2023九年级物理全册第十六章粒子和宇宙单元测试题含解析新版北师大版

第十六章《粒子和宇宙》单元测试题

一、单选题（每小题只有一个正确答案）

1．在以下列举的使用太阳能的各装置中，把太阳能直接转化为内能的是（）

A．太阳能电池    B．太阳能锅炉    C．太阳能手表    D．硅光电池

2．伊拉克战争、利比亚战争、一触即发的西方国家与叙利亚战争和西方国家与伊朗战争…其实，这一切都与能源有关！在下列有关能或能源的讨论中，你认为错误的是（　　）

A．人类社会面临能源危机，总有一天能量会被消耗殆尽

B．煤、石油、天然气等的储量有限，人类面临能源危机

C．很多传统能源已走向枯竭，但我们可以开发新的能源

D．太阳能、风能、水力、地热能、潮汐能等是取之不尽的

3．能源的开发和利用在社会的建设中起着很重要的作用。下列能源中，在使用时最安全、最清洁的是（）

A．煤气    B．电能    C．太阳能    D．核能

4．依据卢瑟福的原子行星模型理论，原子核中带电的粒子的是（）

A．电子    B．质子    C．中子    D．核子

5．下列现象中，有能量的转化的是    (    )

A．冬天“呵气”取暖    B．冬天用热水袋取暖

C．用打气筒打气，筒壁会发热    D．冬天用手摸户外的东西感到凉

6．新能源正在逐步地被开发和利用来发电．下列能源中属于不可再生能源的是（）

A．核能    B．风能    C．太阳能    D．潮汐能

7．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，拿到酒精灯上加热使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去。从能量转化和转移的角度可用下边三句话来概括：

(甲)水和水蒸气吸热，内能增加；(乙)酒精燃烧，酒精的化学能转化成热能，传给水和水蒸气；(丙)水蒸气对木塞做功，内能转化为木塞的机械能。

以上三句话正确的顺序是（）

A．(甲)、(乙)、(丙)B．(乙)、(丙)、(甲)

C．(乙)、(甲)、(丙) D．(丙)、(乙)、(甲)

8．下列过程中，将内能转化为机械能的是（）

A．水蒸气顶起水壶盖的过程B．汽油机的压缩冲程

C．小孩沿滑梯下滑的过程    D．流星在大气层中穿行的过程

9．我国建造的浙江秦山核电站及广东大亚湾核电站，都已运行发电。下列关于从核能到电能的转化过程，正确的是（　　）

A．核能→内能→电能B．核能→机械能→内能→电能

C．核能→内能→机械能→电能D．核能→电能

10．用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状．关于此天线制作材料的描述错误的是（　　）

A．具有形状记忆功能 B．具有很低的熔点

C．具有良好的延展性D．具有良好的导电性

11．若将2千克、8℃的水烧开，用燃烧值为4.6×107焦／千克的煤油作燃料，设煤油完全燃烧放出的内能有25％被水吸收，需燃烧煤油的质量是[c水=4.2×107焦/(千克·℃)]（）

A．16.8克B．268.8克C．67.2克D．6.72克

12．如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它每天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电，下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是（）

A．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能

B．白天阳光照射太阳能电池板时，化学能转化为电能

C．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能

D．夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能

13．如图所示、是广州长隆欢乐世界所拥有的，目前世界上最刺激的垂直过山车，深受同学们的喜爱．过山车是依靠电动机将其带到最高处，之后过山车依靠惯性完成后面的过程．下列与其有关的说法中正确的是（）

A．过山车在上升到最高点的过程中是将电能全部转化为过山车的机械能

B．在垂直下落到最低点的过程中，由于高度在降低，过山车的势能越来越小

C．为了设备更刺激，可以将让第二个高点高于第一个

D．在滑行的轨道上涂润滑油，是为了减小摩擦，从而使过山车的机械能守恒

14．下列有关热现象的说法中，正确的是（）

A．热机所用燃料的热值越大，效率越高

B．热机所用的燃料热值越大，放出热量越多；

C．用燃气灶烧开同一壶水时，夏天比冬天的效率高

D．用燃气灶烧开同一壶水时，水吸收的热量与水的末温成正比；

15．以下提高燃料利用率的方法不正确的是(     )

