强化训练苏科版九年级物理下册《能源与可持续发展》专项测试试题（含解析）

苏科版九年级物理下册《能源与可持续发展》专项测试考试时间：90分钟；命题人：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、美团共享电单车已经进入鞍山了。对于使用电单车说法错误的是（）A．骑电单车上坡时省劲儿，是电能转化为机械能B．给电单车充电时，是将电能转化为化学能C．电单车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过热传递改变刹车片内能的D．电单车没电时需要奋力蹬车，消耗人体内的一部分能量，这个过程能量转化守恒2、下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用3、关于能源、信息与材料，下列说法正确的是（）A．核电站核反应堆发生的链式反应，速度是可以控制的B．若用超导材料制造电烤火炉，发热效率更高C．5G和4G通讯信号的电磁波在真空中传播的速度不相等D．化石能源和风能都属于可再生能源4、下列说法正确的是（）A．由于沙石的比热容较大，所以沙漠地区的昼夜温差较大B．清晨，路边的草或树叶上有时会结有露珠，这是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小水滴C．随着科技的发展，人类一定能制造出永动机-不需要动力就能源源不断地对外做功的机器D．利用一切物质的分子都在不停地做无规则运动这一规律，经过训练的警犬可以从旅客的行李箱中发现夹带的海洛因、摇头丸等毒品5、汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是汽油机的一个冲程，下列说法中正确的是（）A．图示冲程为吸气冲程B．随着汽油的燃烧，汽油质量减少，汽油的热值变小C．图示冲程汽油机把内能转化为机械能D．水作为发动机的冷却剂，吸热后水温升高，比热容变小6、下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（）A．用电炉加热水 B．农服在阳光下暴晒升温C．火箭升空 D．双手摩擦生热7、下列关于能源的说法中正确的是（）A．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用C．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能D．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化8、倡导保护环境，国家鼓励发展新能源汽车，下列相关说法正确的是（）A．电动汽车能快速充电，是因为其电池能量转化效率高B．使用超导材料制作汽车电动机，可提高能量利用效率C．随着科学技术进步，新能源汽车的效率可达到D．太阳能、核能、风能，都属于可再生的清洁型新能源9、下列关于能量转化和转移的实例中，分析正确的是（）A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能B．水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能D．在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体10、水汽包子是云梦胡金店特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，皮薄馅大，香而不腻。在水汽包子的制作过程中，以下说法正确的是（）A．木柴燃烧时将内能转化为化学能B．水汽包子“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动C．水汽包子能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低D．往热锅内倒入水会产生大量的“白气，“白气”是水汽化形成的第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录．“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过______（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为______能，从而获得上亿度的高温．2、随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整；______（2）用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点？______（至少写出一条）3、阅读《碳中和与能源结构》并回答题。碳中和与能源结构碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身直接或间接产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳"零排放"。我国政府将采取有力的政策和措施，使二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。目前大多数的电能来源于燃烧化石能源而获得，煤炭是火力发电的主要燃料，在燃烧化石能源的过程中必定会有碳排放，因此不能简单地认为使用电力汽车就可以减少碳排放。在我国碳排放总量中，煤炭排放的占比超过了60%，而煤电的碳排放约占煤炭总排放的一半，因此在电力工业中实现能源转型，是电力脱碳，实现碳中和的重要途径。优化和升级能源结构，要减少以煤炭为主的化石能源，提高新能源、可再生能源和其他能源的合理利用。目前比较成熟的是风力发电和光伏发电，据不完全统计，2020年我国风电、光伏发电量占全国发电总量的9.67%，火力发电量占全国总发电量的70%。风力发电和光伏发电无需化石能源又环保，为何不能像火力发电一样被广泛应用呢？第一个原因是风力发电和光伏发电有非连续的特点，具有不稳定性，比如太阳能受光照时间制约，风能受风力和风向制约。