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初中物理苏科版九年级全册能源与可持续发展优秀单元测试课堂检测
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这是一份初中物理苏科版九年级全册能源与可持续发展优秀单元测试课堂检测，共20页。试卷主要包含了0分），【答案】B，【答案】D，【答案】A等内容，欢迎下载使用。
苏科版初中物理九年级下册第十八章《能源与可持续发展》单元测试卷
考试范围：第十八章；考试时间：75分钟；总分80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 下列能源中，属于可再生能源的是( )
A. 煤 B. 石油 C. 风能 D. 天然气
2. 能源、信息和材料是现化社会发展的三大支柱，下列关于能源、材料、信息说法错误的是( )
A. 太阳能、风能、石油都是可再生能源
B. 手机话筒的主要作用是把声音信号变成电信号
C. 半导体是制成集成电路(俗称芯片)的主要材料之一
D. 电饭锅煮饭时把电能转化为内能
3. 关于能源的利用与社会发展，下列说法不正确的是( )
A. 人类社会前进的每一步都和能源的利用息息相关
B. 蒸汽机的发明引发了世界性的工业革命
C. 电磁感应现象的发现及发电机的发明使人类社会进入了电气化时代
D. 20世纪初，科学家发现了核能，核燃料放出的能量比煤炭燃烧放出的能量大得多
4. 人类在古代就掌握了钻木取火的方法，钻木头之所以能取火，可以用下列三句话来解释．甲：木头内能增大，温度升高；乙：达到木头的着火点，使木头燃烧起来；丙：钻木头时克服摩擦做功．这三句话正确的顺序是( )
A. 甲、乙、丙 B. 丙、甲、乙 C. 乙、丙、甲 D. 甲、丙、乙
5. 2022年4月11日，海阳核电“核能+光伏”工程正式投运，该工程是核能发电和光伏发电耦合，实现多能互补，提高能源资源利用率的又一创新实践。下列说法正确的是( )
A. 原子是由原子核和核外质子构成的 B. 光伏发电是利用电磁波的能量特性
C. 重核聚变或轻核裂变将释放出核能 D. 光伏用太阳能电池板由超导体制成
6. 下列描述正确的是( )
A. 核电站是通过核聚变反应获得核能的
B. 输电线若采用超导材料可大大增大电能损耗
C. 磁场和磁感线都是人为引入的，实际上不存在
D. “北斗”卫星定位系统是利用电磁波传递信息的
7. 2022年3月23日15时44分，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富为同学们又上了一堂精彩的太空科普课。如图是宇航员王亚平在太空讲课情景，下列说法正确的是( )
A. 空间站上的太阳能电池板将光能转化为机械能
B. 地球上的学生听到王亚平的声音是靠声波传回地球的
C. 在天宫里声音传播的速度和电磁波的速度相等
D. 王亚平在天宫内授课依靠电磁波与地面学生交流
8. 下列说法不正确的是( )
A. 光伏发电将太阳能直接转化为电能
B. 跳水运动员被跳板弹起后惯性增大了
C. 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体
D. 高铁快速行驶时对轨道压力变小，是因为高铁上方空气流速大，压强小
9. 如图1所示是小明设计的太阳能路灯的原理图，甲、乙中某一个为太阳能电池板，另一个是路灯，R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度关系如图2所示.白天太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚蓄电池为电灯供电.下列说法正确的是( )
A. 若干电池电压变低，会导致路灯的照明时间变长
B. 白天蓄电池相当于电源
C. 甲是太阳能电池板，乙是路灯
D. 若干电池正负极反向接入电路，需将甲、乙位置对调，路灯才能正常工作
10. 如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是( )
A. 白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
B. 白天太阳能电池板向蓄电池充电时，太阳能转化为化学能
C. 白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
D. 夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能
11. 近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是
A. “嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
B. “奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其强度小
C. “天和号”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系
D. “国和一号”核电机组发电，利用的是核聚变释放能量
12. 学习强国平台发布：“科学岛”上的我国大科学装置“东方超环”取得重大突破，等离子体中心电子温度首次实现1亿摄氏度运行近10秒。“东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。该装置由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，也是中国第四代核聚变实验装置。下列哪组核能利用方式与之相同是( )
①原子弹
②氢弹
③江苏田湾核电站
④太阳
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. LED灯是一种高效的节能光源，其核心元件是发光二极管，发光二极管的主要材料是______(选填“导体“、“半导体“或“绝缘体“)。核能是一种新能源，核潜艇动力系统是利用______(选填“核裂变“或“核聚变“)方式获取能量的。
14. 干热岩是地热能中最具有开发潜力的一种 (可再生/不可再生)清洁能源．为建设美丽、生态海南，海南省鼓励使用电动汽车，电动汽车在行驶过程中是将电能转化为 能．
15. 2022年4月15日，我国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，成功将中星6D卫星送入预定轨道。“长三乙”火箭的第三级所使用的燃料是液氢，从物理学角度来看，选用氢作为燃料是由于它具有较大的______(比热容/热值)；氢燃烧时，______能转化为______能；火箭加速升空过程中，卫星的机械能______(变大/变小/不变)。
16. 我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低。请说出一种造成二氧化碳排放增加的常用能源名称：______，减少碳排放人人有责，请说出一种能够对减少碳排放做出贡献的出行方式：______。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 请将能量转化类型与其对应的实例或装置用线连起来。
18. 如图1所示是一个内壁光滑且密闭绝热的金属圆筒，左端固定在墙上，现在先用力F向左推活塞，使活塞从A位置运动到最左端C位置。撤销力F后，活塞又被圆筒内气体推回到A位置。请在图2中作出活塞从A运动到C再返回A过程中金属圆筒内的气体内能随位置变化的大致关系图象。(绝热：表示没有热量传递。坐标原点为内能零起点。)
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 吴力同学利用打气筒、橡皮塞、塑料瓶、温度传感器探究气体内能变化的实验。他先在塑料瓶内倒入少量的水，用橡皮塞盖住瓶口，再将打气筒、温度传感器按照如图所组装好，此时温度传感器显示的是瓶内气体的初始温度。
(1)他先在塑料瓶内倒入少量的水，目的是使水______(填物态变化名称)成水蒸气。
(2)吴力往瓶内打气的同时，观察到温度传感器示数逐渐升高，说明打气筒给瓶内气体打气时是对瓶内气体______(填“做功”或“热传递”)，气体的______能增加，温度升高。当瓶内气压达到一定程度时，橡皮塞被冲出，同时可以观察到温度传感器示数下降，瓶口会出现大量的“白气”，“白气”形成的原因是：瓶内水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气内能减少，温度降低，发生______(填物态变化名称)形成小水珠。
(3)若打气筒活塞的横截面积为2cm2，气筒内气缸的长度为20cm，每次打气时缸内的气压恒为1.5×105Pa，当给瓶内气体打气5次时，温度传感器示数显示为31.8℃，瓶内气体的体积为1000cm3，气体的密度为ρ=1.5kg/m3，气体的比热容为c=1.0×103J/(kg⋅℃)。则打气一次对瓶内气体所做的功为______J，瓶内气体内能增加的总量为______J，此装置的效率为______%。
20. 阅读短文，回答问题：
沸水也能结冰？ 沸水也能结冰吗？在地球表面自然环境中的确不可能，但人为改变外界环境因素后一切皆有可能．科学家将盛有适量水的杯子放置在玻璃罩中密封(如图甲)，用抽气机向外抽气，奇怪的现象发生了：杯子中的水沸腾了，继续抽气，杯子中上层水仍在沸腾，下层水开始结冰，最终水全部结成了冰．原来随着玻璃罩中的空气被抽出，沸点一直降到室温，故杯中的水沸腾了．研究表明晶体的熔点(或凝固点)也与压强有关，压强越小，晶体的熔点(或凝固点)越高，所以当玻璃罩中气体压强减小到足够低时，水的凝固点升高到室温，故沸腾的水很快结冰了．
(1)文中提到“原来随着玻璃罩中的空气被抽出，沸点一直降到室温”的依据是______ .由于能量的转移和转化具有______ ，所以地球表面自然环境中，杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象______ (可能/不可能)存在；
(2)如图乙，在温度较低的环境中将一根两端拴有重物的细金属丝，挂在一个粗大的冰块上．一段时间后，钢丝穿冰块而过，而冰块完整无缺．使用细金属丝和悬挂重物的目的都是______ ，从而使冰的熔点______ (降低/提高/保持不变)，所以细金属丝下方的冰块熔化，由于环境温度较低，熔化而成的水又很快______ (填写物态变化名称)故钢丝穿冰块而过且不留缝隙；
(3)滑冰运动员所穿滑冰鞋都带有冰刀，如图丙所示，在滑冰过程中，冰刀通过______ 的方式使得冰的内能变大，同时______ (增大/减小)了对冰面的压强，从而改变了冰的熔点，使得冰刀划过的冰面容易熔化，最终能起到______ 的作用．
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 如图是某饮水器的原理图，它的铭牌如表所示。饮水器的容器内有密封绝缘的电阻丝R1和热敏电阻Rx，只要水面到达如图所示的位置，接触开关S1就会接通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。请回答下列问题：
热水流量
4.2～5L/分
额定电压
220伏
加热功率
1.1千瓦
开水温度
97～100℃
(1)热水在加热的过程中，继电器开关中电磁铁的右端为______极，为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，Rx必须选用阻值随温度升高而______的热敏电阻；
(2)R1的电阻为多少？(不考虑温度对阻值的影响)；
(3)已知该饮水器将10L水从20℃加热到100℃时，消耗了1kW⋅h的电能。求该饮水器在此加热过程中的热效率。[水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃)]
22. 如图甲所示，这是学校在教室为同学们准备的电热饮水机，它有加热和保温两种功能(由机内的温控开关控制)。小梦从饮水机铭牌上得到如表中的部分参数，其内部简化电路图如图乙。小梦对该电热饮水机进行观察，6min可将1.0kg、20℃的水加热到沸腾(标准大气压下)后转入保温状态。请你结合小梦的调查研究，求解下列问题：[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)]
额定电压
220V
额定功率
加热挡
1.1kW
保温挡
100 W
容量
1.0 kg
(1)加热过程中，水吸收的热量是多少？
(2)处于加热挡时电阻R1的电流约为多少？(计算结果保留两位小数)
(3)电热饮水机的加热效率约是多少？(保留一位小数)
23. 小明同学家里的太阳能热水器水箱的容积为100L，夏天的某一天里，在太阳光的照射下一满水箱初温为20℃的水温度升高到90℃。求：[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg⋅℃),ρ水=1.0×103kg/m3)]
(1)一满水箱水的质量；
(2)水箱中的水吸收的热量；
(3)若小明同学家的天然气热水器要获得(2)中水所吸收的热量，需要完全燃烧天然气1m3，则天然气热水器的加热效率；
(4)请写出使用太阳能的两个优点。
24. 电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点。如图所示，是一辆停放在水平地面的电动汽车，满载时整车质量为1.2t，每个轮胎和地面的接触面积为150cm2，若该车满载时在某段平直路面100s内匀速行驶了1.5km，发动机的牵引力为2400N，这个过程共消耗电能4.5×106J。该车满载时(g取10N/kg)，通过计算请回答：
(1)整车的重力。
(2)该车对水平地面的压强。
(3)该车在这段平直路面匀速行驶时电动机的效率。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：
A、煤属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
B、石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
C、只要有空气流动，就会有风能，所以风能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；
D、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。
故选：C。
从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源；人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；指在自然界中可以不断再生、连续利用的能源，属于可再生能源。
本题难度不大，了解可再生能源和不可再生能源的特点是正确解答本题的关键。
2.【答案】A
【解析】解：A、太阳能、风能是可再生能源；石油属于化石能源，是不可再生能源，故A错误；
B、话筒的作用是把声音信号转换成变化的电流，也就是把声音信号变成电信号，故B正确；
C、半导体可以制成大规模的集成电路，故C正确；
D、电饭锅煮饭时，是电流做功，将电能转化为内能，故D正确。
故选：A。
(1)像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
(2)话筒把声信号转换成电信号，听筒将电信号转换成声信号；二者的频率相同；
(3)半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一些特殊的物理性质；
(4)各种用电器是将电能转化为其他能量的设备。
本题综合考查了能源的分类、手机话筒各种原理、半导体的应用及能量的转化的相关知识，属于基础内容的考查，比较简单。
3.【答案】D
【解析】略
4.【答案】B
【解析】略
5.【答案】B
【解析】解：
A、原子由原子核和核外电子组成的，故A错误；
B、光伏发电是利用电磁波能传递能量的特性，故B错误；
C、获取核能的途径是轻核聚变，重核裂变，故C错误；
D、太阳能电池板是用半导体材料制成的，故D错误。
故选：B。
(1)原子由原子核和核外电子构成的；
(2)电磁波可以传递信息、可以传递能量；
(3)大量获取核能的途径有两个：一是轻核聚变，二是重核裂变；
(4)太阳能电池板中有很多半导体元件。
本题考查了对原子的结构、电磁波的应用、核能以及半导体材料的应用，是一道综合题。
6.【答案】D
【解析】解：A.核电站是通过核裂变反应获得核能的，故A错误；
B.输电线若采用超导材料可大大减小电能损耗，故B错误；
C.磁场和磁感线都是人为引入的，磁感线不存在，磁场存在，故C错误；
D.“北斗”卫星定位系统是利用电磁波传递信息的，故D正确；
故选：D。
A.核电站发电原理是核裂变反应；
B.超导体电阻为0，可以避免电流的热效应；
C.磁体周围存在的特殊物质叫磁场．磁场看不见，摸不着，但客观存在；
D.卫星通过电磁波传达信息。
本题考查了核裂变、超导体、磁场、电磁波的相关知识点，属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解：A、太阳能电池板可以将太阳能直接转化为电能，故A错误；
BD、真空不能传声，地球上的学生听到王亚平的声音是靠电磁波传回地球的，且电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s。故B错误、D正确；
C、声音在空气里的传播速度约340m/s，且电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s。故C错误。
故选：D。
(1)结合影响能量的因素分析能量转化情况；
(2)声音不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播；
(3)声音在空气中的传播速度约340m/s，电磁波在真空中的传播速度和光速相等。
本题考查了电磁波等多个方面的知识，都是一 些记忆型的，难度不大，在平时学习中注意多 积累。
8.【答案】B
【解析】解：A、光伏发电是直接把接收的太阳能转化为电能，故A正确；
B、跳水运动员被跳板弹起后，运动员的质量不变，则惯性不变，故B错误；
C、相互摩擦的两个物体，一个因失去电子带正电，另一个物体得到电子带负电，故C正确；
D、高铁快速行驶时对轨道压力变小，是因为高铁上方空气流速大，压强小，故D正确。
故选：B。
(1)光伏发电是将太阳能转化为电能的过程；
(2)质量是物体惯性大小的量度，惯性与物体的运动状态无关；
(3)摩擦起电的实质是电子的转移；
(4)流体的压强跟流速的关系：流速越大，压强越小。
本题考查光伏发电、摩擦起电的实质、流体压强与流速的关系、惯性的概念及其应用，属于综合题。
9.【答案】A
【解析】解：电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度的关系为光照越强，电阻越小，电流大，磁性强，衔铁在下部；晚上电阻大，磁性弱，衔铁在上部；
A、电压减小，对应电阻也减小才能到达吸合的电流，对应光强增大，早晨充电时间变晚，充电时间变短，照明时间变长，故A正确；
B、白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，蓄电池相当于用电器，故B错误；
C、白天是路灯不工作，所以通过路灯无电流，故乙是太阳能电池板，甲是路灯，故C错误；
D、电流方向会影响电磁铁的N、S极，但是不管哪一极都可以吸合衔铁，不需要对调甲乙，故D错误。
故选：A。
根据光照强度与电阻R阻值的关系判定白天和黑夜的电流的连接状态；据此判定电路中各个元件的作用。
本题考查了太阳能电池板与蓄电池的能量转化、电磁继电器的工作原理，是一道基础题，知道转化前后能量存在的形式，是正确解题的关键。
10.【答案】A
【解析】解：
A、白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，故A正确；
BC、白天太阳能电池板向蓄电池充电时，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用，所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能，故BC错误；
D、在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能，再转化为光能使用，故D错误。
故选：A。
太阳能电池板就是将太阳能直接转化为电能的装置；蓄电池是将电能以化学能的形式储存起来，供电时，将化学能转化成电能，而充电时，是将电能转化成化学能。
本题只是考查太阳能电池板和蓄电池的工作原理，是一道基础题。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
(1)物体含有物质的多少叫做质量，质量是物体的一种属性，它不随物体的状态、位置、形状、温度的改变而改变；
(2)钛合金的密度小，强度高；
(3)电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播；
(4)核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的。
本题考查质量、材料组成、信息传递以及核能的利用，是一道综合题。
【解答】
A、“嫦娥五号”采集的月球样品密封封装后，只是位置发生了变化，带回地球后样品的质量不变，故A错误；
B、“奋斗者”号载人潜水器的外壳用钛合金制作，是因为钛合金的密度小、强度高，故B错误；
C、电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，“天和号”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系，故C正确；
D、核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变，故D错误。
12.【答案】D
【解析】解：东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。②氢弹④太阳。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
核能的利用分为裂变和聚变，裂变的实例：原子弹、核电站；聚变的实例：氢弹、太阳能的释放。
知道核裂变和核聚变的实例，可解答此题。
13.【答案】半导体 核裂变
【解析】解：(1)LED是一种发光二极管，是由半导体制成的；
(2)核潜艇的主动力装置为核反应堆，核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的。
故答案为：半导体；核裂变。
(1)LED是一种发光二极管是由半导体制成的。
(2)核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。
本题考查了半导体和进行的核反应的类型，属于热门问题。
14.【答案】可再生
机械
【解析】略
15.【答案】热值 化学 内 变大
【解析】解：选用氢作为燃料是由于它具有较大的热值，与其他燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
氢燃烧时，化学能转化为内能；
火箭加速升空的过程，卫星的速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，因此卫星的机械能变大。
故答案为：热值；化学；内；变大。
液态氢具有较高的热值，与其他燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，且动能和势能统称为机械能；
本题考查热值、能量转化、机械能的有关知识，综合性强，难度适中。
16.【答案】煤炭 近距离出行采用步行或骑行的方式，远距离出行采用公交车等公共交通
【解析】解：目前我们使用的主要能源是煤炭、石油、天然气，这些能源在使用过程中都会产生大量的二氧化碳，导致温室效应的进一步加剧。为减少二氧化碳的排放，我们应尽量减小这些能源的使用量，如无必要不开车等。
故答案为：煤炭(或石油、天然气)；近距离出行采用步行或骑行的方式，远距离出行采用公交车等公共交通。
(1)目前人类使用的能源主要是煤炭、石油、天然气等化石能源，使用这些化石能源时会排放大量的二氧化碳，导致温室效应的进一步加剧；
(2)为减少二氧化碳的排放，我们需要减少煤炭、石油、天然气等化石能源的使用。
近几年，环境保护、能源危机成为热门的考点，我们要注意收集相关信息。
17.【答案】解：太阳能热水器将光能转化为内能，太阳能电池板将光能转化为电能，电暖炉将电能转化为内能，木柴燃烧将化学能转化为内能。
故答案为：
【解析】看清能量转化前物体具有什么能，能量转化后物体具有什么能，然后确定能量的转化过程。
本题主要考查对能量转化方式的了解，能量转化现象在生活中比较普遍，在解题时要针对具体的情况明确能量转化的方向，然后具体分析。
18.【答案】解：活塞从A运动到C的过程中，活塞压缩金属筒内的气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体的内能变大，由于内壁光滑且密闭绝热，则机械能全部全部转化为内能，在C点时，气体内能最大；活塞从C返回到A的过程中，金属筒内的气体推动活塞做功，内能转化为机械能，气体的内能减小，由于内壁光滑且密闭绝热，则内能全部转化为机械能；所以从A点开始时和结束时的内能是相同的；由于任何物体都有内能，故气体的初始内能不为零，如图所示：
【解析】对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，物体的内能会减少。
本题考查了做功改变物体内能、能量的守恒，属于基础知识。
19.【答案】汽化 做功 内 液化 6 1.2 20
【解析】解：(1)物质从液态变为气态为汽化。他先在塑料瓶内倒入少量的水，目的是使水汽化成水蒸气；
(2)往瓶内打气的同时，观察到温度传感器示数逐渐升高，说明打气筒给瓶内气体打气时是对瓶内气体做功，气体的内能增加，温度升高。当瓶内气压达到一定程度时，橡皮塞被冲出，同时可以观察到温度传感器示数下降，瓶口会出现大量的“白气”，“白气”形成的原因是：瓶内水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气内能减少，温度降低，发生液化形成小水珠；
(3)根据p=FS可知每次打气时缸内的压力F=pS=1.5×105Pa×2×10−4m2=30N，
打气一次对瓶内气体所做的功W=Fs=30N×20100m=6J；
气体的质量m=ρV=1.5kg/m3×1000×10−6m3=1.5×10−3kg，
打气一次瓶内气体温度的增加量Δt=31.8℃−27.8℃5=0.8℃，
瓶内气体内能增加的总量Q吸=cmΔt=1.0×103J/(kg⋅℃)×1.5×10−3kg×0.8℃=1.2J，
此装置的效率为η=Q吸W=1.2J6J×100%=20%。
故答案为：(1)汽化；(2)做功；内；液化；(3)6；1.2；20。
(1)物质从液态变为气态为汽化。
(2)改变物体内能的两种方法：对物体做功、热传递。对物体做功物体的内能增加，物体对外做功，物体的内能减少；物体吸收热量内能增加，物体放出热量内能减少。物质由气态变为液态称为液化。
(3)根据p=FS可知每次打气时缸内的压力，根据W=Fs得出打气一次对瓶内气体所做的功；
根据m=ρV得出气体的质量，得出打气一次瓶内气体温度的增加量Δt，根据Q吸=cmΔt得出瓶内气体内能增加的总量，根据η=Q吸W得出此装置的效率。
本题考查物态变化、内能、比热容、功、功率、效率的有关知识，综合性强，难度适中。
20.【答案】在室温下水沸腾了；方向性；不可能；增大(钢丝对冰块的)压强；降低；凝固；做功；增大；减小摩擦力
【解析】解：(1)由于我们观察到水在室温下发生了沸腾现象，因此可得出“原来随着玻璃罩中的空气被抽出，沸点一直降到室温”；
能量转化具有方向性，热量能自发地从高温物体传到低温物体，所以杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象是不可能存在的；
(2)使用细金属丝，在压力一定时，可以通过减小受力面积的方法来增大压强．悬挂重物是在受力面积一定时，可以通过增大压力来增大压强．
因此使用细金属丝和悬挂重物的目的都是增大(钢丝对冰块的)压强，增大压强可以降低冰的熔点．
物质从液态变为固态叫凝固．由于环境温度较低，熔化而成的水又很快凝固成冰，故钢丝穿冰块而过且不留缝隙；
(3)刷冰时刷子和冰面之间有摩擦，克服摩擦做功，两者的内能都增加，温度升高，达到冰的熔点，继续吸热，开始熔化，冰壶和冰之间有水，减小摩擦．
同时冰刀的刀刃做的非常锋利，冰刀减小了与冰面的接触面积，从而增大了压强．
冰的熔点与压强有关，且压强越大，熔点越低．这样就使部分冰熔化成水．水将冰刀与冰面分开，减小了两者之间的摩擦．
故答案为：(1)在室温下水沸腾了；方向性；不可能；
(2)增大(钢丝对冰块的)压强；降低；凝固；
(3)做功；增大；减小摩擦力．
(1)根据水在室温沸腾的现象可做出解释；能量守恒定律指：能量可以从某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，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变；能量转化具有方向性．
(2)增大压强方法：在压力一定时，可以通过减小受力面积的方法来增大压强．在受力面积一定时，可以通过增大压力来增大压强．增大压强可以降低固体的熔点．物质从液态变为固态叫凝固．
(3)克服摩擦做功，物体的内能增加．冰刀表面非常的光滑，这是在压力一定的前提下，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的；冰刀鞋与冰面的接触面积要比普通的鞋小得多，然后结合决定压强大小的因素，即可知道对冰的压强大小的变化．使冰的熔点发生变化，从而改变了与冰面的摩擦．
本题考查学生对生活中常见现象了解情况，需要学会利用物理语言来解释身边现象，同时要熟练掌握常见现象的产生原因．
21.【答案】N 增大
【解析】解：(1)①根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的右端为电磁铁的N极；
②为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，停止加热，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁的磁性的因素可知应减小控制电路中电流，此时热敏电阻阻值变大，所以热敏电阻Rx阻值应随温度升高而增大；
(2)根据P=U2R可知R1=U2P加热=(220V)21.1×103W=44Ω；
(3)水的体积：
V=10L=10dm3=0.01m3，
由ρ=mV可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/×0.01m3=10kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×(100℃−20℃)=3.36×106J，
该饮水器加热过程中的热效率：
η=Q吸W×100%=3.36×106J1×3.6×106J×100%≈93.3%。
故答案为：(1)N；增大；
(2)R1的电阻为44Ω；
(3)该饮水器在此加热过程中的热效率为93.3%。
(1)①电磁铁的磁极可以用安培定则判断，右手握住螺线管，四指弯向线圈中电流的方向，则大拇指所指的就是电磁铁的N极；
②如果希望水温水加热至沸腾后能自动切断加热电路时，根据电路的连接可知应使继电器开关S2断开，即电磁铁的磁性应减弱，根据影响电磁铁的磁性的因素可知控制电路中电流的变化，根据欧姆定律判断出此时热敏电阻阻值变大，由此可判断热敏电阻Rx阻值与温度的变化情况；
(2)根据P=U2R可知R1的阻值；
(3)根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量，利用η=Q吸W×100%求出该饮水器加热过程中的热效率。
本题为电学和热学、磁学的综合题，涉及到电功率公式、安培定则、电磁继电器的工作特点、密度公式、吸热公式、效率公式的综合应用等，有一定的难度。
22.【答案】解：(1)加热过程中，水吸收的热量为：Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.0kg×(100℃−20℃)=3.36×105J；
(2)由图乙可知，当S1闭合、S2断开时，只有R2接入电路，当S1、S2闭合时，R1和R2并联，此时电路中总电阻最小；
由P=U2R可知，当S1闭合、S2断开时，电路消耗的功率最小，饮水机处于保温状态，当S1、S2闭合时，电路消耗的功率最大，饮水机处于加热状态，
则处于加热挡时电阻R1的功率为：P1=P加−P保=1100W−100W=1000W，
所以处于加热挡时电阻R1的电流约为：I1=P1U1=1000W220V≈4.55A；
(3)加热6min消耗的电能为：W=P加t=1100W×6×60s=3.96×105J，
则电热饮水机的加热效率为：η=Q吸W×100%=3.36×105J3.96×105J×100%≈84.8%。
答：(1)加热过程中，水吸收的热量是3.36×105J；
(2)处于加热挡时电阻R1的电流约为4.55A；
(3)电热饮水机的加热效率约是84.8%。
【解析】(1)根据Q=cmΔt可求出加热过程中水吸收的热量；
(2)由图乙可知，当S1闭合、S2断开时，只有R2接入电路，当S1、S2闭合时，R1和R2并联，此时电路中总电阻最小；根据P=U2R可知，可知饮水机处于哪种工作状态；根据并联电路电功率关系及P=UI可求出处于加热挡时电阻R1的电流；
(3)根据W=Pt可求出加热6min消耗的电能，由η=Q吸W可求出电热饮水机的加热效率。
此题考查电功、吸收热量、效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。
23.【答案】解：(1)由ρ=mV可知，一满水箱水的质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×100×10−3m3=100kg；
(2)水箱中的水吸收的热量：Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(90℃−20℃)=2.94×107J；
(3)完全燃烧1m3天然气放出的热量：Q放=V天然气q天然气=1m3×4.2×107J/m3=4.2×107J；
天然气热水器的加热效率：η=Q吸Q放×100%=2.94×107J4.2×107J×100%=70%；
(4)太阳能的优点：①取之不尽，用之不竭；②清洁无污染。
答：(1)一满水箱水的质量为100kg；
(2)水箱中的水吸收的热量为2.94×107J；
(3)天然气热水器的加热效率为70%；
(4)使用太阳能的两个优点：①取之不尽，用之不竭；②清洁无污染。
【解析】(1)利用密度公式计算出水的质量；
(2)知道水的质量、比热容、初温和末温，利用Q吸=cm(t−t0)计算出水吸收的热量；
(3)利用Q放=Vq计算出天然气完全燃烧放出的热量，利用效率公式计算出天然气热水器的效率；
(4)太阳能的优点：取之不尽，用之不竭；清洁无污染。
本题考查密度公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用以及太阳能的优点，是一道热学综合题，难度不大。
24.【答案】解：(1)车受到的重力G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N；
(2)该车满载时对水平地面的压力F=G=1.2×104N，
该车满载时对水平地面的压强p=FS=1.2×104N4×150×10−4m2=2×105Pa；
(3)此过程中，汽车处于平衡状态，
汽车发动机做的有用功W有用=F牵s=2400N×1.5×103m=3.6×106J，
汽车发动机的机械效率η=W有用W总=3.6×106J4.5×106J=80%。
答：(1)整车的重力为1.2×104N；
(2)该车满载时对水平地面的压强为2×105Pa；
(3)此过程中，汽车发动机的机械效率为80%。
【解析】(1)根据F=G=mg求出其大小；
(2)利用F=G=mg计算该车满载时对水平地面的压力，利用p=FS计算该车满载时对水平地面的压强；
(3)此过程中，汽车处于平衡状态，利用W有用=F牵s计算汽车发动机做的有用功，利用η=W有用W总计算汽车发动机的机械效率。
本题考查速度、压强、机械效率的有关计算问题，有一定的综合性。
苏科版初中物理九年级下册第十八章《能源与可持续发展》单元测试卷
考试范围：第十八章；考试时间：75分钟；总分80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 下列能源中，属于可再生能源的是( )
A. 煤 B. 石油 C. 风能 D. 天然气
2. 能源、信息和材料是现化社会发展的三大支柱，下列关于能源、材料、信息说法错误的是( )
A. 太阳能、风能、石油都是可再生能源
B. 手机话筒的主要作用是把声音信号变成电信号
C. 半导体是制成集成电路(俗称芯片)的主要材料之一
D. 电饭锅煮饭时把电能转化为内能
3. 关于能源的利用与社会发展，下列说法不正确的是( )
A. 人类社会前进的每一步都和能源的利用息息相关
B. 蒸汽机的发明引发了世界性的工业革命
C. 电磁感应现象的发现及发电机的发明使人类社会进入了电气化时代
D. 20世纪初，科学家发现了核能，核燃料放出的能量比煤炭燃烧放出的能量大得多
4. 人类在古代就掌握了钻木取火的方法，钻木头之所以能取火，可以用下列三句话来解释．甲：木头内能增大，温度升高；乙：达到木头的着火点，使木头燃烧起来；丙：钻木头时克服摩擦做功．这三句话正确的顺序是( )
A. 甲、乙、丙 B. 丙、甲、乙 C. 乙、丙、甲 D. 甲、丙、乙
5. 2022年4月11日，海阳核电“核能+光伏”工程正式投运，该工程是核能发电和光伏发电耦合，实现多能互补，提高能源资源利用率的又一创新实践。下列说法正确的是( )
A. 原子是由原子核和核外质子构成的 B. 光伏发电是利用电磁波的能量特性
C. 重核聚变或轻核裂变将释放出核能 D. 光伏用太阳能电池板由超导体制成
6. 下列描述正确的是( )
A. 核电站是通过核聚变反应获得核能的
B. 输电线若采用超导材料可大大增大电能损耗
C. 磁场和磁感线都是人为引入的，实际上不存在
D. “北斗”卫星定位系统是利用电磁波传递信息的
7. 2022年3月23日15时44分，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富为同学们又上了一堂精彩的太空科普课。如图是宇航员王亚平在太空讲课情景，下列说法正确的是( )
A. 空间站上的太阳能电池板将光能转化为机械能
B. 地球上的学生听到王亚平的声音是靠声波传回地球的
C. 在天宫里声音传播的速度和电磁波的速度相等
D. 王亚平在天宫内授课依靠电磁波与地面学生交流
8. 下列说法不正确的是( )
A. 光伏发电将太阳能直接转化为电能
B. 跳水运动员被跳板弹起后惯性增大了
C. 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体
D. 高铁快速行驶时对轨道压力变小，是因为高铁上方空气流速大，压强小
9. 如图1所示是小明设计的太阳能路灯的原理图，甲、乙中某一个为太阳能电池板，另一个是路灯，R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度关系如图2所示.白天太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚蓄电池为电灯供电.下列说法正确的是( )
A. 若干电池电压变低，会导致路灯的照明时间变长
B. 白天蓄电池相当于电源
C. 甲是太阳能电池板，乙是路灯
D. 若干电池正负极反向接入电路，需将甲、乙位置对调，路灯才能正常工作
10. 如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是( )
A. 白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
B. 白天太阳能电池板向蓄电池充电时，太阳能转化为化学能
C. 白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
D. 夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能
11. 近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是
A. “嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
B. “奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其强度小
C. “天和号”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系
D. “国和一号”核电机组发电，利用的是核聚变释放能量
12. 学习强国平台发布：“科学岛”上的我国大科学装置“东方超环”取得重大突破，等离子体中心电子温度首次实现1亿摄氏度运行近10秒。“东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。该装置由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，也是中国第四代核聚变实验装置。下列哪组核能利用方式与之相同是( )
①原子弹
②氢弹
③江苏田湾核电站
④太阳
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. LED灯是一种高效的节能光源，其核心元件是发光二极管，发光二极管的主要材料是______(选填“导体“、“半导体“或“绝缘体“)。核能是一种新能源，核潜艇动力系统是利用______(选填“核裂变“或“核聚变“)方式获取能量的。
14. 干热岩是地热能中最具有开发潜力的一种 (可再生/不可再生)清洁能源．为建设美丽、生态海南，海南省鼓励使用电动汽车，电动汽车在行驶过程中是将电能转化为 能．
15. 2022年4月15日，我国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，成功将中星6D卫星送入预定轨道。“长三乙”火箭的第三级所使用的燃料是液氢，从物理学角度来看，选用氢作为燃料是由于它具有较大的______(比热容/热值)；氢燃烧时，______能转化为______能；火箭加速升空过程中，卫星的机械能______(变大/变小/不变)。
16. 我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低。请说出一种造成二氧化碳排放增加的常用能源名称：______，减少碳排放人人有责，请说出一种能够对减少碳排放做出贡献的出行方式：______。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 请将能量转化类型与其对应的实例或装置用线连起来。
18. 如图1所示是一个内壁光滑且密闭绝热的金属圆筒，左端固定在墙上，现在先用力F向左推活塞，使活塞从A位置运动到最左端C位置。撤销力F后，活塞又被圆筒内气体推回到A位置。请在图2中作出活塞从A运动到C再返回A过程中金属圆筒内的气体内能随位置变化的大致关系图象。(绝热：表示没有热量传递。坐标原点为内能零起点。)
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 吴力同学利用打气筒、橡皮塞、塑料瓶、温度传感器探究气体内能变化的实验。他先在塑料瓶内倒入少量的水，用橡皮塞盖住瓶口，再将打气筒、温度传感器按照如图所组装好，此时温度传感器显示的是瓶内气体的初始温度。
(1)他先在塑料瓶内倒入少量的水，目的是使水______(填物态变化名称)成水蒸气。
(2)吴力往瓶内打气的同时，观察到温度传感器示数逐渐升高，说明打气筒给瓶内气体打气时是对瓶内气体______(填“做功”或“热传递”)，气体的______能增加，温度升高。当瓶内气压达到一定程度时，橡皮塞被冲出，同时可以观察到温度传感器示数下降，瓶口会出现大量的“白气”，“白气”形成的原因是：瓶内水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气内能减少，温度降低，发生______(填物态变化名称)形成小水珠。
(3)若打气筒活塞的横截面积为2cm2，气筒内气缸的长度为20cm，每次打气时缸内的气压恒为1.5×105Pa，当给瓶内气体打气5次时，温度传感器示数显示为31.8℃，瓶内气体的体积为1000cm3，气体的密度为ρ=1.5kg/m3，气体的比热容为c=1.0×103J/(kg⋅℃)。则打气一次对瓶内气体所做的功为______J，瓶内气体内能增加的总量为______J，此装置的效率为______%。
20. 阅读短文，回答问题：
沸水也能结冰？ 沸水也能结冰吗？在地球表面自然环境中的确不可能，但人为改变外界环境因素后一切皆有可能．科学家将盛有适量水的杯子放置在玻璃罩中密封(如图甲)，用抽气机向外抽气，奇怪的现象发生了：杯子中的水沸腾了，继续抽气，杯子中上层水仍在沸腾，下层水开始结冰，最终水全部结成了冰．原来随着玻璃罩中的空气被抽出，沸点一直降到室温，故杯中的水沸腾了．研究表明晶体的熔点(或凝固点)也与压强有关，压强越小，晶体的熔点(或凝固点)越高，所以当玻璃罩中气体压强减小到足够低时，水的凝固点升高到室温，故沸腾的水很快结冰了．
(1)文中提到“原来随着玻璃罩中的空气被抽出，沸点一直降到室温”的依据是______ .由于能量的转移和转化具有______ ，所以地球表面自然环境中，杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象______ (可能/不可能)存在；
(2)如图乙，在温度较低的环境中将一根两端拴有重物的细金属丝，挂在一个粗大的冰块上．一段时间后，钢丝穿冰块而过，而冰块完整无缺．使用细金属丝和悬挂重物的目的都是______ ，从而使冰的熔点______ (降低/提高/保持不变)，所以细金属丝下方的冰块熔化，由于环境温度较低，熔化而成的水又很快______ (填写物态变化名称)故钢丝穿冰块而过且不留缝隙；
(3)滑冰运动员所穿滑冰鞋都带有冰刀，如图丙所示，在滑冰过程中，冰刀通过______ 的方式使得冰的内能变大，同时______ (增大/减小)了对冰面的压强，从而改变了冰的熔点，使得冰刀划过的冰面容易熔化，最终能起到______ 的作用．
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 如图是某饮水器的原理图，它的铭牌如表所示。饮水器的容器内有密封绝缘的电阻丝R1和热敏电阻Rx，只要水面到达如图所示的位置，接触开关S1就会接通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。请回答下列问题：
热水流量
4.2～5L/分
额定电压
220伏
加热功率
1.1千瓦
开水温度
97～100℃
(1)热水在加热的过程中，继电器开关中电磁铁的右端为______极，为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，Rx必须选用阻值随温度升高而______的热敏电阻；
(2)R1的电阻为多少？(不考虑温度对阻值的影响)；
(3)已知该饮水器将10L水从20℃加热到100℃时，消耗了1kW⋅h的电能。求该饮水器在此加热过程中的热效率。[水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃)]
22. 如图甲所示，这是学校在教室为同学们准备的电热饮水机，它有加热和保温两种功能(由机内的温控开关控制)。小梦从饮水机铭牌上得到如表中的部分参数，其内部简化电路图如图乙。小梦对该电热饮水机进行观察，6min可将1.0kg、20℃的水加热到沸腾(标准大气压下)后转入保温状态。请你结合小梦的调查研究，求解下列问题：[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)]
额定电压
220V
额定功率
加热挡
1.1kW
保温挡
100 W
容量
1.0 kg
(1)加热过程中，水吸收的热量是多少？
(2)处于加热挡时电阻R1的电流约为多少？(计算结果保留两位小数)
(3)电热饮水机的加热效率约是多少？(保留一位小数)
23. 小明同学家里的太阳能热水器水箱的容积为100L，夏天的某一天里，在太阳光的照射下一满水箱初温为20℃的水温度升高到90℃。求：[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg⋅℃),ρ水=1.0×103kg/m3)]
(1)一满水箱水的质量；
(2)水箱中的水吸收的热量；
(3)若小明同学家的天然气热水器要获得(2)中水所吸收的热量，需要完全燃烧天然气1m3，则天然气热水器的加热效率；
(4)请写出使用太阳能的两个优点。
24. 电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点。如图所示，是一辆停放在水平地面的电动汽车，满载时整车质量为1.2t，每个轮胎和地面的接触面积为150cm2，若该车满载时在某段平直路面100s内匀速行驶了1.5km，发动机的牵引力为2400N，这个过程共消耗电能4.5×106J。该车满载时(g取10N/kg)，通过计算请回答：
(1)整车的重力。
(2)该车对水平地面的压强。
(3)该车在这段平直路面匀速行驶时电动机的效率。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：
A、煤属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
B、石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
C、只要有空气流动，就会有风能，所以风能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；
D、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。
故选：C。
从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源；人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；指在自然界中可以不断再生、连续利用的能源，属于可再生能源。
本题难度不大，了解可再生能源和不可再生能源的特点是正确解答本题的关键。
2.【答案】A
【解析】解：A、太阳能、风能是可再生能源；石油属于化石能源，是不可再生能源，故A错误；
B、话筒的作用是把声音信号转换成变化的电流，也就是把声音信号变成电信号，故B正确；
C、半导体可以制成大规模的集成电路，故C正确；
D、电饭锅煮饭时，是电流做功，将电能转化为内能，故D正确。
故选：A。
(1)像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
(2)话筒把声信号转换成电信号，听筒将电信号转换成声信号；二者的频率相同；
(3)半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一些特殊的物理性质；
(4)各种用电器是将电能转化为其他能量的设备。
本题综合考查了能源的分类、手机话筒各种原理、半导体的应用及能量的转化的相关知识，属于基础内容的考查，比较简单。
3.【答案】D
【解析】略
4.【答案】B
【解析】略
5.【答案】B
【解析】解：
A、原子由原子核和核外电子组成的，故A错误；
B、光伏发电是利用电磁波能传递能量的特性，故B错误；
C、获取核能的途径是轻核聚变，重核裂变，故C错误；
D、太阳能电池板是用半导体材料制成的，故D错误。
故选：B。
(1)原子由原子核和核外电子构成的；
(2)电磁波可以传递信息、可以传递能量；
(3)大量获取核能的途径有两个：一是轻核聚变，二是重核裂变；
(4)太阳能电池板中有很多半导体元件。
本题考查了对原子的结构、电磁波的应用、核能以及半导体材料的应用，是一道综合题。
6.【答案】D
【解析】解：A.核电站是通过核裂变反应获得核能的，故A错误；
B.输电线若采用超导材料可大大减小电能损耗，故B错误；
C.磁场和磁感线都是人为引入的，磁感线不存在，磁场存在，故C错误；
D.“北斗”卫星定位系统是利用电磁波传递信息的，故D正确；
故选：D。
A.核电站发电原理是核裂变反应；
B.超导体电阻为0，可以避免电流的热效应；
C.磁体周围存在的特殊物质叫磁场．磁场看不见，摸不着，但客观存在；
D.卫星通过电磁波传达信息。
本题考查了核裂变、超导体、磁场、电磁波的相关知识点，属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解：A、太阳能电池板可以将太阳能直接转化为电能，故A错误；
BD、真空不能传声，地球上的学生听到王亚平的声音是靠电磁波传回地球的，且电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s。故B错误、D正确；
C、声音在空气里的传播速度约340m/s，且电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s。故C错误。
故选：D。
(1)结合影响能量的因素分析能量转化情况；
(2)声音不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播；
(3)声音在空气中的传播速度约340m/s，电磁波在真空中的传播速度和光速相等。
本题考查了电磁波等多个方面的知识，都是一 些记忆型的，难度不大，在平时学习中注意多 积累。
8.【答案】B
【解析】解：A、光伏发电是直接把接收的太阳能转化为电能，故A正确；
B、跳水运动员被跳板弹起后，运动员的质量不变，则惯性不变，故B错误；
C、相互摩擦的两个物体，一个因失去电子带正电，另一个物体得到电子带负电，故C正确；
D、高铁快速行驶时对轨道压力变小，是因为高铁上方空气流速大，压强小，故D正确。
故选：B。
(1)光伏发电是将太阳能转化为电能的过程；
(2)质量是物体惯性大小的量度，惯性与物体的运动状态无关；
(3)摩擦起电的实质是电子的转移；
(4)流体的压强跟流速的关系：流速越大，压强越小。
本题考查光伏发电、摩擦起电的实质、流体压强与流速的关系、惯性的概念及其应用，属于综合题。
9.【答案】A
【解析】解：电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度的关系为光照越强，电阻越小，电流大，磁性强，衔铁在下部；晚上电阻大，磁性弱，衔铁在上部；
A、电压减小，对应电阻也减小才能到达吸合的电流，对应光强增大，早晨充电时间变晚，充电时间变短，照明时间变长，故A正确；
B、白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，蓄电池相当于用电器，故B错误；
C、白天是路灯不工作，所以通过路灯无电流，故乙是太阳能电池板，甲是路灯，故C错误；
D、电流方向会影响电磁铁的N、S极，但是不管哪一极都可以吸合衔铁，不需要对调甲乙，故D错误。
故选：A。
根据光照强度与电阻R阻值的关系判定白天和黑夜的电流的连接状态；据此判定电路中各个元件的作用。
本题考查了太阳能电池板与蓄电池的能量转化、电磁继电器的工作原理，是一道基础题，知道转化前后能量存在的形式，是正确解题的关键。
10.【答案】A
【解析】解：
A、白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，故A正确；
BC、白天太阳能电池板向蓄电池充电时，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用，所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能，故BC错误；
D、在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能，再转化为光能使用，故D错误。
故选：A。
太阳能电池板就是将太阳能直接转化为电能的装置；蓄电池是将电能以化学能的形式储存起来，供电时，将化学能转化成电能，而充电时，是将电能转化成化学能。
本题只是考查太阳能电池板和蓄电池的工作原理，是一道基础题。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
(1)物体含有物质的多少叫做质量，质量是物体的一种属性，它不随物体的状态、位置、形状、温度的改变而改变；
(2)钛合金的密度小，强度高；
(3)电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播；
(4)核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的。
本题考查质量、材料组成、信息传递以及核能的利用，是一道综合题。
【解答】
A、“嫦娥五号”采集的月球样品密封封装后，只是位置发生了变化，带回地球后样品的质量不变，故A错误；
B、“奋斗者”号载人潜水器的外壳用钛合金制作，是因为钛合金的密度小、强度高，故B错误；
C、电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，“天和号”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系，故C正确；
D、核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变，故D错误。
12.【答案】D
【解析】解：东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。②氢弹④太阳。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
核能的利用分为裂变和聚变，裂变的实例：原子弹、核电站；聚变的实例：氢弹、太阳能的释放。
知道核裂变和核聚变的实例，可解答此题。
13.【答案】半导体 核裂变
【解析】解：(1)LED是一种发光二极管，是由半导体制成的；
(2)核潜艇的主动力装置为核反应堆，核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的。
故答案为：半导体；核裂变。
(1)LED是一种发光二极管是由半导体制成的。
(2)核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。
本题考查了半导体和进行的核反应的类型，属于热门问题。
14.【答案】可再生
机械
【解析】略
15.【答案】热值 化学 内 变大
【解析】解：选用氢作为燃料是由于它具有较大的热值，与其他燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
氢燃烧时，化学能转化为内能；
火箭加速升空的过程，卫星的速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，因此卫星的机械能变大。
故答案为：热值；化学；内；变大。
液态氢具有较高的热值，与其他燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，且动能和势能统称为机械能；
本题考查热值、能量转化、机械能的有关知识，综合性强，难度适中。
16.【答案】煤炭 近距离出行采用步行或骑行的方式，远距离出行采用公交车等公共交通
【解析】解：目前我们使用的主要能源是煤炭、石油、天然气，这些能源在使用过程中都会产生大量的二氧化碳，导致温室效应的进一步加剧。为减少二氧化碳的排放，我们应尽量减小这些能源的使用量，如无必要不开车等。
故答案为：煤炭(或石油、天然气)；近距离出行采用步行或骑行的方式，远距离出行采用公交车等公共交通。
(1)目前人类使用的能源主要是煤炭、石油、天然气等化石能源，使用这些化石能源时会排放大量的二氧化碳，导致温室效应的进一步加剧；
(2)为减少二氧化碳的排放，我们需要减少煤炭、石油、天然气等化石能源的使用。
近几年，环境保护、能源危机成为热门的考点，我们要注意收集相关信息。
17.【答案】解：太阳能热水器将光能转化为内能，太阳能电池板将光能转化为电能，电暖炉将电能转化为内能，木柴燃烧将化学能转化为内能。
故答案为：
【解析】看清能量转化前物体具有什么能，能量转化后物体具有什么能，然后确定能量的转化过程。
本题主要考查对能量转化方式的了解，能量转化现象在生活中比较普遍，在解题时要针对具体的情况明确能量转化的方向，然后具体分析。
18.【答案】解：活塞从A运动到C的过程中，活塞压缩金属筒内的气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体的内能变大，由于内壁光滑且密闭绝热，则机械能全部全部转化为内能，在C点时，气体内能最大；活塞从C返回到A的过程中，金属筒内的气体推动活塞做功，内能转化为机械能，气体的内能减小，由于内壁光滑且密闭绝热，则内能全部转化为机械能；所以从A点开始时和结束时的内能是相同的；由于任何物体都有内能，故气体的初始内能不为零，如图所示：
【解析】对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，物体的内能会减少。
本题考查了做功改变物体内能、能量的守恒，属于基础知识。
19.【答案】汽化 做功 内 液化 6 1.2 20
【解析】解：(1)物质从液态变为气态为汽化。他先在塑料瓶内倒入少量的水，目的是使水汽化成水蒸气；
(2)往瓶内打气的同时，观察到温度传感器示数逐渐升高，说明打气筒给瓶内气体打气时是对瓶内气体做功，气体的内能增加，温度升高。当瓶内气压达到一定程度时，橡皮塞被冲出，同时可以观察到温度传感器示数下降，瓶口会出现大量的“白气”，“白气”形成的原因是：瓶内水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气内能减少，温度降低，发生液化形成小水珠；
(3)根据p=FS可知每次打气时缸内的压力F=pS=1.5×105Pa×2×10−4m2=30N，
打气一次对瓶内气体所做的功W=Fs=30N×20100m=6J；
气体的质量m=ρV=1.5kg/m3×1000×10−6m3=1.5×10−3kg，
打气一次瓶内气体温度的增加量Δt=31.8℃−27.8℃5=0.8℃，
瓶内气体内能增加的总量Q吸=cmΔt=1.0×103J/(kg⋅℃)×1.5×10−3kg×0.8℃=1.2J，
此装置的效率为η=Q吸W=1.2J6J×100%=20%。
故答案为：(1)汽化；(2)做功；内；液化；(3)6；1.2；20。
(1)物质从液态变为气态为汽化。
(2)改变物体内能的两种方法：对物体做功、热传递。对物体做功物体的内能增加，物体对外做功，物体的内能减少；物体吸收热量内能增加，物体放出热量内能减少。物质由气态变为液态称为液化。
(3)根据p=FS可知每次打气时缸内的压力，根据W=Fs得出打气一次对瓶内气体所做的功；
根据m=ρV得出气体的质量，得出打气一次瓶内气体温度的增加量Δt，根据Q吸=cmΔt得出瓶内气体内能增加的总量，根据η=Q吸W得出此装置的效率。
本题考查物态变化、内能、比热容、功、功率、效率的有关知识，综合性强，难度适中。