A．尽量增大受热面积B．选用热值较大的燃料

C．把煤磨成粉，和空气吹进炉膛D．烧煤时，加大送风量

二、多选题（每小题至少有两个正确答案）

16、对下列物理现象解释正确的是（ ）

A．严冬窗户内表面出现窗花，是水蒸气凝华吸热形成的

B．雪人没有熔化却变小，是雪升华吸热

C．给高烧病人擦涂酒精来降温，是利用酒精蒸发吸热

D．天冷时呼出的“白气”，是人呼出的水蒸气液化放热形成的

17．下列说法错误的是（）

A．处于0℃的物体的分子运动速度为零B．物体分子间有引力时，一定存在斥力

C．光年是速度的单位D．星系离我们距离是保持不变的

18．下面是人们在日常生活中的一些行为或观点，从物理知识的角度看，正确的有（）

A．在高压线下钓鱼

B．杆秤利用的是杠杆原理

C．电能无法从自然界直接获取，是二次能源

D．物体的运动方向发生了改变，一定是受到了力的作用

19．下列有关能量转化的说法正确的是（　　）

A．人造地球卫星从远地点运动到近地点，重力势能转化为动能

B．风力发电机将电能转化为机械能

C．蓄电池放电时，化学能转化为电能

D．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能

三、实验题

20．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．(注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示)．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：

(1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要________(选填“相等”或“不相等”)．

(2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________．

(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________.利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(偏大或偏小)．

21．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度（见右表）。

（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定____的位置，再调整固定_____（A/B）的位置。

（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的_____、____。

（3）通过表中记录本的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______。

（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、　利用公式Q吸＝cm（t末-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？______，为什么？_____。

某学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示,已知酒精的热值是3.0×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg⋅.℃)，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，求：

22．加热满2min时，水吸收了多少热量?

23．用酒精给水加热持续了10min时间，这些酒精完全燃烧放出多少热量?

24．试求出沙子的比热容?（结果保留整数）。

四、计算题

25．在一标准大气压下，完全燃烧质量为3kg、热值为1.26×107J/kg的干木柴，可以放出多少热量？

26．汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30Km消耗了汽油1.5kg．

（1）请计算1.5kg汽油完全燃烧放出的热量．（q汽油=4.6×107J/kg）

（2）已知车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW，求汽车受到的阻力．

（3）汽车发动机的效率为多少？

参考答案

1．B

【解析】A、C、D选项中硅光电池、太阳能电池、太阳能手表是把太阳能转化为电能，从而给其它用电器供电.B选项太阳能锅炉是把太阳能转化为内能。故选：B

2．A

【解析】

试题分析：传统的能源在不断地消耗，而且大多数都不能再生，所以我们面临着能源危机，但是我们可以开发新型的能源，如太阳能、风能、水能等。

考点：能源

3．C

【解析】

能源的使用过程就是能量的转化过程，在转化过程中，有的能源要产生废弃或废渣，甚至产生对人类有害的物质，煤气在使用时产生二氧化碳造成温室效应，一旦发生泄漏危机人体生命；电能在使用过程中虽然不产生对人体有害物质，但在使用中防止漏电危机生命；太阳能利用过程中不产生对人体有害的物质，对人体生命也不造成威胁；核能是利用原子的能量，使用时会产生对人体有害的辐射物；故最安全、最清洁的是太阳能，答案选C。

4．B

【解析】

卢瑟福原子核式结构理论认为：原子由位于原子中心的原子核与核外带负电的电子组成；原子核由带正电的质子与不带电的中子组成．原子核中带电的粒子的是质子。故选B．

点睛：依据卢瑟福的原子行星模型理论，根据对原子结构知识的掌握分析答题。

5．C

【解析】

【详解】

A、冬天“呵气”取暖，发生的是热传递；故不符合题意；B、用热水袋取暖时热量转移给人体，所以发生的是热传递；故不符合题意；C、打气时，是用做功的方式改变物体的内能，是机械能转化为内能，故符合题意；D、手的热量会传递给物体，故发生的是热传递；故不符合题意；故选C．

【点睛】

做功和热传递是改变物体内能的两种途径，热传递是能量的转移，做功是能量的转化．

6．A

【解析】像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源；而像煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能源，一旦消耗就很难再生的能源则是不可再生能源。太阳能、潮汐能、太阳能可以长期提供，所以它们都是可再生能源，核能源一旦消耗就很难再生，所以它是不可再生能源，故选A。

7．C

【解析】

【详解】

解答：在试管中装些水，用酒精灯加热的过程中，酒精的化学能转化内能，这些内能传递给试管中的水；使得水的内能增加，产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界的大气压，水蒸气就会将塞子冲出，即对塞子做功。将水的内能转化为塞子的机械能。

故选C.

