第十六章 永恒的探索：宇宙和粒子 素养测评卷-【优品单元卷】2025-2026学年新教材九年级物理全一册同步试卷（北师大版2024）

第十六章素养测评卷 (满分：100分时间：90分钟) 九年级全一册 北师版 一、选择题（每小题3分，共48分） 1.(黄浦区二模)我们生活的家园地球是 A.恒星 B.行星 C.卫星 D.彗星 2.(历城区一模)新能源又称非常规能源，指传统能源之外的各种 能源。以下既属于新能源，又属于不可再生能源的是( ) A.太阳能 B.地热能 C.石油 D.核能 3.[情境化试题]（市中区一模）赵忠尧是我国杰出的物理学家，他 在1930年首次观测到有关“正电子”的现象。“正电子”带正电 荷，是电子的反粒子，其质量和体积与电子的质量和体积相当。 0 下列微观粒子按空间尺度由大到小排序正确的是 ) A.原子核、正电子、原子 B.原子、正电子、原子核 C.正电子、原子核、原子 D.原子、原子核、正电子 4.[传统文化]（碑林区模拟）《墨子》一书中提到的“端说”认为“非 半弗斫，则不动，说在端。”“端，是无间也。”意思是物质到了不 能再分时，此时的物质就是“端”，并强调“端”是无法间断、不可 分割的最小单位，是物质构成的基本单元。书中所说的“端”最 可能指的是微观世界中的 A.中子 B.电子 C.质子 D.原子 阳 5.(陕西模拟)中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果， 并应用于不同的领域。下列有关说法正确的是 A.超市的条形码扫描器中的光敏二极管用的主要是超导体 B.北斗卫星与汽车导航系统之间是通过超声波传递信息的 C.“北京一雄安”智慧高速公路冬天可以利用电热融雪，融雪 时雪吸收热量，温度一直升高 D.天舟八号货运飞船的太阳帆板采用了国内独创的半刚性太 阳电池阵，这种太阳电池阵工作时将光能转化为电能 6.[情境化试题]（西安模拟）2024年5月25日，中国第三代核电 剂 站“华龙一号”示范工程全面建成，标志着中国核电技术已跻身 世界前列。下列说法不正确的是 A.原子核由质子和中子构成 B.核能属于可再生能源 C.发电机的工作原理是电磁感应现象 D.核电站是利用核裂变释放的能量来发电的 7.[跨学科试题]（路南区模拟）人类的发展离不开能源，实现“碳 达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。综合实践活动 中，同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法正确的是 ☒ A.太阳能电池可以将太阳能转化为内能 B.目前，核电站利用核裂变释放的核能发电 C.煤、石油、天然气、地热能是可再生能源 D.电动汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放 ·43· 8.[情境化试题]（介休市模拟）无人快递车作为物流配送的新宠， 近日在介休街头亮相，它依靠先进的导航系统和高效能源驱 动，实现了智能化配送。以下是关于它的相关描述，说法正确 的是 A,导航系统通过接收卫星发射的超声波进行 了 定位 B.锂离子电池充电时将电能转化为化学能储存 C.无人快递车使用的电能属于一次能源 D.快递车的电动机工作时将内能转化为机械能 9.(阁良区模拟)对于粒子和宇宙，下列说法正确的是 A.空间尺度最小的微观粒子是分子 B.汤姆孙发现了电子，说明原子核是可再分的 C.固体很难被压缩，说明固体分子间没有间隙 D.宇宙是一个有层次的天体结构系统，它在不断地膨胀 10.(冠县一模)对物质世界和科技发展的一些认识，下列说法正 确的是 ( A.原子是不可再分的最小粒子 B.航天器在月球表面利用超声波测绘地貌 C.核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能 D.我国的北斗导航系统利用电磁波传输信号 11.(信都区模拟)下列关于信息和能源的说法正确的是( A.高频率电磁波相对于低频率电磁波在真空中的传播速度 更大 B.核电站是利用核裂变释放能量发电的 C.煤、石油、天然气、电能都属于一次能源 D.以核能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想 能源的一个重要发展方向 12.[情境化试题]（湖北一模）中国“人造太阳”(EAST)取得重大 突破，奠定了我国在该领域的世界领先地位。EAST利用氘、 氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核 能。下列关于核能的利用说法正确的是 ( ) A.“人造太阳”释放的核能是可再生能源 B.“人造太阳”利用核聚变获取能量 C.“人造太阳”与我国正在运行的核电站获得核能的方式 相同 D.结合成氦原子核时，带正电的氘、氘原子核间具有很强的 静电引力 13.[传统文化]（陕西模拟）如图所示是西安城墙下科技感十足的 自动驾驶船。游客们身着汉服泛舟在护城河上。船身搭载多 个激光雷达和摄像头，可360°无死角感知周围环境，智能避 障。智能游船加装了太阳能电池板，低碳环保。下列说法正 确的是 ) A.摄像头将光线聚焦成正立、放大的虚像 B.太阳能电池板直接将光能转化为船的 机械能 C.