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沪粤版初中物理九年级第十九章、第二十章素养综合测试卷课件
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这是一份沪粤版初中物理九年级第十九章、第二十章素养综合测试卷课件，共32页。
第十九章、第二十章 素养综合测试卷(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题4分,共40分)1. (2024山东临沂期末,1,★☆☆)1月5日,中国航天2024年首 次发射圆满成功,快舟一号甲运载火箭将天目一号气象星座15~18星发射升空。 气象星座与地面控制系统间的通信靠的是 ( )A. 电磁波 B. 超声波 C. 次声波 D. 紫外线A解析 电磁波可以在真空中传播,且可以传递信息。气象星座与地面控制 系统间的通信靠的是电磁波。2. (2023江苏无锡模拟,4,★☆☆)光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一,关于 光纤以下说法正确的是 ( )A. 光纤是超导体B. 光在光纤中不断折射向前传播C. 光在光纤中的传播速度为3×108 m/sD. 光纤不导电,不会受外界电磁场的干扰解析 光纤是绝缘体,不导电,不会产生电磁感应现象,所以光纤通信不会受 外界电磁场的干扰,A不正确,D正确;光在光纤中不断反射向前传播,B不正确;光 在光纤中的传播速度小于3×108 m/s,C不正确。D3. (2023河北唐山期末,16,★☆☆)下列关于能量转化与能源的说法,不正确的是 ( )A. 手机充电过程中将电能转化为化学能B. 电磁感应现象中 ,把机械能转化为电能C. 地热能、天然气、电能都属于可再生能源D. 虽然能量是守恒的,但是我们仍需节约能源解析 地热能属于可再生能源,天然气属于不可再生能源,电能属于二次能 源,不区分可再生或不可再生,C不正确。C4. (2023广东佛山一模,2,★☆☆)下列关于电磁波和通信技 术说法正确的是 ( )A. 用三个同步卫星几乎可以实现全球通信B. 手机在偏远山区没信号,是电磁波的频率变小了,传播距离变短了C. 手机5G技术“传输的信息多”主要是其电磁波比4G技术传播速度快D. 光纤通信中使用的导线是金属导线解析 在地球周围均匀地布置3颗同步卫星,就几乎可以实现全球通信,A正 确;手机在偏远山区没信号,是因为手机信号弱等原因,电磁波在传播过程中频率 不会变化,B错误;手机5G技术“传输的信息多”是指传输速度的增加,不是电磁 波的传播速度增加,C错误;光纤通信利用玻璃做成的光导纤维传递信息,D错 误。A5. (2023江苏兴化三模,5,★☆☆)近期,在建的世界最大规模水电站——中国白鹤 滩水电站建设进展顺利。水能属于 ( )①可再生能源 ②不可再生能源③清洁能源 ④非清洁能源A. ①④ B. ①③ C. ②③ D. ②④解析 水能可以源源不断地从自然界得到,是可再生能源;利用水能时不会 造成污染,属于清洁能源;所以①③正确,B正确。B6. (2024甘肃兰州五十六中期末,5,★☆☆)如图所示,中国空间站在太空飞行,太 阳能帆板提供保证空间站正常工作需要的能量,下列说法正确的是 ( )A. 太阳能帆板相当于电源B. 太阳能帆板将电能转化为太阳能C. 太阳能帆板相当于用电器D. 太阳能帆板工作的整个过程中不遵循能量守恒定律解析 太阳能帆板将太阳能转化为电能,给电路提供电能,在电路中相当于 电源,A正确,B、C错误;太阳能帆板工作的整个过程中遵循能量守恒定律,D错 误。A7. (新独家原创,★☆☆)我国具有完全自主知识产 权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程于2023年1 2月6日商运投产,成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电 站,关于核电站说法中正确的是 ( )A. 核反应堆将电能转化为核能B. 核能是可再生能源C. 核反应堆中进行的是核裂变D. 核反应堆利用核能发电的整个过程,所有产物不会对人类造成任何危害解析 核电站工作过程中,利用核裂变将核能转化为电能,A错误,C正确;核 能不能在短期内得到补充,是不可再生能源,B错误;核泄漏、核辐射会给人们带 来伤害,D错误。