【点睛】

该题考查内能做功过程，即先通过燃料燃烧增加内能，而后内能对外做功，即将内能转化为机械能，故据此思路分析即可．

8．A

【解析】

【详解】

A、水蒸气顶起水壶盖，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,故正确。

 B、汽油机的压缩冲程，是机械能转化为汽油和空气的内能，故错误。

C、小孩沿滑梯下滑的过程，需克服摩擦做功，机械能转化为内能，故错误。

D、流星在大气层中穿行的过程中与空气摩擦，是摩擦生热，是机械能转化为内能，故错误。

故选A

9．C

【解析】

【详解】

核能发电是利用核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽轮机转动，从而带动发电机发电的。所以核能发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能。

故选：C。

10．B

【解析】用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状，说明它具有形状记忆功能、良好的延展性、良好的导电性，而镍钛合金的熔点也很高，只有B选项说法错误。故选B．

11．C

【解析】

在一标准大气压下，水的沸点是100℃，把水烧开，水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−8℃)=7.728×105J，∵η=，∴煤油完全燃烧释放的热量：Q放= ==3.0912×106J，∵Q=mq，∴需要煤油的质量：

m= = =0.0672kg=67.2g，故选C.

12．C

【解析】

【分析】

太阳能电池板就是将太阳能直接转化为电能的装置；

蓄电池是将电能以化学能的形式储存起来，供电时，将化学能转化成电能，而充电时，是将电能转化成化学能。

【详解】

根据太阳能路灯的整个工作过程可知：白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用；所以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，是将化学能转化成电能，再转化为光能使用，故选项中只有C说法正确。

故选：C。

13．B

【解析】

【详解】

A、过山车在上升到最高点的过程中因为受到摩擦力的影响,一部分能量转化为内能,不会全部转化为机械能,故A错误; 
B、在垂直下落到最低点的过程中,质量不变,因为高度在降低,过山车的势能越来越小,所以B选项是正确的; 
C、过山车从高度向低处运动时,重力势能转化为动能,且质量一定时,动能越大,速度越大,所以第二个高点应低于上第一个高点，使过山车有较大的动能,从而有较大的速度,设备更刺激;故C错误; 
D、在滑行的轨道上涂润滑油,是为了减小摩擦,但不能使山车的机械能守恒,故D错误.

【点睛】

(1)一种形式的能转化为另一种形式的能,一种形式的能减少,另一种形式的能增加; 
(2)影响重力势能大小的因素是质量和高度,质量一定时,高度变小,重力势能变小; 
(3)影响动能大小的因素是质量和速度,质量一定时,物体的动能越大,速度越大; 
(4)减小摩擦的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、使滚动代替滑动、使接触面脱离;增大摩擦的办法有:增大压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动为滑动.

14．C

【解析】

【分析】

（1）热机的效率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；减少热的损失，可以提高效率；

（2）燃料放热的多少与燃料的质量、热值等均有关系；

（3）烧开同一壶水需要吸收的热量是相同的，夏天环境温度较高，向外散失的热量就会少一些，这样需要燃烧燃气放出的热量就会少一些，据此分析；

（4）根据来分析。

【详解】

A、用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高，故A错误；

B、燃料燃烧过程中，热值大的燃料放出的热量不一定多，因为放热多少还与燃料的质量、是否完全燃烧有关系，故B错误；

C、烧开同一壶水需要吸收的热量是相同的，夏天环境温度较高，向外散失的热量就会少一些，这样需要燃烧燃气放出的热量就会少一些，根据可知，夏天的效率会高一些，故C正确；

