第二十一章 能源、材料与社会 单元测试卷 2026-2027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 单元测试卷 满分：100分 考试时间：90分钟 一、选择题（每小题2分，共30分） 1．【易】（2分）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 2．【易】（2分）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ） A．能量可以凭空消失 B．能量可以凭空产生 C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变 D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律 3．【易】（2分）地球上最基本、最主要的能量来源是（ ） A．风能 B．太阳能 C．煤 D．石油 4．【易】（2分）了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（ ） A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能 C．风能、水能 D．柴薪、天然气 5．【易】（2分）为了推动风能开发利用，我国规划“十四五”期间风力发电量实现翻倍。风能属于（ ） A．可再生的清洁能源 B．不可再生的清洁能源 C．可再生的非清洁能源 D．不可再生的非清洁能源 6．【易】（2分）关于新材料的说法，正确的是（ ） A．纳米材料只是缩小了物体的尺寸，在其他方面没有特殊的性能 B．利用超导体可制成发热效率更高的电热器 C．发光二极管的核心材料是由半导体制成的 D．冶炼合金是为了提高金属的密度、硬度及强度 7．【易】（2分）电热丝通常用镍铬合金或铁铬铝合金等材料制作，从导电性能看，电热丝属于（ ） A．绝缘体 B．超导体 C．半导体 D．导体 8．【易】（2分）数千年来，寻找和开发新材料造福社会是人类的核心追求之一、半导体材料的应用促进科技日新月异的发展，这意味着人类已经步入了（ ） A．石器时代 B．青铜器时代 C．铁器时代 D．“硅器”时代 9．【易】（2分）社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相关说法正确的是（ ） A．图甲：石油是可再生能源 B．图乙：核电站利用核聚变发电 C．图丙：手机利用超声波传递信息 D．图丁：二极管具有单向导电性 10．【易】（2分）目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错．误．的是（ ） A．太阳能来自太阳内部的核裂变 B．太阳能收集板将太阳能转化为电能 C．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波 D．太阳能是一种清洁，无污染的可再生能源 11．【易】（2分）（2026湖北）超临界发电是高效利用煤炭资源，使发电效率突破50%的技术。其原理是将高温高压水蒸气二次加热至温度更高后，推动汽轮发电机组发电。下列说法错误的是（ ） A．煤炭属于可再生能源 B．水蒸气二次加热后内能加大 C．汽轮机工作将机械能转化为内能 D．该技术使发电相同的情况下耗煤更少 12．【中】（2分）许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（ ） A．太阳是一个巨大的“核能火炉” B．太阳能为二次能源 C．太阳能属于可再生能源 D．太阳能清洁，无污染 13．【中】（2分）石墨烯又称单层墨，它仅由一层碳原子组成，具有许多奇特的物理属性，如能承受极大的拉力，具有优良的导电性、导热性、透光性，硬度极大，熔点超过钢铁等。石墨烯不能用来制成（ ） A．用电器的绝缘外壳 B．手机触摸屏 C．输电导线 D．坚韧的防弹衣 14．【中】（2分）生活中涉及能量转化的事例有许多。下列事例正确的是（ ） A．人运动时，糖原氧化的化学能转化为人运动的机械能和热能。 B．汽车运动时，汽油燃烧，化学能转化为势能。 C．试管中的水蒸气把橡胶塞弹出（实验时注意安全），水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化成了橡胶塞的机械能。 D．电流流过电炉丝，电流做了功，将电能转化成了电炉丝的内能。 15．【中】（2分）新材料的研发和利用极大促进了现代科技的发展，也密切影响整个人类社会生活方式的变化，下面关于各种新材料的叙述中正确的说法是（ ） A．提到纳米材料，所指的“纳米”实际上是一种很小的微粒 B．用超导材料制造的电子元件，可不必考虑元件的散热问题 C．智能手机芯片等体积的微型化得益于一种纳米材料的研发 D．计算机芯片制造所用的材料与发光二极管都是半导体材料 二、填空与作图题（每空1分，共13分） 16．【易】（4分）知识梳理是学习的一种重要方法，请将动能、能、机械能、内能填在下列知识结构图对应的序号框中。 （1）___________；（2）___________；（3）___________；（4）___________ 17．【易】（4分）如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机________（选填“能够”或“不能”）永远工作下去，因为在这一过程中会有一部分___________能转化为_________能，而能量的总量保持不变。 18．【中】（5分）核能的优点和可能带来的问题： （1）核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、 石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生_________、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较_________的能源； （2）利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的_________环境污染。 三、实验探究题（每空/每图按标注，共28分） 19．【易】（7分）如图，将苹果、二极管接入电路，闭合开关后发光二极管发光。 （1）苹果电池工作时，把能转化为电能； （2）在图的“（ ）”中标出整个水果电池两端的正极和负极； （3）图中把原发光的发光二极管两脚对调后再接入电路，开关闭合后发现二极管_______（选填“亮”、“不亮”），这现象说明：发光二极管具有性，可以用来判断电流的方向。 20．【难】（7分）西西从科普书上得知：将两种不同的导体互相焊接成闭合回路，当两个接点温度不同时，回路中就会产生电流。为了验证这个说法，她设计了如图所示的装置进行探究。 （1）把接点A 放在盛有冰水混合物的烧杯中，用酒精灯对接点B 加热时，电流表的指针发生偏转，说明电路中______（选填“有”或“无”）电流。移去酒精灯，将B 放入另一杯冰水混合物中，稳定后，电路 电流变为零，说明此回路中产生电流的条件是A．B 两点存在__________________； （2）虚线框中的装置相当于电路中的______________； 西西想进一步探究该装置提供的电压大小与两接点间的温度差大小是否有关，于是将电流表换成电压 表，改变接点B 的温度进行多次实验，下表是记录的实验数据： 接点AB 的温度差/t ℃ 50 100 150 200 250 300 350 400 接点AB 间的电压 U/V 2.5 5.0 7.5 10.0 12.0 14.0 15.0 20.0 （3）根据上表数据可以发现，装置提供的电压与两接点的温度差有关，且两接点的温度差越_____，电压越高； （4）知道了电压与温度差的对应关系，将A 处杯中的冰水混合物换为室温（25℃）下的水，且B 处温度高于A 处温度，电压表的示数为5V，则B 处的温度为______℃； （5）利用电路中电压与两接点间温度差的关系可以制成热电偶温度计，根据上述实验数据可以预测：与通常的水银温度计相比，热电偶温度计的优点之一是：___________________。 21．【难】（7分）（2025•山东）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转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有_______性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 _________。 22．【难】（7分）（2026黑龙江）热机是获取动力的主要机械，广泛应用于生产生活中。某科技小组在跨学科实践活动中，制定了以下学习流程。 项目提出及项目分析 (1)研究热机的工作原理。 如图甲所示，试管中的水沸腾后，橡胶塞被冲出，水蒸气的_____能转化为橡胶塞的______能，此过程与汽油机的_____冲程原理相同。在加热过程中，酒精灯内剩余酒精的热值______（选填“增大”“加大”或“不变”）。 项目实施 (2)受上述实验启发，如图乙所示，小华在易拉罐内注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的笔管尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放在金属圈上并固定。笔管的尖端对准小风车的扇叶。点燃酒精灯，易拉罐中水的内能增加是通过_______的方式实现的，此过程______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 项目延伸 (3)展示交流后，小聪又用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖。如图丙所示扭转瓶子，轻轻松动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时出现“白雾”。