C8. (2024安徽淮北期末,12,★☆☆)人类文明,一脉 相传。从古代的水磨,到今天的水电站,都是人类对水能的合理开发与利用。如 图所示,图甲是古代的水磨,流水冲击水轮,水轮转动,去汲水、碾谷、磨面;图乙 是水电站,流水冲击水轮,带动发电机发电。从能量转化和转移的角度来看,下列 说法中正确的是 ( ) A. 图甲中,水磨工作过程中只有机械能的转移,没有机械能转化为其他形式的能CB. 图甲中,流水通过水轮后,在往下游流动的过程中,水流的速度不变,机械能不 变C. 图乙中,拦河大坝起到了提高水的重力势能的效果D. 图乙中,流水冲击水轮,带动发电机发电,减少的水能全部转化为电能解析 水磨工作过程中,既有机械能的转移,也有一部分机械能转化为内能, A错误;流水通过水轮后,在往下游流动的过程中,水流的速度变大,同时会有少部 分机械能转化为内能,所以机械能变小,B错误;拦河大坝提高了水位,从而提高水 的重力势能,C正确;流水冲击水轮,带动发电机发电,由于存在能量损耗,所以减少 的水能不能全部转化为电能,D错误。9. (2024河南南阳十三中月考,10,★☆☆)我国是世界人均水 资源最贫乏的国家之一。爱护水资源是我们应尽的义务。我们不仅要节约用 水,同时还要防止水体污染。下列措施中不合理的是 ( )A. 生活中不使用含磷洗涤剂 B. 禁止施用农药化肥C. 生活污水经净化后再排放 D. 禁止在江河边倾倒垃圾B解析 含磷洗涤剂的使用会对河流湖泊的生态环境造成破坏,所以使用不含 磷的洗涤剂可以防止水体污染,A不符合题意;减少化肥和农药的不合理利用可 以减少水体污染,但是合理的使用也是必要的,所以不可能禁止施用农药化肥,B 符合题意;生活污水经过净化后再排放可以减少对水体的污染,C不符合题意;在 江河边倾倒垃圾会有垃圾或者污染液体流入河水从而污染水体,所以需要禁止 在江河边倾倒垃圾,D不符合题意。10. (2023广东广州番禺二模,5,★★☆)波长在1 cm至1 mm之间的无线电波叫作 毫米波,近年来利用毫米波制作的雷达被广泛应用于汽车领域。无线电波频段 划分如图。则 ( ) A. 毫米波属于UHF频段的电磁波B. 毫米波在空气中的传播速度为340 m/sC. 6×1 Hz毫米波的波长比8×1 Hz的波长短D. UHF和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同D解析 波长在1 cm至1 mm之间的无线电波叫作毫米波,即波长为10-3~10-2 m, 根据图中波长确定毫米波属于极高频波,不属于UHF频段的电磁波,A错误;毫米 波也是电磁波,在空气中的传播速度近似在真空中的传播速度,大约为3×108 m/s, UHF和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同,B错误,D正确;根据图可知波 长越短,频率越高,6×1010 Hz 毫米波的波长比8×1010 Hz毫米波的波长长,C错误。11. (新独家原创,★☆☆)海南自由贸易港国际互联网数据专用通道建成并投用, 推进了“互联网+大数据”智慧型城市的发展。让数据信息在移动终端之间连 接起来的载体是 (选填“超声波”或“电磁波”)。假如地球表面的大 气层突然消失,人们 (选填“仍能”或“不能”)通过WiFi获取对方的信 息。二、填空题(每空2分,共22分)解析 让数据信息在移动终端之间连接起来的载体是电磁波,假如地球表面的 大气层突然消失,人们仍能通过WiFi获取对方的信息。电磁波仍能12. (2023甘肃天水模拟,8,★☆☆)光纤是信息传送的一种重要工具,如图所示,光 可从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能随意“转弯”,其实这是 光在光纤内不断 而实现的。光也是一种电磁波,它们在真空中的传播 速度都是 m/s。全反射3×108解析 电磁波在真空中的传播速度是c=3×108 m/s;光纤通信利用的是全反射,光 纤在结构上有中芯和外皮两种不同介质,光在中芯传播遇到与外皮的交界面时, 会发生全反射现象,保证光不会泄漏到光纤外。13. (教材变式·P55图片,★☆☆)甲、乙分别为两种电磁波,其部分波形如图(a)所 示,其中甲是我们能看得见的某种色光。