2022年精品解析沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会达标测试试卷(无超纲带解析)

沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会达标测试
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、下列四组物体中，都属于绝缘体的一组是（）
A．碳棒、人体、大地B．水银、铜丝、铁块
C．陶瓷、干木、塑料D．石墨、橡胶、酸碱盐溶液
2、物理知识与生活联系非常紧密，下列关于密度的一些说法中正确的是（）
A．1kg的水和1kg的冰的密度相同
B．发生火灾时，受困人员采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离，是因为含有有害物质的空气温度较高，密度较小，大量聚集在房间的上方
C．为减轻质量，航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料
D．可以利用密度来鉴别物质，因为不同物质的密度一定不同
3、下列物体通常情况下属于导体的是（）
A．玻璃杯B．陶瓷盒C．钢直尺D．橡胶棒
4、图所示验电器上标记的各部件中，通常情况属于绝缘体的是（）
A．金属球B．橡胶垫C．铁制外壳D．金属箔
5、以下说法正确的是（）
A．同一物体，温度越高，内能越大
B．根据能量守恒定律可知能的总量是不变的，所以我们不需要节约能源
C．酒精燃烧时，内能转化为化学能
D．中午海滩上沙子比水热，是因为水的比热容比沙子的比热容小
6、在电路中，绝缘体和导体一样重要。

通常情况下，下列物体中属于绝缘体的是（）
A．橡胶B．铜丝C．保险丝D．铁夹子
7、国际顶尖学术期刊杂志发布了2018年度影响世界的十大科学人物，我国年仅22岁的学者曹原位列榜首。

他研究发现，当两片石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为零，此现象中的双层石墨烯是（）
A．半导体B．导体C．超导体D．绝缘体
8、下列说法错误的是（）
A．在闭合的电路中要得到持续的电流，必须要有电源
B．绝缘体不容易导电是因为绝缘体内部几乎没有自由电荷
C．电流的方向一定从电源的正极流向负极
D．大地、铜线、人体都属于导体
9、在金属，橡胶，盐水，陶瓷，大地，塑料这些物体中（）
A．它们都是导体B．它们都是绝缘体
C ．只有金属和盐水是导体
D ．橡胶、陶瓷和塑料是绝缘体
10、在通常情况下，下列物品属于导体的是（ ）
A ．铅笔芯
B ．陶瓷碗
C ．绘画橡皮
D ．玻璃杯
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、我国科技近年来飞速发展，C919国产大客机采用铝锂合金来减轻机身重力，这是应用了_______知识。

辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨，能平稳浮在海面上，这主要应用了_______原理。

奋斗者号潜水器能下潜至深海而不被压扁，是因为它的外壳能承受海水产生的巨大_______。

2、在第三届宜昌马拉松比赛中，一名选手跑完全程消耗的能量为1.05×107J ，这些能量来自于食物
的______能。

这些能量可以使______kg 的水温度升高50℃。

[34.210J/(kg )c =⨯⋅水℃]
3、石墨烯是一种新型材料，是一种由碳原子构成的片状结构材料，它的原子由______和核外电子构成；校园内的大显示屏是LED 的，LED 灯管的主材料是属于______体（填“导”、“绝缘”或“半导”），大屏幕上吸附很多灰尘是因为______。

4、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。

5、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其他形式，或者从一个物体______到其他物体，而在其转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

因此______不可能制造出来。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图是一种建在太空的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图.在太阳能收集板上铺设太阳能
电池.通过光电转换把太阳能转换成电能.再经微波转换器将电流转换成微波.并通过天线将电能以微波的形式向地面发送. 地面接收站通过天线把微波能还原成电能.
(1)如果太阳能电池的硅片能提供的电能为12 kw／m2,巨大的太阳能收集板的总面积为5×106m..则太阳能电站的发电能力是多少千瓦?
(2)利用微波传输电能.实现了“无缆输电 .输电效率可达80%.若微波输电采用的频率是2450 MHz.求微波的波长及地面接收站接收到的电能.
2、当今太阳能热水器已经在广大城乡用得非常普遍了，如图所示；已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100kg水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）太阳能热水器是将太阳能转化为______能；
（2）在此过程中，水吸收了多少热量？______
（3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？______
3、小华家新安装了智能家居系统，他爸在18点的时候用手机遥控家中的电热水器开始加热，热水器相关信息如表。

