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2024九年级物理下册第十一章物理学与能源技术综合能力检测题新版教科版
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这是一份2024九年级物理下册第十一章物理学与能源技术综合能力检测题新版教科版，共5页。
第十一章综合能力检测题 (时间：90分钟 满分：100分) 一、选择题(每小题3分，共33分) 1．关于能源的描述，如图所示的说法正确的是( B ) eq \o(\s\up7(),\s\do5(A.火力发电无污染)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(B.太阳能属于可再生能源)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(C.核能是绝对安全的能源)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(D.地热能是二次能源)) 2．(南京)下列能源中，属于可再生能源的是( C ) A．煤 B．石油 C．太阳能 D．核燃料 3．(聊城)因为电能便于输送和转化，已成为现代社会离不开的一种能源。电能属于( B ) A．一次能源 B．二次能源 C．可再生能源 D．不可再生能源 4．从人类生存的环境考虑，未来用于汽车的理想燃料是( B ) A．天然气 B．氢气 C．煤 D．石油 5．下列说法中正确的是( C ) A．原子核在常温下就能发生轻核聚变 B．核能和煤、石油一样都是常规能源 C．能量转化效率在任何情况下都小于1 D．煤、石油、天然气都属于可再生能源 6．下列对能量转化分析错误的是( D ) A．水电站主要将机械能转化为电能 B．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 C．核电站主要将核能转化为电能 D．热机主要将机械能转化为电能 7．风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，如图所示是某地风力发电的外景，下列表述错误的是( C ) A．风力发电是将机械能转化为电能 B．风能是可再生能源 C.风力发电会对环境造成污染 D．风力发电的工作原理是电磁感应 8．下列关于核能的说法中正确的是( C ) A．核能是可再生能源 B．核能的优点是安全、清洁、无废料 C．人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术 D．原子弹只具有巨大的破坏性，无其他危害 9．(菏泽)2020年6月23日上午，长征三号乙运载火箭将最后一颗北斗三号全球组网卫星送入预定轨道，有关火箭和卫星的说法： ①火箭升空时，燃料的化学能最终部分转化为机械能 ②火箭升空过程中只受重力 ③卫星通过超声波把信息传回地球 ④卫星带有太阳能电池帆板可把太阳能转化为电能，其中正确的是( B ) A．①③ B．①④ C．①③ D．②④ 10．关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是( B ) A.凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化 B．摩擦生热的过程是不可逆过程 C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 11．“能源和环境”是全世界各国共同面临的问题。我国各地正在进行“资源节约型”“环境友好型”两型社会建设试点。保护环境、节约能源要从我做起，下列做法中需要改正的是( C ) A．养成及时关掉水龙头和人走灯灭的习惯 B．尽可能用太阳能热水器代替电热水器 C．及时将生活垃圾、废电池装在一起丢到垃圾箱 D．用洗脸水冲厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站 二、填空题(每空1分，共17分) 12．原子核是由__质子__和__中子__组成的。原子核发生裂变或聚变时都能释放出巨大的核能，核能属于__一次__(选填“一次”或“二次”)能源。 13．(河北)核能是一种__不可再生__(选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控__核裂变__(选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于__热机__(选填“发电机”“电动机”或“热机”)。 14．根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量__不变__；电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有__方向性__。 15．近年来，随着生猪养殖业的迅速发展，沼气已成为我国广大农村地区开发和利用的新能源，可代替传统的木柴、煤等燃料。燃烧木柴、煤和沼气都是将化学能转化为__内__能。沼气与木柴、煤相比，热学方面的突出优点是热效率__高__，环保方面的突出优点是__污染小__。 16．(黔东南州)“低碳环保”是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是__太阳能__；手机是现代最常用的通信工具，手机之间是利用__电磁波__传递信息的。 