第二个原因是储电困难。电网只能容纳约15%的非稳定型发电的电能，风能和太阳能发出来的电，电网是无法全部容纳的。电能的存储有物理和化学两种方式。物理的方式主要是通过势能等与电之间的相互转化，比如抽水蓄能，利用电力系统负荷低谷时的剩余电量用水泵把水抽到高处，把电能转化为水的势能，当系统发电量不足时，再让水流下来推动发电机发电。化学储能主要是依靠电池，把电力系统剩余电量存储到电池中。但以上储能方式还无法解决大规模储能问题。今后我们的风力发电和光伏发电会越来越多，发电量的波动性也会更强，对电网的时时调度要求会更高，风力发电和光伏发电的存储和运输是目前急需解决的技术问题。（1）风力发电和光伏发电目前还不能广泛应用的原因是①___________②___________。（2）请你列举两条在日常生活中有利于实现碳中和的具体做法或建议。①___________。②___________。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、我国核动力潜艇“长城号”利用___________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应提供动力，核能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。6、清洁能源——氢气公交已在很多城市投入运营，它将氢气压缩后存储在钢瓶中作为车载燃料。氢气燃烧时，可以将_______能转化为_______能。已知氢的热值为，其物理意义是___________。7、（1）高速公路上常常会见到“限速”或“保持车距”的提示牌。对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具有______不能及时停住而造成交通事故。炎热的夏日，驾车行驶在平直的高速公路上，常常会看到公路远处似乎有“积水”，“积水”中还有汽车、电线杆等物体的倒影，如图所示；但行驶至该处时“积水”却消失了。这种现象称之为“公路蜃景”，是由于光通过不均匀的空气时发生______形成的。（2）2020年的冬天特别寒冷，早起锻炼的小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了图甲和图乙所示的取暖方式。从改变物体内能的方式来看，小丽是通过______来增加手的内能的，小军是通过______来增加手的内能的。（3）目前，我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力，水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位。其中，水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用原子核______（选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的。（4）每个家庭电路中，都装有图甲所示的仪表，它是用来测量整个家庭电路中所有用电器在一段时间内消耗的______的。有些家用电器的电源线使用图乙所示的三线插头，其中标有“E”的插头的作用是为了方便这些家用电器的金属外壳与______相连。8、在下列现象中，能量是怎样转化的？（1）用锯锯木头，过一会锯条变热了：______（2）木材燃烧，发光发热：______（3）对蓄电池充电：______。9、随着智能手机的普及，人们的聊天方式也不断推陈出新，由于智能手机的待机时间很短，因此需要经常充电，当给电池充电时是将______能转化成______能。10、近年来，手机“微信”成为人们交流的一种方式，它是靠手机发射和接收的_____来传播信息的；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。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、大量研究表明，我国家庭分散燃烧煤炭是产生雾霾的重要原因，因此高效利用及用清洁能源替代煤炭已经刻不容缓。太阳能热水器很好的利用了清洁能源。小明家太阳能热水器可装水，在夏季可以将这些水从加热到（，煤炭热值）。（1）水吸收的热量是多少？（2）如果煤炭加热水的效率为，加热上述水需要多少煤炭？（保留2位小数）（3）节约能源也可以减少雾霾的产生，可是有人认为自然界的能量是守恒的，不必节约能源，这种观点为什么不对？2、太阳能是21世纪重点发展的能源之一．太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．如图所示是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S＝8m2，太阳光照射到电池板每1m2面积上辐射功率为P0＝1KW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U＝120V，并对车上的电动机提供I＝10A的电流，试问：（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？（2）如果这辆汽车的电动机将上述电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时10min，受到的阻力为150N，则汽车的行驶速度是多大？（3）这么多的电能如果由汽油完全燃烧释放获得，则需要燃烧多少千克汽油？(汽油热值近似取q汽油=5×107J/kg)3、某柴油机的部分技术规格如表所示：汽缸数汽缸直径额定功率转速燃油消耗率冷却方式195mm8.8kW2000R/min0.3kg/3.6×106J蒸发水冷其中，“额定功率”是指柴油机正常工作时对外所做机械功的功率；“燃油消耗率”是指柴油机正常工作时，每输出3.6×106J的能量柴油机所消耗柴油的千克数。已知柴油的热值为3.2×107J/kg。