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初中物理人教版九年级全册第4节 能源与可持续发展精品课后练习题
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这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 能源与可持续发展精品课后练习题，文件包含第二十二章《能源与可持续发展》过关检测卷解析版doc、第二十二章《能源与可持续发展》过关检测卷原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共30页， 欢迎下载使用。
第二十二章《能源与可持续发展》过关检测卷（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题2分，共20分）
1．如图所示，绿色的辨明自行车已成为通州区一道亮丽的风景。以下关于自行车的说法正确的是（ ）
A．较宽的坐垫可以增大压强
B．车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承为了减小摩擦
C．用力捏刹车把是为了减小摩擦
D．轮胎表面凹凸的条纹可以减小摩擦
【答案】B
【解析】（1）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强。在受力面积一定时，减小压力来减小压强；
（2）增大摩擦的方法：在压力一定时，增大接触面的粗糙程度。在接触面的粗糙程度一定时，增大压力；
（3）减小摩擦力的方式有：减小压力、减小接触面的粗糙程度；变滑动为滚动；使得接触面彼此分离。A、自行车的坐垫较宽大是为了在压力一定时，通过增大受力面积，从而减小压强，故A错误。
B、车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承，是通过变滑动为滚动的方法减小摩擦，故B正确；
C、用力捏刹车把是通过增大压力的方法增大摩擦力，故C错误；
D、轮胎表面凹凸的条纹是通过增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦力，故D错误；
故选：B。
2．从图所示漫画中我们看到由于热机的大量使用，在给人类社会带来进步的同时，也使人类的生存受到了威胁。下列关于热机和环境保护的说法正确的是（ ）
A．热机的效率是描述热机性能的重要指标
B．当前热机的效率可以达到100%
C．汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越高
D．热机是通过燃料的燃烧获取的化学能，并转化为机械能的装置
【答案】A
【解析】热机的效率是热机性能的重要指标，是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，故A正确；热机工作时废气带走大部分能量、克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失等，所以热机的效率较低，不可能达到100%，故B错误；热机工作时，燃料燃烧放出的废气会带走大部分能量，汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越低，故C错误；热机是通过燃料的燃烧获取的内能并转化为机械能的装置，故D错误，故选A。
3．如图所示是一种超声波加湿器，它是通电后可以使用超声波将水雾化成小水滴并喷出．以下说法正确是（ ）
A．这个加湿器制雾的过程中，其它形式的能转化为电能
B．水变雾的过程中，利用了声波具有能量的道理
C．喷出雾渐渐消失，因为水发生了液化，这个过程会吸热
D．我们可以看见雾，是因为水滴发出光进入了人眼
【答案】B
【解析】A. 加湿器通电后，将电能转化为其它形式的能，故A错误； B. 由题知，超声波加湿器通电后用超声波将水雾化成小水滴，是利用了声波具有能量的道理，故B正确；
C. 喷出雾渐渐消失，这是由于雾吸收热量发生了汽化，故C错误； D. 我们可以看见雾，是因为水滴反射的光进入了人眼，故D错误。故选B.
4．可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气和0.8 m3的水，下列关于可燃冰说法错误的是（ρ可燃冰=1.176×103 kg/m3）（ ）
A．可燃冰是不可再生能源
B．1 m3可燃冰比0.8 m3水的质量小
C．可燃冰形成在压强较大的环境中
D．相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多
【答案】B
【解析】A. 可燃冰一次能源，还属于不可再生能源，故A正确；B. 可燃冰的密度大于水的密度,且1m3可燃冰的体积大于0.8m3水的体积，由m＝ρV可知，可燃冰的质量较大；故B错误；C. 可燃冰存在于压强大、温度低的地方。在海底和冻土层可能存在“可燃冰”；故C正确；D. “可燃冰”的热值大于天然气的热值，相同相同体积的条件下，由Q＝qV可知，完全燃烧时可燃冰放出的热量多；故D正确。故选B.
详解：（1）根据属于不可再生能源进行分析；（2）已知可燃冰的密度，根据密度变形公式m＝ρV比较质量大小；（3）可燃冰存在于压强大、温度低的地方；（4）可燃冰的热值大于天然气的热值，根据Q＝qV比较放出热量的多少。
5．下列关于能量的说法中正确的是（ ）
A．在北方很多地区充分利用风力来发电，风能属于可再生能源
B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C．“神舟”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变
D．汽油机做功冲程中，将机械能转化为内能
【答案】A
【解析】A．我国北方地区风能资源比较丰富，可以充分风能来发电，风能可以源源不断的从自然界获得，是可再生能源，故A正确；
B．因为改变物体内能的方法有：做功和热传递。物体内能增加，可能从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故B错误；
C．飞船在加速升空过程中，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增加，所以机械能增加，故C错误；
D．压缩冲程将汽油和空气的混合物压缩，将机械能转化内能，做功冲程将内能转化为机械能，故D错误。
故选A。
6．下列说法正确的是（ ）
A．银锭可以被拉制细丝是由于银具有很好的弹性
B．现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧
C．汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成机械能
D．热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量
【答案】B
【解析】A. 银锭可以被拉制细丝是由于银具有很好的延展性。此选项错误；B. 现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧释放的内能。此选项正确；C. 燃料不可能完全燃烧，所以汽车在行驶时，发动机不可能把油料中的化学能全部转化成机械能。此选项错误；D. 热值是表示燃料完全燃烧释放热量能力的大小。此选项错误。故选B.
详解：①大部分金属具有较强的延展性；②在现阶段，人类使用的主要能源还是通过燃料进行燃烧后，释放的内能；③燃料燃烧的过程，本质是化学能转化为内能的过程，热机是将内能转化为机械能的机器；④热值是比较不同燃料完全燃烧释放能量多少的物理量．
7．绿水青山就是金山银山，2019年12月16日，经国务院批准，民政部批复同意撤销无为县，设立县级无为市。为了使无为这座美丽的城市变得天更蓝、水更清、景更美，下列做法应该禁止的是（ ）
A．工业废水直接排入河流 B．加强对烟花爆竹燃放管理
C．生产生活垃圾分类放置 D．鼓励对旧金属回收再利用
【答案】A
【解析】A．工业废水直接排入河流，容易污染水，故A符合题意；
B．加强对烟花爆竹燃放管理，可以防止空气污染，故B不符合题意；
C．生产生活垃圾分类放置，可以防止污染环境，故C不符合题意；
D．旧金属回收再利用，可以节约资源，故D不符合题意。
故选A。
8．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱．关于能源、信息和材料，下列说法中正确的是（ ）
A．太阳能和核能都是可再生能源
B．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是超导材料
C．雷达是利用超声波进行定位和导航的
D．电视广播、移动通信利用了电磁波来传递信息
【答案】D
【解析】可再生能源的特点是可以重复利用，取之不尽用之不竭，例如风能、水能、太阳能等．核能不属于可再生能源．半导体可以做出许多电子元件，例如二极管、三极管等．
电磁波的应用很广泛，可以用到军事上的雷达上，也可以进行电视、广播信号的传输．
A. 核能不属于可再生能源，错误；
B. 二极管是利用半导体材料制成的，错误；
C. 雷达是利用电磁波来工作的，和超声无关，错误；
D. 正确．
故选D．
9．关于信息的传递和能源的利用，正确的说法是（ ）
A．电视遥控器是通过紫外线来遥控电视机的
B．卫星导航系统主要靠超声波来传递信息
C．煤、石油、生物质能都属于不可再生能源
D．水能、风能、地热能都属于一次能源
【答案】D
【解析】（1）电视遥控器是利用红外线发射信号的；（2）电磁波可以传递信息；（3）煤、石油、天然气、水能、风能、潮汐能、太阳能、原子能、地热能、沼气、脂肪都可以直接从自然界获得而不需要加工转化，它们都属于一次能源；（4）能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源，不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用的能源是不可再生能源
【详解】A. 电视遥控器是利用红外线发射信号的，故A错误；B. 卫星导航系统主要靠电磁波来传递信息，故B错误；C. 煤、石油不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用，是不可再生能源，但生物能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源，故C错误；D. 水能、风能、地热能都属于一次能源，故D正确。故选D.