20.【答案】在室温下水沸腾了；方向性；不可能；增大(钢丝对冰块的)压强；降低；凝固；做功；增大；减小摩擦力
【解析】解：(1)由于我们观察到水在室温下发生了沸腾现象，因此可得出“原来随着玻璃罩中的空气被抽出，沸点一直降到室温”；
能量转化具有方向性，热量能自发地从高温物体传到低温物体，所以杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象是不可能存在的；
(2)使用细金属丝，在压力一定时，可以通过减小受力面积的方法来增大压强．悬挂重物是在受力面积一定时，可以通过增大压力来增大压强．
因此使用细金属丝和悬挂重物的目的都是增大(钢丝对冰块的)压强，增大压强可以降低冰的熔点．
物质从液态变为固态叫凝固．由于环境温度较低，熔化而成的水又很快凝固成冰，故钢丝穿冰块而过且不留缝隙；
(3)刷冰时刷子和冰面之间有摩擦，克服摩擦做功，两者的内能都增加，温度升高，达到冰的熔点，继续吸热，开始熔化，冰壶和冰之间有水，减小摩擦．
同时冰刀的刀刃做的非常锋利，冰刀减小了与冰面的接触面积，从而增大了压强．
冰的熔点与压强有关，且压强越大，熔点越低．这样就使部分冰熔化成水．水将冰刀与冰面分开，减小了两者之间的摩擦．
故答案为：(1)在室温下水沸腾了；方向性；不可能；
(2)增大(钢丝对冰块的)压强；降低；凝固；
(3)做功；增大；减小摩擦力．
(1)根据水在室温沸腾的现象可做出解释；能量守恒定律指：能量可以从某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，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变；能量转化具有方向性．
(2)增大压强方法：在压力一定时，可以通过减小受力面积的方法来增大压强．在受力面积一定时，可以通过增大压力来增大压强．增大压强可以降低固体的熔点．物质从液态变为固态叫凝固．
(3)克服摩擦做功，物体的内能增加．冰刀表面非常的光滑，这是在压力一定的前提下，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的；冰刀鞋与冰面的接触面积要比普通的鞋小得多，然后结合决定压强大小的因素，即可知道对冰的压强大小的变化．使冰的熔点发生变化，从而改变了与冰面的摩擦．
本题考查学生对生活中常见现象了解情况，需要学会利用物理语言来解释身边现象，同时要熟练掌握常见现象的产生原因．
21.【答案】N 增大
【解析】解：(1)①根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的右端为电磁铁的N极；
②为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，停止加热，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁的磁性的因素可知应减小控制电路中电流，此时热敏电阻阻值变大，所以热敏电阻Rx阻值应随温度升高而增大；
(2)根据P=U2R可知R1=U2P加热=(220V)21.1×103W=44Ω；
(3)水的体积：
V=10L=10dm3=0.01m3，
由ρ=mV可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/×0.01m3=10kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×(100℃−20℃)=3.36×106J，
该饮水器加热过程中的热效率：
η=Q吸W×100%=3.36×106J1×3.6×106J×100%≈93.3%。
故答案为：(1)N；增大；
(2)R1的电阻为44Ω；
(3)该饮水器在此加热过程中的热效率为93.3%。
(1)①电磁铁的磁极可以用安培定则判断，右手握住螺线管，四指弯向线圈中电流的方向，则大拇指所指的就是电磁铁的N极；
②如果希望水温水加热至沸腾后能自动切断加热电路时，根据电路的连接可知应使继电器开关S2断开，即电磁铁的磁性应减弱，根据影响电磁铁的磁性的因素可知控制电路中电流的变化，根据欧姆定律判断出此时热敏电阻阻值变大，由此可判断热敏电阻Rx阻值与温度的变化情况；
(2)根据P=U2R可知R1的阻值；
(3)根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量，利用η=Q吸W×100%求出该饮水器加热过程中的热效率。
本题为电学和热学、磁学的综合题，涉及到电功率公式、安培定则、电磁继电器的工作特点、密度公式、吸热公式、效率公式的综合应用等，有一定的难度。
22.【答案】解：(1)加热过程中，水吸收的热量为：Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.0kg×(100℃−20℃)=3.36×105J；
(2)由图乙可知，当S1闭合、S2断开时，只有R2接入电路，当S1、S2闭合时，R1和R2并联，此时电路中总电阻最小；
由P=U2R可知，当S1闭合、S2断开时，电路消耗的功率最小，饮水机处于保温状态，当S1、S2闭合时，电路消耗的功率最大，饮水机处于加热状态，
则处于加热挡时电阻R1的功率为：P1=P加−P保=1100W−100W=1000W，
所以处于加热挡时电阻R1的电流约为：I1=P1U1=1000W220V≈4.55A；
(3)加热6min消耗的电能为：W=P加t=1100W×6×60s=3.96×105J，
则电热饮水机的加热效率为：η=Q吸W×100%=3.36×105J3.96×105J×100%≈84.8%。
答：(1)加热过程中，水吸收的热量是3.36×105J；
(2)处于加热挡时电阻R1的电流约为4.55A；
(3)电热饮水机的加热效率约是84.8%。
【解析】(1)根据Q=cmΔt可求出加热过程中水吸收的热量；
(2)由图乙可知，当S1闭合、S2断开时，只有R2接入电路，当S1、S2闭合时，R1和R2并联，此时电路中总电阻最小；根据P=U2R可知，可知饮水机处于哪种工作状态；根据并联电路电功率关系及P=UI可求出处于加热挡时电阻R1的电流；
(3)根据W=Pt可求出加热6min消耗的电能，由η=Q吸W可求出电热饮水机的加热效率。
此题考查电功、吸收热量、效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。
23.【答案】解：(1)由ρ=mV可知，一满水箱水的质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×100×10−3m3=100kg；
(2)水箱中的水吸收的热量：Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(90℃−20℃)=2.94×107J；
(3)完全燃烧1m3天然气放出的热量：Q放=V天然气q天然气=1m3×4.2×107J/m3=4.2×107J；
天然气热水器的加热效率：η=Q吸Q放×100%=2.94×107J4.2×107J×100%=70%；
(4)太阳能的优点：①取之不尽，用之不竭；②清洁无污染。
答：(1)一满水箱水的质量为100kg；
(2)水箱中的水吸收的热量为2.94×107J；
(3)天然气热水器的加热效率为70%；
(4)使用太阳能的两个优点：①取之不尽，用之不竭；②清洁无污染。
【解析】(1)利用密度公式计算出水的质量；
(2)知道水的质量、比热容、初温和末温，利用Q吸=cm(t−t0)计算出水吸收的热量；
(3)利用Q放=Vq计算出天然气完全燃烧放出的热量，利用效率公式计算出天然气热水器的效率；
(4)太阳能的优点：取之不尽，用之不竭；清洁无污染。
本题考查密度公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用以及太阳能的优点，是一道热学综合题，难度不大。
24.【答案】解：(1)车受到的重力G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N；
(2)该车满载时对水平地面的压力F=G=1.2×104N，
该车满载时对水平地面的压强p=FS=1.2×104N4×150×10−4m2=2×105Pa；
(3)此过程中，汽车处于平衡状态，
汽车发动机做的有用功W有用=F牵s=2400N×1.5×103m=3.6×106J，
汽车发动机的机械效率η=W有用W总=3.6×106J4.5×106J=80%。
答：(1)整车的重力为1.2×104N；
(2)该车满载时对水平地面的压强为2×105Pa；
(3)此过程中，汽车发动机的机械效率为80%。
【解析】(1)根据F=G=mg求出其大小；
(2)利用F=G=mg计算该车满载时对水平地面的压力，利用p=FS计算该车满载时对水平地面的压强；
(3)此过程中，汽车处于平衡状态，利用W有用=F牵s计算汽车发动机做的有用功，利用η=W有用W总计算汽车发动机的机械效率。
本题考查速度、压强、机械效率的有关计算问题，有一定的综合性。
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