第二十一章 能源、材料与社会 本章总结 2026-2027学年沪科版九年级物理全一册

**基本信息** 聚焦九年级物理第二十一章“能源、材料与社会”，融合“碳达峰”“华为芯片”等时代情境，适配单元复习，强化能量观念与科学态度。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|15题|能源分类（第1题）、能量转化（第3题）、材料特性（第8题）|结合“碳达峰”（第1题）、纳米技术（第2题）等前沿素材，考查物理观念| |填空题|5题|能量转化（第16题）、能源利用（第19题）|以电动汽车能量回收（第16题）等生活实例，体现科学态度| |计算题|2题|能量计算（第21题）、光伏温室（第22题）|第22题综合考查能量转化效率，强化科学思维与探究能力|

2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第二十一章 能源、材料与社会 本章总结 一、单选题 1．人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。为了保护地球这个人类共同的家园，下列能源中哪一种是我们更应该去积极开发和利用的？（　　） A．煤 B．石油 C．天然气 D．太阳能 2．关于纳米，下列说法错误的是（   ） A．纳米是一个长度单位，符号为nm B．人们在纳米尺度内发现很多新的现象，给技术带来很多新进展 C．纳米技术是现代科学技术的前沿，我国在这方面的研究具有世界先进水平 D．所有的高科技产品都与纳米技术有关 3．下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．燃料燃烧时发热 B．用热水袋取暖 C．钻木取火 D．电动机带动水泵把地下水送到地面 4．近年来，我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就，下列说法正确的是（　　） A．光纤通信，是利用激光在纤维材料中多次反射传输信息的 B．量子计算机中的电子器件都是由超导体制成 C．新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作原理与热机的工作原理相同 D．水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用 5．关于能量转化说法中正确的是（　　） A．摩擦生热，内能转化为机械能 B．电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能 C．汽油机的做功冲程中，内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，化学能转化为光能 6．自由运动的滚摆，每次上升的高度逐渐减小，下列说法正确的是（ ） A．机械能守恒 B．能量正在消失 C．只存在动能和重力势能相互转化 D．减少的那部分机械能转化为内能，但总的能量守恒 7．一物体在沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中（    ） A．物体的动能转化为重力势能 B．物体的重力势能转化为动能 C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能转化为内能 8．科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是（　　） A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体 9．风能是一种清洁无污染的可再生能源，风力发电中的能量转化是 A．内能转化为机械能 B．电能转化为机械能 C．机械能转化为电能 D．电能转化为内能 10．从核能到电能，下列能量转化过程中正确的途径是（　　） A．核能→内能→电能 B．核能→机械能→内能→电能 C．核能→内能→机械能→电能 D．核能→电能 11．我国在太空航天领域处于世界领先水平。人造地球卫星在大气层外环绕地球运行时，不受空气阻力，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列关于关于人造地球卫星的机械能的说法中，正确的是（　　） A．卫星在大气层外运行时，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒 B．卫星从远地点向近地点运动时势能减小，动能增大，速度减小 C．卫星从近地点向远地点运动时势能减大，动能增小，速度增大 D．卫星绕地球运行的过程中，不受力的作用 12．如图所示的物体中，全部是由绝缘材料制成的是（　　） A．移动电话 B．电工手套 C．照相机 D．电池 13．下列关于材料及其应用的说法中正确的是（　　） A．现代计算机中CPU元件不需要应用半导体材料 B．纳米材料在力、热、电、光、磁等方面表现出很多特殊性能 C．铜、铁、陶瓷、玻璃都属于导体 D．若用超导材料来输电，则不能节约能源和材料 14．