物理九年级全册三 能源：危机与希望测试题

16.3能源：危机与希望同步练习北师大版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 下列说法中正确的是

A. 电饭锅工作时，将内能转化为电能
B. 核电站发电时，将核能转化为电能
C. 水果电池供电时，将电能转化为化学能
D. 电动机工作时，将机械能转化为电能

2. 党和政府提出“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

3. 下列说法中，正确的是

A. 核电站是利用核裂变释放的核能发电的
B. 摩擦起电的过程中创造了电荷
C. 原子是构成物质的最小微粒，不可再分
D. 太阳能是不可再生能源

4. 能源、信息和新材料是当今社会十分关注的课题，以下有关说法正确的是

A. 风能、水能、太阳能、电能及核能等均属于一次能源
B. 医院检查身体所使用的B超主要是利用红外线工作的
C. 光纤通信是光在光导纤维中多次折射进行传递信息的
D. 珠峰测量高度用5G网络共享信号传输利用的是电磁波

5. 如图所示，是由大量反射镜组成的太阳能发电装置。图中的各个反射镜在计算机的控制下，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器锅炉上，集热器中的水变成水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电，下列说法中正确的是

A. 太阳能是可再生能源
B. 一天中反射镜的朝向不需要做任何调整
C. 水蒸气推动汽轮机做功时，机械能转化为内能
D. 汽轮机带动发电机发电时，电能转化为机械能

6. 学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为不正确的是

A. 做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
B. 物体放出热量，发生了能量的转移，其温度一定降低
C. 水电站主要将机械能转化为电能
D. 能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变

7. 下列说法正确的是

A. 半导体是制成集成电路俗称芯片的主要材料之一
B. 柳絮漫天飞舞，说明分子在做永不停息的无规则运动
C. 太阳能、风能，水能、核能，天然气等都属于可再生能源
D. 航母核反应堆是通过可以控制的核聚变反应释放核能的设备

8. 下列说法中不正确的是

A. 当前运行的核电站是利用核裂变来发电的
B. 在真空中，电磁波的波长和频率成反比关系
C. 与头发摩擦过的气球能吸引细小水流，是因为气球和水流带上了异种电荷
D. 光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点

9. 能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是

A. 如果大量使用太阳能，可能使太阳能在短时间内消耗殆尽
B. 液化石油气是一种清洁能源，使用这种燃料的汽车，排出尾气污染较小
C. 超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
D. 卫星导航在传递信息过程中主要依靠超声波

10. 中国能源大数据报告描绘了我国能源发展的情况，显示我国可再生能源消费量占据世界首位。下列属于可再生能源的是

A. 天然气 B. 石油 C. 太阳能 D. 煤炭

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 能量的转化和转移是有          的，如汽车消耗燃油，将化学能转化为内能，然后再转化为汽车的          ，排放的尾气中的能量不可能再收集起来用于开动汽车。
12. 物理核心素养要求我们具有物理观念，这里的物理观念包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念。根据这些理念，小明同学看到自己学校里的太阳能路灯，猜想到其能量转化是太阳能转化为          ，再转化为化学能储存在蓄电池里，晚上再把化学能转化为          ，使路灯发光。
13. 2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月壤成功着陆，探月任务圆满完成。返回器穿过大气层的过程中外壳与大气剧烈摩擦生热，          能转化为          能。
    
     

14. 补全能量转化与守恒定律：“而在转化和          的过程中，能量的总量保持不变。”在改变内能的两种方式中，属于“能量转化”的是          。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 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。

16. 请将能量转化类型与其对应的实例或装置用线连起来。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 小强制作了一个实验装置，自称为“永动机”，如图所示，它由转轮根轻杆组成和转轴构成，在轻杆末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮，弯曲的叶片进入热水后，因吸热而伸展，起到“划水”的作用，从而推动转轮转动；叶片离开热水后，因冷却形状迅速恢复成弯曲，所以转轮能较长时间转动。请你回答：

进入热水的叶片会伸展，它的弹性势能转化为_______能；

叶片在热水中吸收的热量一定________叶片对水做的功；

实验证明这个“永动机”并不能一直工作，“永动机”的设想违背了___________。

18. 如图所示，这是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得数据如下：
    小配重重力，大配重重力，每升降一次配重各自移动的距离，热量计中水的质量，升降次数与水温变化的关系：

请计算配重升降一次对动叶轮做功是______J。
水温度升高相当于吸收了______J的热量。
在该实验中______转化为______能，根据第一组数据减小的机械能______增加的内能选填“大于”“小于”或“等于”。
本实验中的误差来源于______写出一条即可。
焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了______定律。

五、计算题（本大题共1小题，共8.0分）

19. 阅读下列短文，回答问题。
    纯电动汽车
    2016年12月18日北京市空气重污染应急指挥部再度发布红色预警：12月19日7时至12月22日24时启动空气重污染红色预警措施，同时实施机动车单双号行驶措施，机动车周末也将单双号行驶。而纯电动汽车却不受单双号行驶的限制。
    纯电动汽车是指以车载电源为动力，仅由电动机驱动的机动车。纯电动汽车使用的是电能，不产生尾气污染，电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点，其他装置基本与内燃机汽车相同。当汽车待车时，比如在红灯或者堵车的时候，普通汽车还需要耗油，纯电动汽车停止时不消耗电能。纯电动汽车的变速操作就像调节手机音量一样简单，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的回收，市场主流电动机的效率在左右，远超内燃机的效率。纯电动汽车使用的锂电池不含污染环境的重金属，非常环保。纯电动汽车的电能会有一部分来源于火电厂，而目前我国大型的火电厂设备先进，燃料燃烧充分，粉尘及废气能够得到集中处理。
    根据年的机动车保有量数据统计，全国机动车由1609万辆增加到亿辆，其中纯电动汽车万辆；北京市机动车由万辆增加到544万辆，其中纯电动汽车万辆。目前，我国是世界第一大石油进口国，原油的对外依存度突破国际公认的警戒线，达到了。纯电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，并将有限的石油资源用于更重要的方面。相信在不久的将来，随着车载电池续航能力的不断提高及充电配套设施的稳步完善，纯电动汽车一定能得到普及。请根据上述材料，回答下列问题。
    电动机主要是将电能转化为______能的装置；
    在制动过程中，纯电动汽车的电动机停止电能的输出，并将______转化为电能；
    对于“纯电动汽车并不是真正的零污染，只不过是把普通汽车尾气的污染转移到了火电厂”这样的观点，谈谈你的看法。
    
    
    
    
    
    
     

六、综合题（本大题共1小题，共10.0分）

20. 为解决城市停车难的问题，有人设计了一种图甲所示的“路边空中存车亭”，其工作原理如图乙所示，其中A为存车架，O为杆OB的转动轴，M为牵引钢丝绳的电动机。存车时，电动机牵引钢丝绳将杆OB拉到一定高度固定；取车时，将杆OB放下使存车架返回地面。
    
    请根据以上信息回答下列问题忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力。
    图乙中C是______滑轮。
    若图甲中汽车的质量为1600千克，每个轮胎的触地面积为平方米，则存车架钢板能承受的压强至少要多大？
    若“存车亭”的电能由遮阳棚上的太阳能光电板提供，太阳能光电板平均每小时每平方米面积吸收太阳能焦，每天能光照10小时，它吸收的太阳能最终有能转化，为提升汽车和存车架的机械能不计下降过程电动机消耗的电能，则太阳能光电板的面积至少为多少平方米？存车汽车平均质量为1600千克
    “存车亭”的部分数据

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】电饭锅工作时，将电能转化为内能，A错误；核电站发电时，将核能转化为电能，B正确；水果电池供电时，将化学能转化为电能，C错误；电动机工作时，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，D错误。故选B。
 

2.【答案】D
 

【解析】煤炭、石油和天然气是古生物的遗体被掩在地下深层中，经过长时间的演化而成，一旦被耗用后，不可能短时间内再生，属于不可再生能源；风能在自然界中取之不尽，用之不竭，属于可再生能源，D正确，A、B、C错误。故选D。
 

3.【答案】A
 

【解析】核电站是利用可控的核裂变释放的核能发电的，A正确；
摩擦起电的实质是电荷的转移，不是创造了电荷，B错误；
原子是由原子核和核外电子构成的，C错误；
太阳能能不断地从自然界获得，是可再生能源，D错误。
 

4.【答案】D
 

【解析】解：A、电能无法从自然界中直接获取，需要通过能量转化而获取，属于二次能源，风能、水能、太阳能属于一次能源，故A错误；
B、医院检查身体所使用的B超主要是利用超声波工作的，而不是红外线，故B错误；
C、光纤通信是光在光导纤维中多次反射进行传递信息的，而不是折射，故C错误；
D、5G网络共享信号是电磁波在生活中的应用，故D正确。
故选：D。
可以从自然界直接获取的能源是一次能源，如煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能等；而不能从自然界直接获取的能源是二次能源，如电能；
超技术是超声波在生活中的应用；
光纤通讯是利用光在光纤中进行多次反射而传递信息的；
网络共享信号是电磁波在生活中的应用。
本题主要考核了能源分类、红外线、电磁波、光线等知识，较为基础。
 

