难点详解教科版九年级物理下册第十一章物理学与能源技术专题训练试题(含解析)

教科版九年级物理下册第十一章物理学与能源技术专题训练
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、能源、信息技术和材料被称为当代文明的三大支柱，下列说法中错误的是（）
A．能量在转化或转移的过程中是守恒的，所以不必考虑节约能源
B．煤、石油、天然气等化石能源是不可再生能源
C．电能是二次能源
D．核能、太阳能是具有广阔开发前景的新能源
2、下列现象中涉及到的能量转化过程不正确的是（）
A．摩擦生热是将机械能转化为内能
B．给电动车充电是将化学能转化为电能
C．火箭升空是内能转化为机械能
D．酒精燃烧是化学能转化为内能、光能
3、根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（）
A．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
4、关于能源，下列说法正确的是（）
A．电能、地热能都是一次能源
B．风能、水能、太阳能都是不可再生能源
C．核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的
D．大量氢核的裂变，可以在瞬间释放出巨大的核能
5、如图是内燃机某冲程的工作示意图，下面四个事例中能量转化与之相同的是（）
A．B．
C．D．
6、2021年5月29日20时55分，货运飞船“天舟二号”在海南文昌发射场成功发射，并在8小时后与“天和核心舱”成功实现自主交会对接。

则下列说法中错误的是（）
A．用氢作燃料，是因为氢的热值大
B．“天舟二号”打开太阳能帆板后可将太阳能转化为电能
C．火箭向下喷燃气才能上升，是因为力的作用是相互的
D．“天舟二号”和“天和核心舱”对接时，两者的动能均为0
7、关于能源、信息与材料，下列说法不正确
．．．的是（）
A．垃圾分类有利于环保和节约能源
B．用光导纤维制成的光缆，可以在很短时间内传递大量的信息
C．航空器材常采用密度大的合金，可以减小航空器的质量
D．若用超导材料制造输电线可以大大降低电能损耗
8、图是核电站工作情况的方框图，关于方框图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（）
A．核反应堆将核能转化为电能
B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能
D．各种用电器只能将电能转化为内能
9、如图所示，是我校新安装的太阳能路灯，关于太阳能路灯，下列表述不正确的是（）
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．灯泡将电能转化为光能
C．蓄电池白天将化学能转化为电能
D．在使用太阳能路灯整过过程中，能量是守恒的
10、中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（）
A．用5G手机上网是通过电磁波传递信息
B．北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C．核电站是利用核聚变释放的核能发电的
D．我国海域深处蕴藏的大量“可燃冰”属于可再生能源
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、火箭在起飞的时候喷出高温的气体，使火箭加速升空，同时火箭外壳的温度也升高，在这个过程中，火箭外壳的内能，机械能。

2、天然气的热值为4.4×107 J/kg，小明烧开一壶水消耗了0.05 kg天然气，完全燃烧这些天然气放出的热量为J。

水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为能。

3、汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利。

汽车应用了许多物理知识，请你运用所学的物理知识解答下列问题：
（1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的冲程是将内能转化为机械能。

（2）给汽车加油时，会闻到汽油味，这是现象。

（3）汽油燃烧时的能量转化是。

（4）发动机利用水来散热是因为水的大。

（5）汽油机对外输出动力是在冲程，其余冲程是靠飞轮的完成的
4、如图所示，是用燃烧天然气给水加热的情景。

它是通过途径改变水的内能，天然气是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

5、水力发电、火力发电及核能发电是目前人们获得电能的主要途径，其中容易产生温室效应的是
发电，属于利用可再生能源的是发电。

三、简答题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、随着社会的发展，人们生活水平的提高，环境污染问题也越来运受到人们的关注，请你从物理学的角度就节约能源，保护环境提3条合理化建议．
2、我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT﹣7U，成为国际最先进的磁约束聚变装置．托卡马克装置的主体包括两大部分，就是磁场系统和真空系统．磁场系统包括纵场线圈和加热场的变压器．纵场线圈用来产生强大的纵向磁场，变压器用来感应产生等离子体电流．真空室一般由薄壁不锈钢制成，既要考虑到足够的机械强度，又要有足够的电阻值，还必须留有绝缘缝隙，保证磁场的渗透．抽气系统一般采用大抽速的涡轮分子泵，将真空室抽成10﹣6Pa以上的超高真空，满足等离子体对纯净环境的要求．聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态，也即进入物质第四态．等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体．在等离子体中，由于高温，电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全裸露，为核子的碰撞准备了条件．当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行．等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到1022时，聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率，必须超过这一基本值，聚变反应才能自持进行．
问题1：什么是轻核聚变反应？需要什么条件？为什么要在如此苛刻的条件下进行？
问题2：用普通容器能否承装反应原料？用什么技术性措施能解决该问题？
问题3：如何产生如此强大的磁场？什么叫低温超导现象？该现象是否遵循欧姆定律？超导现象在什么条件下才能实现？
问题4：为什么在托卡马克中设置真空室？核聚变过程中能量是如何转化的？
问题5：核聚变反应需要什么条件才能自持进行？如果等离子体密度大约为1.02×10﹣6kg/m3，温度为1.16×108℃热能约束时间需达到多少时核聚变才能自持进行？
3、如图所示是核电站原理的示意图，结合这张图，简要叙述核电站是如何工作的．
4、为什么永动机造不出来？
5、能量守恒定律告诉我们：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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量保持不变．生活中也一定有这样的例子，请试举两例．
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】A
【解析】【解答】A．能量虽然守恒，但是有些自然资源是有限的，需要加以节约利用，A错误，符合题意；
B．煤、石油、天然气等化石能源，在地球上的存储有限，消耗后短时间无法再生，是不可再生能源，B正确，不符合题意；
C．电能是通过水的机械能、风能或燃料燃烧等转化的能源，属于二次能源，C正确，不符合题意；
D．核能、太阳能是具有巨大的开发潜力，可能替代石油、天然气等传统能源，D正确，不符合题意。

