第十九章走进信息时代~第二十章能源、材料与社会 单元练习（含答案）2023-2024学年沪科版九年级全一册物理

第十九~二十章
(时间:75分钟　分值:70分)
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.能量守恒定律的内容是能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式　　　　为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,在这些变化过程中,能量的总量保持不变。
2.世界上凡是计算机集中的地方,例如企业、机关、居民小区等,大都已经把自己的计算机连在一起了。这些网络又互相连接,成为世界上最大的计算机网络,叫作　　　　。
3.现在我们坐在家中,就可以通过观看电视节目了解世界各地动态。这些电视节目是通过地球同步通信卫星传播的,为了把节目及时地传送到观众眼前,至少需要　　　　颗同步通信卫星。
4.2022年3月23日,中国航天员在“天宫课堂”中通过　　　　(选填“超声波”或“电磁波”)实现“天地对话”。
5.汽车制动时,由于摩擦,汽车的机械能转化为内能,内能散失到空气中,散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车,这是因为能量的转移和转化具有　　　　性。
6.如图所示,中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破,创造了世界新纪录,在上亿度的高温状态下,物质呈现等离子态,它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似,通过　　　　(选填“裂变”或“聚变”)释放巨大的核能,从而获得上亿度的高温。
7.如图所示,这是太阳能路灯,灯杆顶端是太阳能电池板,它能将太阳能转化为内能,并向灯杆下方的蓄电池充电,供夜晚路灯照明。若在一定时间内,太阳光辐射到该太阳能电池板上的能量为2.7×107 J,这些能量经转化后,可供额定功率为30 W的路灯正常工作70 h,则该太阳能路灯的能量转化效率是　　　　。
8.“节约能源,从身边做起”。在今年的“地球1小时”活动中,全国许多高校晚上都熄灯1小时。请你也从身边生活细节中,提出一条节能的合理建议:　　　　　　　　　。
9.光纤通信是利用光波来传递信息的。光波的频率越高,承载的信息量越大。目前市场上的光盘有两种:一种是利用红色激光刻录信息的红光光盘;另一种是利用蓝色激光刻录信息的蓝光光盘。这两种光盘中　　　　(选填“红光”或“蓝光”)光盘承载的信息更多。
10.如图所示,人造地球卫星在大气层外运行,不受空气阻力。当它从远地点向近地点运动的过程中,能量转变情况是　　　　　　　　。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.现在家庭中使用的电器较多,例如:①吸尘器;②手机;③空调;④电视遥控器;⑤洗衣机。其中,应用电磁波工作的一组电器是 (　　)
A.①② B.③④ C.②④ D.②⑤
12.铱-192是一种放射性元素,它发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板,这一性质可用于金属内部探伤。结合图示可推知,铱-192发出的用于金属内部探伤的物质最有可能是 (　　)
A.可见光 B.α射线 C.β射线 D.γ射线
13.下面选项跟互联网无关的是 (　　)
A.查阅资料,看新闻 B.QQ聊天
C.远程教育,远程医疗 D.飞鸽传书
14.太阳是太阳系中唯一的恒星,每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中,错误的是 (　　)
A.煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自太阳能
B.生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的
C.地球上的水循环是由太阳能推动的
D.太阳能来源于太阳内部的核裂变
15.5G通信技术是指第五代移动通信系统,我国在5G通信技术方面处于世界领先地位。5G网络比4G网络有更大的容量和更快的数据处理速度,它能够将目前无线通信技术拓展到人与物无线相连。下列关于5G与4G的说法错误的是 (　　)
A.5G和4G都是利用电磁波进行无线通信
B.5G比4G传输处理数据的容量更大
