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

参考答案与详细解析 1．【易】 【答案】A 【解析】A．纳米陶瓷隔热、绝缘性能优异，导电性很差，利用它做消防服是依靠耐高温、隔热、不导电的特点，没有利用良好导电性，故A符合题意； B．超导体电阻趋近于零，导电能力极强，利用其导电能力极强的特性输电，故B不符合题意； C．铜是优良导体，芯片封装用铜箔依靠铜良好导电性能传输电信号，故C不符合题意； D．铜导电性好，电机绕组依靠铜导电产生磁场驱动列车，利用导电性，故D不符合题意。 2．【易】 【答案】B 【解析】A．电烤火炉的发热丝依靠电能的热效应工作，而超导材料电阻为0，通电不会产生热量，不能用来制作发热丝，故A不符合题意； B．半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，是制造芯片、集成电路的核心材料，手机芯片主要由半导体材料制成，故B符合题意； C．高压输电线需要减少输电过程中的电能损耗，根据焦耳定律，相同条件下导体电阻越小，发热损耗越少，因此高压输电线应选用电阻小的材料，故C不符合题意； D．保险丝需要导通电能，并且在电能过大时发热熔断，因此必须用电阻率大、熔点低的导体制作，故D不符合题意。 3．【易】 【答案】D 【解析】A．绝缘手套需要由绝缘材料制成以防止触电，而超级铜箔导电性极好，属于导体，不适合制作绝缘手套，故A不符合题意； B．隔热服需要由导热性能差的材料制成以阻挡热量，而超级铜箔热传导效率极高，导热性太好，不适合制作隔热服，故B不符合题意； C．电炉丝利用电能热效应工作，需要电阻率大的材料，而超级铜箔电子通过时电阻很小，通电产热少，不适合制作电炉丝，故C不符合题意； D．机器人关节处的导线需要承受拉力且导电性好，超级铜箔具有超高强度和高导电性的特点，非常适合制作此类导线，故D符合题意。 4．【易】 【答案】C 【解析】A．电工钳把手用塑料制作，是利用塑料绝缘性好的特点，防止触电，故A不符合题意； B．橡胶做汽车轮胎，利用橡胶弹性好、耐磨性强的特性，故B不符合题意； C．铁做炒菜锅，是利用铁导热性良好的特点，能快速传递热量把菜炒熟，故C符合题意； D．铜制作静电消除器，利用的是铜导电性好的特点，故D不符合题意。 5．【易】 【答案】ABD 【解析】A．滑翔机应选用密度较小的轻质材料以减小自重、延长滞空，材料密度越大质量越大，越不利于飞行，故A错误； B．试飞中机头下坠是因为重心过于靠前（重心靠后会使机头上扬），故B错误； C．机翼打磨成上凸下平的形状，飞行时上方流速快、压强小，下方流速慢、压强大，压强差产生向上的升力，故C正确； D．将机身打磨光滑可减小空气阻力，而非加大阻力，故D错误。 6．【易】 【答案】C 【解析】ABD．煤、石油、天然气是传统化石燃料，属于常规能源，并非新能源，故ABD不符合题意； C．太阳能是目前正在积极开发和推广的能源，足够便宜、技术成熟、且安全、清洁，属于新能源，故C符合题意。故选C。 7．【易】 【答案】D 【解析】A．水能可以通过水循环持续获得，属于可再生能源，故A不符合题意； B．太阳能可以源源不断从太阳获得，属于可再生能源，故B不符合题意； C．风能是由于大气运动而产生的，属于可再生能源，故C不符合题意； D．石油是化石能源，形成需要漫长的地质年代，短期内无法再生，属于不可再生能源，故D符合题意。 8．【易】 【答案】A 【解析】氢弹是利用核聚变原理制成的。 A．太阳内部持续发生氢原子核聚变成氦原子核的核聚变反应，释放巨大能量从而发光，二者工作原理相同，故A符合题意； B．