雷达是通过电磁波传递信息的 D.智能系统中芯片的主要材料是超导体 ·44· 14.[情境化试题]（武汉模拟）如今大国博弈就是科技的竞争，中 国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新着“中国 高度”。下列有关说法正确的是 甲 丙 7 A.图甲：航天员在空间站向大家拜年的信号是通过超声波传 回地面的 B.图乙：3A6000电脑芯片的主要制作材料是半导体 C.图丙：长征系列火箭用液态氢作燃料，利用液态氢比热容 大的特点 D.图丁：中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是 核裂变 15.[情境化试题]（碑林区校级二模）我国研发的“玲龙一号”核电 机组，是全球首个多功能模块化的小型核电机组。下列关于 核能的说法正确的是 ( A.核能是一种化石能源，属于常规能源 B.核电站的核反应堆中发生的链式反应是可 以控制的 C.利用核能发电是直接将核能转化成电能 D.核能是可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展 方向 16.[情境化试题]（陕西模拟）月球表面为真空，白天最高温度可 达150℃，夜间最低温度可达一180℃，环境极端严酷，然而 月球含有丰富的可用于核聚变反应的氦3资源。嫦娥四号探测 器在月球背面成功着陆，拍摄的世界第一张近距离月背影像图， 通过鹊桥中继星传回地球。下列说法中正确的是 ) A.嫦娥四号自带的太阳能电池板将太阳能转化为电能 B.月球背面的照片是通过电磁波传回地球的，这种电磁波比 5G通信所使用的电磁波在真空中的传播速度更大 C.目前核电站使用的是核聚变反应释放的能量 D.在月球，夜间可利用超导材料发热，为月球车提供热量 二、填空题（每空2分，共38分） 17.(陕西模拟)如图是科学家们提出的两种原子结构模型示意 图，其中 (选填“图1”或“图2”)与卢瑟福提出的原子 结构模型相似。在原子内部，带正电的是 (选填“原 子核”或“核外电子”)。 图1 图2 第17题图 第18题图 18.[情境化试题]（陕西模拟）如图所示，做油泼辣子时，将滚烫的 菜籽油浇到辣椒面上，闻到浓浓的香气，这是分子在不停地做 ·45 运动。用煤炭烧油，煤炭属于 （选填“可再 生”或“不可再生”)能源。 19.(雁塔区校级模拟)科技是立国之本，是国家竞争力的重要体 现。孙家栋被誉为“北斗之父”，北斗卫星导航系统一通过 接收和反射 波传递信息；黄旭华被誉为“中国核潜艇 之父”，核潜艇的核反应堆一通过核」 （选填“裂变” 或“聚变”)释放能量；屠呦呦被誉为“青蒿素之母”，提取青蒿 素时通过降低装置内的气压，使混合液体的沸点 （选 填“升高”“降低”或“不变”)，成功将青蒿素与水分离，避免有 效成分被破坏。 20.[传统文化]（徐水区模拟）图甲为《天工开物》中记载的我国古 代劳动人民“扬簸”的场景，“扬簸”是借助自然风将籽粒中较 轻的杂物吹走，我国古代劳动人民还利用风能抽水、磨面等， 风能是一种清洁无公害的 （选填“一次”或“二次”)能 源；现代人则利用风能来发电，图乙所示为某型号风力发电 机，若扇叶每转一圈产生的电能完全用来给水加热，可以使 30kg的水温度升高60℃，相当于节省 kg的煤。 [已知煤给水加热的效率为30%，q煤=3.0×10J/kg,c水 4.2×103J/(kg·℃)] 甲 第20题图 第21题图 21.(西安模拟)人类在探索微观世界的历程中，经科学研究发现， 如图所示，原子由 和电子组成。与毛皮摩擦过的橡 胶棒带负电，是因为橡胶棒在摩擦过程中 (选填“得 到”或“失去”)电子。 22.[情境化试题]（河北模拟）2023年9月17日，石家庄市首批 10辆氢能源公交车投入运行。氢能属于 (选填“一 次能源”或“二次能源”)，在高压储氢罐中一次性加入约40kg 的氢，若完全燃烧可放出约 J的热量，氢能源公交车 与传统公交车相比，其优点是 。 (q氢=1.4×108J/kg) 23.[跨学科试题]（历城区模拟）如图，黄旭华(1926.3.12一2025. 2.6),共和国勋章获得者，中国工程院院士，被称为“中国核潜 艇之父”。核潜艇所使用的核燃料是一种 (选填“可 再生”或“不可再生”)能源；核潜艇在水下巡航时主要通过“声 呐”所发出的 (选填“超声波”“次声波”或“电磁波”) 对前方海况进行探测。 ·46 4.[情境化试题]（陕西模拟）如图是我国塔拉 滩光伏发电园区，它是全球装机容量最大的 太阳能发电基地。太阳能是太阳内部氢原 子核发生 (选填“核聚变”或“核裂 变”)反应时释放的巨大能量，太阳能是 (选填“可再 生”或“不可再生”)能源；太阳能电池板的制作原料是硅，它是 (选填“半导体”或“超导体”)材料。 三、知识应用题(25题3分，26题4分，27题7分，共14分) 5.[情境化试题]（武汉模拟）阅读短文，回答下列问题。 2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油 观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关 键技术取得重大进展。“海油观澜号”由浮式基础和风机组 成，整体高度超200米，总质量达1.1×107kg。平台采用“半 潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和 1个中间立柱，图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约 83米的圆筒状柱子，柱子上方安装有风力发电机。风力发电 机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图乙 所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转 子高速旋转生成绿色电力。“海油观澜号”深远海浮式风电平 台年发电量将达2.2×10kW·h。(1kW·h=3.6×105J) 叶片 风 齿轮箱-0发电机 甲 乙 (1)完成下列风力发电的主要能量转化流程图：① ② 叶 发电机 风能H →①D →②△ (2)每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的 热量（天然气的热值q取4.4×107J/kg)。 26.[跨学科试题]（山西模拟）阅读短文，回答下列问题。 空气储能发电 2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发 电，如图所示，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。 该项目的工作原理是用电低谷时段，将电网多余的电能 通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞 穴)，该过程中放出的热量储存到集热装置中；用电高峰时段， 将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接 发电机发电。集热装置是一个个球形的保温储水罐，用来储 存热量。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出 0.72度电，每年发电量可达6亿度。 。47· (1)用电低谷时段，将多余的电能通过压缩机把 压缩 到地下盐穴中。 (2)该压缩空气储能技术的能量转换效率为 %,每年 的发电量相当于完全燃烧 kg的煤(1kW·h=3.6× 10J,煤的热值q取3×10J/kg)。 (3)请你展开想象，再提出一种储能方法： 27.(陕西模拟)为落实中国对世界承诺的节能减排目标，加强政 策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划 (如图所示)。太阳能电池板的参数如下表所示，其中光电转换 效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。[煤的热值 黑 q=3×10J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)] 平均输出功率 200W 太阳能电池板 一块电池板面积 1.6m 光电转换效率 10% 牙 (1)若中午时分，太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的 光能为2500J,则此时一块太阳能电池板输出电能的实际功 率是多少？ 图 (2)小明家的屋顶面积达到2002，太阳能电池板依次相连 平铺在屋顶，理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为多大？ (3)用太阳能发电代替发电效率为40%的火力发电站，按照 第(2)问中的条件，小明家一天（一天太阳能发电时间按8h 计算)理论上可节约多少吨的煤？假设这些煤完全燃烧，可使 8400kg的水温升高多少摄氏度（结果保留整数）？ ·48·该车满载静止在水平路面上时对路面的压强为 F压1.4×10N p=S=700X10m =2×10Pa。 (3)汽车受到的阻力为 f=0.05G=0.05×1.4×10N=700N, 因为汽车在水平路面上匀速行驶，则 F牵=f=700N, 汽车的速度为 v=90km/h=25m/s, 汽车在这段时间内行驶的路程为 s=t=25m/s×10×60s=1.5×10'm, 这段时间内牵引力做的功为 W=F座s=700N×1.5×10m=1.05×102J。 (4)需要完全燃烧汽油的质量为 W 1.05×10J 1n神 %28%×4.5x102J/kg≈0.83kg. 答：(1)电磁： (2)该车满载静止在水平路面上时对路面的压强为2×10Pa; (3)这段时间内牵引力做的功为1.05×10J: (4)需要完全燃烧汽油0.83kg。 第十六章素养测评卷。 1.B2.D3.D4.D5.D6.B7.B8.B9.D10.D11.B12.B13.C 14.B【解析】A.电磁波是现代社会主要的信息载体，正因有了电磁波，才能够收 看电视、收听广播、接收手机信号、与海洋深处或太空中的物体进行联系，航天 员在空间站中利用电磁波向大家拜年，故A错误；B.导电能力介于导体和绝缘 体之间的材料叫半导体，电脑芯片的主要制作材料是半导体，故B正确：C.长 征系列火箭用液态氢作燃料，利用了液态氢热值大的特点，故C错误：D.核电 站是利用核裂变释放的核能发电的，中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反 应方式都是核聚变，故D错误。 15,B【解析】A.核能是一种化石能源，属于新能源，故A错误；B.核能发电是利 用轴原子核裂变时放出的核能来发电的，核电站的核心设备是核反应堆，核反 应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故B正确；C.核电站主要是利用 核裂变进行发电的，其过程是将核能转化为内能，内能对外做功转化为机械 能，然后带动发电机发电，机械能再转化为电能，故C错误；D.核能在地球上的 储量是一定的，属于不可再生能源，而可再生能源是未来理想能源的一个重要 发展方向，故D错误。 16.A【解析】A.嫦娥四号自带的太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A正确： B.月球上是真空，电磁波可以在真空中传播，月球背面的照片是通过电磁波传 回地球的，5G是频率更高的电磁波，不同频率的电磁波在真空中的传播速度 都一样，故B错误；C.核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的，故 C错误：D.超导体没有电阻，通电后不会发热，因此无法利用超导材料发热为 ·91 月球车提供热量，故D错误。 17.图2原子核18.无规则不可再生19.电磁裂变降低 20.一次0.84【解析】风能是一种清洁无公害的一次能源；水吸收的热量为 Q=c*m(t-to)=4.2×103J/(kg·℃)×30kg×60℃=7.56×10°J;煤给 水加热的就率方0%，所以男一8一8。：湘当子节布妹的质量为 Q吸 7.56×10J 9张73.0X10'J/kgX30%=0.84kg. 21.原子核得到22.二次能源5.6×10高效率、低排放、适应性好 23.不可再生超声波24.核聚变可再生半导体 25.(1)机械能电能(2)1.8×10 【解析】(1)风力发电主要将风能转化为叶片的机械能，再通过发电机将机械能 转化为电能。(2)年发电量为W=2.2×10kW·h=2.2×10×3.6×10J= 7.92X10J:由w=Q=mg可知，需要天然气的质量为m=Q 7.92×10°」=1.8×10'kg 4.4×102J/kg 26.(1)空气(2)727.2×10 【解折1项日的亮章特装效车为？设：-2%：演项日相当于年年 节约完全燃烧标准谍的质量为m=9_”6X10X3.6X10」=7.2X10kg。 9q3×10J/kg (3)利用低谷时的电把水抽到更高的地方，重力储能（合理即可） 27.解：(1)太阳每秒钟照射到电池板单位面积上的光能约为2500J,一块电池板 面积为1.6m,光电转换效率为10%， 所以一块太阳能电池板输出电能的实际功率为 P输m=2500J/(s·m)×1.6m2×10%=400W。 (2)理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为 P输 =200W×200m°=2.5×10W。 1.6m 《3)由PW可知，小明家一天输出的电能为 W=P输mt=2.5×10W×8×3600s=7,2×10J, W 由习一Q。可知，煤完全燃烧需要放出的热量为Q:一7 7.2×10J=1.8×10J, 40% 由Q:=mg可知，煤的质量为mQ=8X10=60kg=0.06, 93×10J/kg 由题意可知，Q吸=Q放=1.8×10°J, 由Q吸=cm△t可知，水温升高的度数为 Q吸 1.8×109J △t ≈51℃。 cm4.2×103J/(kg·℃)×8400kg 答：(1)此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是400W; (2)理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为2.5×10W; ·92· (3)小明家一天理论上可节约0.06t的煤，假设这些煤完全燃烧，可使8400kg的 水温升高51℃。 ●专题提优强化卷（一）。 1.(1)钢球(2)速度超速(3)①速度②越慢匀速直线运动 2.(1)小球陷入花泥的深度(2)一(3)A、D、E(4)2m2m无关 3.(1)B组成物质的分子处于永不停息地无规则运动之中 (2)做功放出液化 4.(1)升高温度质量等于(2)食用油0.5 5.(1)断开(2)对电流表进行调零(3)不发光(4)如图所示： (5)Ic=IA+I8 6.(1)并联(2)灯I1断路(3)1.2不能电压表正、负接线柱接反了 (4)串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和 7.(1)电流表的示数(2)大(3)A和B(4)材料 8.(1)如图所示： (2)定值电阻短路(3)A (4)在导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比(5)远大于 9.(1)如图所示： (2)断开B(3)滑动变阻器断路(4)5减小测量误差 (5)②闭合开关$和S,③元 、URo 10.(1)如图所示： (2)AC(3)0.340.85(4)电流表偏大 ·93·