九年级物理第二十一、二十二章测试卷（江西南昌版，学生版）
(考试时间：85分钟 满分：80分)
一、填空题(本大题共8小题，每空1分，共16分)
1．如图所示为元代《农书》中记载的立轮式水磨。水从高处流下，其动能变大，立轮式水磨将水的动能转化为立轮的 能，转动的立轮通过齿轮传动装置推动磨盘转动，这其中利用的水能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
2.“神舟十八号”载人飞船成功发射升空。飞船在加速升空的过程中，机械能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。地面控制中心与飞船主要是通过 实现通信联系。
3．地震中被困人员通过敲击物体使其振动发出声音从而及时获救，这是因为声波可以传递 。搜救人员利用对讲机与指挥中心进行交流，这是通过 (选填“次声波”“超声波”或“电磁波”)传递信息的。
4．手机是人们生活中重要的通信工具，它具有接收和发射 的功能；在给手机充电的过程中，电能转化为 能。
5．我国西部地区有丰富的风力资源，近年来开发建设了多座大型风力发电站，缓解了西部地区的电力紧缺，风能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。家庭用的太阳能热水器给水加热，它是利用 方式使水的内能增加的。
6．人类在现代生活中广泛使用化石燃料，燃料燃烧时发热，将 转化为内能，同时产生了大量的 气体，加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用，开发新能源是未来理想能源的发展方向。
7．核工业是高科技战略产业，是国家安全的重要基石。目前的核电站是利用铀原子 (选填“核聚变”或“核裂变”)释放的能量工作的。核电站发电时将核能转化为电能，但不能再由电能转化为核能，这是因为能量的转化具有 。
8.太阳能是 (选填“化石能源”或“核能”)，它可以直接转化成内能。现有一太阳能热水器，在晴天，每天可将50 kg水从20 ℃加热到 50 °C，则水吸收的热量是 J。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
二、选择题(本大题共6小题，共14分)
第9～12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的，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。
9．2023年5月17日，我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是( )
A．超声波 B．次声波 C．光纤 D．电磁波
10．如图是某电台发射的两种电磁波的波形图。甲、乙两者相比较，下列说法正确的是( )
A．甲电磁波的波长较长，频率较高
B．甲电磁波的波长较短，频率较高
C．甲电磁波的波长较短，频率较低
D．甲电磁波的波长较长，频率较低
11．关于能量和能源的利用，下列说法中正确的是(D)
A．根据能量守恒定律可知能量是守恒的，所以不会存在能源危机
B．人类可以直接利用太阳能，但不能将太阳能直接转化为电能
C．核能的利用会造成放射性污染，应该关闭核电站
D．现在人类社会使用的主要能源仍然是化石能源
12．关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．5G通信是利用电磁波来传递信息的
B．我国的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的
C．电磁波在真空中的传播速度是340 m/s
D．遥控器发出的红外线不是电磁波
13．新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器。关于新能源，下列说法正确的是( )
A．核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源
B．核电站利用核聚变释放的能量来发电
C．氢燃料发动机将化学能转化为机械能
D．新能源的开发可以有效缓解能源危机
14．如图所示，是同学们对下列情境的判断，其中正确的是( )
A．图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变
B．图乙：人不接触高压电线就不会触电
C．图丙：拇指所指的那端就是通电螺线管的N极
D．图丁：天宫课堂授课是通过电磁波实现天地之间的互动
三、计算题(本大题共3小题，第15小题6分，第16、17小题各8分，共22分)
15．一列电磁波在通过某块玻璃时，共用1×10－10 s，在这个过程中总共振荡20次。
(1)若它振荡一次传播的距离是1 mm，求这列电磁波通过另一块7. 6 cm 厚的玻璃所用的时间。
(2)若真空中某电磁波的波长为0.03 m，求它振动的频率。