“新材料”是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会的进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”的描述错误的是（　　） A．“纳米材料”是指材料的几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料 B．“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片 C．“超导材料”可以应用于任何用电器并使其效率提高 D．“超导材料”“半导体材料”和“纳米材料”都属于新材料 15．有关能量守恒定律，下列说法正确的是（   ） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．能量守恒定律只适用于能量转化过程 C．“摩擦生热”是创造了热，它符合能量守恒定律 D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减 二、填空题 16．国产新型电动汽车具有各种“超能力”，其中“能量回收装置”是在踩下制动踏板时，通过对电路的控制，使驱动电动机变为发电机，以发电机发电产生的阻力来制动，此时将___能转化为电能，再将电能转化为____能储存在蓄电池里，为汽车提供后续运动的能量，有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了______。 17．用铝壶烧开水，壶中的水蒸气将壶盖顶起来，这是消耗水蒸气的_____能对外做功，将水蒸气的_______能转化成壶盖的_______能． 18．流星在大气层中划过时，会发出耀眼的光，在这个过程中，流星克服与空气的摩擦做功，使流星的___________能增加，能量总和___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 19．人类生存离不开能源．在煤炭、石油、太阳能、水能中，属于不可再生能源的是 _____；属于洁净能源的是 _____．自然界中，有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们在发展生产、丰富人们物质生活的同时，还要注意 _____． 20．碳纳米管是迄今为止发现的力学性能最好的材料之一，清华大学魏飞团队近日成功制造出世界上最长的、单根长度达半米以上的碳纳米管，其直径只有1.4nm，5万个这种碳纳米管并排起来只有一根头发丝那么粗，则每根这种碳纳米管的直径约等于_________m． 三、计算题 21．从210 m处自由下落的雨滴，如果下落过程中重力对它做功的40％用来增加雨滴的内能，它落到地面时，温度升高了多少？（取g＝10 N/kg） 22．“智能光伏温室”是通过太阳能发电为温室提供能源的新系统，其能源系统由太阳能电池板、储能电池及用电设备组成。太阳能电池板的光电转化效率是，日均有效光照时间是5h，晴天时的光照强度；LED补光灯每天工作6h（补充光照），其功率为；恒温加热器每天工作8h（维持恒温），其功率：灌溉水泵每次工作，消耗电能，每日运行2次。晴天时，太阳能电池板需同时为当日用电供电，并为储能电池充电，以确保园区能满足至少连续3个阴雨天的用电需求。假设阴雨天光伏电池不工作，园区所需电能全部由储能电池供给，储能电池充电效率为、放电效率为，不计其他能量损失，则： (1)该生态园一天的用电量是多少kW⋅h？（不含给储能电池充电消耗的电能） (2)储能电池至少需要储存多少kW⋅h的电能才能满足连续3个阴雨天的用电需求？ (3)太阳能电池板一天需要为园区至少输出多少kW⋅h的电能才能满足设计要求？ (4)若园区可用屋顶面积为80m2，至少还需要扩建多大面积的地面太阳能电池板？ 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第二十一章 能源、材料与社会 本章总结 一、单选题 1．人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。为了保护地球这个人类共同的家园，下列能源中哪一种是我们更应该去积极开发和利用的？（　　） A．煤 B．石油 C．天然气 D．太阳能 【答案】D 【详解】为了保护地球这个人类共同的家园，我们应当积极开发新能源、清洁型能源，煤、石油、天然气属于化石能源，污染型能源；太阳能属于新能源、清洁型能源。 故选D。 2．关于纳米，下列说法错误的是（   ） A．纳米是一个长度单位，符号为nm B．人们在纳米尺度内发现很多新的现象，给技术带来很多新进展 C．纳米技术是现代科学技术的前沿，我国在这方面的研究具有世界先进水平 D．所有的高科技产品都与纳米技术有关 【答案】D 【详解】纳米是一个长度单位，符号nm。纳米技术是现代科学技术的前沿之一，我国在这方面的研究具有世界先进水平，人们在纳米尺度内发现很多新的现象，给技术带来很多新进展，但并非所有的高科技产品与纳米技术有关，ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 3．下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．燃料燃烧时发热 B．