结合图(b)的电磁波谱,可以推测:乙可能 是 (选填“红外线”或“紫外线”),甲、乙这两种电磁波具有相同的 (选填“波长”“波速”或“频率”)。 红外线波速解析 由图(a)可知,甲的波长短,乙的波长长,光属于电磁波,电磁波在同种介质 中的传播速度是相同的,已知甲是我们能看得见的光,根据图(b)可知,乙可能是不 可见光中的红外线。14. (2024福建仙游期末,15,★☆☆)第十九届杭州亚运会开幕式主火炬以废碳再 生的“绿色甲醇”为燃料,实现了循环内零排放的点火创新。绿色甲醇属于 (选填“一次能源”或“二次能源”);当完全燃烧0.03 kg的绿色甲醇时,放出 的热量。(已知q甲醇=2.3×107 J/kg)解析 绿色甲醇是以废碳再生的,属于二次能源;当完全燃烧0.03 kg的绿色甲醇 时,放出的热量为:Q放=mq甲醇=0.03 kg×2.3×107 J/kg=6.9×105 J。二次能源 6.9×105 J15. (2024山东宁阳期末,17,★★☆)太阳是一个巨大的能源,直接利用太阳能不会 污染环境。围绕地球运转的通信卫星,其两翼安装的太阳电池板,能把 能直接转化成 能,供通信卫星使用;太阳能还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 ℃,若燃烧煤气来加热 这些水,则至少需要消耗掉 m3的煤气。\[已知完全燃烧1 m3煤气可放出 3.9×107 J的热量,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)\]。太阳电 0.16解析 太阳电池板是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能,供通信卫星 使用的。水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(50 ℃-20 ℃)=6.3× 106 J,Q吸=Q放=Vq,需要煤气的体积:V= = ≈0.16 m3。16 (2023广东汕尾二模,24,★☆☆)(12分)我国发射的“中 国空间站”实验室,用于验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验,开展地 球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域 的应用和试验。打造了一个真正意义上的空间实验室。关于发射“中国空间 站”应用到很多物理知识,请回答下列相关问题。(1)因为太空是真空,所以地面和“中国空间站”是通过 (选填“声 波”或“电磁波”)进行联系的。(2)“神舟”飞船与“中国空间站”组合体在绕地飞行的过程中(如图),组合体 的运动状态 (选填“改变”或“不变”),若以 为参照物,组合 体是运动的。三、综合能力题(共24分)电磁波改变地球(3)航天员在完全失重的太空轨道舱中,能正常进行的实验是 (选填“A” “B”或“C”)。A. 用天平测量质量B. 用弹簧测力计测量拉力C. 用量筒测水的体积(4)神舟载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱减速,这个过程中返回 舱的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”),机械能 (选填 “增大”“不变”或“减小”)。减小减小B 解析 (1)因为太空是真空,所以地面和“中国空间站”是通过电磁波进行联系 的;(2)“神舟”飞船与“中国空间站”组合体在绕地飞行的过程中,运动方向不断 变化,所以组合体的运动状态改变;若以地球为参照物,组合体与地球之间的位置 不断变化,所以组合体是运动的;(3)物体由于失重对托盘没有压力作用,不能测量物体的质量,A错误;弹簧测力计 可以在拉力作用下使弹簧形变,可以测拉力,B正确;水处于失重状态时呈球形,不 能用量筒测量其体积,C错误;(4)神舟载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱减速,该过程中返回舱 的动能减小,且返回舱受到空气的阻力,机械能转化为内能,机械能减小。易错警示 机械能守恒定律:动能和势能可以相互转化,若只有动能和势能 之间的转化,机械能的总量不变,机械能守恒定律是有条件的;能量守恒定律:各 种形式的能量之间可以相互转化且能量的总量不变。