16．某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6 kg的水，水的表面积为0.1 m2，经过太阳光垂直照射20 min，水温升高了5 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)求实验时6 kg的水20 min内吸收的热量；
(2)求平均每分钟1 m2水面吸收的热量；
(3)若换用天然气完全燃烧放出的热量给实验中的水加热，至少需要燃烧多少天然气？(天然气的热值是5.0×107 J/m3)
17．如图是我市新农村建设中一道靓丽的风景——风光互补路灯，“有风无光”风力发电机发电，“有光无风”太阳能电池板发电，二者皆备时同时发电，并日夜蓄能。某型号的该路灯额定功率为50 W，太阳能电池板的面积为1 m2，平均输出功率为100 W。
(1)某“幸福村寨”安装这种“风光互补路灯”100盏，若每天路灯正常工作10 h，一个月(30天)消耗的电能是多少？这些电能相当于完全燃烧多少千克的煤所放出的热量？(煤的热值为3.4×107 J/kg)
(2)若太阳能照射到电池板的辐射功率为 800 J/(s·m2)(1 s内辐射在 1 m2上的太阳能为800 J)，求太阳能电池板的光电转化效率；
(3)从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些。(答两点即可)
四、实验与探究题(本大题共4小题，每小题7分，共28分)
18．如图是小明做的几个实验，亲爱的同学们，你能帮他完成吗？
(1)如图甲是小明将电池A放在手掌上，电池的长度最接近 cm。
(2)如图乙为小明用电池B制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框就可以绕电池及柱形物持续转动，其原理为 ，人们根据该原理发明了 (选填“发电机”或“电动机”)。
(3)如图丙是小明用两个电池探究“平面镜成像特点”的实验，将玻璃板竖直放在水平桌面上，玻璃板前放置电池A，移动玻璃板后的电池B，直到 ，才能确定电流A的像的位置。将电池A远离玻璃板，像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图丁，小明在打开的收音机附近，将导线一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与该电池的另一极时断时续地接触，能听到“咔咔”的声音，这验证了 的存在，它在真空中传播的速度为 m/s。
19．【实验名称】声音和电磁波的传播是否与空气有关
【实验器材】两部手机、带塞子的瓶子、抽气机等。
【实验原理】手机将接收到的 波转化为 信号。
【实验步骤】为验证声音和电磁波的传播是否需要空气，小明同学进行了如下实验。
第一步：他先将手机放在玻璃瓶中，拨号呼叫它，看到信号灯闪烁，并听到铃声。
第二步：如图所示，将手机放在玻璃瓶中，并用抽气机将其中的气体不断地向外抽，打电话呼叫瓶中的手机，这时手机信号灯闪烁，铃声不断减弱，直到最后听不到铃声，反复拨叫只看到信号灯闪烁，没有铃声。
【实验结论】
(1)信号灯闪烁说明手机能收到呼叫信号，由此实验现象可以得出的结论是 。
(2)听不到铃声，说明 。
【拓展】他又将手机放在金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手机 (选填“能”或“不能”)收到呼叫信号，然后再将手机放在塑料容器或纸容器中，再打电话呼叫容器中的手机，这时手机 (选填“能”或“不能”)收到呼叫信号，这说明 。
20．【探究名称】悬浮灯泡能悬浮和转动与什么因素有关
【问题】如图所示，悬浮灯泡是能在底座上方悬浮和转动的灯泡。其使用了磁悬浮技术，设计中灯泡和底座内各安装了一个磁体。据此，小明猜想：悬浮灯泡能悬浮和转动，可能与电磁作用有关。
【证据】将悬浮灯泡放在底座的上方，它能发光，与此同时，还会受到一个向上的力，当灯泡到达底座中心上方的位置时，灯泡会一边发光一边保持稳定缓慢旋转；当不使用灯泡时，底座还可以用来当无线充电器给手机充电。
【解释】
(1)若灯泡底部为磁体的S极，则底座上端为磁体的 (选填“S极”或“N极”)。
(2)底座施加给灯泡一个向上的力，这样可以 (选填“增大”或“减小”)灯泡旋转时底部与底座间的摩擦力。
【交流】
(1)底座可发射无线电波，无线电波的波长比紫外线的波长 ，频率 ，在真空中传播速度为 m/s。
(2)利用电机带动底座中的磁体旋转，可以用来给手机充电，这利用了 原理，列举一个生活中与此原理相同的应用： 。
21．【探究名称】光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关。
【问题】太阳能作为新能源，已被人类广泛使用。例如太阳能路灯，其核心部件是光电板。某兴趣小组提出了一个问题：光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关呢？他们对这个问题有如下猜想。
猜想1 ：可能与光电板的光照时间有关。
猜想2 ：可能与光电板的面积有关。
猜想3 ：可能与光电板的颜色有关。
【证据】根据猜想，设计实验方案，其实验探究步骤如下：