用热水袋取暖 C．钻木取火 D．电动机带动水泵把地下水送到地面 【答案】B 【详解】A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，属于能量的转化，故A不符合题意； B．用热水袋取暖，是热传递过程，内能从热水袋转移到其它物体向上，属于能量的转移，故B符合题意； C．钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意； D．电动机带动水泵把地下水送到地面，电动机工作时将电能转化为机械能，属于能量的转化，故D不符合题意。 故选B。 4．近年来，我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就，下列说法正确的是（　　） A．光纤通信，是利用激光在纤维材料中多次反射传输信息的 B．量子计算机中的电子器件都是由超导体制成 C．新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作原理与热机的工作原理相同 D．水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用 【答案】A 【详解】A．光纤通信是以光波作为信息载体，利用激光在纤维材料中多次反射传输信息的，故A正确； B．量子计算机中的电子器件都是由半导体材料制成的，故B错误； C．新能源汽车的动力部件是蓄电池，工作时电能转化为机械能，内燃机工作时内能转化为机械能，故C错误； D．水力、风力、利用的是水能、风能，属于可再生能源，火力发电利用的是煤炭的内能，煤炭属于不可再生资源，故D错误。 故选A。 5．关于能量转化说法中正确的是（　　） A．摩擦生热，内能转化为机械能 B．电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能 C．汽油机的做功冲程中，内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，化学能转化为光能 【答案】B 【详解】A．摩擦生热，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A错误； B．电动机带动水泵把水送到高处，是电能转化为机械能，故B正确； C．汽油机的做功冲程中，燃烧将化学能转化为内能，高温高压气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C错误； D．植物吸收太阳光进行光合作用时，把太阳光的光能转化为化学能，故D错误。 故选B。 6．自由运动的滚摆，每次上升的高度逐渐减小，下列说法正确的是（ ） A．机械能守恒 B．能量正在消失 C．只存在动能和重力势能相互转化 D．减少的那部分机械能转化为内能，但总的能量守恒 【答案】D 【详解】从放开滚摆到停止运动过程中，滚摆每次上升过程中质量不变，由于滚摆和空气之间存在摩擦，一部分机械能要转化为内能，机械能减小，所以机械能不守恒，但能量并未因此而消失，而是转化为了内能，即总的能量是守恒的。故ABC错误，D正确。 故选D。 7．一物体在沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中（    ） A．物体的动能转化为重力势能 B．物体的重力势能转化为动能 C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能转化为内能 【答案】D 【详解】物体沿粗糙的斜面匀速下滑时，速度不变，则动能不变，高度在减小，所以重力势能在减小，在下滑过程中要克服摩擦力做功，所以机械能是减小的，摩擦生热，则机械能转化为内能，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是（　　） A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体 【答案】B 【详解】芯片主要是由半导体材料制成的。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．风能是一种清洁无污染的可再生能源，风力发电中的能量转化是 A．内能转化为机械能 B．电能转化为机械能 C．机械能转化为电能 D．电能转化为内能 【答案】C 【详解】自然界中的能量都以各种形式的能储存起来，在一定条件下可以相互转化，风力发电时，风带动风车转动，将风车的机械能转化为电能，故只有C符合题意，故选C． 10．从核能到电能，下列能量转化过程中正确的途径是（　　） A．核能→内能→电能 B．核能→机械能→内能→电能 C．核能→内能→机械能→电能 D．核能→电能 【答案】C 【详解】根据核能发电的过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水的内能→机械能→电能；故选C． 11．我国在太空航天领域处于世界领先水平。人造地球卫星在大气层外环绕地球运行时，不受空气阻力，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列关于关于人造地球卫星的机械能的说法中，正确的是（　　） A．