17. (2023广东中山三模,25,★★☆)(12分)阅读短 文,回答问题。 为保护地球家园,我国将努力争取在2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比,我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源,风光互补发电项 目正大规模推进,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电。风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组、逆变器等几部分组成。 如表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中风力发电的最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率;光照功率是指太阳光 在每平方米电池板表面的照射功率,光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。(1)太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,地球上绿色植 物可以通过光合作用将太阳能转化为 能。核电站利用核能发电,它的 核心设备是反应堆。核电站利用核反应堆中铀核 (选填“裂变”或 “聚变”)时产生的内能,通过 (选填“汽轮机”或“内燃机”)做功,带动 发电机发电。(2)若太阳能电池板的面积为0.5 m2,则利用太阳能电池板发电5 h产生的电能可 供额定功率为40 W的电灯正常工作 h。(3)若风力发电时功率与风速的立方成正比,则当输出功率为50 W时,风速为 m/s。可再生 化学裂变汽轮机12.5 6解析 (1)太阳能可以源源不断地从自然界中获得,所以太阳能属于可再生能源; 地球上绿色植物可以通过光合作用将太阳能转化为化学能;核电站利用核反应 堆中铀核裂变时产生的内能,通过汽轮机做功,带动发电机发电;(2)太阳能电池板发电5 h获得的电能为:W电=1 000 W/m2×0.5 m2×5×3 600 s×20%= 1.8×106 J;由P= 得,这些电能可供额定功率为40 W的电灯正常工作的时间为:t= = =4.5×104 s=12.5 h;(3)风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,即P=kv3,因为发电机的最 大输出功率为400 W、最大风速为12 m/s,则400 W=k×(12 m/s)3,所以k= ,由P=kv3得,风力发电机的输出功率为50 W时的风速为:v= = =6 m/s。四、计算题(共14分)18. (2023湖南衡阳八中自主招生考试,20,★★★)邵阳市望云山开发风力发电基 地,预计到2025年全部投入生产,如果该风力发电基地全部建成的话,风电装机总容量可达1万千瓦。风力发电即风轮机叶片不断受到风力的推动而转动,将风的动能转化成电能。若风力发电机每片风叶的质量为6 t,长为40 m。如表给出了1 kg空气在不同风速下速度(v)与动能(E)的关系(空气密度取1.2 kg/m3,圆周率π=3.0)。 (1)如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.8×105 J的电能,则50台这样 的风力发电机,一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克煤所产生的能量?(一 年工作时间按3 000 h计算,煤的热值为3.0×107 J/kg)(2)当风速为10 m/s时,若风力发电机风轮正面迎风,这台发电机每秒钟能对外提 供2.88×105 J的电能,则它将风能转化为电能的效率是多少?3.24×106 kg10%解析 (1)50台这样的风力发电机一年获得的电能为:W=1.8×105 J/s×50×3 000×3 600 s=9.72×1013 J;一年获得的电能相当于完全燃烧煤的质量为:m= = = =3.24×106 kg;(2)每秒钟通过风轮的空气质量为:m=ρV=ρSL=ρπr2vt=1.2 kg/m3×3.0×(40 m)2×10 m/s×1 s=57 600 kg;空气的动能为:E=57 600 kg×50 J/kg=2.88×106 J;它将风能转化为电能的效率为:η= = =10%;