10．关于能源、材料、信息和粒子，下列说法中正确的是（ ）
A．电饭锅可以用超导材料做发热体
B．核能发电时是利用了质子作为“炮弹”轰击铀核发生可控的链式反应
C．光纤通信是利用激光通过光纤进行全反射传递信号的一种通信方式
D．破镜难以重圆，是因为分子间存在斥力
【答案】C
【解析】A．电饭锅是利用电流的热效应工作，故不可以用超导材料做发热体，故A错误；
B．核裂变是指由重的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式，原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变，故B错误；
C．光纤通信是利用激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方，光纤是用来传输光信号的，利用光的全反射原理，故C正确；
D．破镜之所以不能重圆，是因为破镜碎片间的距离远大于分子力作用距离，不变说明分子间存在斥力，故D错误。
故选C。
二、填空题（每小题2分，共20分）
11．我国自行设计的核动力航空母舰正在筹备中，核反应堆利用的是核________（选填“裂变”或“聚变”）；核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；航母轮机舱内的工作人员需要佩戴耳罩，这是在________减弱噪声；航母指挥塔台通过________完成与飞机之间的通讯．
【答案】裂变 不可再生 声源处 电磁波
【解析】核裂变和核聚变都能释放能量，但由于核裂变是可控的，所以，核动力航空母舰上的核反应堆利用的是利用核裂变时释放核能发电的；由于核能在短期不能得到补充，所以，属于不可再生能源；航母轮机舱内的工作人员需要佩戴耳罩是防止噪声进入人耳，是在人耳处减弱噪声；移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，航母上的指挥部通过电磁波与飞机员进行联系．
12．火山爆发、地震、雪崩、海啸、雷电都是目前人类无法控制的能量释放现象，这些灾害每年都给人类造成重大损失。
(1)发生火灾时，各种易燃物的________能转化为________能。
(2)雷电是自然界中发生的剧烈的放电现象。某次雷电时，在云层与一栋没有避雷装置的楼房到大地的路径上产生强大的电流，结果将这栋楼房击毁了一部分。雷电将这栋楼房击毁的过程中，是________能转化为________能。
【答案】 化学 内 电 内
【解析】（1）在着火的情况，可燃物所具有的化学能通过燃烧会转化内能释放出来；（2）雷电放电的过程是电能转化为其他形式能的过程，发生雷击时是电能转化为内能。
13．开发和利用新能源是现代社会发展面临的重要课题。以下列出的几种能源中，①煤②核能③水能④风能⑤地热能属于新能源的是_____，不来自于太阳的能源是_____。
【答案】②④⑤ ②⑤
【解析】新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如：太阳能、地热能、潮汐能、风能、氢能和核能等。而煤、石油、天然气、电能、水能等人类早已大范围使用，且技术也十分成熟，不属于新能源；属于新能源的是②核能、④风能、⑤地热能；②核能、⑤地热能不来自于太阳能源。
14．地震造成福岛第一核电站反应堆冷却系统破坏，当局采取不断向反应堆空中、地面注水的方法进行冷却，以免造成更大的核事故，这种冷却方法主要是利用了水的________大的特性，核发电是利用核_______变发电的。核能是_______能源(填“可再生”或“不可再生”)。
【答案】 比热容 裂 不可再生
【解析】采取不断向反应堆空中、地面注水的方法进行冷却，主要是利用了水的比热容大的特性。
核发电是利用核裂变发电的。
核能是不可再生能源。
15．当我们在这里参加中考时，在内蒙古草原上却呈现出“白云悠悠，绿草茵茵，牛羊成群”的美景，草原呈现绿色是因为草_________了绿光（选填“吸收”或“反射”）．草原上风力资源丰富，这是一种________能源（选填“可再生”或“不可再生”），工作时将风能转化为________能。
【答案】 反射 可再生 电
【解析】草原呈现绿色是因为草反射了绿光。
草原上风力资源丰富，风能是一种可再生能源，风车工作时将风能转化为电能。
16．一节干电池的电压为______伏。家庭电路中，手机电池充电时将______能转化______能。为了是一个“6V 3W“的小灯泡接在9V的电源上要正常工作需要串联一个______欧的电阻。
【答案】1.5 电 化学 6
【解析】一节干电池的电压为 1.5V；手机电池充电时将电能转化为化学能；因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常工作，所以，串联电阻R两端的电压：
UR=U-UL=9V-6V=3V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI可得，电路中的电流：I===0.5A，串联电阻的阻值： R===6Ω。
17．太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源．在太阳进行着大规模的核聚变，其释放的能量主要以电磁波的形式辐射出来．地球每年所接受的太阳能有6×1017kW•h．
（1）太阳内部发生核聚变时，释放的主要是哪种能量？答：________
（2）物体内能改变的方式有两种，“辐射”属于________ ，另一种是________
（3）地球每年所接受的太阳能约为________
（4）如图所示是一个组合的电池板，它是由一块块小的电池板组合而成的，你知道它们是如何连接的？________
【答案】光能 热传递 做功 2.16×1024 见解析
【解析】(1)[1]太阳不停地向外界发出光，通过光来释放能量。
(2)[2][3]晒太阳是接受太阳光的“辐射”，属于热传递现象，另一种是做功，例如双手摩擦生热。
(3)[4]由于1kW•h=3.6×106J，所以
6×1017kW•h=6×1017=2.16×1024J
(4)[5]电池板要将光能转化为电能，所以电池板是由一块块小的电池板串联组成，使电压成倍增加，组成的大电池板又并联组成方阵，使电压相同时电流成倍增加。
18．2016年9月15日，天宫二号空间实验室由长征二号FT2火箭发射升空．在天宫二号空间实验室和火箭加速升空过程中，天宫二号空间实验室的动能将______(变大/变小/不变) ，机械能将______(变大/变小/不变)，火箭中选择氢作为燃料是因为氢的________．
【答案】变大 变大 热值大
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
机械能=势能+动能。
（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它代表燃料的优劣。
【详解】（1）天宫二号空间实验室和火箭加速升空过程中，对于天宫二号空间实验室来说：
①质量不变，速度变大，动能变大；
②质量不变，高度变大，重力势能变大。
③机械能=势能+动能，动能变大，重力势能变大，所以机械能变大。
（2）现代大型运载火箭是利用燃料燃烧向后喷射气体，利用气体的反推力来推动火箭飞行，火箭中选择氢作为燃料是因为氢的热值大。
19．如图甲所示的手摇发电机模型，摇动手柄，线圈在磁场中转动，把______能转化为电能，供小灯泡发光；图乙是一种新型路灯，可同时利用风力发电机和硅光电池板给灯泡提供电能，其中太阳能属于____（填“可”或“不可”）再生能源。
【答案】 机械能 可
【解析】手摇发电机模型是利用电磁感应原理工作的，摇动手柄，线圈在磁场中转动，将机械能转化成电能。新型路灯可同时利用风力发电机和硅光电池板给灯泡提供电能，太阳能属于可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。
20．大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站。它获取核能是图中______（填“甲图”或“乙图”）所示途径，太阳核心每时每刻都在发生______（填“甲图”或“乙图”）所示的爆炸。核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】乙图 甲图 不可再生
【解析】[1]获得核能的途径一是重核裂变，二是轻核聚变；乙图中进行的是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，是核裂变，核电站利用可控的核裂变；
[2]甲图中是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，是核聚变；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。
[3]核能不能从自然界源源不断地获得，一旦消耗便不可再生，故核能是不可再生能源。
三、作图题（每小题5分，共10分）
21．用煤气灶烧水时，把2kg的水从加热到，燃烧了的煤气设煤气完全燃烧水的比热容为，煤气的热值约为试求：
