第十九章 电磁波与信息时代 第二十章 能源与能量守恒 综合测试卷 2025-2026学年物理沪粤版九年级下册

第十九章 电磁波与信息时代 第二十章 能源与能量守恒 测试卷 时间:70分钟 满分:70分 一、填空题(每小题2分,共20分) 1.华为麒麟“9000 s 5G”芯片惊艳全球,该芯片采用7 nm工艺制造,使用该芯片的手机用户可以实现卫星通话,卫星与手机之间的信息传递靠 (选填“超声波”或“电磁波”)来传递。 第1题图 第5题图 2.打开收音机收听广播电台节目,是利用电磁波来传递信息。用收音机收听中央人民广播电台第一套节目,这套节目的发射频率为639 kHz,则这套节目用来发射信号的电磁波的波长是 m。 3.《中国制造2025》提出:坚持清洁低碳导向,加快能源绿色低碳转型,提高清洁能源和非化石能源消费比重。为核电站提供能量的装置是核反应堆,在核反应堆中发生的是 (选填“核裂变”或“核聚变”)。 4.国产隐形战斗机歼-20通过在机身涂上一层能高效吸收 的物质,达到雷达无法追踪的效果,并对发动机放出的高温气体进行处理,使敌人无法追踪其辐射出的 (选填“红外线”或“紫外线”),从而达到“隐形”的效果。 5.如图所示是一辆低碳化未来汽车,车顶部装有高效光电转换器,它可将 能转化为电能。 6.我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”(如图所示)从广东珠海福陆码头起航,于2023年4月3日抵达文昌海域油气群的作业区。标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展,海上油气开发迈出进军“绿电时代”的关键一步。“海油观澜号”利用风能发电,风能是 (选填“可再生”或“不可再生”)的清洁能源。 第6题图 第8题图 7.世界最大清洁能源走廊由长江干流上的六座梯级水电站共同构成,日发电量可高达5 1015 J,若发电效率是80%,每日消耗的水能是 J。 8.如图为火箭发射的场景。火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 能,再转化为火箭的机械能。 9.现代社会手机已成为人们普遍使用的通信工具,某手机发射的信号频率是2 000 MHz,那么信号的波长约为 m。 10.安全、清洁、方便的太阳能越来越得到人们的重视和利用。某太阳能热水器内装有质量为100 kg、温度为20 的水,被太阳照射一段时间后,水温升高到60 ,则水吸收的热量相当于完全燃烧 m3天然气放出的热量[c水=4.2 103 J/(kg ),q天然气=4.2 107 J/m3]。 二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意) 11.2021年5月15日,我国自主研发的“天问一号”火星探'测器成功携“祝融号”火星车着陆火星,探测器从火星向地球传递信息是通过( ) A.红外线 B.超声波 C.电磁波 D.次声波 12.近年来,我国在科技领域取得了许多成就,下列有关说法正确的是( ) A.“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后,质量会变大 B.“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳,利用其导电性好 C.“天和”核心舱升入太空后,与地面通过电磁波联系 D.“国和一号”核电机组发电,利用的是核聚变释放的能量 13.关于能源、信息和材料,下列说法正确的是( ) A.LED灯核心元件的主要材料是半导体 B.潮汐能、太阳能发电是不可再生能源的利用 C.用超导材料制成电炉丝可以提高电炉的加热效率 D.手机的信息由超声波来传递的 14.从古至今,人类活动离不开对信息的收集、传递和使用。下列说法错误的是( ) A.手机既能发射电磁波,又能接收电磁波 B.“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的 C.电磁波在真空的传播速度为3 108 m/s D.微波是一种电磁波,它不能用于传递信息,只能用于微波炉中加热食物 15.如图所示为一款爆闪警示灯,太阳能电池板给蓄电池充电,蓄电池再给LED红蓝灯供电。下列说法正确的是( ) A.当太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池相当于电源 B.太阳能来自于太阳内部发生的核聚变 C.太阳能属于不可再生能源 D.太阳能电池板的主要材料硅属于导体 16.电磁波的频率与波长的大致分布如图所示,下列说法正确的是( ) A.紫外线属于可见光 B.红外线的波长比可见光的短 C.X射线的频率比无线电波的低 D.可见光与 射线在真空中的传播速度相等 17.如图所示,太阳风是太阳活动爆发期间发出的高速带电粒子流,这些粒子由质子和电子等组成;地球拥有地磁场,当太阳风中的部分带电粒子通过地球附近磁场时,其运动轨迹发生改变。下列说法正确的是( ) A.太阳能属于不可再生能源 B.电子带负电,所以太阳风中的电子的定向移动不能形成电流 C.带电粒子运动轨迹能发生改变,是因为地磁场对电流有力的作用 D.带电粒子运动轨迹发生变化,同时地球的磁场被压缩了,说明地磁场对太阳风的力和太阳风对地磁场的力是对平衡力 三、实验题(第18题4分,第19题4分,第20题8分,共16分) 18.太阳能是人类能源的宝库。直接利用太阳能是开发利用新能源的一个重要途径。太阳能的接收是利用太阳能的一个重要环节。如何更好更有效地接收更多的太阳能呢?