A．先选用相同的三块0.1 m2的光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间分别为10 min、20 min、30 min ，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录LED灯发光时间；
B．再选用0.2 m2、0.3 m2两块光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间都为10 min ，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录LED灯发光时间；
C．然后再选用相同的两块0.1 m2的光电板，在其表面分别涂上绿色和白色，正对太阳光，照射时间都为10 min ，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录LED灯发光时间。
实验数据记录如表：
序号 电光板面积/m2 光照时间/min 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间/min
1 0.1 10 黑色 30
2 0.1 20 黑色 60
3 0.1 30 黑色 90
4 0.2 10 黑色 60
5 0.3 10 黑色 90
6 0.1 10 绿色 20
7 0.1 10 白色 10
【解释】
(1)“光电板吸收的能量被储存”的过程中能量转化是将太阳能转化为 能再转化为化学能。
(2)实验中通过 来反应光电板吸收太阳能的多少。
(3)由表中 (填上表中的序号)三组数据对猜想1进行验证，得出的结论是：在光电板的面积、颜色相同时，光照时间越长，吸收太阳能越 。
(4)由表中1、4、5三组数据能验证猜想 是正确的。
(5)由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用 色最好。
【交流】综合分析可知，影响光电板吸收太阳能多少的因素有光照时间、光电板的面积、表面所涂颜色。你认为还与哪些因素有关？
。九年级物理第二十一、二十二章测试卷（教师版，答案版）
(考试时间：85分钟 满分：80分)
一、填空题(本大题共8小题，每空1分，共16分)
1．如图所示为元代《农书》中记载的立轮式水磨。水从高处流下，其动能变大，立轮式水磨将水的动能转化为立轮的机械能，转动的立轮通过齿轮传动装置推动磨盘转动，这其中利用的水能属于可再生(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
2.“神舟十八号”载人飞船成功发射升空。飞船在加速升空的过程中，机械能增大(选填“增大”“不变”或“减小”)。地面控制中心与飞船主要是通过电磁波实现通信联系。
3．地震中被困人员通过敲击物体使其振动发出声音从而及时获救，这是因为声波可以传递信息。搜救人员利用对讲机与指挥中心进行交流，这是通过电磁波(选填“次声波”“超声波”或“电磁波”)传递信息的。
4．手机是人们生活中重要的通信工具，它具有接收和发射电磁波的功能；在给手机充电的过程中，电能转化为化学能。
5．我国西部地区有丰富的风力资源，近年来开发建设了多座大型风力发电站，缓解了西部地区的电力紧缺，风能属于一次(选填“一次”或“二次”)能源。家庭用的太阳能热水器给水加热，它是利用热传递方式使水的内能增加的。
6．人类在现代生活中广泛使用化石燃料，燃料燃烧时发热，将化学转化为内能，同时产生了大量的二氧化碳气体，加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用，开发新能源是未来理想能源的发展方向。
7．核工业是高科技战略产业，是国家安全的重要基石。目前的核电站是利用铀原子核裂变(选填“核聚变”或“核裂变”)释放的能量工作的。核电站发电时将核能转化为电能，但不能再由电能转化为核能，这是因为能量的转化具有方向性。
8.太阳能是核能 (选填“化石能源”或“核能”)，它可以直接转化成内能。现有一太阳能热水器，在晴天，每天可将50 kg水从20 ℃加热到 50 °C，则水吸收的热量是6.3×106 J。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
二、选择题(本大题共6小题，共14分)
第9～12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的，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。
9．2023年5月17日，我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是(D)
A．超声波 B．次声波 C．光纤 D．电磁波
10．如图是某电台发射的两种电磁波的波形图。甲、乙两者相比较，下列说法正确的是(B)
A．甲电磁波的波长较长，频率较高
B．甲电磁波的波长较短，频率较高
C．甲电磁波的波长较短，频率较低
D．甲电磁波的波长较长，频率较低
11．关于能量和能源的利用，下列说法中正确的是(D)
A．根据能量守恒定律可知能量是守恒的，所以不会存在能源危机
B．人类可以直接利用太阳能，但不能将太阳能直接转化为电能