第十九章、第二十章 素养综合测试卷(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题4分,共40分)1. (2024山东临沂期末,1,★☆☆)1月5日,中国航天2024年首 次发射圆满成功,快舟一号甲运载火箭将天目一号气象星座15~18星发射升空。 气象星座与地面控制系统间的通信靠的是 ( )A. 电磁波 B. 超声波 C. 次声波 D. 紫外线A解析 电磁波可以在真空中传播,且可以传递信息。气象星座与地面控制 系统间的通信靠的是电磁波。2. (2023江苏无锡模拟,4,★☆☆)光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一,关于 光纤以下说法正确的是 ( )A. 光纤是超导体B. 光在光纤中不断折射向前传播C. 光在光纤中的传播速度为3×108 m/sD. 光纤不导电,不会受外界电磁场的干扰解析 光纤是绝缘体,不导电,不会产生电磁感应现象,所以光纤通信不会受 外界电磁场的干扰,A不正确,D正确;光在光纤中不断反射向前传播,B不正确;光 在光纤中的传播速度小于3×108 m/s,C不正确。D3. (2023河北唐山期末,16,★☆☆)下列关于能量转化与能源的说法,不正确的是 ( )A. 手机充电过程中将电能转化为化学能B. 电磁感应现象中 ,把机械能转化为电能C. 地热能、天然气、电能都属于可再生能源D. 虽然能量是守恒的,但是我们仍需节约能源解析 地热能属于可再生能源,天然气属于不可再生能源,电能属于二次能 源,不区分可再生或不可再生,C不正确。C4. (2023广东佛山一模,2,★☆☆)下列关于电磁波和通信技 术说法正确的是 ( )A. 用三个同步卫星几乎可以实现全球通信B. 手机在偏远山区没信号,是电磁波的频率变小了,传播距离变短了C. 手机5G技术“传输的信息多”主要是其电磁波比4G技术传播速度快D. 光纤通信中使用的导线是金属导线解析 在地球周围均匀地布置3颗同步卫星,就几乎可以实现全球通信,A正 确;手机在偏远山区没信号,是因为手机信号弱等原因,电磁波在传播过程中频率 不会变化,B错误;手机5G技术“传输的信息多”是指传输速度的增加,不是电磁 波的传播速度增加,C错误;光纤通信利用玻璃做成的光导纤维传递信息,D错 误。A5. (2023江苏兴化三模,5,★☆☆)近期,在建的世界最大规模水电站——中国白鹤 滩水电站建设进展顺利。水能属于 ( )①可再生能源 ②不可再生能源③清洁能源 ④非清洁能源A. ①④ B. ①③ C. ②③ D. ②④解析 水能可以源源不断地从自然界得到,是可再生能源;利用水能时不会 造成污染,属于清洁能源;所以①③正确,B正确。B6. (2024甘肃兰州五十六中期末,5,★☆☆)如图所示,中国空间站在太空飞行,太 阳能帆板提供保证空间站正常工作需要的能量,下列说法正确的是 ( )A. 太阳能帆板相当于电源B. 太阳能帆板将电能转化为太阳能C. 太阳能帆板相当于用电器D. 太阳能帆板工作的整个过程中不遵循能量守恒定律解析 太阳能帆板将太阳能转化为电能,给电路提供电能,在电路中相当于 电源,A正确,B、C错误;太阳能帆板工作的整个过程中遵循能量守恒定律,D错 误。A7. (新独家原创,★☆☆)我国具有完全自主知识产 权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程于2023年1 2月6日商运投产,成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电 站,关于核电站说法中正确的是 ( )A. 核反应堆将电能转化为核能B. 核能是可再生能源C. 核反应堆中进行的是核裂变D. 核反应堆利用核能发电的整个过程,所有产物不会对人类造成任何危害解析 核电站工作过程中,利用核裂变将核能转化为电能,A错误,C正确;核 能不能在短期内得到补充,是不可再生能源,B错误;核泄漏、核辐射会给人们带 来伤害,D错误。C8. (2024安徽淮北期末,12,★☆☆)人类文明,一脉 相传。从古代的水磨,到今天的水电站,都是人类对水能的合理开发与利用。