第二十章 能源、材料与社会 达标测试卷

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第二十章 能源、材料与社会 达标测试卷
一、选择题(每题3分,共30分)
1.在常温干燥的情况下,下列餐具属于导体的是(　　)
A.塑料筷子 B.陶瓷碗 C.不锈钢勺 D.玻璃果盘
2.“PM2.5”是指大气中直径小于或等 ( http: / / www.21cnjy.com )于2.5微米的颗粒物,吸入人体后会对人造成危害。我们国家现在已经开始对PM2.5进行检测,防止空气污染。下列能源中广泛使用会造成空气污染的是(　　)
A.太阳能 B.风能 C.水能 D.煤炭
3.环保太阳能公厕已在部分城市投入使用,其 ( http: / / www.21cnjy.com )顶部是大面积太阳能电池板,它所转换及贮存的能量可满足厕所内所需要的电力供应,经连续三天充分日照后,可供无日照情况下使用一周。这种能量的转换和贮存形式是(　　)21·cn·jy·com
A.太阳能—内能—电能 B.太阳能—化学能—电能
C.太阳能—电能—化学能—电能 D.太阳能—化学能—光能
4.下列实例与所利用的物质属性不相符的是(　　)
A.电线线芯用铜制成是因为铜的导电性好
B.被毛皮摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑是因为塑料尺有磁性
C.水壶的把手用胶木制成是因为胶木的导热性差
D.划玻璃的刀刃用金刚石制成是因为金刚石的硬度大
5.高压输电网中的铁架与导线之间必须用绝缘材料连接,由于长期暴露在室外,要求这种材料的性质相当稳定。下列材料最适合的是(　　)
A.铝合金 B.干木头 C.橡胶 D.陶瓷
6.对于超导材料,下列说法中不正确的是(　　)
A.超导材料在一定条件下的电阻为零
B.超导材料可以用来制造电炉丝
C.利用超导材料输电,在输电线路上没有电能损耗
D.超导材料的应用目前还在实验中
7.关于能源、能量,下列说法不正确的是(　　)
A.能源是人类物质生活、社会经济发展的基础
B.太阳能、风能、地热能等是目前正在努力研究、开发的新能源
C.根据能量守恒定律,能量不会消灭,但可以创造
D.电风扇工作时,主要将电能转化为机械能
8.悉尼科技大学的研究小组研发了一种独特的 ( http: / / www.21cnjy.com )复合材料——石墨纸,如图所示,其成分以石墨为主,薄如纸张,比钢要坚硬10倍且轻巧,还可以回收再利用,未来应用非常广泛,
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下列说法错误的是(　　)
A.与同体积的钢相比,石墨纸的质量较小
B.与钢相比,石墨纸的硬度较大
C.石墨纸是一种环保材料
D.石墨纸是绝缘体,不易导电
9.关于纳米材料,下列说法正确的是(　　)
①纳米材料可大大提高材料的 ( http: / / www.21cnjy.com )强度和硬度;②纳米材料可提高材料的磁性;③纳米材料能制作高贮存密度的量子磁盘;④纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞;⑤纳米是长度单位。
A.①②③④⑤ B.②③④ C.②③④⑤ D.①②③④
10.如图所示,水平放置的导体圆环的正 ( http: / / www.21cnjy.com )上方有一条形磁铁,让条形磁铁由静止开始自由下落,从导线环中间穿过,不计空气的阻力,下列说法正确的是(　　)2-1-c-n-j-y
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A.磁铁下落过程中,重力做功都转化为圆环的电能
B.磁铁下落过程中,势能全部转化为动能,机械能守恒
C.磁铁下落过程中,机械能的减少等于圆环内电能的增加
D.磁铁穿过圆环的过程中,环内电流方向不改变
二、填空题(每空1分,共15分)
11.手机已经成为人们必备的通讯工具。它是通过　　　　传递信息的。随着手机充电技术的不断发展,无线充电、太阳能充电等先进技术逐步走入我们 【来源：21cnj*y.co*m】
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日常生活之中。如图是一款手机无线充 ( http: / / www.21cnjy.com )电实物图,在给手机充电的过程中,电能转化为__________能。人类是在能量的转化或转移的过程中利用能量,而能量的转化和转移是有__________的,因此可利用的能源是有限的。 【版权所有：21教育】
12.核能是一种新能源,核裂变是产 ( http: / / www.21cnjy.com )生核能的一种方式,另一种核反应方式是__________;半导体二极管具有__________导电性;若用超导体输电,优点是可以实现输电过程中__________电能损失。 21*cnjy*com
13.近年来,某市大力推广使用乙醇汽油(乙醇 ( http: / / www.21cnjy.com )俗称酒精),城区的大气环境得到了明显改善。乙醇汽油是由10%的乙醇与90%的汽油混合而成。(1)乙醇汽油燃烧过程是__________能转化为__________能的过程;(2)按照能源分类,由于乙醇是由植物酿造而成,所以乙醇属于__________ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