水吸收的热量是多少？
煤气燃烧放出的热量是多少？
煤气灶烧水时的效率是多少？
【答案】水吸收的热量是4.2×105J 煤气燃烧放出的热量是1.68×106J 煤气灶烧水时的效率是25%
【解析】（1）根据吸热公式Q=cm△t就可算出水吸收的热量；
（2）根据热值公式可以求出煤气完全燃烧释放的热量；
（3）由效率公式可以求出煤气灶烧水的效率。
【详解】（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃-25℃）=4.2×105J；
（2）煤气燃烧放出的热量：Q放=qV=4.0×107J/m3×0.042m3=1.68×106J；
（3）煤气灶烧水时的效率：:。
答：（1）水吸收的热量是4.2×105J；
（2）煤气燃烧放出的热量是1.68×106J；
（3）煤气灶烧水时的效率是25%。
22．如图所示，开关闭合后，小磁针在条形磁体和通电螺线管的共同作用下，在图中位置处于静止状态，请你根据条形磁铁的极性标出小磁针和螺线管的N、S极，并用“＋”、“－”标出电源的正负极。
【答案】如图所示
【解析】条形磁铁的左端为N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针处于静止状态，可知，电磁铁的右端为N极，小磁针的下端为S极。根据螺线管的绕向和N、S极，可以确定电流从电磁铁的左端流入，右端流出，由此可知，电源的左端为正极，右端为负极。
四、计算题（每小题8分，共32分）
23．用燃气灶烧水，燃烧0.8kg的煤气，使50㎏的水从20℃升高到60℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg・℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg。求：
（1）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量。
（2）水吸收的热量。
（3）燃气灶烧水的效率。
【答案】（1）3.36×107J；（2）8.4×106J；（3）25%
【解析】（1）知道煤气的质量和煤气的热值，利用Q放＝mq计算煤气完全燃烧放出的热量；（2）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量；（3）水吸收的热量是有用的能量，煤气完全燃烧放出的热量为总能量，利用效率公式求燃气灶烧水的效率．
【详解】(1)煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qm＝4.2×107J/kg×0.8kg＝3.36×107J，
(2)水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(60℃−20℃)＝8.4×106J，
(3)燃气灶烧水的效率：η＝×100%＝25%
24．．荆门市是国家循环经济试点市，目前正在沙洋建设全国最大的秸秆气化发电厂．电厂建成后每年可消化秸秆13万吨，发电9×107．同时电厂所产生的灰渣将生成肥料返还农民，焦油用于精细化工，实现“农业——工业——农业”循环．
（1）若秸秆电厂正常工作时，每小时可发电2.5×105，按每户居民每天使用5只20W的节能灯、1个800W的电饭锅、1台100W的电视机计算，该发电厂同时可供多少户居民正常用电？
（2）与同等规模的火电厂相比，该电厂每年可减少6.4万吨二氧化碳的排放量，若火电厂煤燃烧的热利用率为20%，秸秆电厂每年可节约多少吨标准煤？（标准煤的热值按3.6×107J/kg计算）
【答案】（1）电厂发电机的功率P＝W/t＝2.5×105/1h＝2.5×105kW （1分）
一户居民电器总功率P１＝0.02kW×5+0.8kW+0.1kW＝1kW （1分）
电厂可正常供电用户数n＝P/P1＝2.5×105kW/1kW＝2.5×105（1分）
（2）秸秆电厂每年可提供电能
W总＝9×107＝9×107×3.6×106J＝3.24×1014J （1分）
每年可节约标准煤的质量
m＝3.24×1014J /（3.6×107J/kg×0.2）＝4.5×107kg＝4.5×104t （1分）
【解析】（1）已知电能和时间，可求电厂发电机的功率，再算出一户居民电器总功率，二者之比就是居民户数．
（2）已知秸秆电厂每年提供的电能，还知煤的热值和火电厂煤燃烧的热利用率，可求燃烧煤的质量，燃烧的煤就是秸秆电厂每年可节约的煤的质量．
解：（1）电厂发电机的功率P=kW=2.5×105kW．
一户居民电器总功率P1=0.02kW×5+0.8kW+0.1kW=1kW
电厂可正常供电用户数n==2.5×105户．
答：该发电厂同时可供2.5×105户居民正常用电．
（2）秸秆电厂每年可提供电能
W总=9×107kW?h=9×107×3.6×106J=3.24×1014J
每年可节约标准煤的质量
m=kg=4.5×107kg=4.5×104t．
答：秸秆电厂每年可节约4.5×104吨标准煤．
25．某太阳能热水器，向其中注入50L的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高40℃．水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），密度是1.0×103kg/m3 ， 试求：
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）请你说说太阳能热水器有哪些优点和不足．（各说一点就可以）
【答案】（1）50kg．（2）8.4×106J 30%．（3）太阳能热水器的优点有：环保、节能、经济、安全；缺点：受天气、季节的影响．
【解析】（1）热水器中水的体积：V=50L=50dm3=0.05m3；
根据ρ= 可得，热水器中水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg．
（2）水温从10℃升高40℃，则△t=40℃；
水吸收的热量：
Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×40℃=8.4×106J．
这段时间该热水器的效率：
η= = ×100%=30%．
（3）解：太阳能热水器的优点有：环保、节能、经济、安全；
26．-某学习小组用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温从20℃升高到75℃，消耗了4g酒精。已知：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107J/kg。
求：（1）此过程中水吸收的热量是多少_____？
（2）4g酒精完全燃烧放出的热量是多少_____？
（3）酒精灯烧水时的热效率是多少______？
【答案】 2.31×104 J 1.2×105J 19.25%
【解析】（1）水吸收的热量：
（2）酒精完全燃烧产生的热量：
（3）酒精灯烧水时的热效率：
五、实验题（每小题5分，共10分）
27．破壁料理机是如今越来越流行的一种厨房小家电，它可以瞬间击破食物细胞壁，释放植物生化素，且功能多样，集榨汁机、豆浆机、冰激凌机、早餐机、研磨机等多种功能于一体，颇受喜爱和欢迎。下图是一台破壁料理机，某同学仔细观察它的构造和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识。
(1)机座底部安装有四个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止机器在运转时移动位置，“吸盘”是利用___________起固定作用的；
(2)为安全起见，该料理机使用的插座应选用图b中___________（选填“甲”或“乙”）插座；
(3)该机器可连接wifi无线网络， 用手机可实现远程控制设备的运行或停止，并监测设备工作状态。在这个过程中信息的传递是通过___________（电磁波或超声波）来实现的；
(4)如图所示是该料理机上面的简易图。在图中A点画出将壶盖打开所需最小力F的示意图（O为支点）___________；
(5)该料理机制作豆浆的工作过程中，下面说法正确的有（________）
A．通电后叶轮转动，电动机将机械能转化为电能
B．从开始加热到豆浆煮熟的过程中，豆浆的内能不变
C．叶轮打磨研碎豆子和加热豆浆时，电流都做了功
D．“闻到香味”是因为发生了扩散的结果
【答案】大气压 乙 电磁波 CD
【解析】(1)[1]“吸盘”是利用大气压起固定作用的。
(2)[2]为了安全用电，大功率家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的长脚应与用电器的金属外壳相连，若金属外壳带电，电流会通过接地线导入大地，防止触电事故的发生，故选乙。
(3)[3]wifi无线网络是通过电磁波来传递信息的。
(4)[4]要使力最小，力臂应最大，故连接OA，即是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡，动力F应垂直OA，方向向上，如下图所示。
