物理九年级全册能源与可持续发展背景图课件ppt

这是一份物理九年级全册能源与可持续发展背景图课件ppt，共36页。

一、选择题(每小题5分,共40分)
1.(新素材·现代科技)(2023江苏苏州中考)在轨运行的“天宫二号”空间实验室,与地面进行实时信息传输所使用的是(        )A.电磁波    B.红外线    C.超声波    D.次声波
解析　在轨运行的“天宫二号”空间实验室,与地面进行实 时信息传输所使用的是电磁波。
2.(新素材·现代科技)(2023江苏盐城中考)新型“发电玻璃”利用超薄太阳能电池将太阳能直接转化为(　    )A.内能    B.化学能C.电能    D.机械能
解析　太阳能电池将太阳能直接转化为电能。
3.(2023江苏南通启秀中学期末)利用能量的过程就是能量转移或转化的过程,下列有关利用能量的表述中,不正确的是 (　    )A.汽油机做功冲程中,机械能转化为内能B.搓手取暖,机械能转化为内能C.用干电池供电,化学能转化为电能D.电炉工作时,电能转化为内能
解析　汽油机做功冲程中,将内能转化为机械能,故A错误;搓 手取暖,是通过做功的方式改变内能,将机械能转化为内能, 故B正确;用干电池供电,将化学能转化为电能,故C正确;电炉 工作时,将电能转化为内能,故D正确。
4.下列关于电磁波的说法正确的是 (　    )A.在真空中,电磁波的波长越长,传播的速度越快B.光的实质是电磁波,各种电磁波在真空中的传播速度都为 3×105 km/sC.电磁波的形式多种多样,γ射线、X射线、可见光、激光、 超声波等都是电磁波D.电磁波的传播不需要介质,电磁波不能在玻璃中传播
解析　光的实质是电磁波,在真空中,所有电磁波的传播速度 都相同,约为3×105 km/s,故A错误,B正确;超声波不是电磁波, 故C错误;电磁波能在玻璃中传播,故D错误。
5.如图是电磁波家族。目前主流的无线WiFi网络常用的频 率约是2.4 GHz(即2.4×109 Hz)。根据所给信息,可以推测 WiFi信号 (　    ) 
A.频率比可见光小B.属于红外线 C.波长比可见光短D.在真空中传播的速度比可见光小
解析    WiFi信号的频率约是2.4 GHz(即2.4×109 Hz),由题图 知WiFi信号的频率比可见光小,A正确;WiFi信号属于无线电 波,B错误;无线电波信号的频率小于可见光的频率,各种电磁 波在真空中传播的速度相同,约为3×108 m/s,根据v=λf可知, WiFi信号的波长大于可见光的波长,C、D错误。
6.(2024江苏南通实验中学模拟)关于能量的转化与守恒,下列说法正确的是(　    )A.任何制造永动机的设想,无论看上去多么巧妙,都是一种徒劳B.空调机既能制热,也能制冷,说明热传递不存在方向性C.自然界的能量是守恒的,所以说能源危机不过是杞人忧天D.一个单摆来回摆动很多次后总会停下来,说明这个过程的 能量不守恒
解析　永动机违背能量守恒定律,不可能制成,故A正确;能量 转移或转化的方向性是指自然界中许多自发的过程都是有 方向的,空调机工作过程中电流做功,不属于自发过程,故B错 误;虽然自然界的能量是守恒的,但存在能量耗散,耗散的能 量很难或无法再利用,故C错误;单摆在来回摆动许多次后总 会停下来,是由于摩擦等各种因素,使机械能转化为其他形式 的能量,但能量是守恒的,故D错误。
7.(新课标·科学推理)(2024江苏苏州景范中学模拟)如图所示,材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面,将小球置于轨道的顶端A点,小球具有的机械能为100 J。让小球从A点由静止开始滚动,到右侧所能达到的最高位置为B点,此时具有的机械能为80 J,随即小球向左侧滚动,到左侧所能达到的最高位置为C点(未画出),从B到C的过程中小球克服摩擦做的功可能是(不计空气阻力)(　    )
 A.10 J    B.20 J    C.60 J    D.70 J
解析　由题意可知,小球在与轨道摩擦的过程中,其机械能转 化为内能。不计空气阻力,小球从A点到达B点时,机械能从1 00 J减小为80 J,减少了20 J。而从B点到达C点时,其通过轨 道的长度应该比AB段短,所以机械能的减少量应该小于20 J, 故A正确。
8.(新课标·科学推理)(2024江苏苏州立达中学模拟)小华准备参加玩具赛车比赛,他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机。设电池的电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其不转动,闭合开关后读出电流表的读数为1 A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为0.3 A。则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为(　    )