14.风能既清洁又安全,作 ( http: / / www.21cnjy.com )为__________ (填“可再生”或“不可再生”)能源是未来理想能源之一,风能发电是风能利用的一个重要方面,风力发电机的工作原理是__________。
15.如图所示,一个纸风 ( http: / / www.21cnjy.com )车放在点燃的酒精灯火焰上方,风车会转动起来。在整个过程中是由酒精的__________能最终转化为风车的__________能。21教育网
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16.太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池 ( http: / / www.21cnjy.com )板,它能将太阳能转化为电能,并向灯杆下方的蓄电池充电,供夜晚路灯照明,若在一段时间内,太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107 J,这与完全燃烧__________kg的煤放出的热量相当;这些能量经转化后,可供功率为35 W的路灯工作60 h,那么该太阳能路灯的能量转化效率是__________%。(煤的热值为3.0×107 J/kg)
三、解答题(17、19每题4分、18、20每题10分,共28分)
17.各种形式的能在一定的条件下可以相互转化,如图已给出了两个实例,请你补充其余两个。
18.如图所示是太阳能热电站的原理图,看图回答下列问题:
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(1)反射镜的作用是____________________;太阳能热电站发电受天气影响,阴雨天时,发电的功率将减小,图中能够保证阴天还能发电的装置是__________;
(2)从集热器到汽轮发电机,发生的能量转化是__________;
(3)与火力发电站相比,太阳能热电站的优点是__________　,缺点是__________。
19.人类对能源的需求越来越大,世 ( http: / / www.21cnjy.com )界能源危机日益突出。如何充分利用和开发新能源,实现低碳减排,已成为世界各国共同关注的问题。6月5日是世界环境日,2013年我国的主题是“同呼吸、共奋斗”。旨在传递建设美丽中国,人人有责的信息。目前,我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
(1)你认为利用太阳能有哪些好处 　　　　　　　　　　　。
(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村一道 ( http: / / www.21cnjy.com )靓丽的风景线(如图所示)。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的,它能直接把太阳能转化成电能,其主要材料是(　　)
A.磁性材料 B.纳米材料 C.半导体 D.超导体
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20.结合图阅读以下材料,回答问题。
混合动力型汽车
　　利用两种或两种以上能源的汽车称为 ( http: / / www.21cnjy.com )混合动力型汽车,通常指的是利用汽油和电池的汽车。该类型汽车,一般有一台质量较小且较为经济的汽油发动机与电动机。汽油发动机可以满足大多数情况下行驶的需要,当需要更多的动力时,可以再由电动机提供,电动机由能重复充电的蓄电池供电。【来源：21·世纪·教育·网】
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有一种类型的混合动力型汽车,称为“并联 ( http: / / www.21cnjy.com )混合动力型汽车”(如图所示)。该车的汽油发动机和电动机通过同一个变速器与车轮相连。何时使用汽油发动机,何时使用电动机,何时两者同时使用由内置电脑确定。这类汽车除了油箱里的汽油之外,不再需要外界其他能源。与电动汽车不同,你不需要将混合动力型汽车的蓄电池接到电源插座上去充电。普通汽车在制动时,汽车的动能全部转化为内能。该类型汽车在制动时,电动机作为发电机使用,把汽车的一部分动能转化为电能,实现了对电池的充电。21教育名师原创作品
(1)混合动力型汽车与普通汽车相比,具有哪些优点(写出两点) _________。
(2)并联混合动力型汽车在制动时,汽车的动能转化为___________和_________。
(3)并联混合动力型汽车以速度 ( http: / / www.21cnjy.com )v匀速行驶时,若汽油发动机与电动机同时提供动力,功率分别为P1、P2,则此时该车受的阻力F=_________。21世纪教育网版权所有
四、实验探究题(9分)
