中考物理一轮复习讲练测(全国通用)第20讲—能源与可持续发展(模拟检测)(原卷版+解析)

这是一份中考物理一轮复习讲练测(全国通用)第20讲—能源与可持续发展(模拟检测)(原卷版+解析)，共23页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法不正确的是（ ）
A．核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．氢燃料发动机将化学能转化为机械能D．新能源的开发可以有效缓解能源危机
2．清洁能源是指不排放污染物，能够直接用于生产、生活的能源。下列能源中都属于清洁能源的是（ ）
A．太阳能、石油B．石油、风能
C．太阳能、风能D．风能、煤炭
3．社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相关说法正确的是（ ）
A．图甲：石油是可再生能源B．图乙：核电站利用核聚变发电
C．图丙：手机利用超声波传递信息D．图丁：二极管具有单向导电性
4．下列关于信息的传递和能量的利用说法正确的是（ ）
A．利用声波和电磁波传递信息时都需要介质
B．手机利用超声波传递信息
C．煤、石油、天然气、太阳能等都是不可再生能源
D．核能是指原子核发生分裂或聚合时所释放的能量
5．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，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是可再生能源
B．石油作为当今世界的主要能源，是可再生能源
C．手机通信是利用电磁波来传递能量的
D．“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
6．下列说法中正确的是（ ）
A．地球、篮球、新冠病毒、原子、电子是按空间尺度由大到小排列的
B．核能是一种可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展方向
C．光纤通信是利用激光在光纤中的反射传输信息的，激光不属于电磁波
D．破镜难以重圆，是因为分子间存在较大的斥力
7．关于开发利用风能的意义，理解正确的一组是
①节约大量的化石燃料
②风能是可再生能源
③减少二氧化硫的排放，防止形成酸雨
④风能是二次能源
A．①②③B．①②④
C．①③④D．②③④
8．核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（ ）
A．原子核由质子和中子构成B．原子核带负电
C．当前的核电站是利用核聚变原理工作的D．核能是可再生能源
二、填空题
9．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课正式开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。授课期间，“太空教师”与地面课堂师生的实时互动交流是通过________进行传播的。空间站太阳翼上的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电，电能是________（选填“一次”或“二次”）能源。
10．在国家“光伏扶贫”项目中，小聪家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为 _____ 能；太阳能属于 _____ （选填“可再生”或“不可再生”）能源；中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V、输出电流为20A，3h可以为电网提供电能 _____ kW•h．
11．北京冬奥会使用的氢能源电动汽车、无人驾驶技术诠释了“绿色奥运”、“科技奥运”的理念。该电动汽车的氢能源电池能够将化学能转化为___________能；无人驾驶时，车辆利用北斗高精度定位系统，以___________波的形式向卫星发射信号。
12．空气中的二氧化碳、甲烷、水汽等物质能让太阳发出的热顺利的通过，到达地球，但却阻碍地表反射的热散发到大气层外，大气的这种保暖作用称作________效应；而城市的平均气温要比周围的乡村高一些，这种现象称为___________效应，它给城市和乡村的环境带来了不利的影响。
13．太阳能属______（选填“可”或“不可”）再生能源，在我国新农村建设中已被广泛使用。如平板式集热器可吸收太阳辐射，将集热器内的水加热，这是利用______的方式增加水的内能。
14．2021年10月16日0时23分，中国神舟十三号载人飞船发射成功，鼓舞着每一位炎黄子孙。火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的______。火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，进入大气层后与大气剧烈摩擦，这是通过______的方式改变物体的内能。
15．“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境，使用新能源势在必行。太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过_____来增加水的内能。
16．不可再生能源：凡是越用_________，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能；
可再生能源：可以从自然界中_________地得到的能源，属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
17．汽车刹车过程中，因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能。转化获得的这些能量，将无法重新自动地转化为汽车行驶所需的能量，此现象说明能量的转化具有______性；能量的转化或转移过程中，能的总量保持______。