 A.90%    B.70%    C.30%    D.76.9%
解析　电动机的电阻:R= ,电动机消耗的总功率:P总=UI2,发热功率:P热= R= ,转化成机械能的功率:P动=P总-P热=U×I2- × = ,电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率:η= = = =70%。
二、填空题(每空2分,共26分)
9.(新考法·设计实验)(2024江苏启东中学模拟)如图,取一节旧的干电池和一根导线,靠近收音机,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。从收音机里听到了“咔嚓、咔嚓”的声音,这个现象反映了　　     的电流能在周围的空间产生电磁波。如果把收音机放入一个密闭的金属盒中,进行同样的操作,　　    (选填“能”或“不能”)听到“咔嚓”声,这说明密闭的金属盒能　　    电磁波。
解析　导线中迅速变化的电流能在周围的空间产生电磁 波。因为金属对电磁波有屏蔽作用,因此不能从密闭金属盒 中的收音机里听到“咔嚓”声。
10.(新素材·现代科技)(2024江苏泰州海军中学模拟)汽车北斗卫星导航系统与通信卫星之间通过　　　    传递信息,其在真空中的传播速度约为　　　　    m/s;如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图,频率最高的是    　    信号。如图所示的光纤通信利用了激光在光导纤维中经过多次　　    从一端传到另一端。      
甲　　　　　　　　　乙
解析　汽车北斗卫星导航系统与通信卫星之间通过电磁波 来传递信息;电磁波在真空中的传播速度约为3.0×108 m/s;频 率是指物体在1 s内振动的次数,即描述物体振动快慢的物理 量,分析波形示意图可得,音频信号振动得最慢,射频信号振 动得最快;光纤通信利用了激光在光导纤维中经过多次反射 从一端传到另一端。
11.(新情境·道德修养)(新独家原创)电动汽车因其智能化和舒适性正在快速普及。它在行驶时将电能主要转化为　         ;电动汽车都有能量回收装置,在刹车时带动发电机发电。有人认为,只要不断改进,这种汽车就可以一边行驶,一边发电,永远运动下去,这种观念违背了　　　　 　    ;在汽车制动时,地面、轮胎及空气等获得的内能,无法自动转化回去,这是因为能量的转移和转化具有     。
解析　电动汽车在行驶时,消耗电能,获得机械能,因此是将 电能主要转化为机械能;无论技术如何改进,汽车也不可能一 边行驶,一边发电,永远运动下去,因为能量在转化过程中必 然会有一部分能量转化为内能或做额外功消耗掉,因此这种 观念违背了能量守恒定律;在汽车制动时,地面、轮胎及空气 等获得的内能,无法自动转化回去,这是因为能量的转移和转 化具有方向性。
12.(新课标·科学推理)(新独家原创)小明家安装了一台燃气热水器,铭牌标有“室温25 ℃下热效率为92%”,他想验证热水器的实际加热效率是否与标识一致。他在室温为10 ℃时,测得自来水流入热水器时的温度恒为15 ℃,热水器出水温度恒为40 ℃。当放出40 L的热水后,观察到燃气表消耗了0.15 m3天然气。则水吸收的热量是　　　　    J,热水器的实际加热效率是　     ,你认为造成差距的主要原因是　　　　 。[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=3.2×107 J/m3]
解析　已知热水的体积V=40 L=0.04 m3,热水的质量为m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×0.04 m3=40 kg;水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)= 4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃-15 ℃)=4.2×106 J;消耗的天然气完全燃烧放出的热量Q放=q天然气V'=3.2×107 J/m3×0.15 m3=4.8×106 J,则热水器的实际加热效率η= = =87.5%;铭牌上标有“室温25 ℃下热效率为92%”,而测量环境气温为10 ℃,热水器向周围环境散失的热量变大,导致热效率变小。