(5)[5] A．通电后叶轮转动，消耗了电能，得到了机械能，即将电能转化为机械能，故A错误；
B．从开始加热到豆浆煮熟的过程中，电流做功将电能转化为豆浆的内能，内能增加，故B错误；
C．叶轮打磨研碎豆子时，将电能转化为机械能，加热豆浆时，将电能转化为内能，电流都做了功，故C正确；
D．“闻到香味”是分子做无规则运动的结果，是扩散现象，故D正确。
故选CD。
28．如图所示：甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体的质量和初温均相同。当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取各温度计的示数，分别为t甲、t乙和t丙，且有t甲＞t乙＞t丙。
（1）在安装实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定_____的位置。（选填“A”或“B”）；
（2）为了比较不同物质的吸热能力，应比较_____两幅图中的装置，其中通过观察_____来比较液体a或b吸收热量的多少。根据题目中的信息可判断出_____的吸热能力强（选填“a”或“b”）；
（3）还可以利用_____两幅图中的装置比较不同燃料的热值。
【答案】B 甲、丙 加热时间的长短 b 甲、乙
【解析】（1）因酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定下面铁圈的高度，而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底（即最后固定上面的铁圈），所以先固定B的位置；
（2）为了比较两种液体的吸热能力，需要燃烧相同的燃料（即热源应相同），加热不同的液体，让液体的质量相同，通过加热时间得出吸热多少，进而判断两种物质吸热能力的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；由题可知，当燃料燃烧完时，温度计的示数t甲＞t丙，根据比较吸热能力的方法，丙图中液体b的吸热能力强；
（3）为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同、燃料的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验。
六、综合题（每小题4分，共8分）
29．阅读《可燃冰》回答题。
可 燃 冰
天然气水合物即“可燃冰”。 可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，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。因其外观像冰而且遇火即可燃烧 （如图所示），所以被称作“可燃冰”。可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然气小很多，但能量高出十倍。可燃冰储量巨大，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源。
我国管辖海域和陆区蕴藏有丰富的可燃冰资源。通过勘查，2016年，在我国海域已圈定了6个可燃冰成矿远景区，因可燃冰绝大部分埋藏于海底，所以开采难度十分巨大。
2017年5月，我国南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，采气点位于水深1266m海底以下200m的海床中。从5月10日正式出气试点火成功，连续开采八天，平均日产天然气超过1.6×104m3以上，最高日产天然气达到了3.5×104m3，这种连续稳定的出气，达到了我国原来预定的目标。这次，我国科学家利用降压法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件，之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集，利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出。这是在国际上从理论到技术方法的一个创新，标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）可燃冰燃烧过程中将________能转化成________能。
（2）我国科学家利用________法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物
储层的成藏条件。
（3）在2017年5月，我国试开采可燃冰的过程中，最高日产天然气完全燃烧大约可放出___的热量（请选填序号）。天然气的热值取3.6×107 J/m3。
A．3.6×107 J B．5.8×1011 J C．1.3×1012 J
【答案】 化学 内 降压 C
【解析】（1）可燃冰是燃料，和其他燃料一样可燃冰燃烧过程中将化学能转化成内能。（2）我国科学家利用降压法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件。（3）最高日产天然气：Vm3, 完全燃烧放出的热量：QVqm33.6×107 J/m3 ，故C正确。
30．阅读下面的短文，回答问题
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点，如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空，真空不利于热量的传递．如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通．
请回答以下问题：
(1) 当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为__能，将管内的水加热．这是通过___的方式改变内能．玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度 __（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
(2)你认为__（填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是：_______．
(3)这台太阳能热水器的水箱容积为120 L，那么水箱内装满水时，水的质量是_____，在一般的光照条件下，太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为______．[水的比热容是4.2×103 J(kg·℃)]
（4）如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么热水器上集热器的面积至少要是______．
【答案】内能 热传递 变小 不能 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水 120Kg 2.52×107J 2.5 m2
【解析】(1) 太阳能热水器，利用太阳能加热水，黑色的材料吸收辐射能力强，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，黑色吸热层再将管内的水加热．是通过热传递的方式改变内能的．根据物体热胀冷缩的性质，玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、质量不变，密度会变小．
(2) 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水，所以不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上．
(3)水箱内装满120 L水时，
水的质量是：
满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为：
（4）太阳能的辐射功率：
太阳照射5h获得的太阳能：
由可得：
热水器集热器面积：
故答案为(1). 内能 (2). 热传递 (3). 变小 (4). 不能 (5). 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水 (6). 120Kg (7). 2.52×107J (8). 2.5 m2
第二十二章《能源与可持续发展》过关检测卷（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题2分，共20分）
1．如图所示，绿色的辨明自行车已成为通州区一道亮丽的风景。以下关于自行车的说法正确的是（ ）
A．较宽的坐垫可以增大压强
B．车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承为了减小摩擦
C．用力捏刹车把是为了减小摩擦
D．轮胎表面凹凸的条纹可以减小摩擦
【答案】B
【解析】（1）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强。在受力面积一定时，减小压力来减小压强；