D、根据可知，水吸收的热量与水的比热、质量、温度的变化成正比，而不是与水的末温成正比，故D错误。

故选：C。

【点睛】

此题主要考查的是学生对燃料热值、效率，热量计算公式的理解和掌握，难度不是很大。

15．B

【解析】增大受热面积可提高燃料的利用率，把煤磨成粉也是为了增大受热面积，故AC正确；热值较大的燃料只能提供较多的热量，但并不能保证热量能得到有效利用，故B错；加大送风量可以让煤充分燃烧，提高燃料的利用率，故D正确；应选B。

16．BCD

17．ACD

【解析】

【详解】

A、分子永不停息地做无规则运动，处于0℃的物体的分子运动速度不为零，故A错误，符合题意；

B、分子间引力和斥力同时存在，故B正确，不符合题意；

C、光年是长度的单位，故C错误，符合题意；

D、“谱线红移“说明星系在离我们越来越远，故D错误，符合题意。

故选ACD。

18．BCD

【解析】

试题分析：高压线下钓鱼，鱼线很容易接触到高压线，会发生触电．不符合安全用电原则，故A错误；杆秤利用了杠杆原理工作的，即应用了杠杆的平衡原理，故B正确；目前使用的电能主要通过核能、风能、水能、热能的转化而来，电能属于二次能源，故C正确；力是改变物体运动状态的原因，物体运动方向发生改变，物体运动状态发生改变，一定受到力的作用，故D正确；故应选BCD。

【考点定位】安全用电；杠杆；能源；运动和力

19．ACD

【解析】

【分析】

明确物体消耗和获得的能量各是什么，然后逐一做出判断即可。

【详解】

A、人造地球卫星从远地点运动到近地点的过程中，其相对高度降低，重力势能减小，速度变大，动能增大，所以在该过程中重力势能转化为动能，故A正确；

B、风力发电机将风的机械能转化为电能，故B错误；

C、蓄电池放电时，化学能转化为电能，故C正确；

D、汽油机的做功冲程中，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，对外做功，故D正确。

故选：ACD。

20．质量相等煤油天平偏小

【解析】

【详解】

(1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等，两个烧杯相同，受热面积就相同；

(2)由图表数据可知在燃烧相同质量的燃料后，甲杯中的水温度升高的多，甲杯中的水吸收的热量多，即煤油燃烧放出的热量多，根据，所以煤油的热值较大；

(3) 计算出煤油和菜籽油的热值，小明还需要补充实验仪器天平来测量燃料的质量；由于燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收，燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，并且燃料也不会完全燃烧，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。

21．BA质量水的初温煤油不可靠燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失

【解析】

【分析】

（1）安装实验器材时需要先固定B的位置，能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热；然后再调整A的位置，使温度计的玻璃泡全部浸入液体中，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；
（2）根据控制变量法分析实验时应控制两套装置中相同的量；
（3）由表格数据可知，在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，分析哪种物质的热值大；
（4）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，分析直接计算得出的热值的变化。

【详解】

（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；

（2）为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；

（3）分析表格数据可知，加热6min，甲杯水升高的温度是38℃-25℃=13℃，乙杯水升高的温度是31℃-25℃=6℃，在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；

（4）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。

22．4.2×104J

23．2.4×105J

24．1167J/(kg·℃)

【解析】

【分析】

从图象可以知道，加热满2min，水的温度从20℃上升到70℃，从而可以知道和水的温度变化，已知水的质量和比热容，利用吸热公式计算水吸收的热量；

已知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，便可以计算出给水加热10min时间消耗的酒精，已知酒精的热值,可利用放热公式计算热量。考查比热容公式的应用。

22．因为水的比热容是4.2×103J/(kg⋅.℃)，m1=200g=0.2kg，，

所以：，

23．酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，加热10min时间消耗的酒精为：m=0.8g

，酒精完全燃烧放出多少热量：

，

24．相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量：所以在2分钟的时间内，Q沙1=Q水，又因为加热满2min，沙子的温度从20℃上升到200℃，，m=0.2kg，

25．3.78×107J

【解析】

【详解】

根据得，完全燃烧干木柴放出的热量为：

．

26．（1）6.9×107J；（2）600N；（3）26%

【解析】

【详解】

（1）汽油完全燃烧释放的热量。

（2），，

汽车的牵引力，因为汽车匀速运动，牵引力与阻力平衡，由平衡条件得：阻力。

（3）发动机的效率