18．我国自然资源部在2020年3月26日宣布，中国海域天然气水合物即“可燃冰”第二轮试采取得成功。可燃冰属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，同等条件下，它完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明可燃冰的_____很大。若以10倍的关系粗略计算，5kg可燃冰完全燃烧放出的热量可使_____kg的水从20℃刚好加热至100℃。（q煤气＝4.2×107J/kg）
三、实验题
19．如图所示，通过探究，我们对太阳光有了更多的了解。
（1）光在真空中的速度是_______m/s；
（2）太阳能电池板将太阳能转化为电能，说明光具有_______；
（3）图甲中，阳光通过三棱镜后，在白色光屏上呈现彩色光带，这是光的_______现象，光屏上A、B是光带边缘的色光，其中B为_______光；
（4）在屏上标出了三个区域，用温度计测试不同区域的温度，其中能让温度计示数明显上升的区域是_______（选填“①”、“②”或“③”，下同），能消毒杀菌的区域是_______；
（5）图乙中，在三棱镜和白色光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃，光屏呈现的光的颜色为_______色。
20．在观察“水的沸腾”实验中：
（1）小华组装好实验器材后开始实验，请你指出图甲中存在的操作错误是______；
（2）纠正错误操作后，开始计时。第3min温度计的示数如图乙所示，该示数为______℃，从表记录的数据可以分析出：水沸腾的特点是继续吸热，温度______；
（3）小华和另一位同学选用的实验装置相同，且同时开始实验，但水开始沸腾的时间不同，他们绘制的沸腾图像如图丙所示，其中水的质量较大的图像为______（选填“a”或“b”）；
（4）酒精燃烧将化学能转化为内能，而这部分内能却很难再转化为化学能了，这是因为能量的转化和转移具有______性。
21．在研究冰的熔化特点实验中：
（1）某同学用“水浴法”进行该实验，装置如图1，这种加热方式的优点是___________。加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有___________性；
（2）利用酒精灯持续加热，且在此过程中单位时间内试管中的物质吸收的热量恒定，某同学绘制了温度计示数与时间的关系图像如图2所示。则水的比热容____________冰的比热容（选填“>”、“=”或“<”）。BC过程中，试管中的物质内能________，总体积________。物质在DE段________（选填“能”或“不能”）沸腾。
四、计算题
22．2022年是广州BRT开通第十二年，从缓解拥堵到绿色低碳，广州BRT不断努力。广州BRT具有专用的车道和站点，有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦。
（1）B5线路是客流量较大的主要线路之一。其中从车陂站至体育中心站总车程约8公里。若“BRT”专用车在这路段的平均速度为17km/h，求BRT通过该段路需要的时间为多少分钟？（结果保留整数）
（2）目前，由于堵车现象严重，再加上该路段红绿灯较多，该路段开轿车上班的平均速度约为12km/h，乘坐“BRT”专用车比开轿车上班通过该路段可以节约时间多少分钟？（结果保留整数）
（3）从以上计算以及你对“BRT”的了解，你认为该系统的主要优点有哪些？（只需写出两点即可）
23．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，使热水器中质量为100kg、初温为25℃的水温度升高到45℃。求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）热水器的效率η；
（3）若改用煤气来加热这些水，则需要完全燃烧多少千克的煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量有50%被水吸收）
24．太阳能是21世纪重点开发利用的新能源之一。小明家的太阳能热水器每天吸收4h的太阳能，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，可以使体积为50L的水从20℃升高到70℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3]。求：
（1）水吸收的热量；
（2）该太阳能热水器的效率。
五、综合题
25．请根据材料，回答下面的问题：
酒精测试仪
酒精测试仪（AlchlTester）是测试酒精含量的仪器，是交警常用的执法装备。通常，检测驾驶员酒后驾驶的方法：一是检测血液酒精浓度；二是检测呼气酒精浓度。在违法行为处理或者公路交通例行检查中，通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。
酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器，目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器，它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低。燃料电池型呼气酒精测试仪采用燃料电池酒精传感器，其原理是采用贵金属铂金为电极，进入燃料室的酒精经过特种催化剂催化，充分燃烧产生电压，此电压与进入燃料室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好、精度高、抗干扰能力强等特点。上述两种传感器都是将酒精气体浓度的变化转换为其他量的变化，从而实现了现场快速测量。
目前的测试仪采用专业喇叭形吹嘴或吹管，不需要接触吹嘴即可以进行检测，如图所示。在显示方式上，通过发光管指示灯分未饮酒区、饮酒区、酗酒区三段显示及LED数码显示屏显示。一些产品还采用了震动、语音播报等功能。