当加热至18点50分，手机便收到提醒信息“水温达到设定温度”。

已知c水 = 4.2 × 103J/（kg·℃），求这一加热过程中：
（1）水吸收的热量；
（2）消耗的电能；
（3）电热水器的效率。

4、学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装20℃的水60kg，水箱玻璃盖的面积为0.84m2，从有关资料查得，地球上与光线垂直的表面接收太阳辐射能为7.56×104J/（min•m2）．这类水箱吸收太阳能的效率为50％，且水散热损失约为20％，若太阳光总能垂直射入玻璃盖，试计算4h后箱中的水的温度．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
5、随着我国现代化进程加速，国家加大了对新能源汽车的推广力度。

现有一辆质量为2t的国产品牌电动汽车，已知该车在水平公路上以20m/s匀速行驶5min，轮胎与地面总接触面积是0.04m2，行驶时受到的阻力是车重的0.03倍。

（g＝10N/kg）求：
(1)这辆汽车静止时对地面的压强；
(2)在匀速行驶时电动汽车牵引力做功的功率；
(3)说出新能源汽车的优点。

四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、低碳排放,保护地球是当今世界的主题,2010年上海世博会企业馆内围绕这一主题发明的低碳环保
产品琳琅满目,太阳电池就是其中的一种,它能够将太阳能直接转化为电能,从而实现碳的零排放．
(1)太阳能属于_________ (填“可再生”或“不可再生”)能源．
(2)有心的小强猜想太阳电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关,究竟有什么关系呢?为此他进行了如下探究．
探究设计:用太阳电池给手机电池充电．
所需器材:相同型号的太阳电池4个,相同型号的手机电池4块(电池电量已耗完),硬纸板1张,手表1块．
实验步骤:
a.用太阳电池在阳光充足光照强的地方给手机电池充满电,用时5 h;
b.在与a同一光照强度的地方用另一个太阳电池给另一块手机电池充电3 h,未能充满;
c.在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三个太阳电池接收面的一半,再给第三块手机电池充电
5 h,未能充满;
d.用第四个太阳电池在背阴处给第四块手机电池充电5 h,未能充满．
根据小强的探究,请回答:
①比较步骤_________可以得出:光照强度及接收光照时间相同时,太阳电池发电量随接收光照面积增大而增大．
②比较步骤a和d,可以得出_________．
2、一般固体受热时，在各个方向上的长度都会胀大，在冷却时都会缩小，物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀．下表是科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录，请根据实验记录回答问题．
（1）从1、3（2、5或4、6）两组实验记录可以看出物体的伸长量与_______有关．
（2）从________（填序号）两组实验记录可以看出物体的伸长量还与原长有关．
（3）从3、4两组实验记录可以看出物体的伸长量还与__________有关．
（4）如图所示的电热设备中有一个由是黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关，温度升高时，金属片向上弯曲，使电路断开，请你参考上面的实验记录确定双金属片与固定触点接触的一边所用的材料是黄铜还是康铜？___________为什么？____________．
3、一天饭后，小明同学帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒。

他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干。

妈妈见状拿了另一块干抹布擦，很快就将桌上的水擦干了。

他感到有些奇怪。

忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的抹布是棉布做的，你手里的抹布是涤纶的他猜想抹布的吸水能力可能跟布料的种类有关，并进行了如下的探究。

