难点详解沪粤版九年级物理下册第二十章能源与能量守恒定律定向测评试题（含详细解析）

九年级物理下册第二十章能源与能量守恒定律定向测评
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、能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（　　）
A．光缆通讯是光在光导纤维中发生多次反射来传递信息
B．电饭锅的发热元件是由超导材料制成的
C．太阳能、石油、风能都属于可再生能源
D．测温枪是利用紫外线来测量体温的
2、在进行如图所示的实验或有关装置工作时，由机械能转化为内能的是(　　)
A． B．
C． D．
3、关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（　　）
A．将势能转化为动能
B．将内能转化为机械能
C．将机械能转化为化学能
D．主要目的是通过热传递改变物体的内能
4、学习了能量的转化与守恒后，你觉得下面哪句话是正确的（　　）
A．在操场上滚动的小球，动能越来越小，最后消失了
B．随着科学技术的进步，热机的效率可以达到100%
C．人们曾经设想的永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律
D．由于自然界中的总能量是不变的，所以我们不需要节约能源
5、关于节约用水，下列说法中不正确的是（　　）
A．节约用水是每个公民应尽的责任
B．节约用水应从我们身边做起
C．节约用水要尽可能不用水
D．节约用水是全世界达成的共识
6、关于能源，下列说法正确的是（　　）
A．电能、地热能都是一次能源
B．风能、水能、太阳能都是不可再生能源
C．核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的
D．大量氢核的裂变，可以在瞬间释放出巨大的核能
7、热机工作时能量的转化过程是（　　）
A．热能→化学能→机械能 B．化学能→热能→机械能
C．化学能→机械能→热能 D．热能→机械能→化学能
8、开发新能源是21世纪人类关注的热点之一。除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能源做起。图中符合节约能源且安全的做法是(　　)
A．冰箱门打开后不关好
B．白天尽量采用自然光
C．用煤气灶取暖
D．每次只洗一件衣服
9、以下关于材料、信息和能源的说法中，错误的是（　　）
A．条形码扫描器中的光敏二极管主要使用的是半导体材料
B．我国已经组网成功的“北斗”卫星通信时主要依靠电磁波传递信号
C．太阳能属于新能源
D．光纤通信时利用了光的直线传播传输信息
10、近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（　　）
A．“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
B．“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其导电性好
C．“天和号”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系
D．“国和一号”核电机组发电，利用的是核聚变释放能量
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、 2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机　 　（填“属于”或“不属于”）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断　 　（填“增大”或“减小”），“嫦娥四号”相对于其内部的巡视器是　 　（填“运动”或“静止”）的。
2、如图所示，我国“祝融”号火星车已成功着陆火星表面。火星车上安装的太阳能板能将太阳能转化为　 　能，为科学仪器供电。火星车顶部安装了集热窗，里面装有“正十一烷”，其熔点为-26℃，白天，火星表面温度可升高至35℃，这种物质会　 　（选填“吸收”或“放出”）热量而熔化；夜间，火星表面温度会下降到-60℃以下，这种物质会　 　（填物态变化名称）而放出热量。
3、天然气已经被广泛利用，它是一种　 　（选填“可”或“不可”）再生能源。完全燃烧0.07m3的天然气释放的热量为　 　J若这些热量的30%被水吸收，可以使4Kg的水由20℃加热到　 　℃．天燃气在燃烧过程中若燃烧不完全，则它的热值将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（q天然气＝4×107J/m3，c水＝4.2×103J/kg ℃）
4、2020年6月，“张北柔性直流电网”成功组网，这项工程是北京2022年冬奥会重点配套工程，投运后，北京冬奥会场馆将100%使用绿色清洁电能，假如你是这项工程的设计师，你会选择将　 　能等可再生能源转化为电能，将来若能在输送电能等方面采用　 　材料，由于没有电阻，就可以大大降低电流的热效应引起的电能损耗。
5、当人们行走或者奔跑时将有一部分的机械能浪费在鞋底的磨损上，如图甲所示的动力鞋垫是一种将机械能转化为电能的装置，可以在不经意之间将人体动能转变为电能，图　 　所示的实验装置能解释动力鞋垫的工作原理；生产、生活实际中与此原理相同的应用还有　 　。
三、实验探究（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图所示是“探究改变物体内能”的实验。
（1）烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)，这是通过　 　(选填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)，温度　 　(选填“升高”“降低”或“不变”)的缘故。
（3）我们发现，用这种方式改变物体的内能时，能量是在　 　能和　 　能之间相互转化的。
2、我们看杂技演员从高处跳下落在绷床上，又被弹起的过程如图所示，请你写出演员在表演时涉及到的物理知识（至少写4个）.