C．核能的利用会造成放射性污染，应该关闭核电站
D．现在人类社会使用的主要能源仍然是化石能源
12．关于电磁波，下列说法正确的是(A)
A．5G通信是利用电磁波来传递信息的
B．我国的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的
C．电磁波在真空中的传播速度是340 m/s
D．遥控器发出的红外线不是电磁波
13．新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器。关于新能源，下列说法正确的是(CD)
A．核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源
B．核电站利用核聚变释放的能量来发电
C．氢燃料发动机将化学能转化为机械能
D．新能源的开发可以有效缓解能源危机
14．如图所示，是同学们对下列情境的判断，其中正确的是(CD)
A．图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变
B．图乙：人不接触高压电线就不会触电
C．图丙：拇指所指的那端就是通电螺线管的N极
D．图丁：天宫课堂授课是通过电磁波实现天地之间的互动
三、计算题(本大题共3小题，第15小题6分，第16、17小题各8分，共22分)
15．一列电磁波在通过某块玻璃时，共用1×10－10 s，在这个过程中总共振荡20次。
(1)若它振荡一次传播的距离是1 mm，求这列电磁波通过另一块7. 6 cm 厚的玻璃所用的时间。
(2)若真空中某电磁波的波长为0.03 m，求它振动的频率。
解：(1)电磁波在玻璃中的传播速度：
v＝＝＝2×1011 mm/s＝2×108 m/s，
电磁波穿过7.6 cm厚的玻璃所用的时间：t2＝＝＝3.8×10－10 s。
(2)根据c＝λf可得该电磁波振动的频率：f＝＝＝1×1010 Hz。
16．某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6 kg的水，水的表面积为0.1 m2，经过太阳光垂直照射20 min，水温升高了5 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)求实验时6 kg的水20 min内吸收的热量；
(2)求平均每分钟1 m2水面吸收的热量；
(3)若换用天然气完全燃烧放出的热量给实验中的水加热，至少需要燃烧多少天然气？(天然气的热值是5.0×107 J/m3)
解：(1)水吸热：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×6 kg×5 ℃＝1.26×105 J；
(2)平均每分钟 1 m2水面吸热：Q＝＝＝6.3×104 J/(min·m2)；
(3)由题知，Q放＝Vq＝Q吸＝1.26×105 J，
需要天然气的体积：V＝＝＝2.52×10－3 m3。
17．如图是我市新农村建设中一道靓丽的风景——风光互补路灯，“有风无光”风力发电机发电，“有光无风”太阳能电池板发电，二者皆备时同时发电，并日夜蓄能。某型号的该路灯额定功率为50 W，太阳能电池板的面积为1 m2，平均输出功率为100 W。
(1)某“幸福村寨”安装这种“风光互补路灯”100盏，若每天路灯正常工作10 h，一个月(30天)消耗的电能是多少？这些电能相当于完全燃烧多少千克的煤所放出的热量？(煤的热值为3.4×107 J/kg)
(2)若太阳能照射到电池板的辐射功率为 800 J/(s·m2)(1 s内辐射在 1 m2上的太阳能为800 J)，求太阳能电池板的光电转化效率；
(3)从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些。(答两点即可)
解：(1)每盏灯一个月(30天)消耗电能：W＝Pt＝50 W×30×10×3 600 s＝5.4×107 J，
100盏灯一个月(30天)消耗电能：W总＝nW＝100×5.4×107 J＝5.4×109 J，
由W总＝Q＝mq得，燃烧煤的质量：m＝＝≈158.82 kg；
(2)太阳能的辐射功率：P输入＝P辐射S＝800 J/(s·m2)×1 m2＝800 W，
光电转化效率：η＝＝＝＝＝12.5%；
(3)①环保；②利用可再生能源；③节约能源。
四、实验与探究题(本大题共4小题，每小题7分，共28分)
18．如图是小明做的几个实验，亲爱的同学们，你能帮他完成吗？
(1)如图甲是小明将电池A放在手掌上，电池的长度最接近5cm。
(2)如图乙为小明用电池B制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框就可以绕电池及柱形物持续转动，其原理为磁场对通电导线有力的作用，人们根据该原理发明了电动机(选填“发电机”或“电动机”)。