三、解答题(13题12分,14题12分,15题10分,共32分。解答13、14题时应有必要的解题过程)
13.(2023江苏苏州星湾学校期末)共享单车普及后,王老师由原来开汽车上班改成骑共享单车上班,共享单车具有卫星定位功能,方便人们用手机寻找到附近共享单车的具体位置,它的前车筐装有一个太阳能电池板,为卫星定位系统供电。(1)太阳能电池板工作时,把太阳能转化为　     能。卫星定位系统工作是靠　　     来实现定位的。
(2)王老师上班骑车的平均速度为15 km/h,骑行时间为20 min,比以前开汽车走相同的路上班能减少排放多少千克二氧化碳?(王老师开汽车上班的油耗为0.1 L/km,燃烧1 L汽油要排放2.4 kg二氧化碳)
解析    (1)太阳能电池板能把太阳能转化为电能;卫星定位系 统工作是靠电磁波来实现定位的;(2)由v= 可知王老师骑车上班通过的距离为s=vt=15 km/h×20×  h=5 km,则开汽车通过5 km的路程消耗汽油的体积为V=5 km×0.1 L/km=0.5 L,排 放二氧化碳的质量m=0.5 L×2.4 kg/L=1.2 kg,故王老师骑车上班比以前开汽车走相同的路上班能减少排放1.2 kg二氧化碳。
14.(跨学科·物理学与社会发展)(2024江苏南京玄武期末)氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是二十一世纪最理想的能源,氢燃料新能源公交车逐渐在不少城市投放使用。氢燃料的热值为1.4×108 J/kg,求:(1)质量为1.2 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;(2)如果氢燃料公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶,1.2 kg 的氢燃料完全燃烧释放的能量能使该公交车匀速行驶10 min,则氢能源公交车动力系统的效率是多少。
解析    (1)1.2 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=m氢q氢=1.2 kg×1.4×108 J/kg=1.68×108 J;(2)公交车以恒定功率匀速行驶10 min消耗的能W=Pt=140×103 W×10×60 s=0.84×108 J,则氢燃料公交车动力系统的效率η= = =50%。
15.(新素材·现代科技)(2024江苏泰州海军中学期末)阅读下列短文,回答问题。太阳能汽车太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车,相比传统热机驱 动的汽车,太阳能汽车是真正的零排放。从某种意义上讲,太 阳能汽车也是电动汽车的一种,所不同的是电动汽车的蓄电 池靠工业电网充电,而太阳能汽车用的是太阳能电池。太阳 能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能,用来驱动汽车的
电动机以及用作汽车辅助设备的能源,多余电能会在锂电池中储存起来备用,如图甲所示为某公司设计的太阳能概念汽 车,车顶和车头盖配置了高效率的多晶硅太阳能电池板,该车 的最高车速能达到100 km/h。而无太阳光时最大续航能力 在75 km左右,太阳能电池板驱动汽车以及给锂电池组充电 的示意图如图乙所示。      
(1)太阳能属于清洁能源,也属于　　　    (选填“可再生” 或“不可再生”)能源;太阳能电池工作过程中利用太阳能转 化为　　    能。(2)单块太阳能电池板在阳光的照射下输出电压为25 V,若某时刻的输出电流为4 A,则此时单块电池板的输出功率为         W,电池板接收太阳能辐射的功率　　    (选填“大于”“小于”或“等于”)输出功率。
(3)若锂电池组的规格为“180 V    100 A·h”,在晚上行车时, 汽车以60 km/h匀速行驶,电动机的功率为14 kW,辅助设备功率为1 kW,则理论上充满电的汽车最大行驶路程为　　    km。(4)为了提高太阳能汽车的续航能力,从太阳能电池板的角度 看,你认为可以采取的措施有　　　　　　　　    (合理即可)。
解析    (1)太阳能属于清洁能源,也属于可再生能源;太阳能 电池工作过程中将太阳能转化为电能;(2)此时单块电池板的 输出功率为P=UI=25 V×4 A=100 W;太阳能转化为电能的效 率小于100%,故电池板接收太阳能辐射的功率大于输出功 率;(3)锂电池可提供的最大电能W=U'I't=180 V×100 A×1×3 6 00 s=6.48×107 J=18 kW·h,根据P= 可知,理论上充满电的汽车最大行驶时间t'= = =1.2 h,根据v= 可知,理论