（1） 　 　
（2） 　 　
（3） 　 　
（4） 　 　.
3、
（1）如图甲所示，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码部不能把它们拉开，这个实验现象说明了　 　。
（2）如图乙所示，往装有50cm3水的量筒中注入50cm3的酒精，水和酒精混合后的总体积小于100cm3。这说明　 　。
（3）如图丙所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸汽会把软木塞冲出。在水蒸汽冲出软木塞的过程中，水蒸汽的内能　 　，而软木塞的　 　能增加。
4、新华网重庆3月31日电，3月31日1时35分，从缅甸曼德勒起飞的全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，在飞越群山，历经约20小时30分航行1500公里后，犹如一只巨大的风筝，安静地降落在重庆江北国际机场．
“阳光动力2号”是瑞士设计的一款能够在不添加任何燃料、不排放任何污染物的情况下昼夜飞行的飞机，机身使用的碳纤维蜂窝夹层材料，每立方米质量仅25克，机翼有72米，质量仅有2300千克，和一辆小汽车相当．机翼上装载的17248块太阳能电池板为飞机提供了持续的可再生能源．这些电池板每块仅厚135μm，相当于人类的一根头发丝．从上述可知：
（1）太阳能电池板的作用是将　 　 能转化为电能．
（2）135μm=　 　 　m．
（3）“阳光动力2”从曼德勒飞到重庆的平均速度　　 　 　 km/h．
（4）在飞行过程中，以　 　 为参照物飞行员是运动的．
（5）机翼制成图乙所示的形状，使得飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，所以下方空气的压强　 　 上方空气的压强（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
（6）飞机与地面之间的信息传播是通过　 　 波来实现实，这种波在空气中的传播速度大约是　　 　 　m/s．
5、哥本哈根气候大会虽然无果而终，但它使人们清醒地认识到必须节能减排，实现低碳生活。2010年世博会期间，上海黄浦江上出现了一道独特的风景线--一艘白色的豪华游船在水中徜徉，高高扬起的风帆由太阳能电池板拼装而成，天气晴好之时，航行所用的动力可完全使用太阳能。夜幕降临，船翼上由太阳能发电的LED彩屏与江面交相辉映，美轮美奂。
（1）请举例说明目前人们直接利用太阳能的两种方式；
（2）该太阳能游艇工作的实质是将太阳能最终转化成什么能？
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】A
【解析】A．光缆通讯利用光在光导纤维中发生多次反射来传递信息，A符合题意；
B．超导体的电阻为0，由焦耳定律可知，不能作为电饭锅的发热元件，B不符合题意；
C．太阳能和风能属于可再生能源，石油属于不可再生能源，C不符合题意；
D．测温枪是利用红外线来测量体温的，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】声音不仅可以传播能量，例如声音可以把酒杯震碎，也可以传递信息，例如听收音机、听老师讲课。
2、【答案】A
【解析】A．活塞下压，对气体做功，气体温度升高，机械能转化为内能，A符合题意；
B．图中进出气口均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，则可知为做功冲程，内能转化为机械能，B不符合题意；
C．水烧开后，将水壶盖顶起来，为内能转化为机械能，C不符合题意；
D．试管中液体加热后温度升高内能增加，酒精灯的化学能转化为液体的内能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】由于物体运动改变内能时，机械能转化为内能。
3、【答案】B
【解析】ABC．在热机的压缩冲程中，是机械能转化为内能的，在做功冲程中是内能转化机械能的，AC不符合题意，B符合题意；
D．热机的主要目的是通过做功的方式改变内能的，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】热机是将内能转化为机械能的装置。
4、【答案】C
【解析】A．在操场上滚动的小球，在小球运动过程中,小球的动能逐渐减小,转化成克服与地面摩擦做功的内能，遵循能量守恒定律，A不符合题意；
B．通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到100%，B不符合题意；
C．人们曾经设想的永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律，C符合题意；
D．自然界的能量守恒，但可利用的能源是有限的，需要节约能源，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，总量保持不变。
5、【答案】C
【解析】A. 节约用水是缓解缺水问题的有效途径，是每个公民应尽的责任，A不符合题意；
B. 节约用水是缓解缺水问题的有效途径，应从我们身边做起，B不符合题意；C. 节约用水不是尽可能不用水，必要的生活用水还是要用的，C错误，符合题意；D. 节约用水是缓解缺水问题的有效途径，是全世界达成的共识，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】节约用水是缓解缺水问题的有效途径，应从我们身边做起.