如 图所示,图甲是古代的水磨,流水冲击水轮,水轮转动,去汲水、碾谷、磨面;图乙 是水电站,流水冲击水轮,带动发电机发电。从能量转化和转移的角度来看,下列 说法中正确的是 ( ) A. 图甲中,水磨工作过程中只有机械能的转移,没有机械能转化为其他形式的能CB. 图甲中,流水通过水轮后,在往下游流动的过程中,水流的速度不变,机械能不 变C. 图乙中,拦河大坝起到了提高水的重力势能的效果D. 图乙中,流水冲击水轮,带动发电机发电,减少的水能全部转化为电能解析 水磨工作过程中,既有机械能的转移,也有一部分机械能转化为内能, A错误;流水通过水轮后,在往下游流动的过程中,水流的速度变大,同时会有少部 分机械能转化为内能,所以机械能变小,B错误;拦河大坝提高了水位,从而提高水 的重力势能,C正确;流水冲击水轮,带动发电机发电,由于存在能量损耗,所以减少 的水能不能全部转化为电能,D错误。9. (2024河南南阳十三中月考,10,★☆☆)我国是世界人均水 资源最贫乏的国家之一。爱护水资源是我们应尽的义务。我们不仅要节约用 水,同时还要防止水体污染。下列措施中不合理的是 ( )A. 生活中不使用含磷洗涤剂 B. 禁止施用农药化肥C. 生活污水经净化后再排放 D. 禁止在江河边倾倒垃圾B解析 含磷洗涤剂的使用会对河流湖泊的生态环境造成破坏,所以使用不含 磷的洗涤剂可以防止水体污染,A不符合题意;减少化肥和农药的不合理利用可 以减少水体污染,但是合理的使用也是必要的,所以不可能禁止施用农药化肥,B 符合题意;生活污水经过净化后再排放可以减少对水体的污染,C不符合题意;在 江河边倾倒垃圾会有垃圾或者污染液体流入河水从而污染水体,所以需要禁止 在江河边倾倒垃圾,D不符合题意。10. (2023广东广州番禺二模,5,★★☆)波长在1 cm至1 mm之间的无线电波叫作 毫米波,近年来利用毫米波制作的雷达被广泛应用于汽车领域。无线电波频段 划分如图。则 ( ) A. 毫米波属于UHF频段的电磁波B. 毫米波在空气中的传播速度为340 m/sC. 6×1 Hz毫米波的波长比8×1 Hz的波长短D. UHF和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同D解析 波长在1 cm至1 mm之间的无线电波叫作毫米波,即波长为10-3~10-2 m, 根据图中波长确定毫米波属于极高频波,不属于UHF频段的电磁波,A错误;毫米 波也是电磁波,在空气中的传播速度近似在真空中的传播速度,大约为3×108 m/s, UHF和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同,B错误,D正确;根据图可知波 长越短,频率越高,6×1010 Hz 毫米波的波长比8×1010 Hz毫米波的波长长,C错误。11. (新独家原创,★☆☆)海南自由贸易港国际互联网数据专用通道建成并投用, 推进了“互联网+大数据”智慧型城市的发展。让数据信息在移动终端之间连 接起来的载体是 (选填“超声波”或“电磁波”)。假如地球表面的大 气层突然消失,人们 (选填“仍能”或“不能”)通过WiFi获取对方的信 息。二、填空题(每空2分,共22分)解析 让数据信息在移动终端之间连接起来的载体是电磁波,假如地球表面的 大气层突然消失,人们仍能通过WiFi获取对方的信息。电磁波仍能12. (2023甘肃天水模拟,8,★☆☆)光纤是信息传送的一种重要工具,如图所示,光 可从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能随意“转弯”,其实这是 光在光纤内不断 而实现的。光也是一种电磁波,它们在真空中的传播 速度都是 m/s。全反射3×108解析 电磁波在真空中的传播速度是c=3×108 m/s;光纤通信利用的是全反射,光 纤在结构上有中芯和外皮两种不同介质,光在中芯传播遇到与外皮的交界面时, 会发生全反射现象,保证光不会泄漏到光纤外。13. (教材变式·P55图片,★☆☆)甲、乙分别为两种电磁波,其部分波形如图(a)所 示,其中甲是我们能看得见的某种色光。结合图(b)的电磁波谱,可以推测:乙可能 是 (选填“红外线”或“紫外线”),甲、乙这两种电磁波具有相同的 (选填“波长”“波速”或“频率”)。 红外线波速解析 由图(a)可知,甲的波长短,乙的波长长,光属于电磁波,电磁波在同种介质 中的传播速度是相同的,已知甲是我们能看得见的光,根据图(b)可知,乙可能是不 可见光中的红外线。