17．1 kg铀全部裂变释放的能量约为8.5×1013 J，相当于完全燃烧__2.5×106__kg的煤释放的热量，由这个计算结果你得到的启发是__开发核能可节约大量能源开采、储备和运输费用__。(煤的热值为3.4×107 J/kg) 18．能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一，能源家族中：①煤炭；②核能；③石油；④天然气；⑤风能；⑥地热能等，其中属于不可再生能源的是__①②③④__；不是直接或间接来自于太阳的是__②⑥__。(均填序号) 三、简答题(6分) 19．(贵阳)如图所示，足够高的粗糙水平桌面上静止一木块，轻质无弹性细线的一端系在木块上，另一端绕过定滑轮挂有托盘。往托盘中添加砝码后，木块向右做加速运动，在木块运动一段时间的过程中，请判断木块增加的动能E与砝码重力做的功W的大小关系，并通过完整分析阐述理由。(不计托盘质量、空气阻力、线与滑轮间的摩擦) 答：木块增加的动能E小于砝码重力做的功W。因为在往托盘中加砝码后，木块和砝码都会做加速运动，而且木块在桌面上运动时克服摩擦力做功，因而砝码重力做的功转化为木块和砝码的动能及由于摩擦产生的内能。所以木块增加的动能E小于砝码重力做的功W。 四、实验探究题(第20小题9分，第21小题8分，共17分) 20．低碳排放，保护地球是当今世界的主题，太阳能电池就是其中的一种，它能够将太阳能直接转化为电能，从而实现碳的零排放。 (1)太阳能属于__可再生__(选填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)有心的小强猜想太阳能电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关，究竟有什么关系呢？为此他进行了如下探究： 探究设计：用太阳能电池给手机电池充电。 所需器材：相同型号的太阳能电池4块、相同型号的手机电池4块(电池电量已耗完)、硬纸板1张、手表1块。 实验步骤： a．用太阳能电池在阳光充足光照强的地方给手机电池充满电，用时5 h； b．在与a同一光照强度的地方用另一块太阳能电池给另一块手机电池充电3 h，未能充满； c．在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三块太阳能电池接收面积的一半，再给第三块手机电池充电5 h，未能充满； d．用第四块太阳能电池在背阴处给第四块手机电池充电5 h，未能充满。 根据小强的探究，请回答： ①比较步骤__a和c__可以得出结论：太阳光照的强度及接收太阳光照的时间相同时，太阳能电池发电量随接收太阳光照面积的增大而增大。 ②比较步骤a和d，可以得出结论：__接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间相同时，太阳能电池发电量随太阳光照强度的减弱而减小__。 21．小柯参观了临海括苍山风力发电场，决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系，实验步骤如下： ①如图所示，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码。 ②在风车正前方1 m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1 挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。 ③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中。(注：电风扇挡位越高，风速越大) 请回答： (1)这个实验是通过测量__提升钩码到A点的时间__来比较风车输出功率的大小。 (2)小柯从网上查到以下数据： 表一：750 kW风力发电机组的输出功率与风速的关系 表二：风级与风速的关系 根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益？__不能__(选填“能”或“不能”)，理由是__当风速过大时，发电机的输出功率反而减小__。 (3)在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与__风叶的材料__有关。(写一点即可) 五、计算题(第22小题12分，第23小题15分，共27分) 22．(河池)如图所示是太阳能LED路灯，白天有日照时，电池板将太阳能转化为电能并储存在锂电池中，晚上锂电池给LED路灯系统供电提供照明。已知：太阳能电池板输出参数为“20 V 5 A”，有效面积为0.5 m2；正常日照时，太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J(即为0.8×103W/m2)。 (1)若每天正常日照8 h，锂电池一天可以储存多少电能？ (2)该太阳能电池板的光电转换效率为多少？ (3)若路灯每晚从20：00持续工作到凌晨5：00，为了节能，LED路灯系统安装雷达感应装置，20：00至24：00人群活动密集时功率为20 W，24：00至凌晨5：00夜深人静时功率为4 W，已知锂电池最多能储存3.24×106J的电能，则充满电可以提供LED路灯系统在阴雨天(无日照)持续工作多少个晚上？ 