(3)如图丙是小明用两个电池探究“平面镜成像特点”的实验，将玻璃板竖直放在水平桌面上，玻璃板前放置电池A，移动玻璃板后的电池B，直到看上去电池B与电池A的像完全重合，才能确定电流A的像的位置。将电池A远离玻璃板，像的大小不变(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图丁，小明在打开的收音机附近，将导线一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与该电池的另一极时断时续地接触，能听到“咔咔”的声音，这验证了电磁波的存在，它在真空中传播的速度为3×108m/s。
19．【实验名称】声音和电磁波的传播是否与空气有关
【实验器材】两部手机、带塞子的瓶子、抽气机等。
【实验原理】手机将接收到的电磁波转化为声音信号。
【实验步骤】为验证声音和电磁波的传播是否需要空气，小明同学进行了如下实验。
第一步：他先将手机放在玻璃瓶中，拨号呼叫它，看到信号灯闪烁，并听到铃声。
第二步：如图所示，将手机放在玻璃瓶中，并用抽气机将其中的气体不断地向外抽，打电话呼叫瓶中的手机，这时手机信号灯闪烁，铃声不断减弱，直到最后听不到铃声，反复拨叫只看到信号灯闪烁，没有铃声。
【实验结论】
(1)信号灯闪烁说明手机能收到呼叫信号，由此实验现象可以得出的结论是电磁波能够在真空中传播。
(2)听不到铃声，说明声音不能在真空中传播。
【拓展】他又将手机放在金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手机不能(选填“能”或“不能”)收到呼叫信号，然后再将手机放在塑料容器或纸容器中，再打电话呼叫容器中的手机，这时手机能(选填“能”或“不能”)收到呼叫信号，这说明金属容器能屏蔽电磁波。
20．【探究名称】悬浮灯泡能悬浮和转动与什么因素有关
【问题】如图所示，悬浮灯泡是能在底座上方悬浮和转动的灯泡。其使用了磁悬浮技术，设计中灯泡和底座内各安装了一个磁体。据此，小明猜想：悬浮灯泡能悬浮和转动，可能与电磁作用有关。
【证据】将悬浮灯泡放在底座的上方，它能发光，与此同时，还会受到一个向上的力，当灯泡到达底座中心上方的位置时，灯泡会一边发光一边保持稳定缓慢旋转；当不使用灯泡时，底座还可以用来当无线充电器给手机充电。
【解释】
(1)若灯泡底部为磁体的S极，则底座上端为磁体的S极(选填“S极”或“N极”)。
(2)底座施加给灯泡一个向上的力，这样可以减小(选填“增大”或“减小”)灯泡旋转时底部与底座间的摩擦力。
【交流】
(1)底座可发射无线电波，无线电波的波长比紫外线的波长长，频率低，在真空中传播速度为3×108 m/s。
(2)利用电机带动底座中的磁体旋转，可以用来给手机充电，这利用了发电机原理，列举一个生活中与此原理相同的应用：自行车的充电灯。
21．【探究名称】光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关。
【问题】太阳能作为新能源，已被人类广泛使用。例如太阳能路灯，其核心部件是光电板。某兴趣小组提出了一个问题：光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关呢？他们对这个问题有如下猜想。
猜想1 ：可能与光电板的光照时间有关。
猜想2 ：可能与光电板的面积有关。
猜想3 ：可能与光电板的颜色有关。
【证据】根据猜想，设计实验方案，其实验探究步骤如下：
A．先选用相同的三块0.1 m2的光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间分别为10 min、20 min、30 min ，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录LED灯发光时间；
B．再选用0.2 m2、0.3 m2两块光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间都为10 min ，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录LED灯发光时间；
C．然后再选用相同的两块0.1 m2的光电板，在其表面分别涂上绿色和白色，正对太阳光，照射时间都为10 min ，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录LED灯发光时间。
实验数据记录如表：
序号 电光板面积/m2 光照时间/min 光电板表面所涂颜色 LED灯发光时间/min
1 0.1 10 黑色 30
2 0.1 20 黑色 60
3 0.1 30 黑色 90
4 0.2 10 黑色 60
5 0.3 10 黑色 90
6 0.1 10 绿色 20
7 0.1 10 白色 10
【解释】
(1)“光电板吸收的能量被储存”的过程中能量转化是将太阳能转化为电能再转化为化学能。
(2)实验中通过LED灯发光时间来反应光电板吸收太阳能的多少。
(3)由表中1、2、3(填上表中的序号)三组数据对猜想1进行验证，得出的结论是：在光电板的面积、颜色相同时，光照时间越长，吸收太阳能越多。
(4)由表中1、4、5三组数据能验证猜想2是正确的。
(5)由表中数据分析可知，制作太阳能光电板用黑色最好。
【交流】综合分析可知，影响光电板吸收太阳能多少的因素有光照时间、光电板的面积、表面所涂颜色。你认为还与哪些因素有关？
光照强度(或光电板的倾角、表面清洁程度)。
