初中物理能源與能量守恒定律單元測試卷

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九年級下冊·物理(HY)
第二十章檢測卷
(滿分:70分 時間:70分鐘)
題 號 一 二 三 四 總 分
得 分
一、填空題(第1~7題每空1分,其余各題每空2分,共20分;將答案直接填寫在橫線上,不必寫出解題過程)
1.在南海試開采可燃冰取得成功,說明我國的可燃冰開采技術(shù)居于世界領(lǐng)先水平。科學(xué)家估測,以目前的消費速度,地球上可燃冰儲量可滿足80至800年的全球天然氣需要。可燃冰是 不可再生 (選填“可再生”或“不可再生”)能源。
2.下列能源:①潮汐能;②核能;③石油;④煤;⑤風(fēng)能。其中屬于可再生能源的是 ①⑤ (填序號)。
3.核電站是利用鈾原子核發(fā)生 裂變 釋放能量來發(fā)電的。
4.氫能在利用過程中對環(huán)境無污染或污染很小,屬于 清潔 (選填“清潔”或“非清潔”)能源。
5.如圖所示的實驗中,試管內(nèi)的水沸騰后,能將小葉輪旋轉(zhuǎn)起來。在這個實驗中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能 ,并傳給水,水沸騰形成的水蒸氣驅(qū)動葉輪轉(zhuǎn)動,最終轉(zhuǎn)化為葉輪的 機械能 。
6.隨著城鎮(zhèn)化水平的提高,城市的氣溫普遍比農(nóng)村高,為改善人民的生活環(huán)境,請?zhí)岢鲆环N降低市中心氣溫的辦法: 擴大市中心綠化面積(合理即可) 。
7.不同能量之間可以相互轉(zhuǎn)化,在轉(zhuǎn)化過程中,能量的總量 保持不變 。
8.冬天,火爐把自己的內(nèi)能傳遞給房間里的空氣,供人們?nèi)∨?到了春天,我們不能把這些能量重新收集起來供來年再用,一般情況下, 內(nèi) 能只能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體,不能相反。上述事例說明:能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移,都是有 方向 性的。
9.在我國西藏高原,有一個羊八井地?zé)釁^(qū),地?zé)犭姀S擔(dān)負著拉薩市一部分電力供應(yīng)。工作流程如圖所示,經(jīng)過地下井→汽輪機→發(fā)電機,其能量轉(zhuǎn)化過程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為 機械 能,再轉(zhuǎn)化為 電 能。
10.太陽能安全、衛(wèi)生、環(huán)保,我國近年來大力開發(fā)了太陽能熱水器、太陽能飛機等。某同學(xué)家中太陽能熱水器容量為0.1 m3,則滿箱水的質(zhì)量為 100 kg;太陽能熱水器1 h使?jié)M箱水從20 ℃升高到30 ℃,若已知該太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率為50%,則該熱水器1 h所接收的太陽能為 8.4×106 J[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。
二、選擇題(每小題2分,共14分;每小題給出的四個選項中,只有一個選項符合題意,請把符合題意的選項序號填入下列表格內(nèi),答案未填入表格內(nèi)的不能得分)
題 號 11 12 13 14 15 16 17
答 案 A A C A D B B
11.在我國西部建有不同類型的發(fā)電站,下列發(fā)電站在發(fā)電過程中,利用不可再生能源發(fā)電的是
12.關(guān)于能源和能量的說法正確的是
A.煤和石油都是一次能源
B.汽車可以從排放的尾氣中吸收能量,不消耗新的能源,返回原地
C.達·芬奇設(shè)想的永動機是可以制成的
D.人們對風(fēng)能的開發(fā)和利用,說明能量可以憑空產(chǎn)生
13.小明學(xué)習(xí)了“能源與可持續(xù)發(fā)展”后產(chǎn)生了如下的想法,其中正確的是
A.核電站發(fā)生核泄漏不會造成危害
B.石油價格在降低,表明石油無利用價值了
C.使用化石能源會對環(huán)境造成破壞
D.太陽能只能轉(zhuǎn)化成電能和內(nèi)能
14.下列行為中屬于節(jié)約用電的是
A.離開教室隨手關(guān)燈
B.用電水壺?zé)畷r不蓋蓋子
C.用白熾燈替換節(jié)能燈
D.夏天,房間里長時間沒人時空調(diào)還一直開著
15.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的說法正確的是