已知柴油机的效率η=W/Q×100%（式中W为柴油机在某段时间内对外所做的功,Q为它在这段时间内所消耗的柴油完全燃烧所产生的热量），则该柴油机正常工作时的效率约为多少?4、如图，将半径为h光滑的圆弧固定在水平地面上，已知质量为100g的小球从圆弧顶端A点由静止释放，到达圆弧底端B点的速度v为2m/s（此过程中，小球的机械能守恒）：然后小球沿粗糙的水平地面运动到C点停止，BC间距离s为2m。小球静止在圆弧顶端A点时的重力势能（Ep）大小可以用公式Ep＝mgh来计算，小球运动到圆弧底端B点时动能（Er）大小可以用公式Ek＝mv2来计算（整个过程中不计空气阻力）。求：（1）圆弧半径h的大小；（2）小球在粗糙的水平地面上运动过程中，所受到的摩擦力大小。5、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：太阳照射时间/h装水量/L吸热板面积/m2水升高的温度/℃太阳辐射功率/J·（m2·h）-1101002.5501.68×106其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。求：（1）求装满水时水的质量。（2）水在10h内吸收的热量。（3）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气。（天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）（4）该太阳能热水器的能量转化效率。-参考答案-一、单选题1、C【详解】A．骑电单车上坡时，消耗了电能，获得了机械能，将电能转化为机械能，故A正确，不符合题意；

B．给电动车充电时，蓄电池相当于用电器，这一过程是将电能转化为化学能，故B正确，不符合题意；C．电单车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过做功改变刹车片内能的，故C错误，符合题意；D．电单车没电时需要奋力蹬车，消耗人体内的一部分能量，根据能量守恒定律可知，这个过程能量转化守恒，故D正确，不符合题意。故选C。2、B【详解】A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误；B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。故选B。3、A【详解】A．核电站是核裂变的应用，核反应堆中发生的链式反应，速度是可以控制的，故A正确；B．超导体是指某些材料当温度降低某个值时，电阻变为0，由于其电阻为0，由焦耳定律可知，电流经过超导体时不会发热，故B错误；C．5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是3×108m/s，故C错误；D．化石能源是经过漫长的岁月由太阳能转化而成的能源，不能短时间补充，所以是不可再生能源，故D错误。故选A。4、D【详解】A．由于沙石的比热容较小，一定量的砂石吸收或放出一定热量后，温度变化大，所以沙漠地区的昼夜温差较大，故A错误；B．清晨，路边的草或树叶上有时会结有露珠，这是空气中的水蒸气在夜间遇冷液化形成的小水滴，故B错误；C．根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式的能量，所以永动机是不会制造出来的，故C错误；D．因为分子不停地做无规则运动，而且警犬的鼻子非常灵敏，所以经过训练的警犬可以从旅客的行李箱中发现夹带的海洛因、摇头丸等毒品，故D正确。故选D。5、C【详解】AC．如图所示，两个气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以为做功冲程；此冲程中气缸内的气体对活塞做功，气缸内气体的内能减小，减小的内能转化为机械能，故A错误、C正确；B．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，因此当汽油不断减少时，汽油的热值不变，故B错误；D．比热容是物质的一种特性，与温度无关，故D错误。故选C。6、C【详解】A．电炉是要消耗电能的，加热水转化为水的内能，是电能转化为内能，故A不符合题意；B．农服在阳光下曝晒升温是将太阳光转化为内能，故B不符合题意；C．火箭升空是要消耗燃料的，将燃料的化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能，故C符合题意；D．双手摩擦发热是克服双手间的摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意。故选C。7、C【详解】A．煤、石油是当今人类利用的主要能源，这些能源一旦使用后，在短期内无法再生，故是不可再生能源，故A错误；B．太阳能、风能、水能、海洋能、生物能、地热能等是清洁能源，天然气不是清洁能源，故B错误；C．核电站发电的过程是先将核能转化为内能，而后再将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能的，故C正确；D．热传递改变物体的内能的过程是能量的转移过程，故D错误。故选C。8、B【详解】A．电动汽车能快速充电主要是与电动汽车的充电功率有关，和电池没有关系，故A错误；B．如果使用超导体材料制作汽车的电动机，超导体又称为超导材料，是指在某一温度下，电阻为零的导体。通过焦耳定律可得，如果导体的电阻为零，那么不论多长的时间或者多大的电流，超导体处都不会产生热量，减少额外功的产生，从而提升能量的利用效率，故B正确；C．无论科学技术如何进步，机械在做功时总是会产生额外功，所以新能源汽车的效率不可能达到，故C错误；D．可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等，它们在自然界可以循环再生，是取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源；清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和可再生能源。