（2）增大摩擦的方法：在压力一定时，增大接触面的粗糙程度。在接触面的粗糙程度一定时，增大压力；
（3）减小摩擦力的方式有：减小压力、减小接触面的粗糙程度；变滑动为滚动；使得接触面彼此分离。A、自行车的坐垫较宽大是为了在压力一定时，通过增大受力面积，从而减小压强，故A错误。
B、车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承，是通过变滑动为滚动的方法减小摩擦，故B正确；
C、用力捏刹车把是通过增大压力的方法增大摩擦力，故C错误；
D、轮胎表面凹凸的条纹是通过增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦力，故D错误；
故选：B。
2．从图所示漫画中我们看到由于热机的大量使用，在给人类社会带来进步的同时，也使人类的生存受到了威胁。下列关于热机和环境保护的说法正确的是（ ）
A．热机的效率是描述热机性能的重要指标
B．当前热机的效率可以达到100%
C．汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越高
D．热机是通过燃料的燃烧获取的化学能，并转化为机械能的装置
【答案】A
【解析】热机的效率是热机性能的重要指标，是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，故A正确；热机工作时废气带走大部分能量、克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失等，所以热机的效率较低，不可能达到100%，故B错误；热机工作时，燃料燃烧放出的废气会带走大部分能量，汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越低，故C错误；热机是通过燃料的燃烧获取的内能并转化为机械能的装置，故D错误，故选A。
3．如图所示是一种超声波加湿器，它是通电后可以使用超声波将水雾化成小水滴并喷出．以下说法正确是（ ）
A．这个加湿器制雾的过程中，其它形式的能转化为电能
B．水变雾的过程中，利用了声波具有能量的道理
C．喷出雾渐渐消失，因为水发生了液化，这个过程会吸热
D．我们可以看见雾，是因为水滴发出光进入了人眼
【答案】B
【解析】A. 加湿器通电后，将电能转化为其它形式的能，故A错误； B. 由题知，超声波加湿器通电后用超声波将水雾化成小水滴，是利用了声波具有能量的道理，故B正确；
C. 喷出雾渐渐消失，这是由于雾吸收热量发生了汽化，故C错误； D. 我们可以看见雾，是因为水滴反射的光进入了人眼，故D错误。故选B.
4．可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气和0.8 m3的水，下列关于可燃冰说法错误的是（ρ可燃冰=1.176×103 kg/m3）（ ）
A．可燃冰是不可再生能源
B．1 m3可燃冰比0.8 m3水的质量小
C．可燃冰形成在压强较大的环境中
D．相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多
【答案】B
【解析】A. 可燃冰一次能源，还属于不可再生能源，故A正确；B. 可燃冰的密度大于水的密度,且1m3可燃冰的体积大于0.8m3水的体积，由m＝ρV可知，可燃冰的质量较大；故B错误；C. 可燃冰存在于压强大、温度低的地方。在海底和冻土层可能存在“可燃冰”；故C正确；D. “可燃冰”的热值大于天然气的热值，相同相同体积的条件下，由Q＝qV可知，完全燃烧时可燃冰放出的热量多；故D正确。故选B.
详解：（1）根据属于不可再生能源进行分析；（2）已知可燃冰的密度，根据密度变形公式m＝ρV比较质量大小；（3）可燃冰存在于压强大、温度低的地方；（4）可燃冰的热值大于天然气的热值，根据Q＝qV比较放出热量的多少。
5．下列关于能量的说法中正确的是（ ）
A．在北方很多地区充分利用风力来发电，风能属于可再生能源
B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C．“神舟”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变
D．汽油机做功冲程中，将机械能转化为内能
【答案】A
【解析】A．我国北方地区风能资源比较丰富，可以充分风能来发电，风能可以源源不断的从自然界获得，是可再生能源，故A正确；
B．因为改变物体内能的方法有：做功和热传递。物体内能增加，可能从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故B错误；
C．飞船在加速升空过程中，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增加，所以机械能增加，故C错误；
D．压缩冲程将汽油和空气的混合物压缩，将机械能转化内能，做功冲程将内能转化为机械能，故D错误。
故选A。
6．下列说法正确的是（ ）
A．银锭可以被拉制细丝是由于银具有很好的弹性
B．现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧
C．汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成机械能
D．热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量
【答案】B
【解析】A. 银锭可以被拉制细丝是由于银具有很好的延展性。此选项错误；B. 现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧释放的内能。此选项正确；C. 燃料不可能完全燃烧，所以汽车在行驶时，发动机不可能把油料中的化学能全部转化成机械能。此选项错误；D. 热值是表示燃料完全燃烧释放热量能力的大小。此选项错误。故选B.
详解：①大部分金属具有较强的延展性；②在现阶段，人类使用的主要能源还是通过燃料进行燃烧后，释放的内能；③燃料燃烧的过程，本质是化学能转化为内能的过程，热机是将内能转化为机械能的机器；④热值是比较不同燃料完全燃烧释放能量多少的物理量．
7．绿水青山就是金山银山，2019年12月16日，经国务院批准，民政部批复同意撤销无为县，设立县级无为市。为了使无为这座美丽的城市变得天更蓝、水更清、景更美，下列做法应该禁止的是（ ）
A．工业废水直接排入河流 B．加强对烟花爆竹燃放管理
C．生产生活垃圾分类放置 D．鼓励对旧金属回收再利用
【答案】A
【解析】A．工业废水直接排入河流，容易污染水，故A符合题意；
B．加强对烟花爆竹燃放管理，可以防止空气污染，故B不符合题意；
C．生产生活垃圾分类放置，可以防止污染环境，故C不符合题意；
D．旧金属回收再利用，可以节约资源，故D不符合题意。
故选A。
8．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱．关于能源、信息和材料，下列说法中正确的是（ ）
A．太阳能和核能都是可再生能源
B．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是超导材料
C．雷达是利用超声波进行定位和导航的
D．电视广播、移动通信利用了电磁波来传递信息
【答案】D
【解析】可再生能源的特点是可以重复利用，取之不尽用之不竭，例如风能、水能、太阳能等．核能不属于可再生能源．半导体可以做出许多电子元件，例如二极管、三极管等．
电磁波的应用很广泛，可以用到军事上的雷达上，也可以进行电视、广播信号的传输．
A. 核能不属于可再生能源，错误；
B. 二极管是利用半导体材料制成的，错误；
C. 雷达是利用电磁波来工作的，和超声无关，错误；
D. 正确．
故选D．
9．关于信息的传递和能源的利用，正确的说法是（ ）
A．电视遥控器是通过紫外线来遥控电视机的
B．卫星导航系统主要靠超声波来传递信息
C．煤、石油、生物质能都属于不可再生能源
D．水能、风能、地热能都属于一次能源
【答案】D
【解析】（1）电视遥控器是利用红外线发射信号的；（2）电磁波可以传递信息；（3）煤、石油、天然气、水能、风能、潮汐能、太阳能、原子能、地热能、沼气、脂肪都可以直接从自然界获得而不需要加工转化，它们都属于一次能源；（4）能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源，不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用的能源是不可再生能源
【详解】A. 电视遥控器是利用红外线发射信号的，故A错误；B. 卫星导航系统主要靠电磁波来传递信息，故B错误；C. 煤、石油不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用，是不可再生能源，但生物能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源，故C错误；D. 水能、风能、地热能都属于一次能源，故D正确。故选D.