“白雾”是水蒸气_____（填物态变化名称）形成的。 四、综合解答题 23．【易】（10分）阅读理解题 材料的力学性能与新材料 材料的力学性能，是指材料受力时的变形行为及其抵抗破坏的能力，通常包括弹性与塑性、脆性与韧性等．无论是何种材料，一般受力时都要发生形变．有的会发生弹性形变，有的会发生塑性形变．不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同．有些材料当受力达到一定值时，会发生突然断裂，且无明显的塑性形变，这种性质叫做脆性．例如：轻轻一掰，饼干就会变成碎片． 随着科技的发展，人们发明了很多具有特殊性能的新材料． 复合材料是指由两种或两种以上不同物质组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围．复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类．金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金，非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等．由于复合材料具有重量轻、强 度高、加工成型方便、硬性优良等优点，已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑等领域． 组成纳米材料的物质尺度在1 纳米～100 纳米之间,它的物理性质与大尺度时相比，会发生显著变化．纳米金属要比传统金属硬3～5 倍，纳米陶瓷的强度、韧性和塑性比普通陶瓷要强很多，使陶瓷具有像金属那样的柔韧性和可加工性． 伴随复合材料、纳米材料等新型材料的发明与应用，人类将不断演进科技文明． 请根据上述材料，回答下列问题： （1）纳米陶瓷的塑性比普通陶瓷要___________（选填：“强”或“弱”）． （2）复合材料具有重量轻、强度高等优点，其中“重量轻”的实质是___________（选填：“重力”或“密度”）小．请你举出一种复合材料：_____________． （3）“宁折不弯”出自《齐民要术·卷五·种榆白杨》中的“白杨性甚劲直，堪为屋材，折则折矣，终不曲挠”，比喻人有志气．从物理角度讲，指白杨具有很强的_________． A．弹性 B．塑性 C．脆性 D．韧性 24．【难】（10分）我省风力资源丰富，为了合理利用风能，某地已建成风力发电站。若年平均风速为6m/s，风能年等效利用时间为2000h，该区域发电厂安装24 台风叶直径为15m 的风力机组，如图所示，下表为不同风速下该地区风力发电机组输出的电功率。 风速/m·s⁻¹ 3 6 9 12 15 18 … 输出功率/kW 20 160 540 1 280 2 500 4 320 … （1）风能属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。利用风能发电的好处是_________； （2）该风力发电厂每年大约发电_______kW·h； （3）若用火力发电，煤燃烧放出的能量有36%转化为电能，则该风力发电厂每年可节约标准煤_______t。（q=3×J/kg） 25．【难】（9分）北京冬奥会示范运营1000 多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02 倍，在0.5h 内行驶了28km 的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q 氢=1.4×J/kg，g 取10N/kg） （1）行驶的平均速度为多少km/h； （2）牵引力做的功； （3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。 参考答案与详细解析 1．【易】 【答案】B 【解析】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。 2．【易】 【答案】C 【解析】ABC．由能量守恒定律可知，能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，当能量从一个物体转移到其 他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量保持不变，故AB 错误，C 正确； D．能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故D 错误。 故选C。 3．【易】 【答案】B 【解析】风能是空气流动所具有的能量，风的能量来自于太阳的辐射；煤和石油是埋在地下的动植物经过 漫长的地质年代形成的，绿色植物进行光合作用把太阳能转化为化学能储存在植物体内；而植物是动物的 食物，因此，地球上的能量都直接或者间接来源于太阳能，故B 符合题意，ACD 不符合题意。故选B。 4．【易】 【答案】C 【解析】煤炭、石油、天然气是化石能源，是远古时期动植物的遗体在漫长的地质年代中形成的，它们是 来自太阳辐射的能源，但它们是不可再生能源。