其中核能虽然是清洁能源，但是核能会消耗物质，而且消耗的物质并不能在自然界中循环再生，所以核能是不可再生能源，故D错误。故选B。9、A【详解】A．燃料燃烧时发生化学变化，即燃料燃烧时将化学能转化为内能，故A正确；B．水轮机带动发电机发电，水轮转动的机械能转化为了电能，故B错误；C．植物吸收太阳光进行光合作用，光合作用时发生化学变化，故是光能转化为化学能，故C错误；D．在热传递中，热量总是从温度高的物体传到温度低的物体，故D错误。故选A。10、B【详解】A．木柴燃烧时将化学能转化为内能，故A错误；B．水煎包“香气四溢”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；C．水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故C错误；D．往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，这是由于水蒸气液化形成的，故D错误。故选B。二、填空题1、聚变内【详解】[1][2]太阳内部发生的是核聚变，“东方超环”的反应原理与太阳内部一样，为核聚变，释放巨大的核能，原子核能又转化为内能。2、内能，机械能环保（或者节能）【详解】（1）[1]燃料的化学能通过燃烧转化为高温高压气体的内能，高温高压燃气又推动汽轮机做功，把内能转化为机械能，然合汽轮机带动发电机发电，使机械能转化为电能。（2）[2]垃圾填埋既占用了土地又污染环境，利用垃圾发电，可以做到废物利用，节约了其它能源。3、风力发电和光伏发电的不稳定性储电困难夏天开空调温度不低于26℃乘坐公共交通工具出行【详解】（1）[1][2]由材料可知，风力发电和光伏发电目前还不能广泛运用的原因有：①风力发电和光伏发电有非连续的特点，具有不稳定性。②储电困难，有大量的电能被浪费。（2）[3][4]为了实现碳中和，应该在日常生活中减少碳排放，具体做法有：①夏天开空调温度不低于26℃。②乘坐公共交通工具出行。4、转化转移【详解】[1][2]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、核裂变不可再生【详解】[1]核裂变是可控的，故核动力潜艇“长城号”利用核裂变反应提供动力的。[2]核能短期内不能从自然界得到补充，它属于不可再生能源。6、化学内1kg氢完全燃烧放出的热量是【详解】[1][2]氢气燃烧时，消耗化学能，产生内能，故氢气的化学能通过燃烧转化为内能。[3]氢的热值是，表示的物理意义是：1kg氢完全燃烧放出的热量是。7、惯性折射热传递做功可再生裂变电能大地（或“地”或“地线”）【详解】（1）[1]惯性是物体保持原有运动状态不变的性质，对于高速行驶的汽车，“限速”和“保持车距”可以有效避免突发情况下急刹车时，由于汽车具惯性不能及时停住而造成交通事故。[2]光由一种介质斜射入另一种介质（或在同种不均匀介质中斜射）时传播方向会发生改变。“公路蜃景”，是由于光通过不均匀的空气时发生折射形成的。（2）[3]小丽是哈气取暖，水蒸气液化放热，手吸热，是通过热传递来增加手的内能的。[4]小军是两手互搓取暖，是摩擦生热，通过做功来增加手的内能的。（3）[5]不可再生能源是须经地质年代才能形成而短期内无法再生的一次能源，可再生能源是能够不断得到补充以供使用的一次能源。水电、风电、光伏发电消耗的能源——水能、风能、太阳能都属可再生能源。[6]核电站是利用能够控制的原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的，核电站是利用原子核裂变释放的能量来发电的。（4）[7]电能表测量电能的仪器。电能表上电功的单位是，电能表的计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内消耗的电能。[8]大地是导体,三线插头中标有“E”的插头的作用是为了方便这些家用电器的金属外壳与大地相连，从而防止触电。8、机械能转化为内能化学能转化为光能和热能电能转化为化学能【详解】（1）[1]用锯锯木头，锯条变热，用锯锯木头时克服摩擦做功，锯条变热，机械能转化为内能。（2）[2]木材燃烧，发光发热，木材燃烧时产生化学反应，发光发热，化学能转化为光能和热能。（3）[3]对蓄电池充电，消耗电能变为化学能，电能转化为化学能。9、电化学【详解】[1][2]手机充电过程中，消耗了电能，消耗的电能转化成了化学能被存储在电池里，所以是将电能转化为化学能的过程。10、电磁波化学方向【详解】[1]手机既是无线电发射台又是无线电接收台，在人讲话的时候，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；靠手机发射和接收的电磁波来传递信息的。[2]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。[3]自然界中的能量只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，能量的转化和转移是有方向的；因此可利用的能源是有限的。三、计算题1、(1)4.2×107J；(2)4.67kg；(3)不对，因为能量的转移和转化是有方向性的，不是所有的能源都可以直接利用的【分析】知道水的质量、比热容、初末温度，由吸热公式可以求出水吸收的热量；煤炭来提供热量，不计热量损失，根据公式变形可求得煤炭的质量；自然界的能量是守恒，但能量的转移和转化是有方向性的，故需要节约能源。【详解】(1)水吸收的热量(2)煤炭放出的热量需要煤炭(3)不对，因为能量的转移和转化是有方向性的，不是所有的能源都可以直接利用的。答：(1)水吸收的热量是；(2)如果煤炭加热水的效率为，加热上述水需要煤炭；(3)不对，因为能量的转移和转化是有方向性的，不是所有的能源都可以直接利用的。2、(1)15%(2)6m/s(3)0.0144kg【详解】（1）．太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为P太=P0S=(1×103×8)W=8000W转化为太阳能汽车的电功率为P电=UI=120V×10A=1200W太阳能电池将