武汉三中寄宿初中物理九年级全册第二十二章《能源与可持续发展》测试卷(答案解析)
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一、选择题
1.以下行为符合“绿色低碳、文明出行”生活理念的是()
A.放学后,未关闭教室内的日光灯
B.教室的电脑显示器周末处于待机状态
C.选择自行车或公共交通出行
D.夏天上课时,将教室内的空调温度调得很低
2.关于“绿色”能源和记忆合金,下列理解正确的是()
A.“绿色”能源是指颜色是绿色的能源
B.锂电池是比硅光电池更优越的绿色能源
C.记忆合金是一种能记住原来形状的金属
D.石油是“绿色”能源
3.能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法正确的是()
A.“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
B.太阳能、风能和水能都是不可再生能源
C.大亚湾核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的
D.超导材料主要是应用在电饭锅等电器上
4.下列做法中,正确的是()
A.家庭电路中选择最粗的保险丝B.将磁铁靠近手机、电视等家电
C.用太阳能集热器为住户提供热水D.家中的照明灯全部用大功率的白炽灯5.党的十八大提出“绿水青山就是金山银山”的理念,指导中国经济与环境协调统一,解决面临的生态环境问题,打好蓝天保卫战。
以下能源属于清洁可再生能源的是()A.天然气B.煤炭C.石油D.风能
6.如图所示,下列能源属于可再生能源的是()
A.可燃冰
B.石油
C.页岩气
D.潮汐能
7.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.量子卫星是通过次声波与地面控制系统交流
B.北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C.无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量
D.用5G手机上网是通过电磁波传递信息
8.十九大报告为我国绿色发展指明了方向,以下行为中不符合节能减排的是
A.小区安装太阳能路灯
B.让电视机长期处于待机状态
C.夏天将空调制冷温度适当调高2℃
D.用电动汽车代替燃油汽车
9.关于原子,下列说法正确的是()
A.原子是由原子核和核外电子组成的
B.原子是由分子和电子组成的
C.原子核和电子都带负电
D.原子核外的电子都是静止的
10.能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法正确的是
A.超导材料可用来制作电饭锅的发热体,且发热效率更高
B.太阳能、核能等新能源都属于可再生能源
C.手机的芯片使用的材料主要是半导体
D.卫星导航是利用超声波来定位导航
11.下列说法正确的是
A.原子弹爆炸属于原子核聚变
B.在太阳内部,太阳核心每时每刻都在发生核聚变
C.化石燃料、水能、地热能都属于新能源
D.做功冲程中,热机是将机械能转化为内能
12.下列事例中,能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是
A.电能可以转化为机械能,机械能也可以转化为电能
B.热量可以自发从高温物体传递给低温物体,却不能自发从低温物体传递到高温物体C.动能可以和重力势能相互转化
D.机械能可以转化为内能,内能也可以转化为机械能
二、填空题
13.核电站是利用核______的能量来发电的;核能属于______再生能源。
14.汽车刹车时,由于摩擦,汽车的动能转化为_____能,这些能量不能自动地用来驱动汽车;而有些新能源汽车有“动能回收装置”,即在刹车时带动_____(选填“发电机”或“电动机”)工作,将汽车的动能转化为_____能并为电池充电,之后电池又可以再次驱动汽车。
15.我县部分十字交叉路口中央,设有太阳能交通信号灯。
白天,______能转化为______能,除供正常使用外,将多余的能量储存在蓄电池内,夜晚供交通指示灯及照明灯发光。
16.能源危机日益加剧,开发和利用新能源成为当务之急。
光伏发电是将太阳能转化为
____;目前的核能发电,是通过______释放的核能来发电的(选填“核裂变”或“核聚变”),电能属于______能源(选填“一次”或“二次”)。
17.核能是_____(可再生能源/不可再生能源),获取核能目前主要有_____和_____两种途径。
18.汽车刹车时,由于摩擦,汽车的动能转化为_____能,这些能量不能自动地用来驱动汽车;而有些新能源汽车有“动能回收装置”,即在刹车时带动发电机工作,将汽车的动能转化为_____能并为电池充电,之后电池又可以再次驱动汽车.
19.利用太阳能电池可以把太阳能转化为____能,还有一部分太阳能转化为其他形式的能,根据能量____定律可知,转化的总能量和接收的太阳能数量相同。
20.骑行自行车集节能环保锻炼身体于一体,很多同学都喜欢。
你是否注意到在给自行车打气时如图打气筒底部会发热;而连续下坡后,由于连续刹车,刹车碟片也会发热。
请指出是_______能转化_______能;请说出发热原因的不同之处.
