2021-2022学年苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展同步训练试题(名师精选).docx

苏教版九年级物理下册第十八章能源与可持续发展同步训练 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、下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（）A太阳能、地热能、核能都是可再生能源B原子弹是根据可以控制的核聚变工作的C为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源D能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源2、下列说法中正确的是（）A分子是组成物质的最小微粒B水力发电是电能转化为机械能C柳絮飘飘是分子运动D手机充电时是电能转化为化学能3、下列说法中正确的是（）A使用测电笔时，人体一定要接触笔尾金属体B根据可知，当电阻两端的电压为零时，电阻也为零C电流做了多少做功，就有多少其他形式的能转化为电能D家庭电路中有一插座内的火线和零线相接触，其余用电器仍可正常工作4、下列用电器工作时，关于能量转化说法正确的是（）A日光灯只把电能转化为内能B石英钟只把电能转化为声能C电动汽车把电能转化为机械能和内能D电池充电是把化学能转化为电能5、如图所示，小宇将一个薄壁金属管固定在桌子上，里面盛一些酒精，用塞子塞紧，他用一根绳子在管外绕几圈，迅速来回拉动，发现如图所示的现象，关于这一过程，下列说法中正确的是（）A气体的机械能转化为塞子的内能B管内的气体对塞子做功，气体内能增加C来回拉动对金属管做功，使其内能增加D来回拉动使酒精的内能转化为绳子的机械能6、目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，不断地冲击墙壁打出圆孔，如图，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（）A内能转化为机械能B内能转化为电能C只有机械能和内能的转化D有电能、机械能和内能的转化7、水是生命之源，面对严峻的缺水问题，我们要积极行动起来，合理利用和保护水资源，下列有关解决水资源危机的方法中，不可取的是（）A开发节水技术B防治水污染C植树造林，保护植被D大力开发地下水8、他一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础，我们为了纪念他，将他的名字命名为下列哪个物理量的单位（）A电阻B能量C电功率D电压9、下列关于能的转化和守恒的叙述，正确的是（）A电风扇工作时，将机械能转化为电能B汽车匀速下坡时，机械能守恒C汽油机做功冲程中，机械能转化为内能D绿色植物的光合作用将光能转化为化学能10、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（）ABCD第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、天然气是一种清洁燃料，广州市公交车和出租车拟用天然气来代替柴油或汽油。天然气是_（填“可再生”或“不可再生”）能源，它燃烧时释放的内能转化为汽车的_ 能。已知天然气的热值为7×107 J/m3，当出租车某段行程消耗2m3天然气所释放的热量为_ J（假设天然气完全燃烧）。2、在湘江风光带耸立着一排“风光互补”照明灯，如图所示。它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰”挎照明灯。无风有光时，通过太阳能电池板发电，将太阳能转化为电能，有风无光时，通过“小风扇”风力发电，将_能转化为电能。照明灯工作时，将_能转化为光能。3、传说我国著名的工匠鲁班发明了一只木鸢，这种木鸢可以载人飞行到很远的地方即使是现在，如果没有电池、燃油等动力，这也令人难以置信。小张在学习完能量转化知识后，设想了如图所示的方案，先利用水力发电，然后再利用发出的电驱动抽水机把水抽到蓄水池，这样就可以一直循环下去。你认为这个设计方案_（选填“可行”或“不可行”），理由是_。4、能量的形式有多种，如机械能、内能、电能、光能、核能、化学能等，能量在一定条件下可以从一种形式 _为另一种形式，也可以从一个物体_到另一个物体。5、在一定条件下，各种形式的能量是可以相互的 _，能量的转化和转移具有一定的 _。而在转化和转移的过程中，能量的总量 _。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、某物理兴趣小组为了探究地球表面是吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装10kg的水，水的表面积为0.2m2，经过太阳光垂直照射30min，水温升高了10已知水的比热容为4.2×103J/（kg）问：（1）实验中水吸收了多少热量？（2）平均每分钟每平方米水面吸收的热量是多少？（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/m3）2、随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电。放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数风力发电机太阳能电池组件最小启动风速1.0m/s太阳能电池180W最小充电风速3.0m/s太阳能转换效率15%最大限制风速12.0m/s蓄电池400A*h 12V最大输出功率400W大功率LED路灯80W 12V(1)若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？(2)若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？