14. (2024福建仙游期末,15,★☆☆)第十九届杭州亚运会开幕式主火炬以废碳再 生的“绿色甲醇”为燃料,实现了循环内零排放的点火创新。绿色甲醇属于 (选填“一次能源”或“二次能源”);当完全燃烧0.03 kg的绿色甲醇时,放出 的热量。(已知q甲醇=2.3×107 J/kg)解析 绿色甲醇是以废碳再生的,属于二次能源;当完全燃烧0.03 kg的绿色甲醇 时,放出的热量为:Q放=mq甲醇=0.03 kg×2.3×107 J/kg=6.9×105 J。二次能源 6.9×105 J15. (2024山东宁阳期末,17,★★☆)太阳是一个巨大的能源,直接利用太阳能不会 污染环境。围绕地球运转的通信卫星,其两翼安装的太阳电池板,能把 能直接转化成 能,供通信卫星使用;太阳能还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 ℃,若燃烧煤气来加热 这些水,则至少需要消耗掉 m3的煤气。\[已知完全燃烧1 m3煤气可放出 3.9×107 J的热量,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)\]。太阳电 0.16解析 太阳电池板是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能,供通信卫星 使用的。水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(50 ℃-20 ℃)=6.3× 106 J,Q吸=Q放=Vq,需要煤气的体积:V= = ≈0.16 m3。16 (2023广东汕尾二模,24,★☆☆)(12分)我国发射的“中 国空间站”实验室,用于验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验,开展地 球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域 的应用和试验。打造了一个真正意义上的空间实验室。关于发射“中国空间 站”应用到很多物理知识,请回答下列相关问题。(1)因为太空是真空,所以地面和“中国空间站”是通过 (选填“声 波”或“电磁波”)进行联系的。(2)“神舟”飞船与“中国空间站”组合体在绕地飞行的过程中(如图),组合体 的运动状态 (选填“改变”或“不变”),若以 为参照物,组合 体是运动的。三、综合能力题(共24分)电磁波改变地球(3)航天员在完全失重的太空轨道舱中,能正常进行的实验是 (选填“A” “B”或“C”)。A. 用天平测量质量B. 用弹簧测力计测量拉力C. 用量筒测水的体积(4)神舟载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱减速,这个过程中返回 舱的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”),机械能 (选填 “增大”“不变”或“减小”)。减小减小B 解析 (1)因为太空是真空,所以地面和“中国空间站”是通过电磁波进行联系 的;(2)“神舟”飞船与“中国空间站”组合体在绕地飞行的过程中,运动方向不断 变化,所以组合体的运动状态改变;若以地球为参照物,组合体与地球之间的位置 不断变化,所以组合体是运动的;(3)物体由于失重对托盘没有压力作用,不能测量物体的质量,A错误;弹簧测力计 可以在拉力作用下使弹簧形变,可以测拉力,B正确;水处于失重状态时呈球形,不 能用量筒测量其体积,C错误;(4)神舟载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱减速,该过程中返回舱 的动能减小,且返回舱受到空气的阻力,机械能转化为内能,机械能减小。易错警示 机械能守恒定律:动能和势能可以相互转化,若只有动能和势能 之间的转化,机械能的总量不变,机械能守恒定律是有条件的;能量守恒定律:各 种形式的能量之间可以相互转化且能量的总量不变。17. (2023广东中山三模,25,★★☆)(12分)阅读短 文,回答问题。 