三、解答题
21.如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图.旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水.已知R1、R2是电热丝,R2=55Ω,温水档的电功率是2.2kW.求:
(1)当流出水为温水时,接入电阻的值;
(2)当流出水为温水时,该水龙头1min消耗的电能若由燃油燃烧提供,所需燃油的质量;(燃油的热值为4.4×107 J/kg)
(3)若该水龙头1min能放出约1kg的温水,效率为84%,则温水升高的温度.
22.用烟煤烧水时,将10kg水从20℃加热到100℃,燃烧了1.4kg的烟煤.水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),烟煤的热值约为3×107J/kg.试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)热效率是多少?
23.用燃气灶做饭.燃烧了1kg的煤气.已知煤气的热值为4.2×107J/kg.求:1kg煤气完全燃烧放出的热量是多少?
24.一辆使用汽油为燃料的小汽车,在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶,百公里油耗为8L(百公里油耗8L是指汽车行驶100km,需要消耗8L汽油),发动机的效率为28%.若汽车行驶50km,求:
(1)在该路段上消耗汽油的质量。
(2)该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力。
(汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3,汽油的热值为q=4.5×107J/kg)
25.为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活.小明家的太阳能热水器吸热板面积S=3m2,水箱内装质量m=100kg的水.小明观察发现:这些水在t=10h时间内温度由20℃升高到80℃,查阅资料获知:当天当地的太阳辐射平均功率P0=1.68x106J/(m2·h)(太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能),c水=4.2 x 103J/( kg·℃).求:
(1)水箱内所装的水吸收的热量Q1;
(2)吸热板吸收到的太阳辐射能量Q2;
(3)该太阳能热水器的能量转化效率η.
26.小亮家有一个容积为 2L 的水壶,水壶里装有初温为 25 ℃的水,在 1 标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热。
[已知天然气的热值q=8.4×107J/m3水的比热容 c 水
=4.2×103J/(kg·℃)]则:
(1)烧开 1L 水,水需要吸收多少热量?
(2)若天然气炉具的效率是 30%,则烧开 1L 水需要完全燃烧多少m3的天然气?
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.C
解析:C
A.放学后,应及时关闭教室内的日光灯,故A不符合题意;
B.教室的电脑显示器在不用时,应及时关闭,而不是一直处于待机状态,故B不符合题意;
C.选择自行车或公共交通出行,尽量少开私家车符合绿色低碳、文明出行的理念,故C
符合题意;
D.夏天上课时,教室内的空调温度调得很低,会消耗更多的电能,不符合绿色低碳、文明出行的理念,故D不符合题意。
故选C。
2.C
解析:C
A.绿色能源也称清洁能源,是环境保护和良好生态系统的象征和代名词,“绿色”能源是与物体的颜色无关,故A错误;
B.硅光电池将太阳能转化为电能,节能但不是绝对无污染。
锂电池将化学能转化为电能,废气的电池会造成污染。
故B错误;
C.在外力作用下会产生变形,当把外力去掉,在一定的温度条件下,能恢复原来的形状。
由于它具有百万次以上的恢复功能,因此叫做“记忆合金”,故C正确;
D.石油是三大化石燃料,燃烧除了产生大量的二氧化碳之外,也会产生二氧化硫等有毒的气体,还有固体废弃物需要处理,不属于“绿色”能源,故D错误。
故选C。
3.C
解析:C
A.“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的,故A错误;
B.太阳能、风能和水能都是可再生能源,故B错误;
C.核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的,故C正确;
D.超导材料电阻为零,不能应用在电饭锅等利用电流热效应来工作的用电器上,故D错误。
故选C。
4.C
解析:C
A.选择保险丝时,如果选择太细的保险丝,相同条件下,保险丝越细,电阻越大,产生的电热越多,很快达到细保险丝的熔点,电路将无法正常工作,如果选择太粗的保险丝,在电路中电流过大时,相同条件下保险丝越粗,电阻越小,产生的热量越小,不能达到粗保险丝的熔点,不能熔断,不能起到保险是作用,故A错误;
B.手机、电视等家电内部有磁体,将磁铁靠近会影响使用,故B错误;
C.用太阳能可以节约能源,故C正确;
D.白炽灯把电能转化为内能,温度高才能发光,能量利用率低,所以应使用节能灯,故D错误。
故选C。
5.D
解析:D
煤、石油、天然气一旦用完,短时间内无法得到补充,属于不可再生资源;而风能可以源源不断的从自然界中得到,是可再生资源,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.D
解析:D
可再生能源是取之不尽,用之不竭的能源,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源,对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用,潮汐能是可再生能源;可燃冰、石油、页岩气属于化石能源,是不可再生能源,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.D
解析:D
ABD.量子卫星与地面控制系统交流、用5G手机上网、北斗卫星导航都是利用电磁波进行的。
故AB不正确,D正确。
C.无人自动驾驶汽车行驶也是需要消耗能量,故C错误。
故选D。
8.B
解析:B
【解析】
A.小区安装太阳能路灯代替白炽灯,能节约电能,故A不符合题意;
B.电视机不使用时处于待机状态,会消耗电能,这样会浪费电能,故B符合题意;C.夏天空调的温度调得高些,消耗的电能低些,符合节能的要求,故C不符合题意;D.使用内燃机作为动力的汽车,排放的废气较多,用电动汽车代替燃油车,能减少废气的排放,这样符合减排的要求,故D不符合题意。
9.A
解析:A
原子是由原子核和核外电子组成的,原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电,电子带负电,电子绕着原子核高速旋转;故BCD项错误,A项正确.