5.【答案】A
 

【解析】【解析】
本题考点较多，考查可再生能源、光的反射现象、能量转化等方面的知识，需要学生理解图中装置的工作流程，然后再做具体的分析。
可再生能源是指可以重复使用的能源，包括风能、水能、太阳能等；
反射镜在计算机的控制下调整方向使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器锅炉上；
水蒸气推动汽轮机的过程中，将水蒸气的内能转化为机械能；
发电机是根据电磁感应原理来工作的，工作时将机械能转化为电能。
【解答】
A、太阳能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源，故A正确；
B、反射镜在计算机的控制下调整方向使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器锅炉上，故B错误；
C、水蒸气推动汽轮机，将内能转化为机械能，从而带动发动机发电，故C错误；
D、汽轮机带动发电机发电时，将机械能转化为电能，故D错误。
故选：A。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：A、做功过程是能量转化过程，做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化，故A正确；
B、晶体凝固过程中，放热，内能变小，但温度不变，故B错误；
C、水电站主要将水的机械能转化为电能，故C正确；
D、能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变，故D正确。
故选：B。
做功与热传递是改变物体内能的两种方式；据能量的转化和守恒定律逐个分析即可解决。
做功与热传递是改变物体内能的两种方式。做功的过程是能量转化过程，热传递是能量的转移过程。
 

7.【答案】A
 

【解析】解：A、半导体具有单向导电性，是集成电路的主要材料之一，在生活中应用广泛，故A正确；
B、分子数量级很小，分子的无规则运动是肉眼不可见的，柳絮漫天飞舞不能说明分子的无规则运动，故B错误；
C、凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称之为可再生能源；经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称之为不可再生能源；太阳能、风能，水能是可再生能源，核能、天然气是不可再生能源，故C错误；
D、人类目前可利用的核反应为人工可控核裂变，航母核反应堆是通过可以控制的核裂变反应释放核能的设备，故D错误。
故选：A。
半导体具有单向导电性，是集成电路的主要材料之一；
分子的无规则运动是肉眼不可见的；
凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称之为可再生能源；经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称之为不可再生能源；
人类目前可利用的核反应为人工可控核裂变。
本题考查了半导体、分子热运动、能源的分类及核反应等物理知识在生活中应用和相关现象，难度适中，需熟练掌握。
 

8.【答案】C
 

【解析】解：A、当前运行的核电站是利用核裂变来发电的，故A正确；
B、在真空中，光的传播速度不变，波速波长频率，波长和频率成反比，故B正确；
C、头发摩擦过的气球带上静电，就有了吸引轻小物质的性质，故C错误；
D、光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点，故D正确。
故选：C。
核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，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；
根据：波速波长频率分析解题；
用摩擦的方法使物体带电，叫摩擦起电，这时物体带的是静电．带电体有吸引轻小物体的性质；
光纤通信的优点是：传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小。
本题考查了光纤通信、波速、波长和频率、物体带电现象、核裂变等知识点，综合性较强，但难度不大。
 

9.【答案】B
 

【解析】解：
A、太阳能是一种可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，故A错误；
B、液化石油气相对柴油和汽油而言，是一种清洁燃料，使用这种燃料的汽车，排出的尾气污染较小，故B正确；
C、超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，电饭锅是利用电流的热效应工作的，超导体不能用来制作电饭锅的发热体，故C错误；
D、卫星导航在传递信息是利用电磁波来工作的，和超声无关，故D错误．
故选B．
可再生能源是能在短时间内形成的能源，太阳能就是可再生能源．
液化石油气的主要成分是乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等，它们的主要成分都是碳氢化合物，它们燃烧的废气中，、等污染物的含量少．
超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，电饭锅是利用电流的热效应工作的．
卫星导航在传递信息过程中主要依靠电磁波．
此题考查知识点全面，要求全面掌握，结合相关的物理知识进行分析解答，属于考查基本概念题目，但易出错．
 

10.【答案】C
 

【解析】解：ABD、天然气、石油、煤炭使用后不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故ABD不符合题意；
C、太阳能可以从自然界中源源不断的得到补充，属于可再生能源，故C符合题意。
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，不能再短期内从自然界得到补充的能量，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。
本题主要考查学生对可再生能源特点的了解和掌握，属基础知识的考查。
 

