第二十一章 能源、材料与社会 单元练 2026-2027学年沪科版物理九年级全一册

**基本信息** 本单元卷聚焦“能源、材料与社会”，结合2024年导弹发射、2025年“人造太阳”等科技前沿及生活实例，覆盖能量转化与守恒、材料特性、能源分类等核心知识，适配初中物理单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|能量转化、材料特性、能源利用|结合导弹发射（第3题）、电动汽车发电辨别（第10题），考查科学推理与质疑创新| |填空题|5题|内能改变、热值、能量守恒|融入“人造太阳”稳态运行（第15题），强化能量观念| |实验题|1题|电路能量转化、故障分析|跨学科实践制作调光台灯（第16题），培养科学探究能力| |综合题|3题|能量计算、电机能量转化、电路安全|机械狗（第17题）、电动自行车（第18题）等真实情境，提升问题解决与社会责任意识|

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．木材是大自然赐予人类的重要资源，它有着密度小、易加工、耐腐蚀、导热性差等特点。下列选项中，主要利用木材导热性差这一特点的是（　　） A．用木材雕刻人像 B．燃烧木材取暖 C．用木材制成锅铲的手柄 D．用木材制作龙舟 2．下列关于能量守恒和转化的说法正确的是（    ） A．风力发电，说明电能可以凭空产生 B．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能 C．燃油汽车行驶，说明燃料的化学能全部转化为机械能 D．摩擦双手变热，说明内能可以转化为机械能 3．2024年9月25日，中国成功发射一发携载训练模拟弹头洲际弹道导弹至12000公里外的太平洋预设区域，这次成功的试射，彰显了我国在战略导弹领域的技术实力和战略打击能力。说法正确的（　　） A．导弹燃料的化学能全部转化为导弹的机械能 B．导弹的发动机效率不能达到100% C．导弹的燃料燃烧得越充分，热值越大 D．导弹整个飞行过程不遵守能量守恒定律 4．生活无处不物理，用与头发摩擦过的塑料直尺靠近碎纸屑，发现碎纸屑被吸引。下列说法正确的是（　　） A．塑料直尺与头发摩擦的过程中发生了原子的转移 B．塑料直尺由于摩擦而创造了电荷 C．塑料直尺与头发摩擦后带电，能吸引轻小物体 D．塑料直尺与碎纸屑都属于导体 5．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变 B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少 C．能量在转化和转移过程中，其总量会不断增加 D．能量的转化和转移没有方向性 6．如图所示，关于能量转化图说法不正确的是 （　　） A．燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能 B．水电站里水轮机带动发电机发电，电转化为机械能 C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能 D．能量转化是非常普遍的现象，各种形式的能量可以在一定条件下相互转化 7．关于能源的利用和环境保护，下列说法错误的是（　　） A．太阳能是一种清洁能源，可直接利用且取之不尽 B．煤、石油、天然气属于不可再生能源 C．核电站是利用核裂变释放的能量发电的 D．大量使用化石能源不会对环境造成污染 8．我国科技创新能力日益凸显，各种新材料、新技术等科技成果不断涌现。下列说法正确的是（　　） A．我国歼-20的表面涂有吸波材料，能够吸收雷达发射的超声波 B．我国新一代宇航服包含多层隔热材料，能有效减少热传递 C．我国高铁采用了密度小的玻璃纤维复合材料，在增加质量的同时提升强度 D．神舟载人飞船返回舱外部采用的烧蚀材料，在高温下熔化、蒸发过程中放热 9．下列事物出现的先后顺序排列正确的是（　　） A．石器、金属铜、青铜器、铁 B．石器、青铜器、金属铜、铁 C．青铜器、石器、金属铜、铁 D．青铜器、铁、石器、金属铜 10．智能手机带给我们海量信息，这些信息是否科学就需要我们用所学知识去辨别。例如图是某视频的截图，它展示了“在水平路面匀速行驶的电动汽车车顶上安装有4组风力发电机，车边跑边发电，能够大幅提升续航能力”的做法，下列网友的评论你认为最科学的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 11．汽车发动机工作时将燃料燃烧放出的内能转化为______能；此过程中，能量的总量______（选填“变大”“变小”或“不变”）。工作一段时间后，油箱中剩余燃料的热值______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 12．2024年9月25日，我国成功发射了一枚洲际弹道导弹。