第二十章电与磁-----第二十二章能源与可持续发展 单元练习（含答案） 2023-2024学年人教版九年级全一册物理

第二十一~二十二章
(时间:85分钟　分值:80分)
一、填空题(共16分,每空1分)
1.两个质量较轻的原子核结合成一个质量较重的原子核时能释放出核能,这种核反应叫　　　　;由于该反应必须在极高的温度和压强下进行,因此这种核反应也叫　　　　。
2.为实现“碳中和”,我们正大力开发和利用太阳能,太阳能属于　　　　(选填“可再生”或“不可再生”)能源。利用太阳能电池板给蓄电池充电时,太阳能电池板发生的能量转化情况是太阳能先转化为　　　　。
3.如图所示,有一款内置微型定位系统的专用鞋,当穿着它离开指定的区域时,鞋中定位系统便会自动发送使用者所在的位置信息,该信息被卫星接收后再发送到手机。此过程中是由　　　　波进行信息传递的,其在真空中传播速度约为　　　　m/s。
4.如图所示,这是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时,机械能转化为内能,内能最终散失到空气中,此过程中所有的能量总和　　　　(选填“增大”、“不变”或“减小”)。散失到空气中的内能无法再直接利用了,这是因为能量的转化和转移具有　　　　。
5.如图所示,这是我国正在研制的一款超高速飞行列车,时速可达4000 km/h。真空仓的上表面分布有由　　　　(选填“半导体”或“超导体”)材料制成的硅光电池板,硅光电池板产生的电能属于　　　　(选填“一次”或“二次”)能源。
6.如图所示,这是安装在道路旁的风光互补路灯,这种路灯是利用太阳能电池板、风力发电机来获得电能。风能属于　　　　 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;使用风能发电利用的是　　　　　　　　　　　　　原理。
7.太阳发生磁暴时,发射大量的电磁波,如果它的波长是3 m,则它的频率是　　　　;通过互联网发送电子邮件能较短时间内传给收信人,地球的周长约4×107 m。电子邮件在光缆中绕地球一周大约需要　　　　s(保留两位小数)。
8.我国家庭中日常烧水做饭的能源大体经历了“柴薪→煤炭→煤气或天然气”的历程。与柴薪或煤炭相比,使用天然气在热学方面的突出优点是　　　　　　　,在环保方面的突出优点是　　　　　　。
二、选择题(共14分,把你认为正确选项的代号填在题后的括号内。第9~12小题,每小题只有一个正确答案,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确答案,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.下列技术应用中,不是利用电磁波工作的是 (　　)
A.利用声呐系统探测海底深度
B.利用北斗导航系统进行定位和导航
C.用手机打电话
D.利用微波雷达跟踪飞行目标
10.能源可按不同方式分类,如图所示,下列四组能源中,能归入图中阴影部分的一组是 (　　)
A.煤炭、沼气 B.太阳能、风能
C.水能、天然气 D.石油、核能
11.关于材料、技术及能源的说法中正确的是 (　　)
A.5G手机折叠屏的柔性发光二极管是用半导体材料制成的
B.微波炉是直接利用电流的磁场来加热食品的
C.煤、石油、天然气和电能是常见的一次能源
D.核电站是利用核聚变释放出的能量来发电的
12.2020年4月天文学家召开全球新闻发布会,宣布首次利用射电望远镜拍到黑洞的照片如图1,已知射电望远镜通过收集太空中3.75×1010Hz的亚毫米波段电磁波进行记录最后生成这幅黑洞照片。图2是电磁波家族,请根据图中信息判断下列说法不正确的是 (　　)
A.亚毫米电磁波属于无线电波
B.亚毫米电磁波的频率高于可见光,所以人类无法看见
C.真空中亚毫米波段电磁波的传播速度和可见光相同
D.亚毫米波段电磁波的传播不需要介质
13.2021年12月20日,全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。关于核能的应用,下列说法正确的是 (　　)
A.按照能源分类,核能是不可再生能源
B.核电站利用核能发电不会产生污染
C.核电站利用核能的方式与太阳内部核反应相同
D.核电站发电的能量转化过程:核能→内能→机械能→电能
14.如图分别是某一年中国与世界能源消耗结构图,从图和所学的知识可知 (　　)
A.在这一年中国水电消耗的比例比世界的大
B.世界消耗的能源以不可再生能源为主
C.因为煤炭是可再生能源,所以中国以煤炭为主要能源
D.多烧煤少用天然气符合建设生态文明城市的要求
三、计算题(共22分,第15、16小题各7分,第17小题8分)
15.已知天然气的热值为4×107 J/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。问:
(1)完全燃烧1.4×10-2 m3天然气放出多少热量
(2)若某天然气灶的效率为60%,则这些天然气可将质量为4 kg、初温为25 ℃的水加热到多少摄氏度 (当地的大气压为1标准大气压)
16.如图所示,这是某太阳能热水器,向其中注入50 kg的水。阳光照射一段时间后,水温从10 ℃升高到50 ℃。水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)。问:
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少
(2)若用煤燃烧来提供水吸收的热量,至少需完全燃烧多少煤 (煤的热值约为3.5×107 J/kg)
17.某学校学生研制出一辆太阳能汽车。这辆“自动挡”太阳能汽车,上面装有有效面积为6 m2太阳能电池板,它正对太阳时电池能够产生100 V的电压,并能输出8.4 A的电流。
(1)太阳能发电具有的优点有哪些
(2)该太阳能电池板一分钟可提供多少电能
(3)该车的质量350 kg,当车上载有1500 N的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2 m2,求汽车对地面的压强。(g取10 N/kg)
四、实验与探究题(共28分,每小题7分)