C.5G比4G处理数据的速度更快
D.5G传播电磁波的速度比4G的快
16.目前“低碳”“绿色”等词语逐渐成为人们日常生活中谈论的热门话题。下列措施符合“低碳”“绿色”要求的是 (　　)
A.提倡使用私家车 B.用一次性塑料袋购物
C.用节能灯代替白炽灯 D.夏季空调温度尽量调低
17.研究表明,当空气中颗粒的直径越接近可见光的波长(波在一个周期内传播的距离叫作波长)时,颗粒对光的“消光”能力就越强。空气中PM2.5颗粒是灰霾天能见度降低的主要原因。若可见光的频率约为5×1014Hz,则可以推算出PM2.5中对能见度造成较大影响的颗粒直径约为 (　　)
A.2.5 μm B.0.4 μm C.0.6 μm D.6 μm
三、实验题(第18小题4分,第19小题6分,第20小题6分,共16分)
18.如图所示,小明同学打开收音机的开关,将调频旋钮调到没有电台的位置。取一节旧的干电池和一根导线,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。
(1)小明同学听到收音机发出“咔咔”声,这一现象说明变化的电流能够产生　　　　。
(2)小明同学把手机放在真空罩中,给这个手机打电话,发现能收到信号但听不到手机的铃声,这一现象说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及,这有赖于科技超声波指纹识别技术SenseID的出现。超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。
(1)SenseID是利用了超声波传递　　　　(选填“信息”或“能量”)的特性。
(2)某手机利用SenseID,从发出超声波到接收到指纹反射的超声波,用时8×10-6 s,可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为　　　　mm。(超声波传播的速度取 900 m/s,不计SenseID系统的大小)
(3)SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示,由图可知这些位置指纹的大致形状,图2中选项最符合的是　　　　。
20.阅读科普短文,回答问题。
冬奥场馆的“中国智慧”
2022年冬奥会在中国举办,冬奥场馆建设凸显绿色、科技、自主创新等特色,是最新科技成果应用的重要场景。
在低碳能源应用方面,张北柔直工程采用了我国原创的、领先世界的柔性直流电网新技术,满足冬奥场馆的用电需求,预计冬奥期间可减少标煤燃烧12.8万吨,减排二氧化碳32万吨。所谓“柔性直流”,就是灵活可控直流的意思。该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信,以及易于构成多端直流系统等优点。这项技术将张北地区的风能、太阳能等转化的绿电安全高效地输送至北京市,这不仅可以把时断时续、不稳定的风电、光伏等清洁能源转换成稳定的电能,还能进行清洁能源的储存、调配,是破解新能源大规模开发利用世界级难题的“中国方案”。
在新能源材料方面,我国自主开发出的硫化镉发电玻璃,不仅具有建筑材料的特性,而且能够发电,有弱光性能好、抗衰减等特点,是适用于光伏建筑一体化的新型绿色环保建筑材料。“发电玻璃”之所以能发电,是因为在玻璃表面涂抹了一层硫化镉,具有了光电转化的功能。与常见的太阳能电板不同,生产同样一块发电玻璃所消耗的时间很短,成本更低,转化效率更高。硫化镉发电玻璃分别应用于国家速滑馆和张家口冬奥会场馆光伏建筑一体化项目,以及赤城奥运走廊项目,践行了绿色办奥的宗旨。
在智慧场馆方面,国家体育馆启用了地磁导航、电子围栏,实现场馆室内高精度导航。其中,地磁导航是一种无源自主导航技术,由于地球上任意一点,都有唯一的磁场大小和方向与之对应,并且与该点的三维地理坐标相匹配,通过不同地域的地球磁场数据确定位置,使它具有“向导”功能。地磁导航不像卫星导航那样需要依赖外界设备传输电磁信号,具有较强的抗干扰和生存能力。借助这一服务系统,观众可自主导航找到座位,而管理人员也可实时获取场馆内人员位置信息。
(1)借助于“柔性直流”技术传输的电能来自太阳能、风能等清洁能源,太阳能、风能也属于　　　　(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)硫化镉发电玻璃实现了　　　　能向电能的转换。
(3)根据文中信息,判断下列说法中不正确的是　　　　。
A.地磁导航需要依赖外界设备通过电磁波传递信号