核反应堆是利用可控核裂变释放能量，与氢弹的核聚变原理不同，故B不符合题意； C．火力发电是将化石燃料的化学能依次转化为内能、电能，未涉及核反应，与氢弹原理不同，故C不符合题意； D．内燃机通过燃料燃烧将化学能转化为机械能，属于化学能的利用，与核反应无关，故D不符合题意。 9．【易】 【答案】C 【解析】A．石油形成需漫长地质年代，短期内无法再生，属于不可再生能源，故A错误； B．永动机违背能量守恒定律，不可能制成，故B错误； C．行驶的电动汽车主要将电能转化为机械能，故C正确； D．热传递取决于温度差，热量从高温物体传向低温物体，与物体内能大小无必然关系，故D错误。 故选：C。 10．【易】 【答案】A 【解析】A．核燃料短期内无法从自然界补充，核能属于不可再生能源，故A错误； B．推广新能源汽车可减少对石油（一次能源）的依赖，说法正确，故B正确； C．水能、风能是可再生的，发电时将机械能转化为电能，说法正确，故C正确； D．光伏技术将可再生的太阳能转化为电能，说法正确，故D正确。 11．【易】 【答案】B 【解析】A．光在真空中的传播速度约为3×10⁸ m/s，故A错误； B．太阳能可以从自然界源源不断获取，是可再生能源，说法正确，故B正确； C．硅原子核带正电（不是负电），故C错误； D．半导体的导电性介于导体与绝缘体之间，比导体差，故D错误。 12．【易】 【答案】B 【解析】 A．火箭点火升空过程中，除受到压力外，还受到燃料燃烧产生的推力、空气阻力等，故A错误； B．卫星从近地点运动到远地点，高度增大，重力势能增大，说法正确，故B正确； C．超声波不能在真空中传播，卫星和地球之间通过电磁波传递信息，故C错误； D．电磁波在真空中的传播速度为3×10⁸ m/s，故D错误。 13．【中】 【答案】C 【解析】 A．煤、石油、天然气属于一次能源，而电力是通过一次能源转换得到的二次能源，故A错误； B．超导材料电阻为零，不会发热，不能用于制作电吹风的发热丝，故B错误； C．目前核电站是利用原子核裂变释放能量发电，说法正确，故C正确； D．能量在转移或转化过程中总量保持不变，不会减少，故D错误。 14．【中】 【答案】A 【解析】A．煤、石油、天然气等化石能源由古代生物形成，其能量本质上都来自太阳，说法正确，故A正确； B．目前核电站利用的是原子核裂变（而非聚变）释放的核能发电，故B错误； C．太阳能、风能是可再生能源，但核燃料不可再生，核能属于不可再生能源，故C错误； D．能量守恒不代表不会发生能源危机，能量转化具有方向性，可用高品质能源会逐渐耗散，故D错误。 15．【难】 【答案】B 【解析】A．能源并非取之不尽、用之不竭，不可再生能源储量有限，故A错误； B．手机芯片的核心材料主要是半导体（如硅），说法正确，故B正确； C．水能和太阳能都可以从自然界源源不断获取，属于可再生能源（而非不可再生），故C错误； D．北斗卫星定位系统利用电磁波（而非超声波）传递信息，故D错误。 16．【易】 【答案】电磁波 绝缘体 半导体 导体 【解析】手表与手机之间的数据传输依靠电磁波，电磁波可以在真空中传播。 橡胶不容易导电，属于绝缘体。 二极管由半导体材料制成，其导电能力介于导体和绝缘体之间。 铜是良好的导体，因此充电接口的金属触点用铜制作，便于导电。 17．【中】 【答案】电 半导体 一次 可再生 方向 【解析】光伏电池板工作时把太阳能转化为电能；硅是半导体材料，是制造光伏电池板的核心材料；太阳能可以直接从自然界获取，属于一次能源，且能源源不断地获得，属于可再生能源；能量在转化和转移的过程中具有方向性，因此电能不可能自发地全部转化为太阳能。 18．