围绕这一问题某位同学提出了许多猜想: ①接收面积大,能接收到的太阳能多; ②黑色物体比白色物体吸收太阳能效果好。 请你设计一个实验来验证其中的一个猜想。 (1)所需器材: 。 (2)实验步骤: 。 19.某小组同学研究无线电波照射到物体表面时,反射强度与哪些因素有关。它们在固定于远处的同一反射物表面添加不同材料的涂层,用无线电设备对其发出强度相同、频率不同的无线电波,通过观察设备显示器上光斑的大小来判断接收到反射回来的无线电信号强弱,光斑越大表示无线电信号越强,实验装置如图(a)所示,实验过程及现象如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。 (1)分析比较图(b)、(c)、(d)的信息及相关条件可初步得出:强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上, 。 (2)分析图(b)和(e)的信息及相关条件可初步得出:强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上, 。 20.学习了“能量转移的方向性”后,小明和小芳想设计一个实验来研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏。他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶,让它们自然冷却,利用温度计和计时器定时测量两只烧瓶中的水温,观察水温随时间变化的情况。 (1)为保证实验的准确性,实验前除了要取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,还应考虑影响水温度变化的其他因素,即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和 相同。 (2)按实验步骤操作,他们实验时测得的数据如下: 时间t/min 0 10 20 30 40 … 150 180 泡沫塑料组水温T1/ 80 64 55 50 41 … 21 20 棉絮组水温T2/ 80 55 43 32 28 … 20 20 分析数据可知,他们实验时的室内温度是 ,经过40 min,泡沫塑料包着的烧瓶中水温降低了 ,而棉絮包着的烧瓶中水温降低了 ,由此可以得出的实验结论是 。 (3)除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外,根据上表数据你还可以采用 的方法来比较这两种材料的保温性能。 四、计算与推导题(第21题5分,第22题7分,第23题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分) 21.位于连云港市海滨的田湾核电站,至今已有两台机组先后并网发电。 (1)先期并网发电的两台机组年发电量约为1.6 1010 kW h,这些电能相当于市内新海电厂完全燃烧多少吨标准煤放出的能量(标准煤的热值为3.0 107 J/kg)? (2)与新海电厂的火力发电相比,核能发电具有哪些优点(说出两点即可)? 22.打开收音机,当你把频调到101.1 MHz时,你将听到宜春无线广播电台的即时节目。请问: (1)宜春无线广播电台发射的电磁波的波长是多少?(结果精确到1 m) (2)如果发射台的功率足够大,那么宜春无线广播节目能传到月球吗?为什么?需要多少时间(月球到地球的距离约为3.81 108 m)? (3)如果我们把收音机放到月球上,站在收音机附近的宇航员能听到正在播放的节目吗?为什么? 23.如图所示,卫星采用太阳能作为供电能源,蓄电池作为储能装置,卫星上电器均由蓄电池供电,相关数据如下: ①太阳能电池板接受到的太阳光辐射功率1 000 W/m2;其光电转化效率25%,将电能存储到蓄电池的效率为80%; ②卫星上电器设备正常工作时电功率为2 000 W,在地球阴影区为了维持设备正常工作,还需要再开启电加热,加热功率1 600 W; ③绕地球一圈运动过程中,1.2 h被太阳照射,0.4 h处于地球阴影区。求: (1)若卫星绕地球运行的速度为7.5 km/s,卫星1 min通过的路程为多少千米? (2)每次经过地球阴影区,卫星需要消耗多少电能? (3)若不考虑蓄电池供电时的能量损失,为了满足卫星长时间正常工作,太阳能电池板有效面积至少为多大? 学科网(北京)股份有限公司 $ 第十九章 电磁波与信息时代 第二十章 能源与能量守恒 测试卷 时间：70分钟　　满分：70分 一、填空题(每小题2分，共20分) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.华为麒麟“9000 s 5G”芯片惊艳全球，该芯片采用7 nm工艺制造，使用该芯片的手机用户可以实现卫星通话，卫星与手机之间的信息传递靠　电磁波　(选填“超声波”或“电磁波”)来传递。  第1题图　　　　第5题图 2.打开收音机收听广播电台节目，是利用电磁波来传递信息。用收音机收听中央人民广播电台第一套节目，这套节目的发射频率为639 kHz，则这套节目用来发射信号的电磁波的波长是　469.48　m。  3.《中国制造2025》提出：坚持清洁低碳导向，加快能源绿色低碳转型，提高清洁能源和非化石能源消费比重。为核电站提供能量的装置是核反应堆，在核反应堆中发生的是　核裂变　(选填“核裂变”或“核聚变”)。  4.国产隐形战斗机歼－20通过在机身涂上一层能高效吸收　电磁波　的物质，达到雷达无法追踪的效果，并对发动机放出的高温气体进行处理，使敌人无法追踪其辐射出的　红外线　(选填“红外线”或“紫外线”)，从而达到“隐形”的效果。  