第二十一章能源、材料与社会随堂同步练习 -2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

第二十一章能源、材料与社会 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．昊龙货运航天飞机从太空返回时需要穿上新型陶瓷材料制成的“外衣”。这主要是利用这种材料的（　　） A．绝缘性好 B．隔热性好 C．延展性好 D．密度大 2．我国科学技术发展迅猛，在信息、能源和材料等领域取得了辉煌的成绩，下列有关说法正确的是（　　） A．5G通讯用的电磁波比4G通讯用的电磁波传播速度更快 B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板主要将太阳能转化为化学能 C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源 D．现在我国已建成的核电站主要是利用核裂变释放能量，核能属于一次能源 3．下列能源中属于可再生能源的是（　　） A．煤 B．天然气 C．石油 D．风能 4．“中国环流三号”是我国目前设计参数最高、规模最大的核聚变大科学装置，也被称为中国的新一代“人造太阳”。下列说法中正确的是（　　） A．“人造太阳”与核电站释放能量的方式相同 B．核电站核反应堆中发生可控核裂变 C．风能、水能、太阳能、电能均属于一次能源 D．核聚变装置能量转化率可达100% 5．下列选项中的能源属于清洁能源的是（   ） A．天然气 B．风能 C．煤炭 D．石油 6．如图所示是一款静电除尘拖把，使用时，其头部的静电除尘纸与地板摩擦，就可以轻松地将灰尘和毛絮等清扫干净，下列说法错误的是（　　） A．静电除尘纸的工作原理是带电体可以吸引轻小物体 B．静电除尘纸和地板摩擦后与地板带有异种电荷 C．静电除尘纸和地面摩擦，将机械能转化为电能 D．静电除尘纸能吸灰尘，说明分子之间有引力 7．除了体验“下厨房”，同学们在暑假也发扬了尊老爱幼的优良传统。晚上睡觉前，小杰和爸爸一起给奶奶泡脚和搓脚。下列说法正确的是（　　） A．泡脚和搓脚改变脚的内能的方式是相同的 B．泡脚时，水温下降比较慢，是因为水的比热容大 C．木桶保温性优于塑料桶，是因为的木头的导热性比塑料好 D．泡脚时，温度从水传给脚 8．下列关于全球变暖的说法正确的是（　　） A．造成全球变暖的主要原因是等多种温室气体大量排放 B．汽车排放的尾气是造成全球变暖的主要原因 C．温室气体主要是由于大量使用煤炭、石油和天然气产生的 D．太阳能不断地辐射到地球上使地球温度不断升高，导致全球变暖 9．2024年4月25日20时58分，神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，标志着我国航天技术处于世界领先地位。下列关于火箭的发射说法错误的是（　　） A．火箭内燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B．空间站的太阳能电池板将电能转化为太阳能 C．火箭升空时，内能转化为机械能 D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能 10．太阳是人类能源的宝库，下列说法错误的是（　　） A．太阳能是一次能源 B．太阳能是太阳内部发生聚变释放的能量 C．太阳能电池把太阳能转化为电能 D．集热器可以吸收太阳辐射并将其转化为化学能 二、填空题 11．随着风力发电和太阳能发电的广泛应用，储能技术应运而生。2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气；在用电高峰时段使高压空气膨胀对外做功，将 能转化为 能，带动发电机产生电能输送至电网。 12．如图所示，电路连接好以后，白炽灯和玻璃柱的电路连接方式是 （选填“串联”或“并联”）；将玻璃柱从常温加热到红炽状态，原本不发光的白炽灯开始发光，这表明 。 13．水力发电站里水从高处流下，带动发电机发电，将 能转化为电能、电能是 （选填“一”或“二”）次能源；远程无线监控设备可以实时查看发电机状态，这是利用 传递信息。 14．(1)新能源在现代社会中有着广泛的应用。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；手机上通常有一个LED灯，它的核心元件是发光二极管，二极管是由 材料制成的（选填“绝缘体”、“半导体”或“超导体”）。 (2)景颇族祖先曾经发明了一种如图所示的类似活塞的点火器，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点；其能量转化过程与内燃机中的 冲程相同。 15．