解：(1)若每天正常日照8 h，锂电池一天可以储存的电能：W＝UIt＝20 V×5 A×8×3 600 s＝2.88×106J； (2)由太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J知：W总＝0.5 m2×0.8×103J＝4×102J，由太阳能电池板输出参数为“20 V 5 A”知：W有用＝UIt＝20 V×5 A×1 s＝100 J，根据效率公式该太阳能电池板的光电转换效率：η＝ eq \f(W有用,W总) ×100%＝ eq \f(100 J,4×102J) ×100%＝25%； (3)LED路灯系统每个晚上所消耗能量为：W＝20 W×4×3 600 s＋4 W×5×3 600 s＝3.6×105J，满电锂电池可以提供LED路灯系统在阴雨天(无日照)持续工作天数为： eq \f(3.24×106J,3.6×105J) ＝9天。 23．现代家庭使用的主要灶具是燃气灶和电磁炉，小明想比较家里这两种灶具哪个功率更大、更经济、更节能，于是他查找到了相关数据(见表格)，并分别用燃气灶(燃料为天然气)和电磁炉做了对比实验：小明首先用燃气灶将一小锅水烧开，用时4 min 10 s，从家里的燃气表读出消耗天然气15 L。然后他关闭家中其他用电器，用电磁炉将同样的水烧开，用时6 min，同时家中标有“1 600revs/kW·h ”字样的电能表的转盘转了200圈。 (1)请你根据小明的实验数据分析，用__燃气灶__(选填“燃气灶”或“电磁炉”)加热时，水的吸热功率较大，理由是__加热时间短__。 (2)请你通过计算说明，使用哪种灶具更经济？ (3)为了比较燃气灶和电磁炉哪个更节能，请你计算加热过程中燃气灶和电磁炉能量转化效率之比是多少？ 解：(2)电磁炉消耗的电能：W＝ eq \f(200 r,1 600 r/（kW·h）) ＝0.125 kW·h＝4.5×105 J，花费的电费为0.125 kW·h×0.6元/kW·h＝0.075元；消耗15 L天然气花费的价钱为15×10－3 m3×3.2元/m3＝0.048元＜0.075元，故使用天然气更经济； (3)15 L天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝15×10－3 m3×4×107 J/m3＝6×105 J，则加热过程中煤气灶和电磁炉能量转化效率之比：η1：η2＝ eq \f(Q吸,Q放) ∶ eq \f(Q吸,W) ＝W∶Q放＝4.5×105 J∶6×105 J＝3∶4。 电风扇挡位钩码的质量/g提升钩码到A点的时间/s150152501335010风速/(m·s－1)468101214161820输出功率/kW075200360540740730650550风级36912风的名称微风强风烈风台风风速/(m·s－1)3.4～5.410.8～13.820.8～24.4大于32.6价格电能：0.6元/kW·h价格天然气：3.2元/m3热值q天然气＝4×107 J/m3
第十一章综合能力检测题 (时间：90分钟 满分：100分) 一、选择题(每小题3分，共33分) 1．关于能源的描述，如图所示的说法正确的是( B ) eq \o(\s\up7(),\s\do5(A.火力发电无污染)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(B.太阳能属于可再生能源)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(C.核能是绝对安全的能源)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(D.地热能是二次能源)) 2．(南京)下列能源中，属于可再生能源的是( C ) A．煤 B．石油 C．太阳能 D．核燃料 3．(聊城)因为电能便于输送和转化，已成为现代社会离不开的一种能源。电能属于( B ) A．一次能源 B．二次能源 C．可再生能源 D．不可再生能源 4．从人类生存的环境考虑，未来用于汽车的理想燃料是( B ) A．天然气 B．氢气 C．煤 D．石油 5．下列说法中正确的是( C ) A．原子核在常温下就能发生轻核聚变 B．核能和煤、石油一样都是常规能源 C．能量转化效率在任何情况下都小于1 D．煤、石油、天然气都属于可再生能源 6．下列对能量转化分析错误的是( D ) A．水电站主要将机械能转化为电能 B．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 C．核电站主要将核能转化为电能 D．热机主要将机械能转化为电能 7．风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，如图所示是某地风力发电的外景，下列表述错误的是( C ) A．风力发电是将机械能转化为电能 B．风能是可再生能源 C.风力发电会对环境造成污染 D．风力发电的工作原理是电磁感应 8．下列关于核能的说法中正确的是( C ) A．核能是可再生能源 B．核能的优点是安全、清洁、无废料 C．人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术 D．原子弹只具有巨大的破坏性，无其他危害 9．(菏泽)2020年6月23日上午，长征三号乙运载火箭将最后一颗北斗三号全球组网卫星送入预定轨道，有关火箭和卫星的说法： ①火箭升空时，燃料的化学能最终部分转化为机械能 ②火箭升空过程中只受重力 ③卫星通过超声波把信息传回地球 ④卫星带有太阳能电池帆板可把太阳能转化为电能，其中正确的是( B ) A．