11.【答案】方向性

机械能

【解析】 能量转化的过程可以自发地朝某个方向进行，却不能自发地向相反的方向进行，即自然进行的能量转化过程是不可逆的。汽车消耗燃油，将化学能转化为内能，然后再转化为汽车的机械能。
 

12.【答案】电能 

电能

【解析】从白天开始太阳能路灯的能量转化是：太阳能电能化学能电能光能内能。
 

13.【答案】机械 

内

【解析】返回器穿过大气层的过程中外壳与大气剧烈摩擦生热，机械能转化为内能。
 

14.【答案】转移

做功

【解析】由能量转化与守恒定律可知：能量既不会凭空消失，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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量转化与守恒定律；在改变内能的两种方式中，属于“能量转化”的是做功，属于“能量转移”的是热传递。
 

15.【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。
 

16.【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。
 

17.【答案】动；大于；能量守恒定律。
 

【解析】 物理学科核心素养中的“实验探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素。通过学习物理，我们应该能发现问题、提出合理猜想与假设；具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案，使用各种科技手段和方法收集信息；具有分析论证的能力，会使用各种方法和手段分析、处理信息，描述、解释实验探究结果和变化趋势，但是我们的猜想和假设要有一定的道理，有科学性，像“永动机”就不太现实。在能量转化的过程中，总会有一部分能量以热的形式向四周扩散，成为无法利用的能量。
进入热水的叶片会伸展，弹性势能减少，转化为动能；
叶片在热水中吸收的热量大部分对水做功，也有一部分散失掉了，故叶片在热水中吸收的热量一定大于叶片对水做的功；
“永动机”的设想违背了能量守恒定律，故不能一直工作。
 

18.【答案】420  420  机械能  内  等于  克服摩擦做功  能量守恒
 

【解析】解：小配重重力，大配重重量，合力为420N，
每升降一次配重各自移动的距离，即绳子一端移动的距离是1m。
所以一次对动叶轮做的功为：
；
由表格知，升降一次水温升高，
水吸收的热量是：
；
在实验过程中，机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能。根据第一组实验数据可以看出，减小的机械能等于增加的内能。
由于摩擦是不可避免的，所以本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功消耗一部分能量；。
由物理史实可知，焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了能量守恒定律。
故答案为：
；；机械能；内；等于；克服摩擦做功；能量守恒。
已知大配重下降，小配重上升，合力为420N，根据求得配重升降一次对动叶轮做功；
利用计算消耗的机械能，来计算转化为的内能。
机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能。
实验中的误差主要来自克服摩擦做功。
根据能量守恒定律的发现可做出解答。
本题考查能量转化和热量的计算的有关问题，关键知道能量是守恒的。能量在转移和转化的过程中，能的总量是不变的。
 

19.【答案】机械动  机械能动能
 

【解析】电动机在工作时，主要是将电能转化为机械能动能；
在制动过程中，纯电动汽车的电动机停止电能的消耗，电动机可自动转化为发电机，因此，可将机械能动能转化为电能；
由材料介绍可知，纯电动汽车的电能会有一部分来源于火电厂，而目前我国大型的火电厂设备先进，燃料燃烧充分，粉尘及废气能够得到集中处理。虽然纯电动汽车并不是真正的零污染，但对节约资源、保护环境仍有重大的意义。
电动机工作时将电能转化为机械能；
发电机工作时将机械能转化为电能；
根据材料中对纯电动汽车的工作过程的描述可谈出自己的看法。
利用此材料考查了对纯电动汽车中能量转化的了解，以及对节约资源、保护环境的意义的理解，进一步培养了学生获取信息的能力和利用知识解决问题的能力。
 

20.【答案】定
 

【解析】解：
图乙中使用了定滑轮，定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向；
汽车质量为1600kg，则汽车的重力为：
。
空车静止在存车架钢板上时，存车架钢板能承受的压强至少为：
；
每天存10次车需要做的有用功：
；
由题知，光电板平均每小时每平方米面积吸收太阳能，则每天面积为S的光电板吸收的太阳能；
太阳能转化为机械能的效率，
即，解得。
故答案为：定；存车架钢板能承受的压强至少；光电板的面积至少为。
使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向；
根据重力与质量关系，求出汽车的重力。空车静止在存车架钢板上时，对地面的压力等于空车的重力；根据可求压强；
解决此题要计算出有用功和总功，结合太阳能转化为机械能的效率进行计算。
本题考查了重力、压强的计算；结合能量转化考查机械效率问题。