5.如图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将　光(或太阳)　能转化为电能。  6.我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”(如图所示)从广东珠海福陆码头起航，于2023年4月3日抵达文昌海域油气群的作业区。标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展，海上油气开发迈出进军“绿电时代”的关键一步。“海油观澜号”利用风能发电，风能是　可再生　(选填“可再生”或“不可再生”)的清洁能源。  第6题图　　　　第8题图 7.世界最大清洁能源走廊由长江干流上的六座梯级水电站共同构成，日发电量可高达5×1015 J，若发电效率是80%，每日消耗的水能是　6.25×1015　J。  8.如图为火箭发射的场景。火箭发射升空时，燃料的化学能转化为　内　能，再转化为火箭的机械能。  9.现代社会手机已成为人们普遍使用的通信工具，某手机发射的信号频率是2 000 MHz，那么信号的波长约为　0.15　m。  10.安全、清洁、方便的太阳能越来越得到人们的重视和利用。某太阳能热水器内装有质量为100 kg、温度为20 ℃的水，被太阳照射一段时间后，水温升高到60 ℃，则水吸收的热量相当于完全燃烧　0.4　m3天然气放出的热量［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝4.2×107 J/m3］。  二、选择题(每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意) 11.2021年5月15日，我国自主研发的“天问一号”火星探'测器成功携“祝融号”火星车着陆火星，探测器从火星向地球传递信息是通过( C ) A.红外线 B.超声波 C.电磁波 D.次声波 12.近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是( C ) A.“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大 B.“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其导电性好 C.“天和”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系 D.“国和一号”核电机组发电，利用的是核聚变释放的能量 13.关于能源、信息和材料，下列说法正确的是( A ) A.LED灯核心元件的主要材料是半导体 B.潮汐能、太阳能发电是不可再生能源的利用 C.用超导材料制成电炉丝可以提高电炉的加热效率 D.手机的信息由超声波来传递的 14.从古至今，人类活动离不开对信息的收集、传递和使用。下列说法错误的是( D ) A.手机既能发射电磁波，又能接收电磁波 B.“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的 C.电磁波在真空的传播速度为3×108 m/s D.微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物 15.如图所示为一款爆闪警示灯，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池再给LED红蓝灯供电。下列说法正确的是( B ) A.当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源 B.太阳能来自于太阳内部发生的核聚变 C.太阳能属于不可再生能源 D.太阳能电池板的主要材料硅属于导体 16.电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是( D ) A.紫外线属于可见光 B.红外线的波长比可见光的短 C.X射线的频率比无线电波的低 D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等 17.如图所示，太阳风是太阳活动爆发期间发出的高速带电粒子流，这些粒子由质子和电子等组成；地球拥有地磁场，当太阳风中的部分带电粒子通过地球附近磁场时，其运动轨迹发生改变。下列说法正确的是( C ) A.太阳能属于不可再生能源 B.电子带负电，所以太阳风中的电子的定向移动不能形成电流 C.带电粒子运动轨迹能发生改变，是因为地磁场对电流有力的作用 D.带电粒子运动轨迹发生变化，同时地球的磁场被压缩了，说明地磁场对太阳风的力和太阳风对地磁场的力是对平衡力 三、实验题(第18题4分，第19题4分，第20题8分，共16分) 18.太阳能是人类能源的宝库。直接利用太阳能是开发利用新能源的一个重要途径。太阳能的接收是利用太阳能的一个重要环节。如何更好更有效地接收更多的太阳能呢？围绕这一问题某位同学提出了许多猜想： ①接收面积大，能接收到的太阳能多； ②黑色物体比白色物体吸收太阳能效果好。 请你设计一个实验来验证其中的一个猜想。 (1)所需器材：　大小相同的两个烧杯、两支温度计、水、黑白两种颜料、两支毛刷　。  (2)实验步骤：　①用两支毛刷分别将黑、白两种颜料涂到两个烧杯外壁；②将两个烧杯中注入质量和初温相同的水；③把两个烧杯放在同样的阳光下晒；④过一段时间后，同时用两支相同的温度计分别测出两个烧杯中的水温　。  19.某小组同学研究无线电波照射到物体表面时，反射强度与哪些因素有关。