（1）酒精气体传感器目前普遍使用的有半导体型和___________型两种；
（2）燃料电池型呼吸酒精测试仪使得加入燃烧室的酒精充分燃烧产生___________，此过程中发生的能量转化为___________转化为电能；
（3）如图2所示，这是半导体型呼气酒精测试仪的简化工作电路，R0为定值电阻。图3为关于电压表的示数U与酒精气体浓度c之间关系的图像，正确的是___________；
（4）酒精测试仪核心部件的工作原理利用了物理学中一种常用的方法，请举出一个采用这种方法的例子并加以解释__________________。时间/min
0
1
2
3
4
5
6
……
温度/℃
90
92
94
98
98
98
……
第20讲—能源与可持续发展
2023年中考物理一轮复习讲练测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法不正确的是（ ）
A．核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．氢燃料发动机将化学能转化为机械能D．新能源的开发可以有效缓解能源危机
【答案】A
【详解】A．天然气属于常规能源，不属于新能源，故A错误，符合题意；
B．核电站是利用可控的核裂变释放的能量来发电，故B正确，不符合题意；
C．氢燃料发动机在工作时，将燃料蕴藏的化学能用来对外做功，将化学能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．新能源的开发可以解决能源短缺的问题，有效缓解能源危机，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．清洁能源是指不排放污染物，能够直接用于生产、生活的能源。下列能源中都属于清洁能源的是（ ）
A．太阳能、石油B．石油、风能
C．太阳能、风能D．风能、煤炭
【答案】C
【详解】属于清洁能源的是太阳能、水能、地热能、风能等；煤、石油、天然气等化石能源使用时会造成污染，属于有污染的能源，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相关说法正确的是（ ）
A．图甲：石油是可再生能源B．图乙：核电站利用核聚变发电
C．图丙：手机利用超声波传递信息D．图丁：二极管具有单向导电性
【答案】D
【详解】A．短时间内不能从自然界得到补充的能源称为不可再生能源，煤、石油、天然气都是不可再生能源，故A错误；
B．核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故B错误；
C．手机是利用电磁波来传递信息的，超声波不能在真空中传播，故C错误；
D．二极管具有单向导电性，只有正向连入电路时，二极管才能发光，故D正确。
故选D。
4．下列关于信息的传递和能量的利用说法正确的是（ ）
A．利用声波和电磁波传递信息时都需要介质
B．手机利用超声波传递信息
C．煤、石油、天然气、太阳能等都是不可再生能源
D．核能是指原子核发生分裂或聚合时所释放的能量
【答案】D
【详解】声的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质，A错；手机是利用电磁波来传递信息的，B错；煤、石油、天然气是不可再生能源，太阳能是可再生能源，C错；核能是核聚变和核裂变时释放的能量，原子弹爆炸和核电站都是利用和裂变的能量，而氢弹爆炸是利用核聚变的能量，D对．
5．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，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是可再生能源
B．石油作为当今世界的主要能源，是可再生能源
C．手机通信是利用电磁波来传递能量的
D．“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
【答案】A
【详解】A．可再生能源指的是在自然界可以循环再生，取之不尽，用之不竭的能源，属于可再生能源的有风能、水能、太阳能等，故A正确；
B．石油作为当今世界的主要能源，不可能在短时间得到补充，因此是不可再生能源，故B错误；
C．手机通信是利用电磁波来传递信息，而非传递能量，故C错误；
D．超声波属于声波，不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，因此“北斗”导航定位应该利用电磁波工作，故D错误。
故选A。
6．下列说法中正确的是（ ）
A．地球、篮球、新冠病毒、原子、电子是按空间尺度由大到小排列的
B．核能是一种可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展方向
C．光纤通信是利用激光在光纤中的反射传输信息的，激光不属于电磁波
D．破镜难以重圆，是因为分子间存在较大的斥力
【答案】A
【详解】A．质子和中子构成原子核，电子和原子核构成原子，原子构成分子，分子构成物质，所以它们从大到小的顺序为地球、篮球、新冠病毒、原子、电子，故A正确；
B．核能使用后短时间内不能得到补充，属于不可再生能源，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来传递信息的，激光是光，属于电磁波，故C错误；
D．破镜碎片间的距离太大，没有达到分子间引力作用需要的距离，所以“破镜难重圆”不是因为分子间存在着排斥力，故D错误。
故选A。
7．关于开发利用风能的意义，理解正确的一组是
①节约大量的化石燃料
②风能是可再生能源
③减少二氧化硫的排放，防止形成酸雨
④风能是二次能源
A．①②③B．①②④
C．①③④D．②③④
【答案】A
【详解】风能取之不尽用之不竭，是可再生能源，它可以有效地缓解电力紧张的状况．并且风能是利用风的动能转化为电能，不进行任何燃烧和化学反应，可代替煤炭的发电作用故可以减少煤燃烧产生二氧化硫的排放，防止形成酸雨还可以节约大量的化石燃料．再者风能可以直接从自然界获取的能源，符合一次能源的定义．故选A.