①③ B．①④ C．①③ D．②④ 10．关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是( B ) A.凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化 B．摩擦生热的过程是不可逆过程 C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 11．“能源和环境”是全世界各国共同面临的问题。我国各地正在进行“资源节约型”“环境友好型”两型社会建设试点。保护环境、节约能源要从我做起，下列做法中需要改正的是( C ) A．养成及时关掉水龙头和人走灯灭的习惯 B．尽可能用太阳能热水器代替电热水器 C．及时将生活垃圾、废电池装在一起丢到垃圾箱 D．用洗脸水冲厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站 二、填空题(每空1分，共17分) 12．原子核是由__质子__和__中子__组成的。原子核发生裂变或聚变时都能释放出巨大的核能，核能属于__一次__(选填“一次”或“二次”)能源。 13．(河北)核能是一种__不可再生__(选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控__核裂变__(选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于__热机__(选填“发电机”“电动机”或“热机”)。 14．根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量__不变__；电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有__方向性__。 15．近年来，随着生猪养殖业的迅速发展，沼气已成为我国广大农村地区开发和利用的新能源，可代替传统的木柴、煤等燃料。燃烧木柴、煤和沼气都是将化学能转化为__内__能。沼气与木柴、煤相比，热学方面的突出优点是热效率__高__，环保方面的突出优点是__污染小__。 16．(黔东南州)“低碳环保”是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是__太阳能__；手机是现代最常用的通信工具，手机之间是利用__电磁波__传递信息的。 17．1 kg铀全部裂变释放的能量约为8.5×1013 J，相当于完全燃烧__2.5×106__kg的煤释放的热量，由这个计算结果你得到的启发是__开发核能可节约大量能源开采、储备和运输费用__。(煤的热值为3.4×107 J/kg) 18．能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一，能源家族中：①煤炭；②核能；③石油；④天然气；⑤风能；⑥地热能等，其中属于不可再生能源的是__①②③④__；不是直接或间接来自于太阳的是__②⑥__。(均填序号) 三、简答题(6分) 19．(贵阳)如图所示，足够高的粗糙水平桌面上静止一木块，轻质无弹性细线的一端系在木块上，另一端绕过定滑轮挂有托盘。往托盘中添加砝码后，木块向右做加速运动，在木块运动一段时间的过程中，请判断木块增加的动能E与砝码重力做的功W的大小关系，并通过完整分析阐述理由。(不计托盘质量、空气阻力、线与滑轮间的摩擦) 答：木块增加的动能E小于砝码重力做的功W。因为在往托盘中加砝码后，木块和砝码都会做加速运动，而且木块在桌面上运动时克服摩擦力做功，因而砝码重力做的功转化为木块和砝码的动能及由于摩擦产生的内能。所以木块增加的动能E小于砝码重力做的功W。 四、实验探究题(第20小题9分，第21小题8分，共17分) 20．低碳排放，保护地球是当今世界的主题，太阳能电池就是其中的一种，它能够将太阳能直接转化为电能，从而实现碳的零排放。 (1)太阳能属于__可再生__(选填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)有心的小强猜想太阳能电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关，究竟有什么关系呢？为此他进行了如下探究： 探究设计：用太阳能电池给手机电池充电。 所需器材：相同型号的太阳能电池4块、相同型号的手机电池4块(电池电量已耗完)、硬纸板1张、手表1块。 实验步骤： a．用太阳能电池在阳光充足光照强的地方给手机电池充满电，用时5 h； b．在与a同一光照强度的地方用另一块太阳能电池给另一块手机电池充电3 h，未能充满； c．在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三块太阳能电池接收面积的一半，再给第三块手机电池充电5 h，未能充满； d．用第四块太阳能电池在背阴处给第四块手机电池充电5 h，未能充满。 根据小强的探究，请回答： ①比较步骤__a和c__可以得出结论：太阳光照的强度及接收太阳光照的时间相同时，太阳能电池发电量随接收太阳光照面积的增大而增大。 ②比较步骤a和d，可以得出结论：__接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间相同时，太阳能电池发电量随太阳光照强度的减弱而减小__。 21．