(3)当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到70%。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。3、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h内投射到面积上的太阳能补充说明：太阳能热水器，它的吸热板面积为，内装100L水，太阳每小时辐射到面积上的热量是，这些水在10h内由升高到求：水在10h内吸收的热量；如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少的天然气；天然气的热值为该太阳能热水器的能量转化效率4、下面是小明在学习能源的利用后收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染，免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为R=1.2´103J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中。恰好，小明的邻居小华家最近买了一台某型号的太阳能热水器，他仔细阅读了使用说明书，并记录了铭牌上的有关内容如下表中所示。试问：(1)正常情况下，该太阳能热水器在8小时的时间内接收到的太阳能是多少J？(2)按说明书正常使用，在太阳能热水器水箱里装满质量为100kg、温度18的冷水，8小时能够使水的温度升高多少？水的比热容4.2´103J/(kg×)(3)若改用燃烧天然气来加热同样的水，需要完全燃烧天然气多少m3？（不计热损失，天然气的热值为3.8´107J/m3，结果需保留三位小数）5、人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2,每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15，质量为100kg的水温度升高到多少？c水=4.2×103J/（kg·）-参考答案-一、单选题1、D【详解】A太阳能、地热能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，核能使用后短时间内不能得到补充，是不可再生能源，故A错误；B原子弹是根据可以控制的核裂变工作的，故B错误；C大量使用化石能源会造成大气污染，因此应该控制化石能源的开采和利用，不能禁止，故C错误；D能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需要节约能源，故D正确。故选D。2、D【详解】A分子是由原子构成的，所以分子不是组成物质的最小微粒，故A错误；B水力发电是将水的机械能转化为电能，故B错误；C柳絮飘飘是机械运动，故C错误；D手机充电时是电能转化为化学能储存起来，故D正确。故选D。3、A【详解】A测电笔的工作原理就是利用在人体大地和火线之构建一个回路，指示灯才能亮，但人体能承受的电流很小，所以测电笔中有一个很大电阻，帮助限流，因此使用时人体要要接触笔尾金属体，但切不可接触笔尖。故A正确；B导体电阻是导体的一种属性，只与导体的长度、粗细、材料和温度等因素有关，与电压、电流无关，故B错误；C电流做功是把电能转化成其它形式的能，故应该是电流做了多少做功，就有多少电能转化成其他形式的能，故C错误；D家庭电路中一般用电器都是并联的，插座是用电器的接口，也与其它用电器是并联关系，根据并联电路的特点，如果插座处火线和零线相接触即发生短路，将引起空气开关跳闸，其它用电器都不能工作，故D错误。故选A。4、C【详解】A日光灯在工作时主要把电能转化为光能，故A错误；B石英钟主要把电能转化为机械能，故B错误；C电动汽车把电能转化为机械能和少量的内能，故C正确；D电池充电的过程中，把电能转化为化学能，故D错误。故选C。5、C【详解】来回拉绳子，绳子与金属管之间存在摩擦，克服摩擦做功，使金属管的内能增加，气体从金属管吸收热量，内能变大，气体对塞子做功，气体的内能转化为塞子的机械能，使其内能减小，故C正确，ABD错误；故选C。6、D【详解】当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。故选D。7、D【详解】A开发节水技术能够解决水资源危机，做法可取，故A符合题意；B防治水污染能够解决水资源危机，做法可取，故B符合题意；C植树造林，保护植被保护水资源，所以能够解决水资源危机，做法可取，故C符合题意；D而大力开发地下水，并不能解决现有的危机，反而会造成地面沉降等地质灾害，故不可取，故D符合题意。故选D。8、B【详解】一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础的物理学家是焦耳。A电阻的单位是欧姆，故A不符合题意；B焦耳是功和各种能量的单位，故B符合题意；C电功率的单位是瓦特，故C不符合题意；D电压的单位是伏特，故D不符合题意。故选B。9、D【详解】A电风扇工作时，将电能转化为机械能，故A错误；B汽车匀速下坡时，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故B错误；C汽油机做功冲程，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故C错误；D绿色植物的光合作用消耗了光能，获得了化学能，将光能转化为化学能，故D正确；故选D。10、A【详解】A下压活塞时，活塞对封闭气体做功，机械能转化为内能，故A符合题意；B由图可知，这是内燃机的做功冲程，在该冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，故B不符合题意；C电暖器工作时，电能转化为内能，故C不符合题意；D水蒸气对活塞做功，水蒸气的内能转化为活塞的机械能，故D不符合题意。故选A。二、填空题1、不可再生 机械 【详解】1煤、石油、天然气属化石能源，随着使用不断减少，短时间内从自然界得不到补充，因此属于不可再生能源。2天然气在燃烧时，燃料的化学能转化成内能，内能又转化为汽车的机械能。3天然气完全燃烧放出的热量2、机械能（或风能） 电 【详解】1风力发电时的能量转化是 “小风扇”将机械能（或风能）转化为电能。2照明灯工作时，消耗电能，将电能转化为光能。3、不可行 违背了能量守恒定律 【详解】12这个设计方案不可行。题中设想的能量转化过程是这样的：电能机械能电能机械能，根据能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，所以上述能量转化中均应是守恒的，在转化的过程中，由于有能量的散失，所以水的机械能不可能完全转化为电能，电能也不可能完全转化为水的机械能，所以不能循环下去。理由是违背了能量守恒定律。4、转化 转移 【详解】12能量的形式有多种，如机械能、内能、电能、光能、核能、化学能等。能量守恒定律的内容是：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。5、转化 方向性 保持不变 【详解】1根据能量守恒定律可知，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。2在物理学中，能量的转化和转移具有一定的方向性。3根据能量守恒定律可知，在能量的转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。三、计算题1、4.2×105J 7×104J/（minm2） 8.4×103m3【分析】（1）已知水的质量和温度的变化量，根据=cmt求出水吸收的热量；（2）水吸收的热量除以水的面积和30min即可得出平均每分钟每平方米水面吸收的热量；（3）根据题意可知液化气完全燃烧释放的热量=，根据Q放=Vq求出需要液化气的体积【详解】(1)实验中水吸收的热能： =cmt=4.2×103J/(kg)×10kg×10=4.2×105J (2)平均每分钟每平方米水面吸收的热量：Q = =7×104J/(minm2) (3)由题意可知，液化气完全燃烧释放的热量：Q放=Q吸=4.2×105J，由Q放=Vq可得，需要液化气的体积：V= =8.4×103m32、 (1) 42h；(2)240W；(3)150W【详解】(1)充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电路输出。蓄电池的供电容量W=UQ=12V×400Ah×（90%-20%）=12V×400A×3600s×（90%-20%）=1.2096×107J由得可供灯具正常发光时间(2)太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，所以太阳能电池板每1m2发电功率为由表格数据可知15%P太=P电所以1m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率(3)蓄电池的电量由20%充到70%W=12V×400Ah×（70%-20%）=12V×400A×3600s×（70%-20%）=8.64×106J由得，风力发电机发电为W电机=P电机t=50W×12×3600s=2.16×106J太阳能电池板发电W太阳能=W-W电机=8.64×106J-2.16×106J=6.48×106J所以发电功率答：(1)仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光42h；(2)当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率为240W；(3)当风速6.0m/s时，持续光照12h，太阳能电池板发电的平均功率为150W。3、；【详解】(1)太阳能热水器内水的体积：V=100L=100dm3=0.1m3，由=可得，水的质量：m=V=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg，则水吸收的热量：Q吸=cm(tt0)=4.2×103J/(kg)×100kg×(7020)=2.1×107J， (2)由题意可知，天然气完全燃烧释放的热量：Q放=Q吸=2.1×107J，由Q放=Vq可得，需要天然气的体积：V=0.25m3； (3)10h太阳能热水器吸收的太阳能：Q总=1.68×106J/(m2h)×2.5m2×10h=4.2×107J，该太阳能热水器的能量转化效率：=×100%=×100%=50%.4、 (1)5.184´107J；(2)61.71；(3)0.682m3。【详解】(1)根据题意知道，太阳光照射地面时，1m2 地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为R =1.2×103 J，又因为，太阳能集热管采光面积为1.5m2 ，所以，太阳能热水器在1小时的时间内接收到的太阳能是：E0=R St=1.2×103 J/（m2×s）×1.5m2×3600s =6.48×106 J；该太阳能热水器在8小时的时间内接收到的太阳能是：E= E0T=6.48×106 J×8=5.184´107J；(2)由知道，水升高的温度是：；(3)根据题意知道，Q放=Q吸=E，由Q=Vq知道，完全燃烧天然气的体积是：。答：(1)正常情况下，该太阳能热水器在8小时的时间内接收到的太阳能是5.184´107J；(2)按说明书正常使用，在太阳能热水器水箱里装满质量为100kg、温度18的冷水，8小时能够使水的温度升高61.17；(3)若改用燃烧天然气来加热同样的水，需要完全燃烧天然气0.682m3。5、60【详解】因为光照6h，太阳能热水器接收的太阳能为：W太阳能=2.5J/(h =4.5J，又因为热水器接收的太阳能有42%转化为水的内能，所以水吸收的热量为：=W太阳能=424.5=1.89J，所以质量为100kg的水升高的温度为：=45，所以水的末温为：t2=t1+t=15+45=60