器材∶三个形状和大小相同的烧杯，质量相同的棉布，麻布和涤纶布各块，足够的水。

(1)将三个烧杯中倒入______的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出；
(2)从方便和准确的角度看，应观察和比较________水量；
将现象记入下表：
(3)通过实验可知抹布的吸水能力可能跟布料的种类________（填有/无）关，炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸透，会让人觉得很不舒服。

因此，从吸水多少这个角度说，应尽量采用___________类的布料来制作夏装。

-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．碳棒、人体、大地都属于导体，故A不符合题意；
B．水银、铜丝、铁块都是金属，都属于导体，故B不符合题意；
C．陶瓷、干木、塑料都属于绝缘体，故C符合题意；
D．石墨和酸碱盐溶液属于导体，故D不符合题意。

故选C。

2、B
【详解】
A．密度是物质本身的属性，它由物质的种类决定。

1kg的水和1kg的冰仅是质量相等，它们是同种物质的不同状态。

所以密度不同，故A错误；
B．发生火灾时，温度较高，室内有毒气体体积膨胀，密度减小；根据物体的浮沉条件，有毒气体漂浮高处。

所以，为有效避免吸入有害气体或被灼伤，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场。

故B正确；
C．为减轻质量，航空器材常采用强度高、密度小的合金或新型合成材料。

故C错误；
D．密度是物质的一种特性，不同物质的密度一般是不同的，但不同的物质可能密度相同。

例如酒精和汽油的密度大约相等。

故D错误。

故选B。

3、C
【详解】
导体、绝缘体、半导体主要是根据导电性能的强弱来区分的。

把容易导电的物体叫做导体，如金属、石墨、人体等；把不容易导电的物体叫做绝缘体，如橡胶、玻璃、塑料、陶瓷等；把导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫做半导体，如锗、硅、砷化镓等。

故玻璃杯、陶瓷盒、橡胶棒属于绝缘体，不属于导体，钢直尺的原材料是金属，容易导电，属于导体，故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

4、B
【详解】
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。

验电器上标记的各部件中金属球、铁制外壳、金属箔都容易导电，属于导体；橡胶垫不容易导电，属于是绝缘体，故B符合题意。

故选B。

5、A
【详解】
A．同一物体，温度升高，内能增大，故A正确；
B．能量是守恒的，但能量的转化是有方向性的，可利用的能源会越用越少，所以需要节约能源，故B错误；
C．酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，故C错误；
D．沙子比水热是因为沙子的比热容小于水的比热容，质量相等的沙子和水吸收相同的热量沙子升高的温度要大，故D错误。

故选A。

6、A
【详解】
A．橡胶不容易导电，是绝缘体，故A符合题意；
BCD．铜丝、保险丝和铁夹子容易导电，是导体，故BCD不符合题意。

故选A。

7、C
【详解】
20世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，电阻变成了0，这就是超导现象。

发生超导现象的材料叫超导材料。

由题意知，当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为0，此现象中的双层石墨烯是超导体，故ABD不符合题意，故C符合题意。

故选C。

8、C
【详解】
A．形成持续电流的条件一是电路闭合，二是要有电源，故A正确，不符合题意；
B．导体容易导电是因为内部有大量的自由电荷，绝缘体不容易导电是因为绝缘体内部几乎没有自由电荷，故B正确，不符合题意；
C．在电源的外部电流由电源正极经用电器流向电源负极；在电源的内部电流从电源的负极流向电源的正极，故C错误，符合题意；
D．大地、铜线、人体都容易导电，属于导体，故D正确，不符合题意。

故选C。

9、D
【详解】
金属和大地、各种酸、碱、盐的水溶液容易导电，是常见的导体；陶瓷、塑料和橡胶不容易导电，是
常见的绝缘体。

故D符合题意，ABC不符合题意。

故选D。

10、A
【详解】
A．铅笔芯容易导电，属于导体，故A符合题意；
B．陶瓷碗不容易导电，属于绝缘体，故B不符合题意；C．绘画橡皮不容易导电，属于绝缘体，故C不符合题意；D．玻璃杯不容易导电，属于绝缘体，故D不符合题意。

故选A。

二、填空题
1、密度阿基米德压强
【详解】
[1]因为铝锂合金密度较小，根据
m
V
ρ=知，在同体积的情况下，密度小的质量轻。

所以是应用了密
度的知识。

[2] 辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨，能平稳浮在海面上,就是采用空心的方法，根据阿基米德知，这样可以使排开水的体积增大，从而增大浮力，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。

这主要应用了阿基米德原理。

[3]在深海中海水会产生很大的压强，但是潜水器能下潜至深海而不被压扁，因为它的外壳能承受海水产生的巨大压强。

2、化学 50
【详解】
[1]选手跑步是所消耗的能量最终是由食物的化学能转化来的。

[2]由Q cm t
=∆可知，水的质量为
731.0510J 50kg 4.210J/(kg )50Q m c t ⨯===∆⨯⋅⨯水℃℃
即这些能量可以使50kg 的水温度升高50℃。

3、原子核 半导 带电体具有吸引轻小物体的性质
【详解】
[1]原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。

[2]按物质的导电性来分类，制作LED 灯管的材料属于半导体。

[3]显示大屏上总是吸附上一些灰尘，这是因为显示屏在工作时带有静电，具有吸引轻小物体的性质。

4、热传递 做功
【详解】
[1]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。

[2]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。

5、转移 永动机
【详解】
[1][2]能量守恒定律的内容是：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其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变；由于永动机违背了能量守恒定律，所以永动机不可能制造出来。

三、计算题
1、（1）6×107kW ．（2）0.12m 和4.8×107kW ．
【解析】
因太阳能电池的硅片能提供的电能为12kW/m 2，巨大的太阳能收集板的总面积为5×106m 2，可得太阳能电站的发电能力P=P 0S=1.2×104W/m 2×5×106m 2=6×1010W=6×107kw ．微波的波长等于波速与波长的比值即波长=3×108m/s/2450×106Hz=0.12m ．地面接收站接收到的电能是
P′=P•η=6×107kw×0.8=4.8×107kw ．
2、内 1.26×107J 30%
【详解】
解：（1）太阳能热水器是将太阳能转化为内能。

（2）在此过程中，水吸收的热量
Q 吸＝cm （t ﹣t 0）＝4.2×103J/（kg •℃）×100kg ×（38℃﹣8℃）＝1.26×107J
（3）热水器的效率
η＝771.2610J 4..210J
Q Q ⨯=⨯吸×100%＝30% 答：（1）太阳能热水器是将太阳能转化为内能；
（2）在此过程中，水吸收了1.26×107J 的热量；
（3）该热水器的效率是30%。

3、（1）5.04×106J ；（2）6.3×106J ；（3）80%
【详解】
解：（1）水吸收的热量
()()364.210J /?405525 5.0410J Q cm t kg kg ==⨯⨯⨯-=⨯吸℃℃℃
（2）由题意可知，加热时间
t =50min=3000s
消耗的电能
W =Pt =2100W×3000s=6.3×106J
（3）电热水器的效率
665.0410J 100%80%6.310J
Q W η⨯==⨯=⨯吸 答：（1）水吸收的热量为5.04×106J ；
（2）消耗的电能为6.3×106J ；
（3）电热水器的效率为80%。