导弹从地面向上发射过程中，其外壳与大气摩擦后温度升高，这是通过__________的方式增大了导弹外壳的内能；导弹主要使用液态氢作为燃料，主要是因为该燃料具有较大的__________。燃料燃烧时将燃料的__________能转化为内能； 13．题图甲、乙所示分别是我国研发出的首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车。甲车是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的_______能转化为机械能；乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将_______能转化为电能。 14．嫦娥六号返回器返回过程采用了“半弹道跳跃式返回”，俗称“打水漂”。如图，返回器从A点首次进入大气层后，调整返回器姿态，使其在大气阻力的作用下被弹起，从B点离开大气层，达到最高点之后再次从C点进入大气层，A、C两点处于大气层边缘的等高线上。则A点的速度________（填“大于”“小于”或“等于”）C点的速度，请从能量转化的角度分析原因：______________________。 15．2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能先转化为内能，最终转化为电能，在能量转化和转移的过程中，能量的总量______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 三、实验题 16．跨学科实践 制作简易调光台灯模型 调光台灯因能根据需求调节亮度，成为居家常用电器。同学们组建项目小组，遵循“项目提出、项目分析、项目实施、展示交流”的学习流程，研究了串联电路的分压原理，收集材料（如干电池组、滑动变阻器、小灯泡、开关、导线等），组装了如图所示的简易调光台灯模型。 实验时，用导线依次连接干电池组、滑动变阻器、小灯泡和开关，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，观察到小灯泡的亮度能随滑片位置变化而变化。滑片向某一方向移动时，小灯泡变亮；向相反方向移动时，小灯泡变暗，初步实现了“调光”功能。 (1)简易调光台灯工作过程的能量转化情况为：______→______→内能和光能。 (2)在某次测试时，发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，出现这种现象的原因可能是______。（答出一条即可） (3)在展示交流环节，同学们发现台灯调光时存在亮度调节范围小的问题。请你帮助他们提出一个可以增大亮度调节范围的可行性措施：______。 四、综合题 17．如图所示是我国自主研制的机械狗，它是基于仿生学的四腿仿生机器人，在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。 (1)内置电机驱动机器狗奔跑时，主要将电能转化为（　　） A．机械能 B．化学能 C．内能 (2)若该款机器狗快充功率为300W，正常充电0.3h，消耗电能为________kW·h。充电时电池发热，是通过__________方式改变电池内能。 18．如图甲所示为一辆电动自行车，它轻便、节能、环保，深受人们的喜爱。只要将图甲中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。图乙是电动车的充电插口，内有金属插脚，在使用过程中绝不能拿金属、手等去触碰。图丙是电动车的局部电路图，其中控制器是指电动车中利用蓄电池工作的所有用电器。图丁是手刹，在刹车时有一部分能量可以通过发电机回收并储存在蓄电池内。 (1)当旋转车钥匙后车子就通电，此处的“旋转车钥匙”相当于______开关。给电动车充电时，蓄电池相当于______（选填“电源”或“用电器”）。电动车左、右转向灯的连接方式是______（选填“串联”或“并联”）。 (2)如果金属同时接触到充电插口的两个金属插脚，可能会造成______（选填“蓄电池”或“控制器”）损坏。如果人体触碰蓄电池两极，人将______（选填“有”或“无”）危险。 (3)该电动车具有能量回收系统，刹车时，车子的______能转化为电能回收并最终储存在蓄电池内。 19．小明同学家自来水的温度为15℃，他洗澡时把燃气热水器的温度设定为40℃。已知他洗澡用了的恒温热水。如果燃气热水器的效率是80%，水的比热容为，在标准状态下，天然气的热值q取。 (1)燃气燃烧过程中的能量转化情况是______。燃气热水器是通过______的方式增加了水的内能，使水的温度升高。 (2)小明洗澡用水吸收了多少热量？（水的密度为） (3)天然气完全燃烧放出了多少热量？（保留两位有效数字） (4)小明这次洗澡消耗了多少天然气？ 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 C B B C A B D B A C 1．