【点睛】像动能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．
8．核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（ ）
A．原子核由质子和中子构成B．原子核带负电
C．当前的核电站是利用核聚变原理工作的D．核能是可再生能源
【答案】A
【详解】A．原子是由原子核和核外电子组成，而原子核是由质子和中子构成，故A正确；
B．原子核内的质子是带正电的，中子不带电，所以原子核是带正电的，故B错误；
C．当前的核电站是利用可控的核裂变工作的，故C错误；
D．核燃料是用一点少一点，在短时间内无法得到补充，所以核能是不可再生能源，故D错误。
故选A。
二、填空题
9．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课正式开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。授课期间，“太空教师”与地面课堂师生的实时互动交流是通过________进行传播的。空间站太阳翼上的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电，电能是________（选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】 电磁波 二次
【详解】[1]授课期间，“太空教师”与地面课堂师生的实时互动交流是通过电磁波进行传播的，因为电磁波能够在真空中传播，而声波不可以在真空中传播。
[2]电能是是由太阳能转化而成的，所以是二次能源。
10．在国家“光伏扶贫”项目中，小聪家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为 _____ 能；太阳能属于 _____ （选填“可再生”或“不可再生”）能源；中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V、输出电流为20A，3h可以为电网提供电能 _____ kW•h．
【答案】 电 可再生 30
【详解】在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中利用太阳能,转化成了电能；太阳能可以源源不断地从自然界得到，是可再生能源；太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，3h可以为电网提供电能：P=UI=500V20A=10000W=10kW，W＝Pt＝10kW×3h＝30kW•h．
11．北京冬奥会使用的氢能源电动汽车、无人驾驶技术诠释了“绿色奥运”、“科技奥运”的理念。该电动汽车的氢能源电池能够将化学能转化为___________能；无人驾驶时，车辆利用北斗高精度定位系统，以___________波的形式向卫星发射信号。
【答案】 电 电磁
【详解】[1]该电动汽车的氢能源电池工作时消耗化学能，将化学能转化为电能再转化为机械能，即氢能源电池能够将化学能转化为电能。
[2]电磁波可传递信息和能量。无人驾驶时，车辆利用北斗高精度定位系统，以电磁波的形式向卫星发射信号。
12．空气中的二氧化碳、甲烷、水汽等物质能让太阳发出的热顺利的通过，到达地球，但却阻碍地表反射的热散发到大气层外，大气的这种保暖作用称作________效应；而城市的平均气温要比周围的乡村高一些，这种现象称为___________效应，它给城市和乡村的环境带来了不利的影响。
【答案】 温室 热岛
【详解】[1]空气中的二氧化碳、甲烷、水汽等物质能让太阳发出的热顺利的通过，到达地球，但却阻碍地表反射的热散发到大气层外，大气的这种保暖作用就像玻璃温室一样，称作温室效应。
[2]热岛效应指的是城市的平均气温要比周围的乡村高一些，它给城市和乡村的环境带来了不利的影响。
13．太阳能属______（选填“可”或“不可”）再生能源，在我国新农村建设中已被广泛使用。如平板式集热器可吸收太阳辐射，将集热器内的水加热，这是利用______的方式增加水的内能。
【答案】 可 热传递
【详解】[1]一次能源按是否可再生分为可再生能源和不可再生能源。太阳能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源。
[2]平板式集热器可吸收太阳辐射，将集热器内的水加热，把获得热量传递给水，使水的内能增大，温度升高，这是利用热传递的方式增加了水内能。
14．2021年10月16日0时23分，中国神舟十三号载人飞船发射成功，鼓舞着每一位炎黄子孙。火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的______。火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，进入大气层后与大气剧烈摩擦，这是通过______的方式改变物体的内能。
【答案】 热值 做功