4、44.2℃
【分析】
太阳向地球辐射热量，辐射的热量没有全部被水吸收，吸收了50%，又损失了20%，也就是水吸收了太阳辐射热的50%的80%，列出等式求出水的温度变化量．
【详解】
7.56410⨯J/（min•m 2）表示每平方米的面积上，每分钟太阳辐射的热量为7.56410J ⨯．所以0.84m 2的面积上，4h 太阳辐射到水箱处的能量：E ＝7.56410⨯J/（min•m 2）⨯240min ⨯0.84m 2,
水吸收的热量为：Q 吸＝cm t ＝60kg ⨯4.2310⨯J/（kg•℃）t ⨯,
Q 吸＝E η＝E 12ηη，所以60kg×4.2×310J/（kg•℃）×∆t ＝7.56×410J/（min•m 2）×240min×0.84m 250%1⨯⨯-（20%），所以t ∆＝24.2℃.4h 后水箱中水的温度是t ＝20+℃24.2℃＝44.2℃．
5、 (1) 5×105Pa ；(2) 1.2×104W ；(3)新能源汽车的优点：污染小、效率高、噪声低等。

【详解】
解：(1)这辆汽车静止时对地面的压力
34210kg 10N/kg 210N F G mg ⨯⨯⨯＝＝＝＝
这辆汽车静止时对地面的压强
452210N 510Pa 0.04m
F p S ⨯===⨯ (2)因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动汽车的牵引力
40.030.03210N 600N F f G '⨯⨯＝＝＝＝
在匀速行驶时电动汽车牵引力做功的功率
4600N 20m/s 1.210W W F s P F v t t
====⨯⨯''物＝ (3)新能源汽车的优点：污染小、效率高、噪声低等。

答：(1)这辆汽车静止时对地面的压强为5×105Pa ；
(2)在匀速行驶时电动汽车牵引力做功的功率为1.2×104W ；
(3)新能源汽车的优点：污染小、效率高、噪声低等。

四、实验探究
1、可再生 a 、c 接收光照面积及接收光照时间相同时,太阳电池发电量随光照强度的减弱而减小(增强而增大)
【分析】
太阳能分布广阔，获取方便，不会造成环境污染，是一种清洁、无污染的可再生能源；太阳电池发电量可能与多个因素有关，在研究它们之间的关系时要采用控制变量法进行分析解答．
【详解】
(1)太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用；
(2) ①当研究太阳电池发电量与接收面积的关系时，需要控制光照强度和接收光照时间相同，即题干中的a 、c 符合题意；
②由a 、d 可知，当接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间相同时，太阳电池发电量随光照强度减弱而减小(增强而增大)．
2、材料 1、2 升高的温度 黄铜 详见解析
【详解】
(1)[1]影响物体线性膨胀的因素中有三个：材料、升高的温度、原长．由1、3（2、5或4、6）比较可知这几组中原长、升高的温度相同，只有材料不同，伸长量不同，可以看出物体的伸长量与材料有关；
(2)[2]物体的伸长量要与原长有关，因此这组材料必须材料、升高的温度相同．而原长不同，故选择1、2；
(3)[3]从3、4两组实验记录可知：材料相同、原长相同，当升高的温度不同时，伸长量不同，故物体的伸长量还与升高的温度有关；
(4)[4][5]因为当温度升高，金属片变长，要想双金属片向上弯曲，就必须让下面的金属片线膨胀比上面的金属片线膨胀大，才能达到目的．通过实验数据可知，在其它因素相同时，黄铜的伸长量比康铜大．
【点睛】
此题主要是考查的一种研究方法（控制变量法）的运用：当研究一个物理量与其它多个量的关系时要用到这种方法．
3、质量相同杯中所剩有棉
【详解】
(1)[1]探究抹布的吸水能力可能跟布料的种类有关，应保持烧杯的形状、所装水的质量相同、抹布的面积相同，而改变抹布的布料的种类。

(2)[2]通过转换法，应比较杯中所剩水量。

(3)[3]由表格数据分析知，通过实验可知抹布的吸水能力可能跟布料的种类有关。

[4]由表格数据分析知，棉类布料的吸水能力较强，故人体皮肤被汗浸透，会让人觉得很不舒服。

因此，从吸水多少这个角度说，应尽量采用棉类的布料来制作夏装。