21.低碳排放,保护地球是当今世界的主 ( http: / / www.21cnjy.com )题,2010年上海世博会企业馆内围绕这一主题发明的低碳环保产品琳琅满目,太阳电池就是其中的一种,它能够将太阳能直接转化为电能,从而实现碳的零排放。21cnjy.com
(1)太阳能属于_________ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)有心的小强猜想太阳电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关,究竟有什么关系呢 为此他进行了如下探究:
探究设计:用太阳电池给手机电池充电。
所需器材:相同型号的太阳电池4个,相同型号的手机电池4块(电池电量已耗完),硬纸板1张,手表1块。
实验步骤:
a.用太阳电池在阳光充足光照强的地方给手机电池充满电,用时5 h;
b.在与a同一光照强度的地方用另一个太阳电池给另一块手机电池充电3 h,未能充满;
c.在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三个太阳电池接收面的一半,再给第三块手机电池充电5 h,未能充满;
d.用第四个太阳电池在背阴处给第四块手机电池充电5 h,未能充满。
根据小强的探究,请回答:
①比较步骤_________可以得出:光照强度及接收光照时间相同时,太阳电池发电量随接收光照面积增大而增大。
②比较步骤a和d,可以得出_________。
五、计算题(每题9分,共18分)
22.在一次研究性学习活动中,某课外活动兴 ( http: / / www.21cnjy.com )趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查。下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数:
电动自行车 摩托车
最高车速 ≤20 km/h 最高车速 ≤90 km/h
一次充电耗电量 0.6 kW·h 一次加油量 10 L
一次充电连续行驶里程 50 km 一次加油连续行驶里程 400 km
电动机效率 75% 发动机效率 30%
最大骑行噪声 ≤62 dB 行驶噪声 ≥90 dB
(1)与摩托车相比,电动自行车有哪些优势 (说出两个方面)
(2)假设给电动自行车的蓄电 ( http: / / www.21cnjy.com )池充电时,消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能。那么,电动自行车每行驶1 km电动机平均做的有用功大约是多少 当自行车以最高车速匀速行驶时,电动机的有用功率大约是多大 www.21-cn-jy.com
(3)摩托车每行驶1km大约要消耗多少 ( http: / / www.21cnjy.com )能量 (汽油的密度:0.71×103 kg/m3;汽油的热值:4.6×107 J/kg;g取10 N/kg)2·1·c·n·j·y
23.汽车发动机效率η是指发动机牵引汽 ( http: / / www.21cnjy.com )车前进所做的功与汽油完全燃烧产生内能的比值。一辆小汽车在高速公路上匀速行驶200 km,所用时间是2 h,消耗汽油14 L(汽油完全燃烧),若此汽车汽油发动机的效率η是25%,汽油密度ρ汽油=0.8×103 kg/m3,汽油热值q汽油=4.5×107 J/kg。21*cnjy*com
(1)求该汽车在高速公路上行驶这段时间内的牵引力和牵引力功率的大小。
(2)汽车驶出高速公路后,进入某国道,如 ( http: / / www.21cnjy.com )图为此国道某直线路段的一处测速仪,测速仪内有能发射和接收超声波的传感器。在汽车以某一速度v远离测速仪某段距离L=64 m时,测速仪发出超声波经汽车反射后接收到超声波信号的时间为0.4 s。已知此路段限速为80 km/h,超声波的速度为340 m/s。试计算并说明汽车在此路段是否超速 【出处：21教育名师】
参考答案
一、1.C
解析：塑料、陶瓷、玻璃是绝缘体,钢铁是导体。
2.D
解析：太阳能、风能和水能都属于洁净的能源,在 ( http: / / www.21cnjy.com )利用时不会对大气造成污染,用煤炭作为燃料会产生黑烟,会产生大量微小颗粒物,会增加PM2.5污染。21·世纪*教育网
3.C
解析：太阳能电池将太阳能转化为电能,在蓄电池内将电能转化为化学能,对外供电时将化学能转化为电能。
4.B
解析：被毛皮摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质,不是因为塑料尺有磁性。
5.D
解析：铝合金是导体,干木头、橡胶是绝缘体,但不稳定,因此它们都不符合要求;陶瓷既是绝缘体,又稳定,符合要求。
6.B
解析：超导材料在一定条件下电阻为零, ( http: / / www.21cnjy.com )A正确;电炉丝有电阻时才会发生电流的热效应,因此电炉丝不能用电阻为零的超导材料,B错误;利用超导材料输电,在输电线路上不会因发热而损耗电能,因此C正确;目前,人们发现的超导材料要求的温度很低,实际应用局限性很大,超导材料的应用目前主要还在实验中,因此D正确。
7.C
8.D