2024年3月20日鹊桥二号中继星成功升空，它携带的太阳能电池板将太阳能转化为 能。鹊桥二号中继星利用 波传递信号，在嫦娥六号探测器与地球之间架起一座新的通信桥梁。 三、实验题 16．如图所示，在“推断物体不受力时的运动规律”实验中，每次都让同一辆小车从同一斜面的顶端由静止开始滑下，改变水平接触面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离，收集的实验数据记录在表中。 实验次数 接触面材料 小车运动的距离s/cm 1 毛巾 18.00 2 棉布 26.58 3 木板 (1)小车在木板上滑行3s后停在图示位置，则小车在木板上运动的平均速度为 cm/s； (2)上述操作的目的是使同一小车滑到水平面的初速度相等，这样可以通过比较滑行距离的远近反映 （填写序号）。①小车受到的阻力大小；②小车速度减小的快慢； 从而推理得出运动的物体不受力时的运动规律。在此基础上总结出力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，力是 的原因； (3)在不考虑空气阻力的条件下，上述三次实验相比，小车在水平面上克服阻力做功较多的是 ，做功功率较大的是 ；（两空均选填“第一次”“第三次”“三次相等”或“无法判断”。） (4)小车从斜面顶端由静止加速滑下到最后停在平面上的整个过程中的能量转化是： 。 四、综合题 17．“向深空，再出发”，2025年5月29日，在我国西昌卫星发射中心，天问二号探测器由长征三号运载火箭成功发射升空，开启了我国行星探测工程的新征程。 (1)长征二号运载火箭使用液态氢作燃料，主要是因为液态氢具有较大的 ；在火箭点火发射时将 能转化为 能。 (2)火箭发射塔修建在水池上，利用了水的 较大，可以吸收更多的热，从而保护了发射塔不被高温烧毁。 (3)为应对深空探测中低温、低光照的复杂环境，天问二号采用了新型的扇形柔性太阳电池阵。其中应用的新型太阳电池的光电转换效率提升至34%。太阳能帆板是一种把太阳能转化为 能的装置，它相当于电路中的 。 18．我国在文昌航天发射场用“长征五号遥七”运载火箭成功将通信技术试验卫星十一号顺利送入预定轨道，如图所示。火箭使用液态氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为J/kg。 (1)火箭升空时，燃料燃烧过程中将化学能转换为 能； (2)若火箭发射时携带kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少？ (3)若上一问放出的热量只有20%被水吸收，能将kg、初温为25℃的水加热至多少摄氏度？[，已知当地大气压为1标准大气压] (4)“比冲”是动力学家衡量火箭引擎燃料的能量利用效率的一种标准量。它是火箭发动机产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量，推力单位是N，时间单位是s，质量单位是kg，所以比冲单位是 。假设火箭使用的YF-77氢氧发动机，单台比冲为307（比冲单位未写出），推力为N，工作时间是173s，则单台该发动机消耗燃料质量为多少吨？（结果保留一位小数） 19．中国“天问一号”探测器到火星“上班”一年了，这一年她“拍”到了更详细更清晰的科学发现。 (1)携带探测器的火箭加速上升的过程中，探测器的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”），此时以 为参照物，探测器是静止的； (2)如图所示“天问一号”探测器在太空张开“翅膀”是为了接收 能，再把这种能转化为 能供探测器使用； (3)“天问一号”探测器得到的图像和数据是通过 波传递到地球的，这种波的传播速度是 m/s，合 km/s。 学科网（北京）股份有限公司 《第二十一章能源、材料与社会》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D B B D B C B D 1．B 【详解】昊龙货运航天飞机从太空返回时与大气摩擦生热，表面温度很高，需要穿上隔热性好的新型陶瓷材料制成的“外衣”，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．D 【详解】A．不同的电磁波在同种介质中传播速度相同，5G通讯用的电磁波和4G通讯用的电磁波传播速度相同，故A错误； B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板主要将太阳能转化为电能，故B错误； C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，但是由于能量的转化和转移具有方向性，可利用的能量会越来越少，因此我们需要节约能源，故C错误； D．核裂变是可以人为控制的，核聚变不可控，现在我国已建成的核电站主要是利用核裂变释放能量，核能可直接从自然界获得，属于一次能源，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】煤、石油、天然气不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；风能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．B 【详解】A．“人造太阳”利用核聚变释放能量，核电站利用可控核裂变释放能量，二者释放能量的方式不同，故A错误； B．核电站核反应堆中发生的是可控核裂变，通过控制核裂变的速度来稳定地释放能量，故B正确； C．风能、水能、太阳能属于一次能源，电能是由其他能源转化而来的，属于二次能源，故C错误； D．在任何能量转化过程中，由于存在能量的损耗，能量转化率都不可能达到100%，核聚变装置也不例外，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】ACD．煤炭、石油、天然气使用过程中会对环境产生较大污染，属于非清洁能源，故ACD不符合题意； B．风能使用过程中不会对环境产生污染，属于清洁能源，故B符合题意。 故选B。 6．D 【详解】ABD．摩擦起电的本质是电子的转移，失去电子的带正电，得到电子的带负电，静电除尘纸和地板摩擦后与地板带有异种电荷，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以，可以吸引灰尘而除去它，不能说明分子之间有引力，故AB正确，不符合题意，D错误，符合题意； C．静电除尘纸和地面摩擦时发生摩擦起电现象，消耗机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故C正确，不符合题意。 故选D。 7．B 【详解】A．泡脚是通过热传递改变脚的内能，搓脚是通过做功改变脚的内能，两者改变脚的内能的方式是不同，故A错误； B．泡脚时，水的热量传递给脚，而在放出的热量一定时，温度降低值和比热容成反比，则水温下降比较慢，是因为水的比热容大，故B正确； C．材料的导热性越好，保温性能越差，导热性越差，保温性能越好。木桶保温性优于塑料桶，是因为的木头的导热性比塑料差，故C错误； D．泡脚时，是热量从水传给脚，温度不能传递，故D错误。 故选B。 8．C 【详解】全球变暖的主要原因是现代工业大量使用煤炭、石油、天然气等作为能源，排放出CO2等多种温室气体，使太阳的热量聚集在地球周围，导致温室效应加剧，使全球变暖。故ABD错误，C正确。 故选C。 9．B 【详解】A．火箭内燃料燃烧时放出热量，将化学能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．空间站的太阳能电池板利用光电效应将太阳能转化为电能，故B错误，符合题意； C．火箭升空时，燃料燃烧产生的高温燃气推动火箭上升，内能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能，所以返回舱表面温度升高，故D正确，不符合题意。 故选B。 10．D 【详解】A．太阳能能够从自然界中直接获取，是一次能源，故A正确，不符合题意； B．太阳内部每时每刻都发生核聚变释放出巨大的核能，太阳能是一个巨大的核能火炉，故B正确，不符合题意； C．太阳能电池把太阳能直接转化为电能，故C正确，不符合题意； D．集热器可以吸收太阳辐射，将太阳的光能转化为内能，故D错误，符合题意。 故选D。 11． 内 机械 【详解】[1][2]在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，对空气做功，使空气内能增大。在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对膨胀机做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能。 12． 串联 在一定条件下，绝缘体可以转化为导体 【详解】[1]观察电路图，电流从电源正极流出后，依次经过白炽灯和玻璃柱，然后回到电源负极，只有一条电流路径，所以白炽灯和玻璃柱的电路连接方式是串联。 [2]常温下，玻璃柱是绝缘体，电路中几乎没有电流，白炽灯不发光；当玻璃柱被加热到红炽状态时，原本不发光的白炽灯开始发光，这表明此时玻璃柱变成了导体，有电流通过电路。这说明导体和绝缘体没有绝对的界限，在一定条件下，绝缘体可以转化为导体。 13． 机械 二 电磁波 【详解】[1]水在高处具有机械能，水从高处流下，通过发电机，将机械能转化为电能。 [2]电能不能从自然界直接获得，必须通过消耗其它能源才能获得，属于二次能源。 [3]电磁波被广泛的应用于实际生活之中，广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。可知远程无线监控设备可以实时查看发电机状态，这是利用电磁波传递信息。 14．(1) 可再生 半导体 (2) 做功 压缩 【详解】（1）[1]太阳能从自然界源源不断得到，是可再生能源。 [2]容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体见的物体是半导体，手机上的LED灯是发光二极管，二极管是由半导体材料制成的。 （2）[1][2]把木制推杆迅速推入牛角套筒时，推杆对筒内气体做功，将机械能转化为内能，所以是通过做功的方式增大了筒内空气的内能。压缩冲程的能量转化形式也是将机械能转化为内能，与题中点火器的能量转化形式相同。 15． 电 电磁 【详解】[1]太阳能电池板消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。 [2]电磁波可以在真空中传播，鹊桥二号中继星利用电磁波传递信号。 16．(1)21 (2) ② 改变物体运动状态 (3) 三次相等 第一次 (4)重力势能转化为动能和内能，动能最终又转化为内能 【详解】（1）如图，刻度尺的分度值为0.1cm，小车运动的路程为s=63.00cm，时间为3s，所以小车在木板上运动的平均速度为 （2）[1]本实验运用转换法，将小车速度减小得快慢转换为小车在木板上滑行的距离，滑行距离越远，速度减小得越慢。 [2]由实验数据可知，小车所受的阻力越小，滑行距离越远，速度减小得越慢，由此推理，若小车不受阻力，则速度不减小，做匀速直线运动。由此得出结论：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。 （3）[1]三次实验中，小车到达水平面时的速度相等，质量也相等，所以动能相等。从到达水平面直至停止整个过程中，通过摩擦力做功将动能转化为内能，摩擦力所做的功等于动能的变化量。由于停止时动能均为0，所以动能的变化量相等，故三次实验中小车在水平面上克服阻力做功相等。 [2]由于小车在毛巾上运动时间最短，其次是棉布，木板上最长，由知，第一次做功功率较大。 （4）小车从斜面顶端由静止加速滑下过程中，重力势能减少，动能和内能增大，此过程将重力势能转化为动能和内能。在水平面上运动过程中，摩擦力做功将动能转化为内能。 17．(1) 热值 内 机械 (2)比热容 (3) 电 电源 【详解】（1）[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。 [2][3]火箭升空时的能量转化：燃料的化学能先转化为内能，然后通过内燃机把燃气内能转化为火箭的机械能。 （2）火箭发射塔修建在水池上，利用了水的比热容较大，相同条件下，可以吸收更多的热，从而保护了发射塔不被高温烧毁。 （3）[1][2]太阳能帆板是太阳电池板，它的作用是把太阳能转化为电能，供卫星使用，所以相当于电路中的电源。 18．(1)内 (2) (3) (4)； 【详解】（1）燃料燃烧是化学变化，过程中燃料的化学能转化为内能（表现为燃烧产生的高温高压气体），内能再通过气体膨胀做功转化为火箭的机械能，推动火箭升空。 （2） （3）水吸收的热量 这些热量能使kg、初温为25℃的水温度升高，由得， 水的初温为25℃，已知当地大气压为1标准大气压，水的沸点为，并且水沸腾时吸收热量，温度不变。所以水的温度不可能从再升高，当时水的温度最多只能升高到。 （4）“比冲”是发动机产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量，推力单位是N，时间单位是s，质量单位是kg，故比冲单位是。 单台该发动机消耗燃料质量 19．(1) 增大 火箭 (2) 太阳 电 (3) 电磁 3×108 3×105 【详解】（1）[1]火箭携带探测器的火箭加速上升的过程中，探测器的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，所以机械能增大。 [2]以运载火箭为参照物，“天问一号”探测器与火箭之间没有位置的变化，是静止的。 （2）[1][2]“天问一号”探测器在太空张开的“翅膀”是太阳能电池板，所以卫星在太空张开“翅膀”后获得的能源是太阳能，再把这种能转化为电能供探测器使用。 （3）[1]太空是真空，电磁波可以在真空中传播，探测得到的图象和数据是通过电磁波传递到地球的。 [2][3]电磁波在真空的传播速度与真空中光速相同，为合。 学科网（北京）股份有限公司 $