【难】 【答案】电磁波 太阳能电池板 不能 化学 【解析】声波的传播需要介质，太空为真空环境，不能传声，因此画面依靠电磁波传遍全世界；空间站主要依靠太阳能电池板把太阳能转化为电能；真空不能传声，舱外航天员只能借助电磁波通话；蓄电池充电时把电能转化为化学能储存起来。 19．【易】 【答案】聚变 做功 【解析】[1]人造太阳的工作原理是核聚变，氘核与氚核属于轻原子核，它们在超高温环境下结合为较重的原子核，同时释放大量能量。 [2]四冲程汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，是利用内能推动活塞做功；空气发动机同样是利用内能做功获得动力，二者工作原理相似。 20．【难】 【答案】膨胀 做功 电磁 【解析】材料热膨胀系数低，温度升高时膨胀形变很小，高温下不会发生较大变形，保障部件结构稳定； 火箭发动机燃料燃烧，将内能转化为机械能，汽油机做功冲程同样是内能转化为机械能，二者能量转化形式一致； 太空为真空环境，声波无法传播，地面与飞船的通信依靠电磁波传递信息。 21．【中】 【答案】(1) 吸热 液化 (2) 乙 便于收集淡水（答案合理即可） (3)导热性差（隔热性好）（答案合理即可） (4)装置密封不严导致水蒸气泄漏，确保装置密封（答案合理即可）。 【解析】（1）海水先由液态变成气态的水蒸气，这个过程是汽化，汽化需要吸热； 水蒸气再由气态变成液态的淡水，这个过程是液化，液化需要放热。 （2）乙装置更合理：乙的透明膜做成 V 形（人字形），两侧斜面使水蒸气液化形成的小水滴都向中央最低处汇聚，正好落入下方的水杯中，收集效率高；甲的透明膜只朝一侧倾斜，水滴会顺着膜流到边缘，难以落入中央的水杯，收集效率低。 （3）装置顶部的透明罩还应具有导热性差（隔热性好）的性能，这样可以减少装置内热量的散失，让海水更容易汽化；也可以写化学性质稳定（不与海水反应）、不吸水（便于水流下）等。 （4）制水量不达标可能原因：装置密封不严导致水蒸气泄漏；改进建议：确保装置密封。 22．【中】 【答案】聚变 比热容 【解析】太阳内部的核反应为核聚变，“人造太阳”模拟太阳的核反应机制。 根据热量计算公式 Q=cmΔt，在质量和温度变化量相同的情况下，比热容越大的物质，吸收的热量越多。水的比热容较大，能吸收更多热量，适合用于装置降温。 23．【易】 【答案】可再生 平衡力 0.26 【解析】风能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源；系统悬停时，处于运动平衡状态，因此受到平衡力作用；实际功率为 P=3×10³kW×50%=1.5×10³kW，由 t=W/P 得需要的时间 t=385kW·h/(1.5×10³kW)≈0.26h。 24．【中】 【答案】凝固 放出 【解析】浇铸马蹄金时，液态黄金遇冷变成固态黄金成型，这个过程属于凝固，凝固过程会放出热量。 25．【难】 【答案】(1)液化；清晨温度较低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成白雾。 (2)水的比热容大，夜晚温度降低时，水能释放出更多的热量。 【解析】（1） 略 （2）根据热量计算公式 Q=cmΔt，在质量和降低的温度相同时，水的比热容远大于泥土等物质，因此水放出的热量更多，可有效减缓秧苗周围环境温度的下降，避免秧苗因低温受冻。 学科网（北京）股份有限公司 $ 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）（2026江西）我国科学家在研究和应用物质的物理属性上不断取得突破。下列新科技成果中，没有应用物质良好导电性的是（ ） A．可用于新型消防服衣料中的纳米陶瓷 B．