B.柔性直流电网新技术可以把时断时续、不稳定的能源转换成稳定的电能
C.硫化镉发电玻璃与太阳能电板相比,具有成本更低、转化效率更高等优势
D.地磁导航的定位原理是地球上任意一点都有唯一的磁场大小和方向与之对应
四、计算题(第21小题4分,第22小题8分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.小明家有一个12波段的收音机,其中的一个波段频率是7.5 MHz~8.0 MHz,则该波段的波长范围是多少
22.某厂家研制一种以太阳能为驱动能源的环保汽车,总质量为400 kg,顶部安装了太阳能电池板,如图所示。太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103 W/m2,汽车上的太阳能电池板的有效面积为5 m2。这辆汽车在某水平面上匀速行驶时,受到的阻力为车重的,g取10 N/kg。求:
(1)若太阳能电池板的转换效率为40%,则转换给汽车电动机的电功率。
(2)汽车受到的牵引力。
(3)若这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%,则汽车在该水平面上匀速行驶的速度。
23.流动的空气形成了风,风具有一定的能量,称为风能。风力发电利用自然界的风,通过风力发电系统来为人类提供电能。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动,并带动机头发电机发电(如图所示)。某地的一台风力发电机,风轮的叶片旋转面积为S,其风轮正面迎风,流过叶片旋转面积的空气质量m=ρSvt,v为空气流速,t为时间。当风速为8 m/s时,每秒钟流向叶片旋转面积的空气质量是7200 kg,该地的空气密度是1.2 kg/m3。已知空气动能与空气质量成正比,且1 kg空气在不同的速度(v)时的动能(E)如下表所示。
E/J 2 8 18 32 50
v/(m·s-1) 2 4 6 8 10
(1)当风速为8 m/s时,每秒钟通过叶片旋转面积的空气体积是多少 若煤的热值为3.2×107 J/kg,则这样的一台风力发电机在风速为8 m/s时,1 h内获得的风能与完全燃烧多少煤所产生的内能相当
(2)当风速为10 m/s时,1 s流向叶片旋转面积的空气质量是多少 若在这种情况下,风力发电机能对外提供5.4×104 J的电能,则这台风力发电机的风能转化为电能的效率是多少
(3)科学家认为,理想空气发电厂应建立在海拔4600 m到10000 m的地区,其原因是什么
参考答案
1.转化
2.互联网
3.3
4.电磁波
5.方向
6.聚变
7.28%
8.使用节能灯泡
9.蓝光
10.重力势能转化为动能
11.C　12.D　13.D　14.C　15.D　16.C　17.C
18.(1)电磁波
(2)真空可以传播电磁波但不能传声
评分标准:每空2分,共4分
19.(1)信息
(2)3.6
(3)A
评分标准:每空2分,共6分
20.(1)可再生
(2)光
(3)A
评分标准:每小题2分,共6分
21.解:由c=λf得
λ1===40 m
λ2===37.5 m
故该波段的波长范围为37.5 m~40 m　(4分)
22.解:(1)太阳能电池板能将太阳能转化为电能,若太阳能电池板的转换效率为40%,则转换的电功率P=ηP0S=40%×1.2×103 W/m2×5 m2=2.4×103 W　(2分)
(2)车的重力G=mg=400 kg×10 N/kg=4000 N
由于这辆汽车在某水平面上匀速行驶,因此牵引力等于阻力,
故F=f=G=×4000 N=80 N　(3分)
(3)因为牵引力F=80 N,由P===Fv可得v===24 m/s　(3分)
23.解:(1)由ρ=得,V===6000 m3
1 h空气所产生的能量Q=32 J/kg×7200 kg/s×3600 s=8.2944×108 J
1 h内获得的风能相当于完全燃烧煤的质量:m===25.92 kg　(3分)
(2)m=ρV=ρSvt
当空气密度、风扇的叶片旋转面积以及时间相同的情况下,m、v成正比
即=,得
m'==×10 m/s=9000 kg
根据表格数据可知,产生能量E风=50 J/kg×9000 kg=4.5×105 J
这台风力发电机的风能转化为电能的效率η=×100%=×100%=12%　(3分)
(3)因为海拔越高空气的流动速度越大,产生的能量越多,从而提高风力发电机的转化效率,所以理想空气发电厂应建立在海拔4600 m到10000 m的地区　(2分)