【详解】[1]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，它反映的是燃料的优劣。现代火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，燃烧时能放出更多的热量。
[2]改变内能的方式包括热传递和做功两种方式，火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，进入大气层后与大气剧烈摩擦，这是通过做功的方式来改变内能。
15．“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境，使用新能源势在必行。太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过_____来增加水的内能。
【答案】 可再生 热传递
【详解】[1]太阳能，取之不尽、用之不竭是可再生的能源。
[2]太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能。
16．不可再生能源：凡是越用_________，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能；
可再生能源：可以从自然界中_________地得到的能源，属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
【答案】 越少 源源不断
【详解】[1]不可再生能源：指的是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源。
[2]可再生能源：指的是可从自然界中源源不断地得到的能源。
17．汽车刹车过程中，因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能。转化获得的这些能量，将无法重新自动地转化为汽车行驶所需的能量，此现象说明能量的转化具有______性；能量的转化或转移过程中，能的总量保持______。
【答案】 方向 不变
【详解】[1][2]汽车在刹车过程中需克服摩擦做功，将机械能转化为内能，这些能量无法再转化为使汽车行驶所需要的能量，是因为能量转化和转移是有方向性的，根据能量守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
18．我国自然资源部在2020年3月26日宣布，中国海域天然气水合物即“可燃冰”第二轮试采取得成功。可燃冰属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，同等条件下，它完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明可燃冰的_____很大。若以10倍的关系粗略计算，5kg可燃冰完全燃烧放出的热量可使_____kg的水从20℃刚好加热至100℃。（q煤气＝4.2×107J/kg）
【答案】 不可再生 热值 6250
【详解】[1]可燃冰属于不可再生能源，因为随着不断的开采，可燃冰会逐渐减少。
[2]同等条件下，它完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明相同质量的可燃冰完全燃烧放出的热量比煤气放出的热量多，即可燃冰的热值大。
[3]煤气的热值为，可燃冰的热值约
5kg可燃冰完全燃烧放出的热量为
水吸收热量为
由得水的质量为
三、实验题
19．如图所示，通过探究，我们对太阳光有了更多的了解。
（1）光在真空中的速度是_______m/s；
（2）太阳能电池板将太阳能转化为电能，说明光具有_______；
（3）图甲中，阳光通过三棱镜后，在白色光屏上呈现彩色光带，这是光的_______现象，光屏上A、B是光带边缘的色光，其中B为_______光；
（4）在屏上标出了三个区域，用温度计测试不同区域的温度，其中能让温度计示数明显上升的区域是_______（选填“①”、“②”或“③”，下同），能消毒杀菌的区域是_______；
（5）图乙中，在三棱镜和白色光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃，光屏呈现的光的颜色为_______色。
【答案】 3×108 能量 色散 紫 ① ③ 蓝
【详解】（1）[1]光在真空中的速度最快，大约为3×108m/s。
（2）[2]太阳能电池板能够从太阳吸收能量并将太阳能转化为电能，这说明太阳光具有能量。
（3）[3][4]太阳光经三棱镜后发生色散，图中位置从A到B依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光，故图中B为紫光。
（4）[5][6]图中A处应该是红光，红色光之外称为红外线，红外线的热效应很强，因此当温度计玻璃泡放在①区域时，热效应最显著；紫色光之外称为紫外线，紫外线具有杀菌能力，区域是③。
（5）[7]在三棱镜和白色光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃，由于透明物体的颜色是由它透过的色光决定的，因此蓝色玻璃只能透过蓝光，光屏呈现的光的颜色为蓝光。
20．在观察“水的沸腾”实验中：
（1）小华组装好实验器材后开始实验，请你指出图甲中存在的操作错误是______；
（2）纠正错误操作后，开始计时。第3min温度计的示数如图乙所示，该示数为______℃，从表记录的数据可以分析出：水沸腾的特点是继续吸热，温度______；
（3）小华和另一位同学选用的实验装置相同，且同时开始实验，但水开始沸腾的时间不同，他们绘制的沸腾图像如图丙所示，其中水的质量较大的图像为______（选填“a”或“b”）；
（4）酒精燃烧将化学能转化为内能，而这部分内能却很难再转化为化学能了，这是因为能量的转化和转移具有______性。
【答案】 温度计的玻璃泡接触到了容器底 96 不变 b 方向
【详解】（1）[1]测量液体温度时，温度计的玻璃球不能接触容器，故错误是温度计的玻璃泡接触到了容器底。
（2）[2]温度计的分度值为1℃，读数为96℃。
[3]从表中数据可以看出，四到六分钟时，温度没有发生变化，但此时还是在继续吸热，故沸腾的特点是继续吸热，温度不变。
（3）[4]水的质量越大，沸腾所需吸收的热量就越多，在相同的实验装置条件下加热所需要的的时间就越长，从图中可知，b加热到沸腾所用的时间长一些，故b代表水质量较大的图像。
（4）[5]能量的转换是具有方向性的，因此能够将一种能转化为另一种能，但却很难逆向进行。燃烧将化学能转化为内能，却很难将内能转化为化学能正说明此道理。
21．在研究冰的熔化特点实验中：
（1）某同学用“水浴法”进行该实验，装置如图1，这种加热方式的优点是___________。加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有___________性；
（2）利用酒精灯持续加热，且在此过程中单位时间内试管中的物质吸收的热量恒定，某同学绘制了温度计示数与时间的关系图像如图2所示。则水的比热容____________冰的比热容（选填“>”、“=”或“<”）。BC过程中，试管中的物质内能________，总体积________。物质在DE段________（选填“能”或“不能”）沸腾。
【答案】 使物质受热均匀 方向 > 增加 变小 不能
【详解】（1）[1]图1中装置将需要加热的物质放入试管中，并用水进行加热，这样可以使加热物质受热更加均匀。
[2]能量转移具有方向性，加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有方向性。
（2）[3]由图像可以看出，AB段与CD段的倾斜程度不同，可知升高相同的温度，冰比水用的时间短，由Q=cmΔt，质量相同的水和冰，升高相同的温度，冰加热时间少，吸热少，故冰的比热容比水的比热容小。
[4][5]BC过程中，物质不断吸热，内能增加，冰逐渐熔化成水，总体积变小。
[6]BC过程中，烧杯内的水沸腾时温度保持不变，试管内的水虽达到沸点，但不能继续吸热，所以不能沸腾。
四、计算题
22．2022年是广州BRT开通第十二年，从缓解拥堵到绿色低碳，广州BRT不断努力。广州BRT具有专用的车道和站点，有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦。
（1）B5线路是客流量较大的主要线路之一。其中从车陂站至体育中心站总车程约8公里。若“BRT”专用车在这路段的平均速度为17km/h，求BRT通过该段路需要的时间为多少分钟？（结果保留整数）
（2）目前，由于堵车现象严重，再加上该路段红绿灯较多，该路段开轿车上班的平均速度约为12km/h，乘坐“BRT”专用车比开轿车上班通过该路段可以节约时间多少分钟？（结果保留整数）
（3）从以上计算以及你对“BRT”的了解，你认为该系统的主要优点有哪些？（只需写出两点即可）
【答案】（1）28min；（2）12min；（3）见解析
【详解】解：（1）公交车行驶的时间为
（2）轿车行驶的时间为
公交车比轿车节省的时间为
Δt=t2-t1=40min-28min=12min
（3）快速公交系统最大的优点：减轻城市交通压力；节约能源，减轻大气污染。
答：（1）BRT通过该段路需要的时间为28min；
（2）乘坐“BRT”专用车比开轿车上班通过该路段可以节约时间12min；
（3）见解析。
23．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，使热水器中质量为100kg、初温为25℃的水温度升高到45℃。求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）热水器的效率η；
（3）若改用煤气来加热这些水，则需要完全燃烧多少千克的煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量有50%被水吸收）
【答案】（1）8.4×106J ；（2）40%；（3）0.4kg
【详解】解：（1）热水器中的水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(45℃-25℃)=8.4×106J
（2）热水器5小时内接收到的太阳能
E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J
热水器的效率
（3）设需要完全燃烧煤气的质量为m煤气，这些煤气放出的热量为
Q放=qm煤气
煤气燃烧放出的热量50%被水吸收，则
Q吸=50%Q放
需要完全燃烧的煤气质量
答:（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器的效率为40%；
（3）若改用煤气来加热这些水，则需要完全燃烧0.4kg的煤气。
24．太阳能是21世纪重点开发利用的新能源之一。小明家的太阳能热水器每天吸收4h的太阳能，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，可以使体积为50L的水从20℃升高到70℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3]。求：
（1）水吸收的热量；
（2）该太阳能热水器的效率。
【答案】（1）1.05×107J；（2）37.5%
【详解】解：（1）水的质量
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
水吸收的热量
Q水吸=c水m水∆t水=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(70℃-20℃)=1.05×107J
（2）太阳能热水器4小时共吸收太阳能
E=7.0×106J/h ×4h=2.8×107J
该太阳能热水器的效率
答：（1）水吸收的热量是1.05×107J；
（2）该太阳能热水器的效率是37.5%。
五、综合题
25．请根据材料，回答下面的问题：
酒精测试仪
酒精测试仪（AlchlTester）是测试酒精含量的仪器，是交警常用的执法装备。通常，检测驾驶员酒后驾驶的方法：一是检测血液酒精浓度；二是检测呼气酒精浓度。在违法行为处理或者公路交通例行检查中，通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。
酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器，目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器，它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低。燃料电池型呼气酒精测试仪采用燃料电池酒精传感器，其原理是采用贵金属铂金为电极，进入燃料室的酒精经过特种催化剂催化，充分燃烧产生电压，此电压与进入燃料室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好、精度高、抗干扰能力强等特点。上述两种传感器都是将酒精气体浓度的变化转换为其他量的变化，从而实现了现场快速测量。
目前的测试仪采用专业喇叭形吹嘴或吹管，不需要接触吹嘴即可以进行检测，如图所示。在显示方式上，通过发光管指示灯分未饮酒区、饮酒区、酗酒区三段显示及LED数码显示屏显示。一些产品还采用了震动、语音播报等功能。
（1）酒精气体传感器目前普遍使用的有半导体型和___________型两种；
（2）燃料电池型呼吸酒精测试仪使得加入燃烧室的酒精充分燃烧产生___________，此过程中发生的能量转化为___________转化为电能；
（3）如图2所示，这是半导体型呼气酒精测试仪的简化工作电路，R0为定值电阻。图3为关于电压表的示数U与酒精气体浓度c之间关系的图像，正确的是___________；
（4）酒精测试仪核心部件的工作原理利用了物理学中一种常用的方法，请举出一个采用这种方法的例子并加以解释__________________。
【答案】 燃料电池 电压 化学能 A 见解析
【详解】（1）[1]根据材料可知：酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器，目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。
（2）[2][3]由文章得，进入燃料室的酒精经过特种催化剂催化，充分燃烧产生电压，其中化学能变为电能。
（3）[4]图示的是半导体型呼气酒精测试仪的简化工作电路，R0为定值电阻，二者串联，电压表测量定值电阻两端电压，当气体浓度为0时，酒精气体传感器的电阻不为0，分到的电压不为0，由串联电路分压特点得，此时定值电阻的电压小于电源电压；半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器，它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低，分到的电压变小，定值电阻分到的电压变大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
（4）[5]酒精测试仪核心部件的工作原理利用了物理学中一种常用的转换法，探究焦耳定律实验中通过液体升高的温度反映电流通过导体放出的热量；液体压强计通过液体压强计U型管两侧液面的高度差反映液体内部压强的大小都应用了此方法。时间/min
0
1
2
3
4
5
6
……
温度/℃
90
92
94
98
98
98
……