18.在日常看电视时,放在电视机旁边的手机来电话后会发现电视画面　　　　　　　　　;爱思考的小梦同学设计了电磁波产生原因的实验,如图所示,实验过程如下:
(1)实验:打开收音机开关,旋至没有电台的位置,取一节电池和一根导线,放在收音机附近。先将电池的负极向下放在锉刀上,再把导线的一端与电池的正极相连,导线的另一端应当　　　　　　　　　　　,发现的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的装置,为有效地利用太阳能,某研究性学习小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验探究;在黑色塑料袋与白色透明塑料袋内装入　　　　　　　　的水,插入温度计后密封好。放在阳光下曝晒,每隔相同的时间,读出温度计的示数。数据记录如下:
塑料袋 水的质量m/kg 初温 t0/℃ t1/℃ t2/℃ t3/℃
黑色 1.0 15.0 22.3 27.8 31.5 ……
白色透明 1.0 15.0 16.5 17.8 19.0 ……
(1)学习小组的同学对实验数据进行了分析,得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)他们在实验中采用的科学研究方法是　　　　　　。
(3)由以上研究可知,太阳能热水器的集热管表面颜色以　　　色为宜。
20.在探究收音机接收电磁波的情况好坏与哪些因素有关的过程中,小红和小明分别做了以下探究实验。
(1)小红将一个正在播放音乐的小型收音机放入合起来的两个金属脸盆内,发现收音机音量变小甚至听不到声音,把这个收音机从金属盆内取出来,声音又变大了,她再把这个收音机放入金属丝编成的笼子里,发现收音机的音量也会变小,甚至听不到声音。通过小红的实验,可知由于空间充满了各种电磁波,常会对某些精密仪器的正常工作产生影响,用　　　　　　　　　　　的办法可以消除外界电磁波对这些仪器的影响。
(2)小明将一只袖珍收音机调好电台节目和音量,完成以下实验:
步骤一:将收音机放进一只铝桶内,发现音量明显变小,取出后又恢复到原来的音量。
步骤二:将收音机放进一只木桶内,发现音量大小不变。
步骤三:将收音机放进一只铁桶内,发现音量明显变小,取出后又恢复到原来的音量。
步骤四:将收音机放进一只塑料桶内,发现音量大小不变。
①根据以上实验,电磁波在传播途中,若遇到金属类物体,其强度会　　　　(选填“增强”或“减弱”);生活中　　　　　　　　　　　　可以说明此现象。
②根据以上实验结果,电视机用室内天线接收的信号效果比用室外天线接收的信号效果　　　　(选填“好”或“差”)。
21.小唐同学了解到电视机遥控是通过一种人眼看不见的光——红外线来传输信号的,他想进一步了解红外线是否具有可见光的某些传播规律,进行了探究:
(1)实验一:在遥控器前面分别用相同厚度和大小的硬纸板与玻璃板遮挡,保持　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　相等,多次按下遥控器的“开/待机”按钮,发现用硬纸板遮挡时不能控制电视机,用玻璃板遮挡时能控制电视机。
(2)实验二:将遥控器对准天花板,调整遥控器的方向并多次按下遥控器的“开/待机”按钮,发现遥控器处于某些方向时能控制电视机。
(3)小唐进行实验一所探究的问题是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)实验二的现象能证明　　　　。
A.红外线遇障碍物会发生反射
B.红外线反射时遵循光的反射定律
参考答案
1.核聚变　热核反应
2.可再生　电能
3.电磁　3×108
4.不变　方向性
5.半导体　二次
6.可再生　电磁感应
7.100 MHz　0.13
8.热值高　污染较小
9.A　10.B　11.A　12.B　13.AD　14.AB
15.解:(1)完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出的热量:
Q放=Vq=1.4×10-2 m3×4×107 J/m3=5.6×105 J　(2分)
(2)由η=可得水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=60%×5.6×105 J=3.36×105 J　(2分)
由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度:
Δt==×4 kg=20 ℃　(2分)
则水的末温度为: t2=t1+Δt=25 ℃+20 ℃=45 ℃　(1分)
16.解:(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(50 ℃-10 ℃)=8.4×106 J　(3分)
(2)由题知,Q放=Q吸=8.4×106 J,由Q放=mq可得,完全燃烧煤的质量:
m===0.24 kg　(4分)
17.解:(1)太阳能发电具有清洁无污染(或环保;节能;取之不尽,用之不竭)等优点;　(2分)
(2)太阳能电池板一分钟可提供的电能:W=UIt=100 V×8.4 A×60 s=5.04×104 J　(3分)
(3)汽车的自重:G车=mg=350 kg×10 N/kg=3500 N
汽车对地面的压强:p====2.5×105 Pa　(3分)
18.发生晃动
(1)紧贴锉刀来回移动　收音机能产生“咔咔”或“喀喀”等杂声
(2)变化的电流产生电磁波
评分标准:第一空1分,其余每空2分,共7分;有其他合理答案均参照给分
19.初温相同、质量相等
(1)黑色物质对太阳能的吸收能力强
(2)控制变量法
(3)黑
评分标准:最后一空1分,其余每空2分,共7分;有其他合理答案均参照给分
20.(1)在精密仪器的外部罩上金属罩
(2)①减弱　电梯里不容易接打电话
②差
评分标准:最后一空1分,其余每空2分,共7分;有其他合理答案均参照给分
21.(1)遥控器方向　遥控器到电视机的距离
(3)红外线能否透过透明和不透明的物体(或“红外线能否透过硬纸板和玻璃板”或“硬纸板与玻璃能否阻挡红外线的传播”)
(4)A
评分标准:第(4)小题1分,其余每空2分,共7分;有其他合理答案均参照给分