C 【详解】A．用木材雕刻人像，是因为木材易加工，不是利用导热性差，故A不符合题意； B．燃烧木材取暖，是利用木材具有可燃性，燃烧木材放出热量的特点，不是利用导热性差，故B不符合题意； C．锅铲在使用过程中，因为金属部分的锅铲头部要接触高温的锅，金属部分的锅铲头部变热，木材的导热性差，能够阻止大部分的热量传递到手上，避免手被烫伤，主要利用了木材的导热性差的特点，故C符合题意； D．用木材制作龙舟，因为木材的密度小并且木材容易加工的特点，不是利用导热性差，故D不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．能量不能凭空产生，也不会凭空消灭，总是由一种能量转化为另一种能量，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能的总量保持不变，故A错误； B．燃料燃烧时温度升高，所以是得到了内能，故是化学能转化为内能，故B正确； C．燃油汽车行驶，燃料的小部分化学能转化成了机械能，大部分能量以尾气的形式散失，热机效率在35%左右，故C错误； D．摩擦双手变热，克服摩擦做功，是将机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】AB．导弹燃料的化学能不可能全部转化为导弹的机械能，例如燃料燃烧时会加热附近空气，会转化为空气的内能，故导弹的发动机效率不可能达到100%，故A错误，B正确； C．燃料的热值仅与燃料的种类有关，与其是否完全燃烧、质量等无关，故C错误； D．导弹整个飞行过程，能量不管是转移还是转化必然遵守能量守恒定律，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】A．塑料直尺与头发摩擦的过程中发生了电子的转移，并非原子的转移，故A错误； B．摩擦起电的实质是电荷的转移，而不是创造了电荷，故B错误； C．用与头发摩擦过的塑料直尺靠近碎纸屑，碎纸屑被吸引，这表明塑料直尺与头发摩擦后带电，塑料直尺能吸引轻小物体，符合带电体具有吸引轻小物体的性质，故C正确； D．塑料直尺不容易导电，属于绝缘体，碎纸屑不容易导电，也属于绝缘体，故D错误。 故选C。 5．A 【详解】ABC．根据能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而在转化和转移的过程中，其总量保持不变，故A正确，BC错误； D．能量的转化和转移是具有方向性的，比如热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体，故D错误。 故选A。 6．B 【详解】A．燃料燃烧时发光、发热，将存储的化学能转化为光能和内能，故A正确，不符合题意； B．水电站里水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，故B错误，符合题意； C．植物吸收太阳光进行光合作用，将光能（或太阳能）转化为化学能，供植物生长，故C正确，不符合题意； D．自然界中有各种不同形式的能量，不同形式的能量在一定条件下都可以相互转化，所以，能量转化是自然界中非常普遍的现象，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】A．太阳能清洁无污染，太阳能取之不尽是可再生能源，可直接利用。故A正确，不符合题意； B．煤、石油、天然气消耗后，短时间在地球的储量不可能增加，属于不可再生能源。故B正确，不符合题意； C．核电站是利用可控的核裂变释放的能量发电的，故C正确，不符合题意； D．大量使用化石能源会产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物，对环境造成严重污染，如温室效应、酸雨等。故D错误，符合题意。 故选D。 8．B 【详解】A．歼-20的吸波材料是吸收雷达发射的电磁波，用来降低雷达反射信号，实现隐身效果，故A错误； B．多层隔热材料可以有效减少热传递，从而起到隔热保温的作用，故B正确； C．玻璃纤维复合材料的特点是密度小、强度高，使用它是为了在减轻质量的同时提升强度，故C错误； D．烧蚀材料在高温熔化、蒸发过程中是吸热，从而带走热量，保护返回舱，故D错误。 故选B。 9．A 【详解】人类社会发展先后经过石器时代，青铜时代，铁器时代。青铜是人类学会从矿石中冶炼铜，并加入锡而制成的。因此人类社会器物出现先后顺序排列：石器、金属铜、青铜器、铁。故A正确，BCD错误。 故选A。 10．C 【详解】A．电动汽车电池容量有限，行驶中需持续消耗电能，无法“用不完”。故A不符合题意； B．汽车靠电机驱动，风力发电机仅发电，无法直接提供推力。 故B不符合题意； C．行驶中空气阻力随速度增加，发电机发电功率远低于增加的阻力做功，实际会缩短续航。 故C符合题意； D．