睛：本题考查了吸热公式、效率公式的应用，难度不大，
4、77.9℃
【解析】
解：每天水吸收的热量：
水升高的温度
水的末温t=t0+△t=20℃+57.9℃=77.9℃
答：可以将水加热到77.9℃．
5、（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；
四、实验探究
1、导体 电流表示数 0 变小 横截面积 开关
【详解】
(1)[1]由题意“检测网未放入雨水中，电路处于断开状态，再将检测网放入雨水中，电路接通”可知雨水是导体；
[2]刮水器随着雨的大小，刮动的速度相应的发生变化，因此小华通过观察电路中电流表示数的变化，来判断电动机转速的变化；
(2)①[3]根据上述实验可知，检测网未浸入水中时，电路没有接通，因此电流表示数为0；
②[4]分析表中数据可知，检测网浸入雨水中深度越深，电流表示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在变小；
[5]根据影响导体电阻大小的因素可知：a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的；
(3)[6]在检测网处并联一个开关，可以实现在无雨水时电动机可以工作，如下图所示：
2、无 有 变大 绝缘体变成导体 变小 温度升高，灯丝的电阻增大
【详解】
[1]玻璃本来是绝缘体，当玻璃接入电路时，闭合开关，由于玻璃是绝缘体，所以左边电路中没有电流，即电流表甲无示数。
[2]因为灯丝是导体，所以，开关闭合后电路中有电流，电流表乙有示数。
[3] [4]当对玻璃加热后，玻璃的导电性能会发生改变，玻璃会变成导体，也就是说此时左边电路中会有通过电流，所以电流表甲的示数从零逐渐变大。
[5][6]当对灯丝加热时，温度升高，灯丝的电阻增大，所以电流变小，即电流表乙的示数变小。
3、断开 小灯泡是否发光 否 如果接入A、B间的被检验物体是导体，会导致电路短路
【详解】
（1）[1] 在连接实物时，开关应该处于断开状态。
（2）[2]连接实物图如下
（3）[3] 将被检测物体分别接入A、B间，若小灯泡发光则物体为导体，反之，则不是导体。
（4）[4][5] 按如图3所示电路图，将不同物体接入A、B间，若是导体接入，则会发生电源短路，故该方法不可行。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)