解析：从题意知石墨纸比钢坚硬且轻巧,说 ( http: / / www.21cnjy.com )明其硬度大,密度小,体积相同时质量小;石墨纸可以回收再利用,说明是一种环保材料,石墨是导体,能够导电,因此只有D说法错误。
9.A
10.C
解析：当条形磁铁从导线环中穿过时,根据运 ( http: / / www.21cnjy.com )动和静止的相对性,可认为磁铁不动而线圈在磁场中做切割磁感线运动,因而导线环中有感应电流产生。由于磁铁一直穿过,改变了磁感线方向,所以产生的感应电流方向发生了改变。在该实验中,磁铁穿过圆环运动而消耗了机械能,转化为导线环中的电能,所以只有C正确。
二、11.电磁波;化学;方向
解析：手机既是无线电发射台又是无线 ( http: / / www.21cnjy.com )电接收台。在你讲话的时候,它用电磁波把信息发射到空中,同时它又能在空中捕获电磁波。在给手机充电的过程中,消耗电能,产生化学能,所以是将电能转化为化学能的过程。冬天,火炉把自己的内能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,不能把这些内能重新收集起来,来年再用,说明能量的转移有方向性。
12.核聚变;单向;无
13.(1)化学;内　(2)可再生
解析：乙醇汽油燃烧过程是化学能转化为内能的过程;由于乙醇是由植物酿造而成,消耗后可以在短时间内得到补充,因此乙醇属于可再生能源。
14.可再生;电磁感应
解析：风能是一种很清洁的可再生能源, ( http: / / www.21cnjy.com )资源丰富,无污染;风力发电将风能转化为电能。发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,是将机械能转化为电能的装置。
15.化学;机械(或动)
解析：酒精燃烧,化学能转化成内能,火焰 ( http: / / www.21cnjy.com )上方空气加热后体积膨胀,根据ρ=m/V,可知空气密度变小,会向上运动,流动的空气吹动风车转动,使风车得到动能,因此是酒精的化学能最终转化成了风车的机械能(或动能)。www-2-1-cnjy-com
16.0.9;28
解析：需要完全燃烧煤的质量为:m===0.9 kg;功率为35 W的路灯工作60 h消耗的电能为:W'=Pt=35 W×60×3 600 s=7.56×106 J;转化效率:η=×100%=×100%=28%。
三、17.发电机;热机
18.(1)改变光的传播方向,使太阳光集中到集热器上;储热器
(2)内能→机械能→电能
(3)能源持久、无污染;效率低、功率不稳定、受天气影响大
19.(1)无污染、环保、可再生(或取之不尽、用之不竭)
(2)C　解析：(1)太阳能 ( http: / / www.21cnjy.com )是目前大力推广的可再生能源,具有无污染、环保及可再生等特点;(2)太阳能电池板材料采用了晶体态硅半导体材料,它能直接将太阳能转化为电能。
20.(1)节约汽油、行驶费用低、尾气排放少、噪声小等
(2)电能;内能　(3)
四、21.(1)可再生
(2)①a、c;②接收光照面积及接收光照时间相同时,太阳电池发电量随光照强度的减弱而减小(增强而增大)
解析：(1)太阳是靠核聚变 ( http: / / www.21cnjy.com )源源不断地释放能量,太阳能是可再生能源;(2)由题意知,猜想中影响太阳电池发电量的因素有三个,所以在实验探究的过程中要采用控制变量法,在实验步骤中,a与c是采用了光照强度和光照时间相同,接收面积不同的情况下进行的,是研究发电量与接收面积大小的关系,根据实验记录结果,可得出光照强度及接收光照时间相同时,太阳电池发电量随接收光照面积增大而增大;比较a与d是在光照面积和光照时间相同时,光照强度不同,光照充足时,充满手机电池所用的时间少,所以得出接收光照面积及接收光照时间相同时,太阳电池发电量随光照强度的减弱而减小(增强而增大)的结论。
五、22.解:(1)噪声低,污染小(节能减排)。
(2)充电一次做的总功W总=0.6 kW·h=2.16×106 J。
每1 km做的有用功W有===3.24×104 J。
t===2.5 h=9 000 s。
P====180 W。
(3)10 L汽油完全燃烧放出的热量Q=m ( http: / / www.21cnjy.com )q=ρVq=0.71×103 kg/m3×10×10-3 m3×4.6×107 J/kg=3.266×108 J。
每1 km消耗的能量E===8.165×105 J。
23.解:(1)由ρ=得燃烧汽油的质量为:m=ρ汽油V=0.8×103 kg/m3×14×10-3 m3=11.2 kg。
汽油完全燃烧放出的热量为:Q=mq汽油=11.2 kg×4.5×107 J/kg=5.04×108 J,又由于η=,
则牵引力做功为:W=Qη=5.04×108 J×25%=1.26×108 J。
汽车在高速公路上行驶这段时间的牵引力为:F===630 N;
牵引力的功率为:P===1.75×104 W;
(2)由题意得在时间内:s声=L+s车,即v声·=L+v·。将v声=340 m/s,L=64 m,t=0.4 s代入上式解得:v=20 m/s=72 km/h<80 km/h,故该车不超速。
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