6、【答案】C
【解析】AB．一次能源是直接从外界获取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能获得，电能属于二次能源，风能、水能、太阳能都是可再生能源，AB不符合题意；
C．核反应堆又称原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置，C符合题意；
D．氢核发生聚变，可以在瞬间释放出巨大的核能，氢弹就是根据这一原理制成的，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】一次能源是直接从外界获取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能获得；核反应堆是核燃料可控制裂变链式反应的装置。
7、【答案】B
【解析】热机工作时需要燃料，即通过燃料燃烧将化学能转化为内能，而后通过内能做功，即将内能转化为机械能。
故答案为：B。
【分析】热机工作时，将燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能。
8、【答案】B
【解析】A. 冰箱门打开后不关好，冰箱会向空气散热，加剧电能消耗，A错误；
B. 白天尽量采用自然光，能减少对电能的消耗，B正确；
C. 用煤气灶取暖，会加大对燃料的消耗，C错误；
D.每次只洗一件衣服，会造成水资源浪费，加大电能的损耗，D错误。
故选B。
【分析】在利用能源时要尽量提高对能量的利用率，不能造成不必要的浪费。
9、【答案】D
【解析】A.条形码扫描中的光敏二极管主要材料是半导体，A不符合题意；
B.“北斗”卫星通信时主要依靠电磁波传递信号，B不符合题意；
C.太阳能属于新能源， C不符合题意；
D. 光纤通信是利用了光的反射自光导材料一端进传播到另一端出，完成信息传递，D符合题意；
故答案为：D
【分析】条形码扫描中的光敏二极管主要材料是半导体；卫星通信时主要依靠电磁波在地基站与卫星之间传递信号；光纤通信自光导材料一端进传播到另一端出，是利用了光的反射完成信息传递；太阳能是新能源。
10、【答案】C
【解析】A．“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量不变，A不符合题意；
B．“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用硬度大，抗水的液体压强，B不符合题意；
C．“天和号”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系，C符合题意；
D．“国和一号”核电机组发电，利用的是核裂变释放能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】传统的有线通信是靠电子传递信息，无线通信是靠电磁波来传递信息的。
二、填空题
1、【答案】属于；减小；静止
【解析】解：嫦娥四号的发动机用燃料燃烧产生的热量进行工作，属于热机。
嫦娥四号减速过程中，质量不变，速度变小，所以其动能减小。
嫦娥四号相对于其内部的巡视器位置没有变化，则“嫦娥四号”是静止的。
故答案为：属于；减小；静止
【分析】消耗燃料的化学能转化为机械能是热机的工作，物体的动能和质量、速度有关，相对于参照物，没有位置变化是静止的。
2、【答案】电；吸收；凝固
【解析】太阳能板可以发电，把太阳能转化为电能。
白天，火星表面温度可升高至35℃，超过“正十一烷”熔点-26℃，这种物质会吸热熔化。
夜间，火星表面温度会下降到-60℃以下，低于其熔点，这种物质会放热凝固。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，物体由固态变为液态的过程称为熔化，熔化吸热；物体由液态变为固态的过程称为凝固，凝固放热。
3、【答案】不可；2.8×106；70；不变
【解析】解：（1）天然气属于化石能源，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；（2）完全燃烧0.07m3天然气释放的热量：
Q放＝Vq＝0.07m3×4×107J/m3＝2.8×106J；（3）由题知，水吸收的热量：Q吸＝30%Q放＝30%×2.8×106J＝8.4×105J，
由Q吸＝cm（t﹣t0）可得：
8.4×105J＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（t﹣20℃），
解得水的末温：t＝70℃；（4）热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其是否燃烧和燃烧是否充分无关，如果燃料没有完全燃烧，它的热值将不变。
故答案为：不可；2.8×106；70；不变。
【分析】像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源.
利用Q放＝Vq求得完全燃烧0.07m3天然气释放的热量；由题知，水吸收的热量：Q吸＝30%Q放＝cm（t﹣t0）可得水的末温.
热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其是否燃烧和燃烧是否充分无关.
4、【答案】太阳；超导
【解析】太阳能是清洁无污染的可再生能源，我们可以将太阳能转化为电能，供我们使用。超导材料由于电阻为零，所以不产生电热，用作输电导线没有电能损耗。
【分析】太阳能清洁无污染，是可再生能源，超导材料用作输电导线没有电能损耗。
5、【答案】乙；发电机
【解析】将动能转化为电能的过程是电磁感应，图乙是电磁感应现象，在生活中，将机械能转化为电能的装置有发动机。
故答案为：乙；发动机。
【分析】根据能量变化过程判断相应装置，发动机可以把机械能转化为电能。
三、实验探究
1、【答案】（1）增大；做功
（2）减小；降低
（3）内；机械
【解析】【解答】(1)用气筒向装有少量水的烧瓶里打气，对里面的气体做功，气体的内能增大；(2)继续打气，瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，内能转化为瓶塞的机械能，使气体自身的内能减少；由于温度降低，瓶口周围的水蒸气液化成小水滴，这些小水滴就是看到的白气，液化会放出热量；(3)综上所述，瓶内气体对外做功后，瓶塞跳起，这是通过做功的方式将内能转化为机械能。
【分析】（1）内能对外做功时，内能减少，转化为机械能；（2）内能对外做功，内能减少，温度降低；（3）通过做功，可以使内能和机械能相互转化。
2、【答案】（1）重力的方向是竖直向下的
（2）重力势能转化为动能
（3）动能转化为弹性势能
（4）物体间力的作用是相互的.