10.C
解析:C
A.超导体是指某些材料当温度降低某个值时,电阻突然为零,所以电流经过超导体不发热,即不能用来制作电饭锅的发热体,故A错误;
B.太阳能是可再生能源,核能是不可再生能源,故B错误;
C.手机的芯片主要由二极管、三极管组成,而二极管是由半导体材料做成的,故C正确;
D.超声波属于声波,传播需要介质,在真空中不能传声,所以不能用于卫星与地面通讯,卫星与地面是靠电磁波进行通讯,故D错误.
11.B
解析:B
A、原子弹爆炸属于原子核裂变.故A不正确;
B、在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能.因而太阳具有巨大
的能量.故B正确;
C、化石燃料、水能是常规能源,地热能是新能源.故C不正确;
D、热机的压缩冲程中,活塞的机械能转化成燃气的内能;在做功冲程中,高温高压燃气推动活塞做功,内能转化成活塞的机械能.故D不正确.
12.B
解析:B
电能可以转化为机械能,机械能也可以转化为电能,这说明能量之间可以相互转化,不能说能量转化具有方向性,故A不符合题意;热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,但却不能自发地从低温物体传递到高温物体,这说明能量转移具有方向性,故B符合题意;动能和重力势能可以相互转化,说明能量之间可以相互转化,但不能说明能量转化具有方向性,故C不符合题意;机械能可以转化为内能,内能也可以转化为机械能,这说明能量之间的相互转化,但不能说能量转化具有方向性,故D不符合题意,故选B.
二、填空题
13.裂变不可
解析:裂变不可
[1]核裂变可释放出巨大的能量,而且可以人为控制,核电站是利用核裂变释放的能量来发电的。
[2]核能是放射性物体发生核反应时所释放的能量,短期内无法得到补充,属于不可再生能源。
14.内发电机电
解析:内发电机电
[1]汽车刹车时,由于要克服摩擦做功(摩擦生热),则汽车的动能会转化为内能。
[2][3]汽车刹车时带动发电机工作,可将汽车的动能转化为电能并为电池充电。
15.太阳电
解析:太阳电
[1][2]太阳能交通信号灯所消耗的电能是由太阳能转化而来的。
16.电能核裂变二次
解析:电能核裂变二次
[1]太阳能光伏发电系统是将太阳能转化为电能的。
这样能从自然界源源不断地得到,这样的能源是可再生能源;
[2]核能分为裂变和聚变两种,裂变分为两种:可控链式反应和不可控链式反应,前者主要应用在核反应堆中,核能发电是通核裂变释放的核能来发电的。
[3]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;电能一般都是通过火力发电或水力发电等方式转化过来的,属于二次能源。
17.不可再生能源核裂变核聚变
解析:不可再生能源核裂变核聚变
[1]核能在地球上的储量是有限的,是不可再生的;
[2][3]目前人类获得核能的途径有重核裂变和轻核聚变。
18.内电
解析:内 电
汽车刹车时,由于要克服摩擦做功(摩擦生热),所以,汽车的动能会转化为内能;刹车时带动发电机工作,将汽车的动能转化为电能并为电池充电.
19.电守恒【解析】【分析】能量守恒定律:能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
解析:电 守恒
【解析】
【分析】
能量守恒定律:能既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,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。
太阳能电池将一部分太阳能转化为电能,还有一部分太阳能转化为其它形式的能;自然界中存在不同形式的能量,各种不同形式的能量在一定条件下都可以相互转化,同种形式能量也可在不同物体间进行转移,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,故根据能量守恒定律可知,转化的总能量和接收的太阳能数量相同。
20.机械内因为底部较热可知打气筒是压缩气体做功使空气的内能增加;刹车碟片均匀发热是因为摩擦生热【解析】【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能通过做功改变物体的内能是将机械能转化为内能的过程
解析:机械 内 因为底部较热可知,打气筒是压缩气体做功使空气的内能增加;刹车碟片均匀发热是因为摩擦生热
【解析】
【分析】
做功和热传递都可以改变物体的内能,通过做功改变物体的内能是将机械能转化为内能的过程。
用活塞式打气筒给自行车胎打气的过程中,打气筒底部通常会发热,发热的原因是压缩气体做功使空气的内能增加, 由于连续刹车,刹车碟片也会发热,发热的原因是因为碟片克服摩擦做功而生热,二者都是通过做功将机械能转化为内能。
三、解答题
21.(1)22Ω;(2)3g ;(3)26.4℃.