柴薪、沼气、风能、水能、潮汐能是可再生能源，它们也 是来自太阳辐射的能源。故选C。 5．【易】 【答案】A 【解析】风能作为一种从自然界直接获取的能源，清洁无污染且可以再生更新、被人类反复利用，属于可 再生的清洁能源，故A 符合题意，BCD 不符合题意。故选A。 6．【易】 【答案】C 【解析】A．纳米材料能缩小物体的尺寸，在其他方面也有特殊的性能，故A 错误； B．超导体是零电阻，所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作，所以超导体不能应用在 电热器上，故B 错误； C．常用的发光二极管是由半导体材料制成的，故C 正确； D．合金可以提高金属的密度、硬度及强度，也可以降低金属的密度、硬度和强度，不同的合金有不同的用 途，故D 错误。 7．【易】 【答案】D 【解析】容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体；超导现象是电阻为零的现象，超导体适合 制作输电导线和电动机线圈等，而需要电热的地方不能用超导材料；导电性能介于导体和绝缘体之间，属 于半导体材料，具有单向导电性；根据焦耳定律定义知道电流通过导体时的发热原因是由于导体存在电阻。 电热器都是利用电流的热效应工作的，所以不能用超导体、绝缘体、半导体、作为电热丝，应该是导体， 故D 正确，ABC 错误。故选D。 8．【易】 【答案】D 【解析】A．石器时代表示当时人们是使用石器为主，故A 不符合题意； B．青铜器时代表示人们是使用青铜器为标志，故B 不符合题意； C．铁器时代表示人们是使用铁器为标志，故C 不符合题意； D．“硅器”时代，指的是人们使用半导体材料为标志，故D 符合题意。故选D。 9．【易】 【答案】D 【解析】A．短时间内不能从自然界得到补充的能源称为不可再生能源，煤、石油、天然气都是不可再生能 源，故A 错误； B．核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故B 错误； C．手机是利用电磁波来传递信息的，超声波不能在真空中传播，故C 错误； D．二极管具有单向导电性，只有正向连入电路时，二极管才能发光，故D 正确。 故选D。 10．【易】 【答案】A 【解析】A．太阳能通过太阳内部的氢原子发生核聚变获得，故A 错误，符合题意； B．太阳能收集板就是太阳能电池板，它将太阳能转化为电能，故B 正确，不符合题意； C．通过电磁波来传输能量，实现能量的无线传输，微波是一种电磁波，故C 正确，不符合题意； D．太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，太阳内部时刻进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核， 释放出核能，故D 正确，不符合题意。 故选A。 都选对得3 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分） 11．【易】 【答案】A 【解析】A．煤炭属于化石能源，在短期内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误； B．水蒸气二次加热时吸收热量，其内能会增大，故B错误； C．汽轮机工作时，是水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，故C错误； D．发电效率公式为，当发电相同时，发电效率越高，需要燃料完全燃烧放出的热量越小。根据，可知消耗煤炭的质量越少，故D错误。 。 12．【中】 【答案】B 【解析】地球接受的辐射能来自太阳中的核聚变反应，因此太阳是一个巨大的“核能火炉”, A 正确；太阳 能可以从自然界直接获取为一次能源,B 不正确；太阳能属于可再生能源，并且清洁无污染,C、D 正确,选B。 13．【中】 【答案】A 【解析】A．用电器绝缘外壳，要求不能导电，而石墨烯具有优良的导电性和导热性，故不适合做绝缘外壳， 故A 符合题意； BC．手机触摸屏、输电导线都可以利用石墨烯优良的导电性，可以用石墨烯来制作，故BC 不符合题意； D．由于石墨烯能承受极大的拉力，因此可利用它制成坚韧的防弹衣，故D 不符合题意。 故选A。 14．【中】 【答案】ACD 【解析】要认识不同形式能量之间的转化。要看这种能量用于什么目的，要是用于物体运动，就是转化为 动能；要是用于物体被举高，就是转化为重力势能；要是用于物体发光，就是转化为光能；要是用于物体 发热，就是转化为热能；要是用于物体弹性形变，就是转化为弹性势能；等等。 A.人运动时，糖原氧化的化学能转化为人运动的机械能和热能。 B.汽油燃烧，一般多数同学会答化学能转化为是热能。但要知道汽车运动时，产生的动能是汽油燃烧获得 内能，推动活塞做功的结果。所以，汽车运动时，汽油燃烧，化学能转化为动能。 C.试管中的水蒸气把橡胶塞弹出，水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化成了橡胶塞的机械能。 