10．关于能源、材料、信息和粒子，下列说法中正确的是（ ）
A．电饭锅可以用超导材料做发热体
B．核能发电时是利用了质子作为“炮弹”轰击铀核发生可控的链式反应
C．光纤通信是利用激光通过光纤进行全反射传递信号的一种通信方式
D．破镜难以重圆，是因为分子间存在斥力
【答案】C
【解析】A．电饭锅是利用电流的热效应工作，故不可以用超导材料做发热体，故A错误；
B．核裂变是指由重的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式，原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变，故B错误；
C．光纤通信是利用激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方，光纤是用来传输光信号的，利用光的全反射原理，故C正确；
D．破镜之所以不能重圆，是因为破镜碎片间的距离远大于分子力作用距离，不变说明分子间存在斥力，故D错误。
故选C。
二、填空题（每小题2分，共20分）
11．我国自行设计的核动力航空母舰正在筹备中，核反应堆利用的是核________（选填“裂变”或“聚变”）；核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；航母轮机舱内的工作人员需要佩戴耳罩，这是在________减弱噪声；航母指挥塔台通过________完成与飞机之间的通讯．
【答案】裂变 不可再生 声源处 电磁波
【解析】核裂变和核聚变都能释放能量，但由于核裂变是可控的，所以，核动力航空母舰上的核反应堆利用的是利用核裂变时释放核能发电的；由于核能在短期不能得到补充，所以，属于不可再生能源；航母轮机舱内的工作人员需要佩戴耳罩是防止噪声进入人耳，是在人耳处减弱噪声；移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，航母上的指挥部通过电磁波与飞机员进行联系．
12．火山爆发、地震、雪崩、海啸、雷电都是目前人类无法控制的能量释放现象，这些灾害每年都给人类造成重大损失。
(1)发生火灾时，各种易燃物的________能转化为________能。
(2)雷电是自然界中发生的剧烈的放电现象。某次雷电时，在云层与一栋没有避雷装置的楼房到大地的路径上产生强大的电流，结果将这栋楼房击毁了一部分。雷电将这栋楼房击毁的过程中，是________能转化为________能。
【答案】 化学 内 电 内
【解析】（1）在着火的情况，可燃物所具有的化学能通过燃烧会转化内能释放出来；（2）雷电放电的过程是电能转化为其他形式能的过程，发生雷击时是电能转化为内能。
13．开发和利用新能源是现代社会发展面临的重要课题。以下列出的几种能源中，①煤②核能③水能④风能⑤地热能属于新能源的是_____，不来自于太阳的能源是_____。
【答案】②④⑤ ②⑤
【解析】新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如：太阳能、地热能、潮汐能、风能、氢能和核能等。而煤、石油、天然气、电能、水能等人类早已大范围使用，且技术也十分成熟，不属于新能源；属于新能源的是②核能、④风能、⑤地热能；②核能、⑤地热能不来自于太阳能源。
14．地震造成福岛第一核电站反应堆冷却系统破坏，当局采取不断向反应堆空中、地面注水的方法进行冷却，以免造成更大的核事故，这种冷却方法主要是利用了水的________大的特性，核发电是利用核_______变发电的。核能是_______能源(填“可再生”或“不可再生”)。
【答案】 比热容 裂 不可再生
【解析】采取不断向反应堆空中、地面注水的方法进行冷却，主要是利用了水的比热容大的特性。
核发电是利用核裂变发电的。
核能是不可再生能源。
15．当我们在这里参加中考时，在内蒙古草原上却呈现出“白云悠悠，绿草茵茵，牛羊成群”的美景，草原呈现绿色是因为草_________了绿光（选填“吸收”或“反射”）．草原上风力资源丰富，这是一种________能源（选填“可再生”或“不可再生”），工作时将风能转化为________能。
【答案】 反射 可再生 电
【解析】草原呈现绿色是因为草反射了绿光。
草原上风力资源丰富，风能是一种可再生能源，风车工作时将风能转化为电能。
16．一节干电池的电压为______伏。家庭电路中，手机电池充电时将______能转化______能。为了是一个“6V 3W“的小灯泡接在9V的电源上要正常工作需要串联一个______欧的电阻。
【答案】1.5 电 化学 6
【解析】一节干电池的电压为 1.5V；手机电池充电时将电能转化为化学能；因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常工作，所以，串联电阻R两端的电压：
UR=U-UL=9V-6V=3V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI可得，电路中的电流：I===0.5A，串联电阻的阻值： R===6Ω。
17．太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源．在太阳进行着大规模的核聚变，其释放的能量主要以电磁波的形式辐射出来．地球每年所接受的太阳能有6×1017kW•h．
（1）太阳内部发生核聚变时，释放的主要是哪种能量？答：________
（2）物体内能改变的方式有两种，“辐射”属于________ ，另一种是________
（3）地球每年所接受的太阳能约为________
（4）如图所示是一个组合的电池板，它是由一块块小的电池板组合而成的，你知道它们是如何连接的？________
【答案】光能 热传递 做功 2.16×1024 见解析
【解析】(1)[1]太阳不停地向外界发出光，通过光来释放能量。
(2)[2][3]晒太阳是接受太阳光的“辐射”，属于热传递现象，另一种是做功，例如双手摩擦生热。
(3)[4]由于1kW•h=3.6×106J，所以
6×1017kW•h=6×1017=2.16×1024J
(4)[5]电池板要将光能转化为电能，所以电池板是由一块块小的电池板串联组成，使电压成倍增加，组成的大电池板又并联组成方阵，使电压相同时电流成倍增加。
18．2016年9月15日，天宫二号空间实验室由长征二号FT2火箭发射升空．在天宫二号空间实验室和火箭加速升空过程中，天宫二号空间实验室的动能将______(变大/变小/不变) ，机械能将______(变大/变小/不变)，火箭中选择氢作为燃料是因为氢的________．
【答案】变大 变大 热值大
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
机械能=势能+动能。
（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它代表燃料的优劣。
【详解】（1）天宫二号空间实验室和火箭加速升空过程中，对于天宫二号空间实验室来说：
①质量不变，速度变大，动能变大；
②质量不变，高度变大，重力势能变大。
③机械能=势能+动能，动能变大，重力势能变大，所以机械能变大。
（2）现代大型运载火箭是利用燃料燃烧向后喷射气体，利用气体的反推力来推动火箭飞行，火箭中选择氢作为燃料是因为氢的热值大。
19．如图甲所示的手摇发电机模型，摇动手柄，线圈在磁场中转动，把______能转化为电能，供小灯泡发光；图乙是一种新型路灯，可同时利用风力发电机和硅光电池板给灯泡提供电能，其中太阳能属于____（填“可”或“不可”）再生能源。
【答案】 机械能 可
【解析】手摇发电机模型是利用电磁感应原理工作的，摇动手柄，线圈在磁场中转动，将机械能转化成电能。新型路灯可同时利用风力发电机和硅光电池板给灯泡提供电能，太阳能属于可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。
20．大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站。它获取核能是图中______（填“甲图”或“乙图”）所示途径，太阳核心每时每刻都在发生______（填“甲图”或“乙图”）所示的爆炸。核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】乙图 甲图 不可再生
【解析】[1]获得核能的途径一是重核裂变，二是轻核聚变；乙图中进行的是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，是核裂变，核电站利用可控的核裂变；
[2]甲图中是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，是核聚变；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。
[3]核能不能从自然界源源不断地获得，一旦消耗便不可再生，故核能是不可再生能源。