电池可同时放电和充电（如制动能量回收），但需满足能量净输入，否则会因损耗导致续航下降。故D不符合题意。 故选C。 11． 机械 不变 不变 【详解】[1][2]汽车发动机工作时，燃料燃烧释放的内能转化为机械能，用于驱动汽车运动。根据能量守恒定律，内能转化为机械能的过程中，能量的总量保持不变。 [3]热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，工作一段时间后，油箱中剩余燃料的热值不变。 12． 做功 热值 化学 【详解】[1]导弹从地面向上发射过程中，其外壳克服摩擦做功产生大量的热量，使外壳温度升高，内能增大。 [2]导弹主要使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有较大的热值，和其它燃料相比，完全燃烧相同质量的液态氢放出的热量更多，为导弹飞行提供更多的能量。 [3]燃料燃烧时，消耗燃料的化学能，得到内能，因此是将燃料的化学能转化为内能。 13． 内 太阳 【详解】[1]对于甲汽车：题目中提到甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力。压缩空气具有较大的内能，在推动活塞做功的过程中，空气的内能减少，汽车获得了机械能，所以这种车在开车时将空气的内能转化为机械能。 [2]对于乙汽车：已知乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器。而光电转换器的作用是将光能转化为电能，这里的光能主要来源于太阳，所以它可将太阳能转化为电能。 14． 大于 A至B过程中，返回器与空气摩擦，会将机械能转化为内能，因此返回器机械能减小 【详解】[1][2]返回器从A点运动到C点的过程中，由于要克服大气阻力做功，导致返回器的机械能总量减少。又因为A、C两点高度相同，重力势能相等，根据机械能=动能+重力势能，在重力势能不变的情况下，机械能减少则动能减少，而动能的大小与物体的质量和速度有关，返回器质量不变，动能减少则速度减小，所以A点的速度大于C点的速度。 15．不变 【详解】根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在能量的转化和转移过程中，能量的总量始终保持不变。 16．(1) 化学能 电能 (2)见解析 (3)选用最大阻值更大的滑动变阻器 【详解】（1）[1][2]简易调光台灯工作过程干电池给灯泡提供电能，此过程干电池储存的化学能转化为电能，小灯泡通电发光，电能转化为内能和光能。所以简易调光台灯工作过程的能量转化情况为：化学能→电能→内能和光能。 （2）要利用滑动变阻器调节灯的亮度，实验中滑动变阻器与小灯泡串联，若测试中发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，则可能原因有：小灯泡短路，无电流通过灯泡，灯泡不发光；串联电路中任一处发生断路，无电流通过灯泡，灯泡不能发光。 （3）同一只灯泡，通过的电流越大，灯越亮。要增大亮度调节范围，则需使通过灯泡的电流变化范围更大，可以在电路中换一个最大阻值更大的滑动变阻器，在电源电压一定时，能使电路中的电阻变化范围更大，电路中的电流变化范围更大。 17．(1)A (2) 0.09/ 做功 【详解】（1）电机驱动机器狗奔跑，目的是获得运动的机械能，因此工作时主要将电能转化为机械能，故选A。 （2）[1]消耗的电能为 [2]改变内能的方式有做功和热传递两种，充电时电池发热，是电流做功将电能转化为电池的内能，属于做功改变内能。 18．(1) 闭合 用电器 并联 (2) 蓄电池 有 (3)机械/动 【详解】（1）[1]当把车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，这说明“旋转车钥匙”后能使车子的电路中有电流通过，故“旋转车钥匙”相当于闭合开关。 [2]给电动车充电时，将电能转化为化学能存储起来，故此时蓄电池相当于用电器。 [3]由生活经验可知，电动车的左、右转向灯可以独立工作，互不影响，故它们是并联的。 （2）[1]若用金属同时接触到充电插口的两个金属插脚，此时相当于不经过用电器直接将蓄电池两极用导线连通，会造成蓄电池短路。 [2]人体的安全电压是不高于36V，由图丙可知，蓄电池的供电电压为48V，大于36V，如果人体触碰蓄电池两极，人将有危险。 （3）刹车时车辆的速度减小，机械能减小，通过能量回收系统将机械能转化为电能，存储在蓄电池中。 19．(1) 燃气的化学能转化为内能 热传递 (2) (3) (4) 【详解】（1）[1]燃气通过燃烧，将化学能转化为内能，同时放热。 [2]改变内能的方式有两种，做功和热传递，热水器直接加热水使水温升高，是热传递。 （2）由可得，小明洗澡所用热水的质量 水吸收的热量 （3）天然气完全燃烧释放的热量 （4）由可得，消耗天然气的体积 学科网（北京）股份有限公司 $