故答案为：A。

【分析】可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源。

能量在转移、转化过程中总是守恒的，但是能量的转化具有方向性，在能源的使用过程中，使能源从便于利用的变成不便于利用的，所以说能量虽守恒但还是要节约能源。

可以从自然界直接获取的能源叫一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。

核能、太阳能开发潜力巨大，最终有可能成为石油、天然气等的替代能源。

2、【答案】B
【解析】【解答】A．摩擦生热是通过做功改变物体内能，摩擦生热过程将机械能转化为内能，A项正确，不符合题意；
B．给电动车充电时，将电能转化为化学能，B项错误，符合题意；
C．火箭升空，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，C项正确，不符合题意；
D．酒精燃烧过程将酒精的化学能转化为内能、光能，D项正确，不符合题意。

故答案为：B。

【分析】电路的基本结构包含电源、用电器、开关和导线，其中电源提供电能，用电器消耗电能转化
为其他形式的能，结合题目分析求解即可。

3、【答案】D
【解析】【解答】A．机械表工作是靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，所以，不会默默地走了几十年，A不符合题意；
B．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，温度升高，内能增加，断电后，水不再继续吸收热量，所以，沸腾会停止，B不符合题意；
C．子弹高速运动时，由于摩擦生热会使动能减小，速度减慢，C不符合题意；
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，D符合题意。

故答案为：D
【分析】能量相互转化时，总量守恒；但在使用能量过程中，会有损失。

4、【答案】C
【解析】【解答】AB．一次能源是直接从外界获取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能获得，电能属于二次能源，风能、水能、太阳能都是可再生能源，AB不符合题意；
C．核反应堆又称原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置，C 符合题意；
D．氢核发生聚变，可以在瞬间释放出巨大的核能，氢弹就是根据这一原理制成的，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】一次能源是直接从外界获取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能获得；核反应堆是核燃料可控制裂变链式反应的装置。

5、【答案】A
【解析】【解答】图中给的是内燃机的做功冲程，是内能转化为机械能。

A.水蒸气的内能对外做功，转化为塞子的机械能。

故符合。

B.搓手，是做功改变内能，机械能转化为内能，故不符合。

C.压缩对空气做功，是机械能转化为内能，故不符合。

D.钻木取火，是机械能转化为内能，故不符合。

故答案为：A。

【分析】做功改变内能，有两种，一种是对物体做功，内能增加。

另一种是物体对外做功，内能减少。

6、【答案】D
【解析】【解答】A．氢相比其它常规燃料，热值更大，较适合做飞船的燃料，A正确，不符合题意；
B．太阳能板是一种将太阳能转化为电能的装置，B正确，不符合题意；
C．火箭向下喷气，根据力的作用是相互的可知，气会对火箭一个向上的力，C正确，不符合题意；
D．“天舟二号”和“天和核心舱”对接时，它们都一直在运动，所以两者都存在动能，D错误，符合题意。

故答案为：D。

【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大。

7、【答案】C
【解析】【解答】A．垃圾分类有利于环保和节约能源，分类回收加以利用，A正确，不符合题意；
B．光缆可以在很短时间内传递大量的信息，B正确，不符合题意；
C．航空器材常采用密度小的合金，可以减小航空器的质量，C错误，符合题意；
D．若用超导材料制造输电线，电阻为零，可以大大降低电能损耗，D正确，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】当物体的体积一定时，通过密度公式m＝ρV可知，物体的密度越大时，物体的质量越大，密度越小，质量越小。

8、【答案】C
【解析】【解答】A：核反应堆将核能转化为内能，A错误 B：蒸汽轮机将内能转化为机械能，B错误； C：发电机将机械能转化为电能，C正确； D：电热器将电能转化为内能，电动机将电能转化
为机械能，灯泡将电能转化为光能，D错误。

故选C。

【分析】核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能．
9、【答案】C
【解析】【解答】ABC．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；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。

AB正确，不符合题意；C错误，符合题意；
D．能量是守恒的，不会凭空消失，也不会凭空产生。

所以在使用太阳能路灯整过过程中，能量是守恒的，D正确，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。