卫星在大气层外运行时，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒 B．卫星从远地点向近地点运动时势能减小，动能增大，速度减小 C．卫星从近地点向远地点运动时势能减大，动能增小，速度增大 D．卫星绕地球运行的过程中，不受力的作用 【答案】A 【详解】A．人造地球卫星在大气层外环绕地球运行时，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒，故A正确； B．卫星从远地点向近地点运动时重力势能转化为动能，势能减小，动能增大，速度增大，故B错误； C．卫星从近地点向远地点运动时动能转化为重力势能，势能减大，动能增小，速度减小，故C错误； D．卫星绕地球运行的过程中，受到地球的引力，故D错误。 故选A。 12．如图所示的物体中，全部是由绝缘材料制成的是（　　） A．移动电话 B．电工手套 C．照相机 D．电池 【答案】B 【详解】移动电话、照相机和电池上面都有金属的部分，这部分是导体，而电手套上的材料都是绝缘的，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 13．下列关于材料及其应用的说法中正确的是（　　） A．现代计算机中CPU元件不需要应用半导体材料 B．纳米材料在力、热、电、光、磁等方面表现出很多特殊性能 C．铜、铁、陶瓷、玻璃都属于导体 D．若用超导材料来输电，则不能节约能源和材料 【答案】B 【详解】A．现代计算机中CPU元件需要应用半导体材料，故A错误； B．纳米技术是纳米尺度内的科学技术，纳米材料具有某些特殊性能，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同，故B正确； C．一般情况下，铜和铁是导体，陶瓷和玻璃是绝缘体，故C错误； D．由于超导体没有热效应，所以在高压输电线上是很好的材料，可以节约能源，故D错误。 故选B。 14．“新材料”是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会的进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”的描述错误的是（　　） A．“纳米材料”是指材料的几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料 B．“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片 C．“超导材料”可以应用于任何用电器并使其效率提高 D．“超导材料”“半导体材料”和“纳米材料”都属于新材料 【答案】C 【详解】A．纳米是很小的长度单位，“纳米材料”是几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料，故A正确，不符合题意； B．“半导体材料”具有一些特殊的电学性质，广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片，故B正确，不符合题意； C．“超导材料”的电阻为零，不会产生热量，不能用于制作利用电流热效应工作的电器，故C错误，符合题意； D．“超导材料”“半导体材料”和“纳米材料”相对传统材料而言，都属于新材料，故D正确，不符合题意。 故选C。 15．有关能量守恒定律，下列说法正确的是（   ） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．能量守恒定律只适用于能量转化过程 C．“摩擦生热”是创造了热，它符合能量守恒定律 D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减 【答案】D 【详解】A．能量守恒定律适用于所有形式的能量转化与转移，而不仅限于机械能与内能的转化，故A错误； B．能量守恒定律既适用于能量转化（如机械能转化为内能），也适用于能量转移（如热传递），故B错误； C．“摩擦生热”是机械能转化为内能的过程，能量未被创造，只是形式改变，因此前半句错误，但整个结论正确的前提不成立，故C错误； D．根据能量守恒定律，宇宙中的总能量保持不变，既不会增加也不会减少，故D正确。 故选D。 二、填空题 16．国产新型电动汽车具有各种“超能力”，其中“能量回收装置”是在踩下制动踏板时，通过对电路的控制，使驱动电动机变为发电机，以发电机发电产生的阻力来制动，此时将___能转化为电能，再将电能转化为____能储存在蓄电池里，为汽车提供后续运动的能量，有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了______。 【答案】 机械 化学 能量守恒定律 【详解】汽车运动具有机械能，驱动电动机变为发电机发电，是将汽车的机械能转化为电能。电能储存在蓄电池里的过程是蓄电池的充电过程，将电能转化为化学能储存。 汽车行驶过程中会受到摩擦、空气阻力等作用，部分能量会转化为内能散失，无法实现能量的完全循环利用，永远运动下去的想法违背了能量守恒定律。 17．