D.电流流过电炉丝产生电热，电流做了功，将电能转化成了电炉丝的内能。 15．【中】 【答案】BCD 【解析】A.纳米材料，纳米科学技术是现代科学技术前沿，“纳米”是一个很小的长度单位，纳米科学的 研究对象是原子等微观粒子，故A 错误； B.超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零，根据焦耳定律，电热是克服电阻做功产生的。在制造电子 元件时，由于其电阻为零，所以不必考虑散热问题，故B 正确； C.智能手机芯片所占空间体积极小，空间尺度在纳米级，所以属于纳米材料，故C 正确； D.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，计算机芯片制造所用的材料与发光二极管都是半导体材料， 故D 正确。 16．【易】 【答案】（1）能 （2）机械能 （3）内能 （4）动能 【解析】能量的种类比较多：有光能、机械能、内能等；其中机械能包括动能和势能。 17．【易】 【答案】不能 机械 内 【解析】他设想的机械装置不可能实现，因为抽水机在此过程中，存在摩擦，有部分机械能会转化为内能， 即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，他设想的机械装置不能实现。 18．【中】 【答案】（1）二氧化碳 清洁（2）放射性 【解析】（1）核能的主要优点是，核电站的运行不会有二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的 物质产生，核电也是一种清洁的能源。 （2）核泄漏会对环境造成严重的放射性污染。 19．【易】 【答案】（1）化学（2）见下图（3） 不亮 单向导电 【解析】（1）苹果电池工作时，消耗了化学能，得到了电能，把化学能转化为电能。 （2）二极管具有单向导电性，此时发光二极管发光，说明电流由二极管的正极流入，负极流出，所以铜 片应是电源正极，锌片是电源负极，在外电路的导线上电流的方向是由正极流向负极，如下图所示： （3）把原发光的发光二极管两脚对调后再接入电路，开关闭合后发现二极管不亮，这说明电流只能从发光 二极管的正极流入、负极流出，不能从发光二极管的负极流入、正极流出，这个现象说明，发光二极管具 有单向导电性，可以用它的发光与否来判断电流的方向。 20．【难】 【答案】（1）有 温度差（2）电源（3）大（4）125 （5）测量范围大 【解析】（1）把接点A 放在盛有冰水混合物的烧杯中，用酒精灯对接点B 加热时，电流表的指针发生偏转， 说明电路为通路，电路中有电流经过。 移去酒精灯，将B 放入另一杯冰水混合物中，稳定后，电路电流变为零，此时AB 两点的温度相同，说明此 回路中产生电流的条件是A、B 两点存在温度差。 （2）虚线框中的装置能向外输出电能，相当于电路中的电源，存在温度差就能产生电流，说明是将内能转 化电能。 （3）由表中数据可知，AB 间的电压随AB 间温度差的变大而变大，即AB 间温度差越大，AB 间的电压越大。 （4）由表中数据可知，当AB 间的电压为5V 时，AB 间温度差为100℃，A 点为25℃，B 点温度高于A 点， 则B 点的温度为125℃。 由表中数据来看，两点间的温差可以相差400℃，所以与水银温度计相比，热电偶温度计的测量范围更大。 21．【难】 【答案】方向；不变 【解答】解：在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能，说明能量的转化具有方向性，根据能量守恒定律，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 故答案为：方向；不变。 22．【难】 【答案】(1)内 机械 做功 不变 (2)热传递 遵循 (3)液化 【解析】（1）试管内水蒸气推动橡胶塞冲出时，水蒸气对塞子做功，自身的内能转化为橡胶塞的机械能； 汽油机的做功冲程也是内能转化为机械能，因此原理相同； 热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与质量无关，因此酒精灯内剩余酒精的热值不变。 （2）酒精灯加热过程中，热量从酒精灯传递给易拉罐和水，是通过热传递的方式改变水的内能； 能量守恒定律是自然界的普遍规律，所有能量转化或转移过程都遵循能量守恒定律。 （3）瓶盖被冲出时，瓶内气体对外做功，内能加大、温度降低，瓶内气态水蒸气遇冷变为液态小水滴，也就是“白雾”，这个物态变化是液化。 23．【易】 【答案】（1）强（2）密度 铝合金（铝钛合金、陶瓷复合材料等）（3）C 【解析】（1）根据短文内容知道，纳米陶瓷的强度、韧性和塑性比普通陶瓷要强很多； （2）结合短文知道，复合材料具有重量轻是指单位体积该物质的质量小，即密度小；复合材料的基体材料 常用的有铝、镁、铜、钛及其合金，例如：铝合金、铝钛合金、陶瓷复合材料等； （3）“宁折不弯” 是指当受力达到一定值时，会发生突然断裂，而不是发生塑性形变，即有很强的脆性． 