10、【答案】A
【解析】【解答】A．手机上网是通过电磁波传递信息的，A符合题意；
B．北斗卫星导航也是通过电磁波传递信息的，B不符合题意；
C．核电站是利用核裂变释放的核能发电的，C不符合题意；
D．“可燃冰”由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，属于不可再生能源，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】手机、北斗卫星导航是通过电磁波传递信息；核电站利用核裂变释放核能；可燃冰是不可再生资源。

二、填空题
1、【答案】增加；增加
【解析】【解答】火箭在起飞的时候喷出高温的气体，高温气体的内能一部分传递给火箭外壳，火箭外壳的温度升高，使火箭外壳的内能增加；同时火箭外壳与大气摩擦，摩擦生热，也使火箭外壳内能增加。

火箭在起飞的时候喷出高温的气体，使火箭加速升空，火箭的动能增加，重力势能也增加，即机械能
【分析】分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。

2、【答案】2.2×106；机械
【解析】【解答】完全燃烧这些天然气放出的热量为 760.05kg 4.410J/kg=2.210J Q mq ==⨯⨯⨯放 水
沸腾时壶盖被顶起，说明水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。

【分析】结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量；水蒸气对外做功，消耗自身的内能，转化为机械能。

3、【答案】（1）做功
（2）扩散
（3）化学能转化为内能
（4）比热容
（5）做功；惯性
【解析】【解答】（1）在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使机械能转化为气体的内能，其内能增加，温度升高；做功冲程是将内能转化为机械能的过程。

（2）给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在不停地做无则规运动。

（3）燃料具有化学能，汽油燃烧时，将化学能转化为内能。

（4）因为水这种物质的比热容较大，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度相对较小，常用来给发动机散热。

（5）四冲程内燃机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力；依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。

【分析】（1）做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。

（2）扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方现象。

说明一切物体的分子都永不停息地做无规则运
（3）分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。

（4）水这种物质的比热容较大，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度相对较小。

4、【答案】热传递；不可再生
【解析】【解答】改变物体内能的方式有做功和热传递，用燃烧天然气给水加热是通过热传递改变水的内能的。

天然气用一点就少一点，短时间内不会再生，是不可再生能源。

【分析】（1）天然气给水加热，是能量发生了转移，发生了热传递；
（2）天然气用完后，在短时间内不能产生来判断是哪种能源。

5、【答案】火力；水力
【解析】【解答】火力发电燃烧的煤会产生大量的二氧化碳，引起温室效应；但水力发电是利用水的重力势能转变为水的动能，带动水轮机发电的，而水的机械能却是可以再生的能源。

【分析】再短时间内能再生的资源叫做可再生资源，比如水资源、太阳能；再短时间内不能再生的资源叫做可不可再生资源，比如核能、煤炭、石油。

三、简答题
1、【答案】解：
（1）使用可再生的太阳能代替化石燃料；
（2）冬天的空调温度设定调低几摄氏度或夏天的空调温度设定调高几摄氏度可以节约部分电能和氟利昂的排放；
（3）控制汽车数量，减少废气排放可以减少对大气的污染．
【解析】【分析】保护环境，人人有责，我们要在日常生活中养成有节约能源的习惯，减少对自然的破坏．
2、【答案】答：（1）轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应称聚变反应，又称为热核反应．它需要极大的压强和极高的温度．原因是自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行．
（2）不能．因为无法承受极高的压强而导致破裂．可以利用磁场来进行控制．
（3）通过电磁铁来实现．当温度足够低时，某些金属的电阻突然降为0，这种现象叫做低温超导．它不遵循欧姆定律．条件是温度足够低．
（4）目的是满足等离子体对纯净环境的要求．将核能转化为内能．
（5）当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行．时间=
≈8.64s．
【解析】【分析】本题需要从题目所给条件中分析主要内容，结合问题作答．核聚变是核能利用的一种形式，已经广泛地被利用到核电站的建设当中．
3、【答案】答：核反应堆产生的大量的核能使水汽化变成水蒸气，此过程把核能转化为水和水蒸气的内能；水蒸气带动汽轮机工作，内能转化为机械能；
汽轮机推动发电机发电，是机械能转化为电能，最终实现了核能向电能的转化．
【解析】【分析】解决此题需要了解核电站的发电原理及其能量转化．
4、【答案】答：永动机是指违反热力学基本定律的永不停止运动的发动机．由能量守恒定律可知，能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．因为能量的转化是有方向性的，自然界里无论什么运动都会产生热，热向四周扩散，成为无用的能量．如不补给能量，任何运动着的机器都会停下来，所以永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的．
【解析】【分析】根据能量守恒定律的内容解答．明确转化和转移：转化能的形式发生变化，转移能的形式不变．
5、【答案】解：利用热水袋放热使人取暖，属于能量的转移；
太阳能热水器在阳光的照射下转化为热能储存在水中，属于能量的转化．
【解析】【分析】能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变．。