【解析】解答:(1)由P =UI =2
U R
可得,流出水为温水时接入电阻的值:R =()222202200V U P W
==22Ω; (2)当流出水为温水时,由P =W t
可得,该水龙头1min 消耗的电能:W =Pt =2200W ×60s =
1.32×105J ,
由题意可知,燃油燃烧释放的热量:Q 放=W =1.32×
105J ,由Q 放=mq 可得,所需燃油的质量:
m =571.32104.410/Q J q J kg
⨯⨯放= =0.003kg =3g ;(3)由η=Q W 吸可得,水吸收的热量:Q 吸=ηW =84%×1.32×105J =110880J ,由Q 吸=cm △t 可得,温水升高的温度:
△t =()31108804.210/1Q J cm J kg kg
⨯⋅⨯吸=℃=26.4℃ 22.(1)3.36×106J (2)4.2×107 J (3)8%
【解析】
试题分析:(1)知道水的质量、水的比热容和水的温度变化,可利用吸热公式
10(-)Q cm t t =吸计算水吸收的热量:10(-)Q cm t t =吸=4.2×103J/(kg·0c)×10kg×(100℃-
20℃)=3.36×106J
(2)知道烟煤的热值和质量,可利用公式Q 放=qm 计算烟煤完全燃烧放出的热量,1.4kg 的烟煤完全燃烧放出的热量:Q 放=qm=3×107J/kg×1.4kg=4.2×107J
(3)知道水吸收的热量和烟煤完全燃烧放出的热量,根据效率公式求出热效率:
673.3610J ==8%4.210J
Q Q η⨯=⨯吸放 答:(1)水吸收的热量是3.36×106J ;(2)1.4kg 的烟煤完全燃烧放出的热量是4.2×107J ;(3)热效率是8%.
考点:热量的计算;燃料的热值;热效率
23.2×107J
【解析】试题分析:已知煤气的热值与质量,根据Q 放=mq 求出煤气完全燃烧释放的热量.
解:
1kg 煤气完全燃烧放出的热量:
Q 放=m 煤气q=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J .
答:kg 煤气完全燃烧放出的热量为4.2×107J .
【点评】本题考查了学生对燃料燃烧放热公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大.
24.(1)2.8kg ;(2)705.6N 。
【解析】
(1)百公里油耗为8L ,所以汽车通过50km 的路程所消耗的汽油是4L ,
V =4L =4dm 3=0.004m 3;
在该路段上消耗汽油的质量:m =ρV =0.7×
103kg/m 3×0.004m 3=2.8kg ; (2)完全燃烧2.8kg 汽油所释放的热量:Q 放=mq =2.8kg×
4.5×107J/kg =1.26×108J , 发动机的效率为28%,牵引力做的功:W =Q 放×
η=1.26×108J×28%=3.528×107J ; 由W =Fs 可得牵引力:F =733.52810J 5010m
W s ⨯=⨯=705.6N 。
答:(1)在该路段上消耗汽油的质量为2.8kg;
(2)该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为705.6N。
25.(1)2.52×107 J;(2)5.04×107 J;(3)50%
(1)根据题意知道,水箱内水的质量是:m=100kg ,在t=10h时间内温度由20℃升高到80℃,所以,水箱内所装的水吸收的热量是:
Q1 =cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×100kg×(80℃-20℃)=2.52×107 J.
(2)吸热板吸收到的太阳辐射能量是:
Q2= P0St= 1.68×106 J/(m2•h)×3m2 ×10h=5.04×107 J
(3)该太阳能热水器的能量转化效率是:
η=Q1/Q2×100%=2.52×107J/5.04×107J×100%=50%.
【点睛】
本题考查的是太阳能热水器中的热量计算,要求熟练的应用相关的吸热公式和效率公式等,难度不大.
26.(1)烧开1L水,水需要吸收3.15×105J热量;
(2)若天然气炉具的效率是30%,则烧开1L水需要完全燃烧1.25×10﹣2m3的天然气.【解析】
解:(1)由题意可知水的体积V水=1L=1×10﹣3m3,
由ρ=可得,m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,一标准大气压下水的沸点是100℃
则水吸收的热量:Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣25℃)
=3.15×105J;
(2)η=得Q放===1.05×106J,
由Q放=Vq得V天然气===1.25×10﹣2m3.
答:(1)烧开1L水,水需要吸收3.15×105J热量;
(2)若天然气炉具的效率是30%,则烧开1L水需要完全燃烧1.25×10﹣2m3的天然气.
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq的掌握和运用,计算时注意固体燃料热值单位(J/kg)与气体燃料热值单位(J/m3)的区别.。