三、作图题（每小题5分，共10分）
21．用煤气灶烧水时，把2kg的水从加热到，燃烧了的煤气设煤气完全燃烧水的比热容为，煤气的热值约为试求：
水吸收的热量是多少？
煤气燃烧放出的热量是多少？
煤气灶烧水时的效率是多少？
【答案】水吸收的热量是4.2×105J 煤气燃烧放出的热量是1.68×106J 煤气灶烧水时的效率是25%
【解析】（1）根据吸热公式Q=cm△t就可算出水吸收的热量；
（2）根据热值公式可以求出煤气完全燃烧释放的热量；
（3）由效率公式可以求出煤气灶烧水的效率。
【详解】（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃-25℃）=4.2×105J；
（2）煤气燃烧放出的热量：Q放=qV=4.0×107J/m3×0.042m3=1.68×106J；
（3）煤气灶烧水时的效率：:。
答：（1）水吸收的热量是4.2×105J；
（2）煤气燃烧放出的热量是1.68×106J；
（3）煤气灶烧水时的效率是25%。
22．如图所示，开关闭合后，小磁针在条形磁体和通电螺线管的共同作用下，在图中位置处于静止状态，请你根据条形磁铁的极性标出小磁针和螺线管的N、S极，并用“＋”、“－”标出电源的正负极。
【答案】如图所示
【解析】条形磁铁的左端为N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针处于静止状态，可知，电磁铁的右端为N极，小磁针的下端为S极。根据螺线管的绕向和N、S极，可以确定电流从电磁铁的左端流入，右端流出，由此可知，电源的左端为正极，右端为负极。
四、计算题（每小题8分，共32分）
23．用燃气灶烧水，燃烧0.8kg的煤气，使50㎏的水从20℃升高到60℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg・℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg。求：
（1）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量。
（2）水吸收的热量。
（3）燃气灶烧水的效率。
【答案】（1）3.36×107J；（2）8.4×106J；（3）25%
【解析】（1）知道煤气的质量和煤气的热值，利用Q放＝mq计算煤气完全燃烧放出的热量；（2）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量；（3）水吸收的热量是有用的能量，煤气完全燃烧放出的热量为总能量，利用效率公式求燃气灶烧水的效率．
【详解】(1)煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qm＝4.2×107J/kg×0.8kg＝3.36×107J，
(2)水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(60℃−20℃)＝8.4×106J，
(3)燃气灶烧水的效率：η＝×100%＝25%
24．．荆门市是国家循环经济试点市，目前正在沙洋建设全国最大的秸秆气化发电厂．电厂建成后每年可消化秸秆13万吨，发电9×107．同时电厂所产生的灰渣将生成肥料返还农民，焦油用于精细化工，实现“农业——工业——农业”循环．
（1）若秸秆电厂正常工作时，每小时可发电2.5×105，按每户居民每天使用5只20W的节能灯、1个800W的电饭锅、1台100W的电视机计算，该发电厂同时可供多少户居民正常用电？
（2）与同等规模的火电厂相比，该电厂每年可减少6.4万吨二氧化碳的排放量，若火电厂煤燃烧的热利用率为20%，秸秆电厂每年可节约多少吨标准煤？（标准煤的热值按3.6×107J/kg计算）
【答案】（1）电厂发电机的功率P＝W/t＝2.5×105/1h＝2.5×105kW （1分）
一户居民电器总功率P１＝0.02kW×5+0.8kW+0.1kW＝1kW （1分）
电厂可正常供电用户数n＝P/P1＝2.5×105kW/1kW＝2.5×105（1分）
（2）秸秆电厂每年可提供电能
W总＝9×107＝9×107×3.6×106J＝3.24×1014J （1分）
每年可节约标准煤的质量
m＝3.24×1014J /（3.6×107J/kg×0.2）＝4.5×107kg＝4.5×104t （1分）
【解析】（1）已知电能和时间，可求电厂发电机的功率，再算出一户居民电器总功率，二者之比就是居民户数．
（2）已知秸秆电厂每年提供的电能，还知煤的热值和火电厂煤燃烧的热利用率，可求燃烧煤的质量，燃烧的煤就是秸秆电厂每年可节约的煤的质量．
解：（1）电厂发电机的功率P=kW=2.5×105kW．
一户居民电器总功率P1=0.02kW×5+0.8kW+0.1kW=1kW
电厂可正常供电用户数n==2.5×105户．
答：该发电厂同时可供2.5×105户居民正常用电．
（2）秸秆电厂每年可提供电能
W总=9×107kW?h=9×107×3.6×106J=3.24×1014J
每年可节约标准煤的质量
m=kg=4.5×107kg=4.5×104t．
答：秸秆电厂每年可节约4.5×104吨标准煤．
25．某太阳能热水器，向其中注入50L的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高40℃．水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），密度是1.0×103kg/m3 ， 试求：
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）请你说说太阳能热水器有哪些优点和不足．（各说一点就可以）
【答案】（1）50kg．（2）8.4×106J 30%．（3）太阳能热水器的优点有：环保、节能、经济、安全；缺点：受天气、季节的影响．
【解析】（1）热水器中水的体积：V=50L=50dm3=0.05m3；
根据ρ= 可得，热水器中水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg．
（2）水温从10℃升高40℃，则△t=40℃；
水吸收的热量：
Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×40℃=8.4×106J．
这段时间该热水器的效率：
η= = ×100%=30%．
（3）解：太阳能热水器的优点有：环保、节能、经济、安全；
26．-某学习小组用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温从20℃升高到75℃，消耗了4g酒精。已知：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107J/kg。
求：（1）此过程中水吸收的热量是多少_____？
（2）4g酒精完全燃烧放出的热量是多少_____？
（3）酒精灯烧水时的热效率是多少______？
【答案】 2.31×104 J 1.2×105J 19.25%
【解析】（1）水吸收的热量：
（2）酒精完全燃烧产生的热量：
（3）酒精灯烧水时的热效率：
五、实验题（每小题5分，共10分）
27．破壁料理机是如今越来越流行的一种厨房小家电，它可以瞬间击破食物细胞壁，释放植物生化素，且功能多样，集榨汁机、豆浆机、冰激凌机、早餐机、研磨机等多种功能于一体，颇受喜爱和欢迎。下图是一台破壁料理机，某同学仔细观察它的构造和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识。
(1)机座底部安装有四个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止机器在运转时移动位置，“吸盘”是利用___________起固定作用的；
(2)为安全起见，该料理机使用的插座应选用图b中___________（选填“甲”或“乙”）插座；
(3)该机器可连接wifi无线网络， 用手机可实现远程控制设备的运行或停止，并监测设备工作状态。在这个过程中信息的传递是通过___________（电磁波或超声波）来实现的；
(4)如图所示是该料理机上面的简易图。在图中A点画出将壶盖打开所需最小力F的示意图（O为支点）___________；
(5)该料理机制作豆浆的工作过程中，下面说法正确的有（________）
A．通电后叶轮转动，电动机将机械能转化为电能
B．从开始加热到豆浆煮熟的过程中，豆浆的内能不变
C．叶轮打磨研碎豆子和加热豆浆时，电流都做了功
D．“闻到香味”是因为发生了扩散的结果
【答案】大气压 乙 电磁波 CD
【解析】(1)[1]“吸盘”是利用大气压起固定作用的。
(2)[2]为了安全用电，大功率家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的长脚应与用电器的金属外壳相连，若金属外壳带电，电流会通过接地线导入大地，防止触电事故的发生，故选乙。