小柯参观了临海括苍山风力发电场，决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系，实验步骤如下： ①如图所示，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码。 ②在风车正前方1 m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1 挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。 ③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中。(注：电风扇挡位越高，风速越大) 请回答： (1)这个实验是通过测量__提升钩码到A点的时间__来比较风车输出功率的大小。 (2)小柯从网上查到以下数据： 表一：750 kW风力发电机组的输出功率与风速的关系 表二：风级与风速的关系 根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益？__不能__(选填“能”或“不能”)，理由是__当风速过大时，发电机的输出功率反而减小__。 (3)在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与__风叶的材料__有关。(写一点即可) 五、计算题(第22小题12分，第23小题15分，共27分) 22．(河池)如图所示是太阳能LED路灯，白天有日照时，电池板将太阳能转化为电能并储存在锂电池中，晚上锂电池给LED路灯系统供电提供照明。已知：太阳能电池板输出参数为“20 V 5 A”，有效面积为0.5 m2；正常日照时，太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J(即为0.8×103W/m2)。 (1)若每天正常日照8 h，锂电池一天可以储存多少电能？ (2)该太阳能电池板的光电转换效率为多少？ (3)若路灯每晚从20：00持续工作到凌晨5：00，为了节能，LED路灯系统安装雷达感应装置，20：00至24：00人群活动密集时功率为20 W，24：00至凌晨5：00夜深人静时功率为4 W，已知锂电池最多能储存3.24×106J的电能，则充满电可以提供LED路灯系统在阴雨天(无日照)持续工作多少个晚上？ 解：(1)若每天正常日照8 h，锂电池一天可以储存的电能：W＝UIt＝20 V×5 A×8×3 600 s＝2.88×106J； (2)由太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J知：W总＝0.5 m2×0.8×103J＝4×102J，由太阳能电池板输出参数为“20 V 5 A”知：W有用＝UIt＝20 V×5 A×1 s＝100 J，根据效率公式该太阳能电池板的光电转换效率：η＝ eq \f(W有用,W总) ×100%＝ eq \f(100 J,4×102J) ×100%＝25%； (3)LED路灯系统每个晚上所消耗能量为：W＝20 W×4×3 600 s＋4 W×5×3 600 s＝3.6×105J，满电锂电池可以提供LED路灯系统在阴雨天(无日照)持续工作天数为： eq \f(3.24×106J,3.6×105J) ＝9天。 23．现代家庭使用的主要灶具是燃气灶和电磁炉，小明想比较家里这两种灶具哪个功率更大、更经济、更节能，于是他查找到了相关数据(见表格)，并分别用燃气灶(燃料为天然气)和电磁炉做了对比实验：小明首先用燃气灶将一小锅水烧开，用时4 min 10 s，从家里的燃气表读出消耗天然气15 L。然后他关闭家中其他用电器，用电磁炉将同样的水烧开，用时6 min，同时家中标有“1 600revs/kW·h ”字样的电能表的转盘转了200圈。 (1)请你根据小明的实验数据分析，用__燃气灶__(选填“燃气灶”或“电磁炉”)加热时，水的吸热功率较大，理由是__加热时间短__。 (2)请你通过计算说明，使用哪种灶具更经济？ (3)为了比较燃气灶和电磁炉哪个更节能，请你计算加热过程中燃气灶和电磁炉能量转化效率之比是多少？ 解：(2)电磁炉消耗的电能：W＝ eq \f(200 r,1 600 r/（kW·h）) ＝0.125 kW·h＝4.5×105 J，花费的电费为0.125 kW·h×0.6元/kW·h＝0.075元；消耗15 L天然气花费的价钱为15×10－3 m3×3.2元/m3＝0.048元＜0.075元，故使用天然气更经济； (3)15 L天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝15×10－3 m3×4×107 J/m3＝6×105 J，则加热过程中煤气灶和电磁炉能量转化效率之比：η1：η2＝ eq \f(Q吸,Q放) ∶ eq \f(Q吸,W) ＝W∶Q放＝4.5×105 J∶6×105 J＝3∶4。 电风扇挡位钩码的质量/g提升钩码到A点的时间/s150152501335010风速/(m·s－1)468101214161820输出功率/kW075200360540740730650550风级36912风的名称微风强风烈风台风风速/(m·s－1)3.4～5.410.8～13.820.8～24.4大于32.6价格电能：0.6元/kW·h价格天然气：3.2元/m3热值q天然气＝4×107 J/m3
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