【解析】【解答】解：杂技演员从高处跳下落在绷床上，又被弹起的过程中涉及到的物理知识很多，如：（1）重力的方向是竖直向下的；（2）重力势能转化为动能；（3）动能转化为弹性势能；（4）弹性势能转化为动能；（5）力能改变物体的形状；（6）物体间力的作用是相互的；（7）物体具有惯性；（8）力能改变物体的运动状态.
故答案为：（1）重力的方向是竖直向下的；（2）重力势能转化为动能；（3）动能转化为弹性势能；（4）物体间力的作用是相互的.
【分析】这是一道综合分析题目，首先要熟练掌握相关的物理知识，特别注意情景中人的运动状态变化，蹦床的形状变化，并注意这些变化的原因等.
3、【答案】（1）分子间有引力
（2）分子间有间隙
（3）变小（或减小）；机械
【解析】【解答】（1）压紧的铅块不易分开，说明分子间存在引力；
（2）水和酒精混合后，总体积小于两种液体的体积和，说明分子间有缝隙；
（3）加热水时，水蒸气将木塞喷出，此时水蒸气的内能减小，木塞的机械能增大。
【分析】（1）分子间存在引力和斥力；
（2）组成物体的分子间有缝隙；
（3）内能对外做功时，内能减小，机械能增大。
4、【答案】（1）　太阳　
（2）　1.35×10﹣4
（3）73.2
（4）　地面　
（5）　大于　
（6）　电磁　；3×108
【解析】【解答】解：
（1）太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能．
（2）135μm=135×1×10﹣6m=1.35×10﹣4m；
（3）从曼德勒飞到重庆飞行路程s=1500km，t=20h30min=20.5h，
v==≈73.2km/h；
（4）在飞行过程中，飞机相对于地面有位置的变化，所以以地面为参照物飞行员是运动的．
（5）如图乙，飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，则下方空气的压强大于上方空气的压强，产生向上的压强差、压力差，向上的压力差．
（6）飞机与地面之间的信息传播是利用电磁波传递信息的，这种波在空气中的传播速度约为3×108m/s．
故答案为：
（1）太阳；（2）1.35×10﹣4；（3）73.2；（4）地面；（5）大于；（6）电磁；3×108．
　
【分析】（1）太阳能电池板获取太阳能，转化为电能，为飞机提供动力；
（2）1μm=1×10﹣6m，据此进行单位换算；
（3）知道从曼德勒到重庆的距离，和飞机的飞行时间，利用速度公式求）“阳光动力2”从曼德勒飞到重庆的平均速度；
（4）判断一个物体是运动个还是静止的关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的；
（5）流体压强与流速的关系：在流体流速越大的地方，压强越小；在流体流速越小的地方，压强越大；
（6）飞机与地面之间的信息传播是利用电磁波传递信息的，根据电磁波的速度分析答题．
5、【答案】（1）目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能如：太阳能热水器，其二是把太阳能转化为电能，如太阳能电池．
（2）太阳能最终转化成机械能和光能。
【解析】 【解答】（1）目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，太阳能转化为内能如的工具主要是把太阳的热量收集起来给其他物体加热，生活中的太阳能热水器就是这个原理；其二是把太阳能转化为电能．太阳能热水器是把太阳能转化为内能，太阳能电池是把太阳能转化为电能。
太阳能游艇是靠太阳能电池驱动的，太阳能电池将太阳能转化为电能，然后太阳能游艇消耗电能产生动力，将电能转化为游艇的机械能，同时船翼上由太阳能发电的LED彩屏把电能转化为光能。
故答案为：（1）目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能如：太阳能热水器，其二是把太阳能转化为电能，如太阳能电池。（2）太阳能最终转化成机械能和光能。
【分析】太阳能的直接利用，基本上有三种方式：①太阳能直接转换成热能（即“光-热”转换）；②太阳能直接转换成电能（即“光-电”转换）；③太阳能直接转换成化学能（即“光-化学”转换）；
太阳能电池将太阳能转化为电能储存起来，供太阳能游艇工作使用。