用铝壶烧开水，壶中的水蒸气将壶盖顶起来，这是消耗水蒸气的_____能对外做功，将水蒸气的_______能转化成壶盖的_______能． 【答案】 内 内 机械 【详解】水烧开以后，水蒸气对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，水蒸气的内能减少，温度降低． 18．流星在大气层中划过时，会发出耀眼的光，在这个过程中，流星克服与空气的摩擦做功，使流星的___________能增加，能量总和___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 内 减小 【详解】[1][2]流星体进入地球大气层，并克服它与空气的摩擦做功，机械能转化为内能，流星的内能增大，由于克服摩擦做了功，故流星的总能量减小了。 19．人类生存离不开能源．在煤炭、石油、太阳能、水能中，属于不可再生能源的是 _____；属于洁净能源的是 _____．自然界中，有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们在发展生产、丰富人们物质生活的同时，还要注意 _____． 【答案】 煤炭、石油 太阳能、水能 开发和利用新能源 或者 节能或提高能效 【详解】（1）在自然界中的能源有很多种，像煤炭、石油等化石能源是在短期内自然界无法得到补充的，故这些能源是不可再生能源；对于太阳能、水能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源． （2）自然界中，有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们在发展生产、丰富人们物质生活的同时，还要注意节约． 【点睛】此题考查了可再生能源和不可再生能源的特点，是一道基础题；能源问题是当今社会的热点，我们都要从自身做起，节约能源，珍惜资源． 20．碳纳米管是迄今为止发现的力学性能最好的材料之一，清华大学魏飞团队近日成功制造出世界上最长的、单根长度达半米以上的碳纳米管，其直径只有1.4nm，5万个这种碳纳米管并排起来只有一根头发丝那么粗，则每根这种碳纳米管的直径约等于_________m． 【答案】1.4×10-9 【详解】本题考查单位换算。长度单位的进率1nm=10-9m，所以1.4nm=1.4×10-9m 三、计算题 21．从210 m处自由下落的雨滴，如果下落过程中重力对它做功的40％用来增加雨滴的内能，它落到地面时，温度升高了多少？（取g＝10 N/kg） 【答案】0.2℃ 【分析】解答本题的关键是,雨滴从高处下落时重力做的功W，其中40％转化为雨滴的内能Q，列出等式Q＝40％W．根据雨滴下落过程中重力对它做的功为W＝mgh,转化为雨滴的内能为Q＝cmΔt，其中c为水的比热容，m为雨滴的质量，h为雨滴的下落的高度，Δt为雨滴升高的温度，由Q＝40％W，即得cmΔt＝40％mgh,找到了等量关系即可求解． 【详解】重力做的功为：W= mgh 转化为雨滴的内能为：Q＝cmΔt 由题意得：Q=40％W 所以：cmΔt=40％mgh 即：Δt=40％mgh/cm=（40％×10 N/kg×210 m）/［4.2×103Ｊ/（kg·℃）］=0.2℃ 22．“智能光伏温室”是通过太阳能发电为温室提供能源的新系统，其能源系统由太阳能电池板、储能电池及用电设备组成。太阳能电池板的光电转化效率是，日均有效光照时间是5h，晴天时的光照强度；LED补光灯每天工作6h（补充光照），其功率为；恒温加热器每天工作8h（维持恒温），其功率：灌溉水泵每次工作，消耗电能，每日运行2次。晴天时，太阳能电池板需同时为当日用电供电，并为储能电池充电，以确保园区能满足至少连续3个阴雨天的用电需求。假设阴雨天光伏电池不工作，园区所需电能全部由储能电池供给，储能电池充电效率为、放电效率为，不计其他能量损失，则： (1)该生态园一天的用电量是多少kW⋅h？（不含给储能电池充电消耗的电能） (2)储能电池至少需要储存多少kW⋅h的电能才能满足连续3个阴雨天的用电需求？ (3)太阳能电池板一天需要为园区至少输出多少kW⋅h的电能才能满足设计要求？ (4)若园区可用屋顶面积为80m2，至少还需要扩建多大面积的地面太阳能电池板？ 【答案】(1)30kW⋅h (2)100kW⋅h (3)155kW⋅h (4)75m2 【详解】（1）该生态园一天的用电量是LED补光灯、恒温加热器和灌溉水泵消耗电能的总和。 LED补光灯一天消耗的电能 恒温加热器一天消耗的电能 灌溉水泵一天消耗的电能 该生态园一天的总用电量 （2）首先计算3个阴雨天所需消耗的总电能 储能电池放电效率为90%，储能电池至少需要储存的电能为 （3）晴天时，太阳能电池板输出的电能一部分满足当日用电，另一部分为储能电池充电。 储能电池充电所需的电能为 太阳能电池板一天需要输出的总电能为当日用电量与充电所需电能之和 （4）设太阳能电池板的总面积为。太阳能电池板接收到的太阳能转化为电能的公式为 其中，光照强度，日均有效光照时间，光电转化效率。可求得所需的总面积 已知园区可用屋顶面积为，则需要扩建的地面太阳能电池板面积为 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $