难点详解沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会专题测评试卷(精选)

1、沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会专题测评 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、下列说法中正确的是（）A用橡胶棒摩擦过的毛皮带正电B验电器的原理是同种电荷互相吸引C绝缘体不容易导电是因为绝

2、缘体内几乎没有电荷D石墨和橡胶都属于绝缘体2、2020年11月24日，我国搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，液氢是长征五号运载火箭的主要燃料之一，其热值q氢=1.4108J/kg，下列说法正确的是（）A用液氢作为燃料，是因为其热值大B火箭升空过程中，液氢的热值不断减小C燃烧5g液氢产生7108J的热量D液氢燃烧过程是内能向机械能转化3、2020年12月17日1时59分，探月工程“嫦娥五号”返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，如图所示，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。下列说法正确的是（）A返回器内剩余燃料的热值不发生变化B返回器返回过程中主要通过热传递增加了外

3、壳的内能C地面上的雪受热熔化过程中温度保持不变，内能也保持不变D返回器在返回过程中不遵循能量守恒定律4、如图所示，一根实验室中常用的玻璃棒与丝绸摩擦后，立即将该玻璃棒接触验电器的金属球，金属箔片张开。下列说法正确的是（）A两金属箔带上了异种电荷B该验电器可以检验物体带电种类C玻璃棒、金属球、金属杆、金属箔等均为导体D玻璃棒与丝绸摩擦后，丝绸所带的电荷为负电荷5、我国大力发展火力发电，火电站进的是煤，出的是电，在这个过程中能量的转化是（）A机械能内能化学能电能B化学能内能机械能电能C化学能重力势能动能电能D内能化学能机械能电能6、下列关于能量转化的说法中错误的是（）A洗衣机工作时，电能主要转化为

4、机械能B锂电池充电时，化学能转化为电能C绿色植物的光合作用将光能转化为化学能D太阳能电池板将太阳能转化为电能7、下列物品中，通常情况下属于导体的是（）A塑料橡皮B玻璃水杯C橡胶手套D不锈钢尺8、国际顶尖学术期刊杂志发布了2018年度影响世界的十大科学人物，我国年仅22岁的学者曹原位列榜首。他研究发现，当两片石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为零，此现象中的双层石墨烯是（）A半导体B导体C超导体D绝缘体9、在电路中，绝缘体和导体一样重要。通常情况下，下列物体中属于绝缘体的是（）A橡胶B铜丝C保险丝D铁夹子10、下列物品中，通常情况下属于导体的是（）A玻璃瓶

5、B陶瓷碗C泡沫餐盒D不锈钢杯第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）1、4月29日，我国空间站“天和核心舱”成功发射，“天和核心舱”具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验等能力。其太阳能电池帆板是直接将太阳能转化为_能，航天员将在“天和核心舱”中通过_（选填“超声波”、“次声波”、“电磁波”）将信息传回地面的。2、将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光，小电扇会转动起来。在这个过程中，能量的转化过程是太阳能先转化为_能，再转化为机械能。3、在完全隔热的装置中，同一酒精灯给100g水和100g某种油加热，其温度随时间的变化关系如图所示，

6、那么100g油每分钟吸收的热量是 _J。实验中，热量只能自发的由热源传递给该物质，却不会反过来传递，说明能量的转移具有 _性。水的比热容为4.2103J/(kg)4、在行驶的汽车中，燃料的_ 能通过燃烧转化为了燃气的内能。燃气通过对活塞做功，将其中一部分内能转化为了_能，使汽车获得动力，燃气的内能因此而_（选填“增大”或“减小”）。在此过程中，燃气的内能还会通过_（选填“做功”或“热传递”）的方式转移到热机上，使热机的温度升高。为了给热机降温，除了加装风扇外，一般还会选用水做冷却液，这是因为水的比热容较_（选填“大”或“小”）。同质量的水升高相同的温度较其它物质吸收的热量更_（选填“多”或“少

7、”）。最后，燃料燃烧产生的大部分能量会随废气被排放到空气中，使城市产生“热岛效应”。而在这一系列的能量转化与转移过程中，能量的总量将_（选填“增加”、“减少”或“不变”）。5、导体之所以容易导电，是因为导体内存在大量的_。常温下，玻璃属于_（选填“导体”或“绝缘体”），烧红的玻璃_（选填“能”或“不能”）导电，这说明导体和绝缘体之间在一定的条件下可以相互转化。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、如图所示为一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“”的电子节能灯工作若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为，地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能约为，太阳光照一天，恰好可供电子节能灯工作

8、。假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板，且不考虑天气影响，每天以计算。求：（1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？（2）若的白炽灯与这种的电子节能灯的发光效果相当。请你根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？（灯每天工作，一年按365天计算）额定电压/V额定功率/W平均寿命每只售价/元每度电费/元白炽灯2202001000小时2.00.5电子节能灯220408000小时20太阳能电池板20年15002、有种太阳能、电能两用热水器，该热水器用电加热时的额定功率为2000w，晴天时在西宁地区，这种热水器一天内吸收的太阳别能为2.8107J，

9、能将水箱内80kg初温为20的水加热到70 c水=4.2103J/（kg）求（1）80kg水吸收的热量是多少？（2）该热水器将太阳能转化为内能的效率是多少？（3）如果遇到阴雨天改用电加热，热水器在正常工作时，将上述同样质量、初温的水加热到同样的温度需要多长时间（假设所消耗电能全部转化为内能）？（4）用电高峰期，家中只有液晶电视机和热水器工作时，热水器将上述同样质量、初温的水加热到同样的温度，实际用时1104s，通过电能表测得此过程共耗电1.8107J，此时热水器和液晶电视机的实际电功率分别为多大（假设热水器所消耗电能全部转化为内能）？3、如图是一种建在太空的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意

10、图.在太阳能收集板上铺设太阳能电池.通过 光电转换把太阳能转换成电能.再经微波转换器将电流转 换成微波.并通过天线将电能以微波的形式向地面发送. 地面接收站通过天线把微波能还原成电能. (1)如果太阳能电池的硅片能提供的电能为12 kwm2,巨大的太阳能收集板的总面积为5106m.则太阳能电站的发电能力是多少千瓦? (2)利用微波传输电能.实现了“无缆输电 .输电效率可达80%.若微波输电采用的频率是2450 MHz.求微波的波长及地面接收站接收到的电能.4、家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，图是雅典牌太阳能热水器式发电机它利用太阳能将水变为水蒸汽,由气轮机带动发电机发

11、明,同时的液化水循环利用或作家用热水.问： （1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可) （2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88107J的太阳能，它可使0的水温度升高多少摄氏度？(c水= 4.2103 J/（kg）（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电,且发电效率只有50%,它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时?5、在“节能减排，低碳生活”的理念下，太阳能越来越受到人们的青睐，某太阳能热水器中装有80L水，水的比热容c4.2103J/(kg)，水的密度1.0103kg/m3，干木柴热值q1.2107J/kg（1）当太阳照射5

12、h时，水的温度升高25，水的内能增加了多少？（2）这架太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52106J，这架太阳能热水器的效率是多少？（3）这些水吸收的能量如果由干木柴完全燃烧来提供，不计热量损失，需要完全燃烧多少干木柴？四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）1、现有两种规格的不锈钢丝和铜丝请你设计实验研究方案，比较不锈钢丝和铜线这两种材料的导电性能实验研究中对不锈钢丝和铜丝的选取有什么要求？_你用什么方法显示材料的导电性能？（可画出相应的电路图加以说明）_2、因研究石墨烯而获得诺贝尔物理学奖之后，安德烈海姆进而研究氧化石墨烯薄膜并获得新进

13、展为探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他进行了这样一组实验，如图所示：将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上，测得总质量m1；将薄膜揭开，向烧杯内倒入酒精与水的混合液，盖紧薄膜，测得其总质量m2；一个月后发现薄膜覆盖紧密完好，烧杯内液体体积明显减小，测得此时总质量m3；以后，烧杯内液体体积保持不变已知酒精0.8103kg/m3，问：（1）刚倒入时，酒精和水的混合液的密度是多少（计算结果保留2位小数）？要让酒精和水的混合液的密度变大，需向混合液中加水还是酒精？（2）一个月后，烧杯内剩余的液体密度是多少？是何种物质？ （3）实验说明氧化石墨烯薄膜具有怎样的物理特性？（写出二点即可）3、硬度是描述材料

14、软硬程度的物理量为了研究甲、乙两种材料的硬度，某活动小组设计了检测材料硬度的实验方案，选择了适当的器材（质量已知的金属球和多个有凹槽的金属块）如图甲所示，他们将测试材料放在水平桌面上，金属球静置于其上表面，在金属球上再放一个有凹槽的金属块，凹槽恰好与金属球上表面完全接触，使金属块能静止在金属球上一段时间后，取下金属块和金属球，在材料表面留下凹形压痕该小组在控制时间变量的条件下，多次实验并根据实验数据绘制的图像如图乙所示请你根据图像所提供的信息回答以下问题：（1）活动小组在研究甲材料硬度的问题中，自变量是_（选填选项前的字母）A金属球质量 B材料所受压力 C材料压痕面积 D材料种类（2）甲、乙两

15、种材料硬度较大的是_（选填“甲”或“乙”）-参考答案-一、单选题1、A【详解】A用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，即橡胶棒得到了电子，而毛皮因为失去电子而带正电，故A正确；B验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故B错误；C绝缘体不容易导电是因为绝缘体内几乎没有自由移动的电荷，故C错误；D石墨是导体，橡胶是绝缘体，故D错误。故选A。2、A【详解】A用液氢作为燃料，是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，燃烧相同质量的液氢放出的热量更多，故A正确；B燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故可知火箭升空过程中，液氢的热值不变，故B错误；C由题意可知，燃烧5g液氢产生的热量为Q=mq=0.005k

16、g1.4108J/kg=7105J故C错误；D液氢燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，故D错误。故选A。3、A【详解】A由于热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量和体积无关，所以返回器内剩余燃料的热值不发生变化，故A正确；B返回器返回过程中主要通过克服摩擦做功增加了外壳的内能，故B错误；C地面上的雪受热熔化过程中，吸收了热量，内能变大，但温度保持不变，故C错误；D返回器在返回过程中，能量的转化或转移的过程中遵循能量守恒定律，故D错误。故选A。4、D【详解】A据验电器的原理可知，金属箔张开是因为同种电荷相排斥，故A错误；B验电器是根据同种电荷相斥的原理工作，可以检验物体是否带电，

17、但无法判定带电的种类，故B错误；C玻璃棒不容易导电，玻璃棒属于绝缘体；金属球容易导电，属于导体，故C错误；D用丝绸摩擦过的玻璃棒因缺少电子而带正电，即玻璃棒失去了电子，部分电子转移到了丝绸上，丝绸得到电子而带负电，故D正确。故选D。5、B【详解】火力发电是通过煤的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为涡轮的机械能，涡轮带动发电机转动将机械能转化为电能，故整个过程的能量转化是：化学能内能机械能电能，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。6、B【详解】A洗衣机的主要部件是电动机，是把电能转化为机械能，少量转化为内能，故A正确，不符合题意；B锂电池充电时，消耗电能，获得化学能存储

18、起来，是将电能转化为化学能，故B错误，符合题意；C植物光合作用是把光能转化为化学能，故C正确，不符合题意；D太阳能电池板可以将太阳能直接转化为电能，故D正确，不符合题意。故选B。7、D【详解】ABC塑料橡皮、玻璃水杯和橡胶手套都不容易导电，都属于绝缘体，故ABC不符合题意；D不锈钢尺容易导电，是导体，故D符合题意。故选D。8、C【详解】20世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，电阻变成了0，这就是超导现象。发生超导现象的材料叫超导材料。由题意知，当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为0，此现象中的双层石墨烯是超导体，故ABD不符合题意，故C符合

19、题意。故选C。9、A【详解】A橡胶不容易导电，是绝缘体，故A符合题意；BCD铜丝、保险丝和铁夹子容易导电，是导体，故BCD不符合题意。故选A。10、D【详解】通常情况下玻璃、陶瓷、泡沫餐盒不容易导电，是绝缘体，不锈钢杯容易导电，是导体，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。二、填空题1、电 电磁波 【详解】1其太阳能电池帆板是直接将太阳能转化为电能，供仪器设备正常工作。2航天员将在“天和核心舱”中通过电磁波将信息传回地面，因为声波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质，太空处于真空环境，声不能传播，电磁波确可以。2、电【详解】将太阳能电池对着阳光时，太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，电能

20、又经电动机转化为机械能。3、1050 方向 【详解】112min水吸收的热量Q水吸=c水m水(t-t0)=4.2103J/(kg)0.1kg(30-0)=12600J1min水吸收的热量因为同一热源放热一样，所以二者在相同时间吸热相同，1min油吸收的热量Q油吸=Q水吸=1050J2热传递时，能量总是从高温物体传递到低温物体，即能量的转移具有方向性。4、化学 机械 减小 热传递 大 多 不变 【详解】123在行驶的汽车中，燃料燃烧时将化学能，转化为内能；燃气推动活塞做功，将一部分内能转化为机械能，燃气对外做功，内能减小。4高温高压的燃烧通过热传递转移到热机上，热机的温度会升高。56由于水的比热

21、容较大，与质量相同的其它物质相比，升高相同的温度，吸收的热量较多，选用水做冷却液。7燃料燃烧产生的废气被排放到空气中，使城市中的气温明显变高，产生“热岛效应”，由能量守恒定律可知，能量转化与转移过程中，能量的总量将不变。5、自由电荷 绝缘体 能 【详解】1有的物体容易导电，叫做导体。导体之所以容易导电，是因为导体内存在大量的自由电荷。23不容易导电的物体叫绝缘体。常温下，玻璃不容易导电，属于绝缘体。导体和绝缘体之间没有绝对的界限，烧红的玻璃能导电，这说明导体和绝缘体之间在一定的条件下可以相互转化。三、计算题1、（1）14%；（2）见解析【详解】解：（1）太阳能电池板工作一天（按8小时计算）吸收

22、的太阳能照明灯工作10小时消耗的电能由此可得，太阳能照明灯利用太阳能的效率（2）在相同的时间内（20年）进行比较白炽灯（或节能灯）工作总时间使用白炽灯情况：需要灯的盏数购买白炽灯的费用白炽灯所消耗的电能使用白炽灯需交电费因此，使用白炽灯共计费用使用太阳能照明灯情况，需要灯盏数购买节能灯的费用因此，使用节能灯共计费用使用白炽灯的总费用为7446元，使用节能灯的总费用为1700元。这说明，使用太阳能照明灯比使用这种白炽灯在经济上有很大优势2、（1）1.68107J；（2）60%；（3）8400s；（4）1680W和120W【详解】（1）根据Q吸=cmt知道， 80kg水吸收的热量是：Q吸=cmt=

23、4.24.2103 J/（kg）80kg（70-20）=1.68107 J；（2）这种热水器一天内吸收的太阳能是：Q总=2.8107J，所以，该热水器将太阳能转化为内能的效率是：=Q吸/Q总100%=1.68107J/2.8107J100%=60%；（3）假设热水器所消耗电能全部转化为内能，则W电=Q吸=1.68107 J；因为W电=Q吸=Pt，所以t=W电/P额=1.68107J/2000W=8400s；（4）根据题意知道，热水器实际吸收的热量是=1.68107 J，实际用时1104s，所以，热水器的实际功率是：P热=W热/t=1.68107J/1104s=1680W，故液晶电视机消耗的电能

24、是：W液=W总-W热=1.8107 J-1.68107 J=1.2106 J；所以，液晶电视机的实际功率是：P液=W液/t=1.2106J/1104s=120W【点睛】本题考查的是太阳能热水器中的热量的计算，是一道电学与热学的综合应用题，在解题时要注意应结合题意选择合适的计算公式3、（1）6107kW（2）0.12m和4.8107kW【解析】因太阳能电池的硅片能提供的电能为12kW/m2，巨大的太阳能收集板的总面积为5106m2，可得太阳能电站的发电能力P=P0S=1.2104W/m25106m2=61010W=6107kw微波的波长等于波速与波长的比值即波长=3108m/s/2450106H

25、z=0.12m地面接收站接收到的电能是P=P=6107kw0.8=4.8107kw4、（1）清洁 安全（2）100（3）40.8h【详解】(1) 太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等；(2)水升高的温度为：(3)获得的电能为：日光灯正常工作的时间为：答：(1)太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等；(2)它可使0的水温度升高100；(3)它能家里的40W的一只日光灯正常工作40.8h5、（1）8.4106J；（2）33.3%；（3）0.7kg【详解】解：（1）由知道，水的质量m水V水1.0103kg/m380103m380kg水内能

26、的增加，即水吸收的热量（2）这架太阳能热水器5h接收的太阳能E2.52106J/(m2h)5h2m22.52107J这架太阳能热水器的效率（3）不计热量损失，干木柴放出的热量Q放Q吸8.4106J由Q放mq知道，需要完全燃烧干木柴的质量答：（1）当太阳照射5h时，水的温度升高25，水的内能增加了8.4106J；（2）这架太阳能热水器的效率是33.3%；（3）需要完全燃烧0.7kg的干木柴。四、实验探究1、应选取长度、横截面积相同的不锈钢丝和铜丝 分别将不锈钢丝和铜丝与同一小灯泡串联后接到同一电源上，根据小灯泡的亮暗显示不锈钢丝和铜丝的导电性能的强弱 【详解】(1)要想比较不锈钢丝和铜线这两种材料的导电性能，则应使不锈钢丝和铜丝的长度、横截面积相同(2)由于二者的导电性能无法直接测量，则采用转换思想，分别将不锈钢丝和铜丝与小灯泡串联后接到同一电源上，通过小灯泡的亮暗显示不锈钢丝和铜丝的导电性能的强弱【点睛】本题主要考查对应用控制变量法和转换法设计实验的能力所谓的控制变量法是指：在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题2、（1）0.98g/cm3 （2）加水（3）0.8g/cm3 （4） 酒精 （5）有良好的透水性（水能透过氧化石墨烯薄