A.玩具汽車充電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B.火箭發(fā)射升空時,機械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.用打氣筒打氣時,機械能發(fā)生了轉(zhuǎn)移
D.發(fā)電站產(chǎn)生的電能通過輸電線送到用戶時,電能發(fā)生了轉(zhuǎn)移
16.近年來,全球都在密切關(guān)注能源、信息和材料的研究。下列相關(guān)說法正確的是
A.太陽能、風(fēng)能、天然氣是可再生能源
B.手機用無線Wi?Fi信號上網(wǎng)是利用電磁波傳遞信息
C.電動機線圈用超導(dǎo)材料可以實現(xiàn)將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D.空中懸停的直升機機械能不斷增大
17.如圖為核電站發(fā)電流程圖。在核電站的發(fā)電過程中,從核能到電能,圖中所示的能量轉(zhuǎn)化順序正確的是
A.核能→化學(xué)能→機械能→電能
B.核能→內(nèi)能→機械能→電能
C.核能→機械能→內(nèi)能→電能
D.核能→內(nèi)能→化學(xué)能→電能
三、實驗題(第18小題6分,第19小題6分,第20小題5分,共17分)
18.太陽能是人類能源的寶庫。直接利用太陽能是開發(fā)利用新能源的一個重要途徑。太陽能的接收是利用太陽能的一個重要環(huán)節(jié)。如何更好、更有效地接收更多的太陽能呢?圍繞這一問題某位同學(xué)提出了許多猜想:
①接收面積大,能接收到的太陽能多;
②黑色物體比白色物體吸收太陽能效果好。
請你設(shè)計一個實驗來驗證其中的一個猜想。
(1)所需器材: 大小相同的兩個燒杯、兩支溫度計、水、黑白兩種顏料、兩支毛刷(2分) ;
(2)實驗步驟: ①用兩支毛刷分別將黑、白兩種顏料均勻地涂到兩個燒杯外壁上;②往兩個燒杯中注入質(zhì)量和初溫相同的水;③把兩個燒杯放在同樣的陽光下曬;④過一段時間后,同時用兩支相同的溫度計分別測出兩個燒杯中的水溫(4分) 。
19.學(xué)習(xí)了“能量轉(zhuǎn)移的方向性”后,小明和小亮想設(shè)計一個實驗來研究泡沫塑料和棉絮的保溫性能好壞。他們用這兩種材料分別包著裝有熱水的密閉燒瓶,讓它們自然冷卻,利用溫度計和計時器定時測量兩只燒瓶中的水溫,觀察水溫隨時間變化的情況。
(1)為保證實驗的準確性,實驗前除了要取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,還應(yīng)考慮影響水溫度變化的其他因素,即保持燒瓶相同、水的初溫相同、環(huán)境因素相同和 水的質(zhì)量(1分) 相同;
(2)按實驗步驟操作,他們實驗時測得的數(shù)據(jù)如下:
時間t/min 0 10 20 30 40 … 150 180
泡沫塑料組水溫T1/℃ 80 64 55 50 41 … 21 20
棉絮組水溫T2/℃ 80 56 43 32 28 … 20 20
分析數(shù)據(jù)可知,他們實驗時的室內(nèi)溫度是 20(1分) ℃,經(jīng)過40 min后,泡沫塑料包著的燒瓶中水溫降低了 39(1分) ℃,而棉絮包著的燒瓶中水溫降低了 52(1分) ℃,由此可以得出的實驗結(jié)論是 泡沫塑料的保溫性能好(1分) ;
(3)除了采用相同時間內(nèi)觀察水降低的溫度來比較這兩種材料的保溫性能外,根據(jù)上表數(shù)據(jù)你還可以采用 觀察降低相同的溫度時所用時間的多少(1分) 的方法來比較這兩種材料的保溫性能。
20.1964年人類制成了世界上第一盞用海浪發(fā)電的航標燈。它的氣室示意圖如圖所示,其工作原理是利用海浪上下起伏的力量將空氣吸入氣室,壓縮后再推入工作室,然后推動渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。根據(jù)上述信息,完成下面問題:
(1)當海水下降時,閥門 K2(1分) 開啟,閥門 K1(1分) 關(guān)閉;
(2)航標燈消耗的電能是 海水的機械能(2分) 轉(zhuǎn)化來的;
(3)渦輪機帶動發(fā)電機的發(fā)電原理是 電磁感應(yīng)(1分) 。
四、簡答與計算題(第21小題5分,第22小題5分,第23小題9分,共19分;解答要有必要的公式和解答過程,只有最后答案的不能得分)
21.位于連云港市海濱的田灣核電站,至今已有兩臺機組先后并網(wǎng)發(fā)電。
(1)先期并網(wǎng)發(fā)電的兩臺機組年發(fā)電量約為1.6×1010 kW·h,這些電能相當于市內(nèi)新海電廠完全燃燒多少噸標準煤放出的能量(標準煤的熱值為3.0×107 J/kg)?