24．【难】 【答案】（1）可再生 见解析（2）7.68× （3）2.56× 【解析】（1）风能可以源源不断的从自然界得到补充，是可再生能源，利用风能资源发电，清洁、无污染， 可以保护环境，减小由于燃烧化石能源对大气的污染，且风能是可再生能源，可以重复使用。 （2）根据表格数据可知，当风速为6m/s 时，每个风力发电机组的功率为160kW，发电厂有24 台发电机组， 则发电总功率P=24P=24×160kW=3840kW，每年发电量W=Pt=3840kW×2000h=7.68×kW·h。（3）每年的发电量W=7.68×kW·h=7.68×kW·h×3.6×J=2.7648×J。用火力发电，煤燃烧放出的能量有36%转化为电能，则煤完全燃烧放出的热量Q放==7.68×J，每年可节约煤的质量m===2.56×kg 25．【难】 【答案】（1）56km/h；（2）2.8×J；（3）50% 【解析】（1）氢燃料电池车0.5h 内行驶了28km 的路程，根据v=可得，车行驶的平均速度为v==56km/h。（2）氢燃料电池车总质量为5×kg，受到的重力为G=mg=5×kg×10N/kg=5×N。车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02 倍，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，所以车受到的牵引力为F=f=0.02G=0.02×5×N=10N。牵引力做的功为W=Fs=10N×28×m=2.8×J。（3）消耗0.4kg 的氢能源，放出的热量为Q放=mq=0.4kg×1.4×J/kg=5.6×J，氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为η===50% 自检与约束达成说明 本卷为第21章《能源、材料与社会》统考结构卷（原稿版+真题补题）。题型严格对齐2026山东统考结构（选择15×2=30、填空与作图题13、实验探究题28、综合解答题29，共25题100分）。 原稿题取自原单元测试卷解析版（C:/temp/CH21/ch21_full.txt，原稿配图目录 C:/temp/CH21/figs_orig_q）：选择题取原稿 Q1–Q10（10道单选）＋Q11/Q12（2道单选：能源信息材料、太空太阳能电站）＋Q13/Q14（2道多选：能量转化、新材料），共14道，填空与作图题取原稿Q15/Q16/Q17（3道，13分），实验探究题取原稿Q27/Q28（2道），综合解答题取原稿Q29/Q30/Q31（3道，29分）；原稿配图全部内嵌无缺失。 真题补题共3道（占比约12%），按“先内容核验、后取清洁源”原则选取： ① 选择题1道 G30（源2026专题18，湖北·超临界发电·高效利用煤炭，属本章“能源”核心考点，答案A已核验）。经内容核验：本章（能源/材料/社会）选择真题在可用清洁源中极度稀缺——2026专题18 同章选择已被本章 v3 真题版占用殆尽（仅 G30 未被占用），而命名“2025_21-22”的池实为相邻第二十章（电磁波·信息）真题、无合格“能源/材料”选择。故 选择 缺口（4道）以 原稿 重组（Q11–Q14）补足，确保 15 道 选择 全部属于本章、无任何跨章（第二十章电磁波）泄漏。 ② 实验探究题2道：G59（源2025_14-15.3章，中国“人造太阳”核聚变·能量守恒方向性，属本章核能/能量核心，答案已核验）＋G11（源2026专项一热学，热机·内能转化为机械能/能量守恒探究，相邻章但能量主题与本章核心一致，按跨章探究题补充并注明）。 所有真题补 G 均经内容核验（类型＋答案正确＋配图齐全）；G30 命中 patches_v3.json 的 2026专题18 整源外科修复（与 v3 同卷一致，文字不会被误改），G59/G11 未命中补丁。 难度分布：易15/中5/难5（≈6∶2∶2）。不超教学进度：题目限定第21章考点（能源分类、太阳能/风能/核能、半导体/超导体/新材料、能量守恒与转化），跨章题仅限与本章能量核心一致的“核能/热机”主题。 一、题量与结构：全卷共 25 题，满分100分，对齐2026山东统考结构（选择15×2=30、填空作图13、实验28、综合29）。 二、难度分布：易15/中5/难5（原稿题多为易/中，难档以2024-2025中考真题补题补足，已尽力对齐6∶2∶2）。 三、真题占比：本卷以原单元测试卷（含基础卷/提升卷）原稿题重组为主体，不足题型由 3 道 2024–2025 年中考真题补足，真题占比约 12%；作为与真题版并列的'统考结构卷'使用（已在约束说明中标注）。 四、公式与排版：选项A/B/C/D单行；题干、表格、原稿配图完整。 五、配图：采用原单元测试卷原稿配图（及真题原图），全部内嵌无缺失。 六、不超教学进度：题目限定本章考点（真题补题优先选用本章及相邻主题真题）。 七、说明：本卷为原稿题重组+真题补题的统考结构卷，用于与原稿难度/考点分布及真题版对照。 学科网（北京）股份有限公司 $