它们在固定于远处的同一反射物表面添加不同材料的涂层，用无线电设备对其发出强度相同、频率不同的无线电波，通过观察设备显示器上光斑的大小来判断接收到反射回来的无线电信号强弱，光斑越大表示无线电信号越强，实验装置如图(a)所示，实验过程及现象如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。 (1)分析比较图(b)、(c)、(d)的信息及相关条件可初步得出：强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上，　在物体表面材料相同的情况下，频率越高，接收到反射回来的无线电信号越强　。  (2)分析图(b)和(e)的信息及相关条件可初步得出：强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上，　频率相同，反射面的材料不同，接收到反射回来的无线电信号强弱不同　。  20.学习了“能量转移的方向性”后，小明和小芳想设计一个实验来研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏。他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两只烧瓶中的水温，观察水温随时间变化的情况。 (1)为保证实验的准确性，实验前除了要取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温度变化的其他因素，即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和　水的质量　相同。  (2)按实验步骤操作，他们实验时测得的数据如下： 时间t/min 0 10 20 30 40 … 150 180 泡沫塑料组水温T1/℃ 80 64 55 50 41 … 21 20 棉絮组水温T2/℃ 80 55 43 32 28 … 20 20 分析数据可知，他们实验时的室内温度是　20　℃，经过40 min，泡沫塑料包着的烧瓶中水温降低了　39　℃，而棉絮包着的烧瓶中水温降低了　52　℃，由此可以得出的实验结论是　泡沫塑料保温性能好　。  (3)除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用　降低相同的温度时，观察所用时间的多少　的方法来比较这两种材料的保温性能。  四、计算与推导题(第21题5分，第22题7分，第23题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分) 21.位于连云港市海滨的田湾核电站，至今已有两台机组先后并网发电。 (1)先期并网发电的两台机组年发电量约为1.6×1010 kW·h，这些电能相当于市内新海电厂完全燃烧多少吨标准煤放出的能量(标准煤的热值为3.0×107 J/kg)？ (2)与新海电厂的火力发电相比，核能发电具有哪些优点(说出两点即可)？ 解：(1)Q＝1.6×1010 kW·h＝1.6×1010×3.6×106 J＝5.76×1016 J，m＝＝1.92×109 kg＝1.92×106 t。 (2)污染小、原料足、成本低等。(任答两点即可) 22.打开收音机，当你把频调到101.1 MHz时，你将听到宜春无线广播电台的即时节目。请问： (1)宜春无线广播电台发射的电磁波的波长是多少？(结果精确到1 m) (2)如果发射台的功率足够大，那么宜春无线广播节目能传到月球吗？为什么？需要多少时间(月球到地球的距离约为3.81×108 m)？ (3)如果我们把收音机放到月球上，站在收音机附近的宇航员能听到正在播放的节目吗？为什么？ 解：(1)因为波速c＝λf，所以波长λ＝≈3 m。 (2)能传到月球。原因：收音机发射的是无线电波，属于电磁波，电磁波的传播不需要介质，如果发射台的功率足够大，宜春无线广播节目能传到月球。由v＝可得，t＝＝1.27 s。 (3)因为月球上是真空，而真空不能传声，所以把收音机放到月球上，站在收音机附近的宇航员不能听到正在播放的节目。 23.如图所示，卫星采用太阳能作为供电能源，蓄电池作为储能装置，卫星上电器均由蓄电池供电，相关数据如下： ①太阳能电池板接受到的太阳光辐射功率1 000 W/m2；其光电转化效率25%，将电能存储到蓄电池的效率为80%； ②卫星上电器设备正常工作时电功率为2 000 W，在地球阴影区为了维持设备正常工作，还需要再开启电加热，加热功率1 600 W； ③绕地球一圈运动过程中，1.2 h被太阳照射，0.4 h处于地球阴影区。求： (1)若卫星绕地球运行的速度为7.5 km/s，卫星1 min通过的路程为多少千米？ (2)每次经过地球阴影区，卫星需要消耗多少电能？ (3)若不考虑蓄电池供电时的能量损失，为了满足卫星长时间正常工作，太阳能电池板有效面积至少为多大？ 解：(1)若卫星绕地球运行的速度为7.5 km/s，卫星1 min＝60 s通过的路程 s＝vt＝7.5 km/s×60 s＝450 km。 (2)每次经过地球阴影区，卫星需要消耗电能W2＝Pt＝(2 kW＋1.6 kW)×0.4 h＝1.44 kW·h。 (3)由题知，绕地球一圈运动过程中，1.2 h被太阳照射，0.4 h处于地球阴影区，若不考虑蓄电池供电时的能量损失，为了满足卫星长时间正常工作，设太阳能电池板有效面积至少为S，则有W总电＝W太×25%×80%，即2 kW×1.2 h＋1.44 kW·h＝1 kW/m2×S×1.2 h×25%×80%，解得S＝16 m2。 学科网（北京）股份有限公司 $