(2)與新海電廠的火力發(fā)電相比,核能發(fā)電具有哪些優(yōu)點(說出兩點即可)?
解:(1)Q=1.6×1010 kW·h=1.6×1010×3.6×106 J=5.76×1016 J (1分)
m=Q/q=(5.76×〖10〗^16 J)/(3×〖10〗^7 J/kg)=1.92×109 kg=1.92×106 t (2分)
(2)污染小、原料足、成本低(答兩點即可)。 (2分)
22.太陽能是個巨大的能源,直接利用太陽能不會污染環(huán)境,太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置,假如太陽能熱水器內(nèi)盛有200 kg、25 ℃的水,在陽光的照射下水溫升高到75 ℃,已知水的比熱容c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)太陽能熱水器內(nèi)水的溫度變化了多少?
(2)這些水吸收的熱量是多少?
(3)若用干木柴來加熱這些水升高到相同溫度,干木柴完全燃燒放出的熱量全部被水吸收,則需要多少干木柴(已知干木柴的熱值q=1.2×107 J/kg)?
解:(1)太陽能熱水器內(nèi)水的溫度變化值
Δt=75 ℃-25 ℃=50 ℃ (1分)
(2)水吸收的熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×200 kg×50 ℃=4.2×107 J(2分)
(3)由題意可知,干木柴完全燃燒放出的熱量全部被水吸收,則Q放=Q吸=m'q=4.2×107 J (1分)
需要干木柴的質(zhì)量m'=Q_放/q=(4.2×〖10〗^7 J)/(1.2×〖10〗^7 J/kg)=3.5 kg (1分)
23.如圖甲是小明家用的燃氣熱水器,圖乙是連接在熱水器上的一個混水閥。若將混水閥開關(guān)調(diào)到O位置左邊并抬起把手,熱水器自動點火,天然氣燃燒,水龍頭出熱水;往O點右邊調(diào),水龍頭出冷水;按下把手,水龍頭則停止出水。小明在某次使用熱水器時,把熱水器的出水溫度設(shè)定為44 ℃,此時測得從B管流進的自來水流量為2 L/min,從C管流出的水溫度為40 ℃。小明檢查燃氣表,發(fā)現(xiàn)熱水器工作1 min消耗天然氣0.04 m3[自來水的溫度為20 ℃,水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值為3.6×107 J/m3]。請解決下列問題:
(1)從A管流進混水閥的熱水的流量為多少(計算過程中不計熱損失)?
(2)該熱水器的加熱效率是多少?
解:(1)設(shè)一段時間t內(nèi)流進A、B管內(nèi)水的體積分別為VA、VB
由ρ=m/V可得,m熱=ρ水VA,m冷=ρ水VB
不計熱損失,熱水放出的熱量全部被冷水吸收,熱水放出的熱量Q放=cm熱Δt1
冷水吸收的熱量Q吸=cm冷Δt2(1分)
則Q放=Q吸,即cm熱Δt1=cm冷Δt2,VAΔt1=VBΔt2
代入數(shù)據(jù)VA×(44 ℃-40 ℃)=VB×(40 ℃-20 ℃)
解得VA=5VB(1分)
從B管流進的自來水流量為V_B/t=2 L/min (1分)
故從A管流進混水閥的熱水的流量為V_A/t=(5V_B)/t=5×2 L/min=10 L/min (1分)
(2)熱水器的出水溫度設(shè)定為44 ℃(即加熱時水的末溫),水加熱前的初溫為20 ℃
每分鐘被熱水器加熱的水的體積
VA=10 L/min×1 min=10 L (1分)
每分鐘被熱水器加熱的水的質(zhì)量
m=ρ水VA=1×103 kg/m3×10×10-3 m3=10 kg (1分)
則每分鐘熱水器中水吸收的熱量
Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(44 ℃-20 ℃)=1.008×106 J (1分)
每分鐘天然氣放出的熱量
Q'=Vq=0.04 m3×3.6×107 J/m3=1.44×106 J (1分)
則熱水器的加熱效率η=Q/Q'×100%=(1.008×〖10〗^6 J)/(1.44×〖10〗^6 J)×100%=70% (1分)
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