为保护地球家园,我国将努力争取在2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比,我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源,风光互补发电项 目正大规模推进,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电。风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组、逆变器等几部分组成。 如表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中风力发电的最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率;光照功率是指太阳光 在每平方米电池板表面的照射功率,光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。(1)太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,地球上绿色植 物可以通过光合作用将太阳能转化为 能。核电站利用核能发电,它的 核心设备是反应堆。核电站利用核反应堆中铀核 (选填“裂变”或 “聚变”)时产生的内能,通过 (选填“汽轮机”或“内燃机”)做功,带动 发电机发电。(2)若太阳能电池板的面积为0.5 m2,则利用太阳能电池板发电5 h产生的电能可 供额定功率为40 W的电灯正常工作 h。(3)若风力发电时功率与风速的立方成正比,则当输出功率为50 W时,风速为 m/s。可再生 化学裂变汽轮机12.5 6解析 (1)太阳能可以源源不断地从自然界中获得,所以太阳能属于可再生能源; 地球上绿色植物可以通过光合作用将太阳能转化为化学能;核电站利用核反应 堆中铀核裂变时产生的内能,通过汽轮机做功,带动发电机发电;(2)太阳能电池板发电5 h获得的电能为:W电=1 000 W/m2×0.5 m2×5×3 600 s×20%= 1.8×106 J;由P= 得,这些电能可供额定功率为40 W的电灯正常工作的时间为:t= = =4.5×104 s=12.5 h;(3)风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,即P=kv3,因为发电机的最 大输出功率为400 W、最大风速为12 m/s,则400 W=k×(12 m/s)3,所以k= ,由P=kv3得,风力发电机的输出功率为50 W时的风速为:v= = =6 m/s。四、计算题(共14分)18. (2023湖南衡阳八中自主招生考试,20,★★★)邵阳市望云山开发风力发电基 地,预计到2025年全部投入生产,如果该风力发电基地全部建成的话,风电装机总容量可达1万千瓦。风力发电即风轮机叶片不断受到风力的推动而转动,将风的动能转化成电能。若风力发电机每片风叶的质量为6 t,长为40 m。如表给出了1 kg空气在不同风速下速度(v)与动能(E)的关系(空气密度取1.2 kg/m3,圆周率π=3.0)。 (1)如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.8×105 J的电能,则50台这样 的风力发电机,一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克煤所产生的能量?(一 年工作时间按3 000 h计算,煤的热值为3.0×107 J/kg)(2)当风速为10 m/s时,若风力发电机风轮正面迎风,这台发电机每秒钟能对外提 供2.88×105 J的电能,则它将风能转化为电能的效率是多少?3.24×106 kg10%解析 (1)50台这样的风力发电机一年获得的电能为:W=1.8×105 J/s×50×3 000×3 600 s=9.72×1013 J;一年获得的电能相当于完全燃烧煤的质量为:m= = = =3.24×106 kg;(2)每秒钟通过风轮的空气质量为:m=ρV=ρSL=ρπr2vt=1.2 kg/m3×3.0×(40 m)2×10 m/s×1 s=57 600 kg;空气的动能为:E=57 600 kg×50 J/kg=2.88×106 J;它将风能转化为电能的效率为:η= = =10%;
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