(3)[3]wifi无线网络是通过电磁波来传递信息的。
(4)[4]要使力最小，力臂应最大，故连接OA，即是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡，动力F应垂直OA，方向向上，如下图所示。
(5)[5] A．通电后叶轮转动，消耗了电能，得到了机械能，即将电能转化为机械能，故A错误；
B．从开始加热到豆浆煮熟的过程中，电流做功将电能转化为豆浆的内能，内能增加，故B错误；
C．叶轮打磨研碎豆子时，将电能转化为机械能，加热豆浆时，将电能转化为内能，电流都做了功，故C正确；
D．“闻到香味”是分子做无规则运动的结果，是扩散现象，故D正确。
故选CD。
28．如图所示：甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体的质量和初温均相同。当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取各温度计的示数，分别为t甲、t乙和t丙，且有t甲＞t乙＞t丙。
（1）在安装实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定_____的位置。（选填“A”或“B”）；
（2）为了比较不同物质的吸热能力，应比较_____两幅图中的装置，其中通过观察_____来比较液体a或b吸收热量的多少。根据题目中的信息可判断出_____的吸热能力强（选填“a”或“b”）；
（3）还可以利用_____两幅图中的装置比较不同燃料的热值。
【答案】B 甲、丙 加热时间的长短 b 甲、乙
【解析】（1）因酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定下面铁圈的高度，而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底（即最后固定上面的铁圈），所以先固定B的位置；
（2）为了比较两种液体的吸热能力，需要燃烧相同的燃料（即热源应相同），加热不同的液体，让液体的质量相同，通过加热时间得出吸热多少，进而判断两种物质吸热能力的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；由题可知，当燃料燃烧完时，温度计的示数t甲＞t丙，根据比较吸热能力的方法，丙图中液体b的吸热能力强；
（3）为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同、燃料的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验。
六、综合题（每小题4分，共8分）
29．阅读《可燃冰》回答题。
可 燃 冰
天然气水合物即“可燃冰”。 可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，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。因其外观像冰而且遇火即可燃烧 （如图所示），所以被称作“可燃冰”。可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然气小很多，但能量高出十倍。可燃冰储量巨大，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源。
我国管辖海域和陆区蕴藏有丰富的可燃冰资源。通过勘查，2016年，在我国海域已圈定了6个可燃冰成矿远景区，因可燃冰绝大部分埋藏于海底，所以开采难度十分巨大。
2017年5月，我国南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，采气点位于水深1266m海底以下200m的海床中。从5月10日正式出气试点火成功，连续开采八天，平均日产天然气超过1.6×104m3以上，最高日产天然气达到了3.5×104m3，这种连续稳定的出气，达到了我国原来预定的目标。这次，我国科学家利用降压法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件，之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集，利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出。这是在国际上从理论到技术方法的一个创新，标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）可燃冰燃烧过程中将________能转化成________能。
（2）我国科学家利用________法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物
储层的成藏条件。
（3）在2017年5月，我国试开采可燃冰的过程中，最高日产天然气完全燃烧大约可放出___的热量（请选填序号）。天然气的热值取3.6×107 J/m3。
A．3.6×107 J B．5.8×1011 J C．1.3×1012 J
【答案】 化学 内 降压 C
【解析】（1）可燃冰是燃料，和其他燃料一样可燃冰燃烧过程中将化学能转化成内能。（2）我国科学家利用降压法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件。（3）最高日产天然气：Vm3, 完全燃烧放出的热量：QVqm33.6×107 J/m3 ，故C正确。
30．阅读下面的短文，回答问题
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点，如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空，真空不利于热量的传递．如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通．
请回答以下问题：
(1) 当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为__能，将管内的水加热．这是通过___的方式改变内能．玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度 __（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
(2)你认为__（填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是：_______．
(3)这台太阳能热水器的水箱容积为120 L，那么水箱内装满水时，水的质量是_____，在一般的光照条件下，太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为______．[水的比热容是4.2×103 J(kg·℃)]
（4）如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么热水器上集热器的面积至少要是______．
【答案】内能 热传递 变小 不能 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水 120Kg 2.52×107J 2.5 m2
【解析】(1) 太阳能热水器，利用太阳能加热水，黑色的材料吸收辐射能力强，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，黑色吸热层再将管内的水加热．是通过热传递的方式改变内能的．根据物体热胀冷缩的性质，玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、质量不变，密度会变小．
(2) 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水，所以不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上．
(3)水箱内装满120 L水时，
水的质量是：
满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为：
（4）太阳能的辐射功率：
太阳照射5h获得的太阳能：
由可得：
热水器集热器面积：
故答案为(1). 内能 (2). 热传递 (3). 变小 (4). 不能 (5). 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水 (6). 120Kg (7). 2.52×107J (8). 2.5 m2
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