上海投运的35千伏公里级的超导电缆 C．“中国芯”芯片封装使用的“超级铜箔” D．“复兴号”动车组牵引电机绕组中的铜芯 2．【易】（2分）（2026四川广元）研究表明，不同材料导电性能不同，应用的场景也不相同。下列情景中所选材料合理的是（ ） A．电烤火炉的发热丝用超导材料更好 B．手机芯片主要是半导体材料 C．高压输电线应选用电阻小的导体材料 D．保险丝用绝缘体材料 3．【易】（2分）（2026山西）我国科研团队研发了一种新材料——超级铜箔，这种材料只要指甲盖大小就能承受九万牛拉力，电子通过时受到的阻力很小，还具有热传导效率极高的特点，解决了将超高强度、高导电性、高导热性集于一体的难题。这种材料可用于制作（ ） A．电工操作时使用的绝缘手套 B．消防员在灭火时穿的隔热服 C．生活中常用电炉内的电炉丝 D．机器人关节处的可弯折导线 4．【易】（2分）（2026河南）制作下列物品选用的材料，应用其具有良好导热性的是（　　） A．用塑料制作电工钳把手 B．用橡胶制作汽车轮胎 C．用铁制作家用的炒菜锅 D．用铜制作静电消除器 5．【易】（2分）（2026山东烟台）（多选）在物理课上，同学们用木板、木条、尺子、砂纸等材料和工具制作简易滑翔机。关于它的制作、调试和飞行，下列说法错误的是（ ） A．制作滑翔机的材料密度越大越好 B．试飞中机头下坠的原因是重心过于靠后 C．将机翼打磨成上凸下平的形状是为了获得升力 D．将机身打磨光滑可以加大飞行阻力 6．【易】（2分）（2026新疆）下列属于新能源的是（ ） A．煤 B．石油 C．太阳能 D．天然气 7．【易】（2分）（2026江苏苏州）“碳中和”“碳达峰”是我国为应对全球环境危机而提出的目标，减少对不可再生能源的依赖是关键环节。以下属于不可再生能源的是（ ） A．水能 B．太阳能 C．风能 D．石油 8．【易】（2分）（2026四川内江）“两弹一星功勋奖章”获得者于敏等科学家在氢弹原理突破中起了关键作用，氢弹原理与下列哪个选项的工作原理相同（ ） A．太阳发光 B．核反应堆 C．火力发电 D．内燃机 9．【易】（2分）（2026四川达州）我们生活在能量的世界里，下列说法正确的是（ ） A．石油属于可再生能源 B．只要制作巧妙，永动机是可以实现的 C．行驶的电动汽车主要将电能转化为机械能 D．热量只能从内能大的物体向内能小的物体转移 10．【易】（2分）（2026四川南充）我国争取在2060年前实现“碳中和”。下列措施中，说法不正确的是（　　） A．不断研究可控核聚变，利用可再生的核能实现“碳中和” B．积极推动新能源汽车的普及，减少对一次能源石油的依赖 C．利用可再生的水能、风能发电，把机械能转化为电能 D．利用光伏技术把可再生的太阳能转化为电能 11．【易】（2分）（2026重庆）太阳能电池板通常由半导体硅和金属导体制成，太阳光照射到电池上，会在正、负两极之间形成电压。下列说法正确的是（ ） A．太阳光在真空中传播的速度约为340m/s B．太阳能是可再生能源 C．硅原子核带负电 D．半导体的导电性比导体好 12．【易】（2分）（2026江苏扬州）2026年5月，中欧联合研制的“太阳风——磁层相互作用全景成像卫星”（简称“微笑”卫星）成功发射。成像卫星利用电磁波进行拍摄，用来研究太阳风对地球磁场的影响。卫星在轨运行如图，下列分析正确的是（　　） A．火箭点火升空的过程中，只受压力 B．卫星从近地点运动到远地点过程中，势能增大 C．卫星和地球之间通过超声波传递信息 D．拍摄时发射的电磁波在真空中速度为340m/s 13．【中】（2分）（2026四川遂宁）新科技、新材料、新能源让我们的生活更高效、更智能。下列相关说法正确的是（ ） A．煤、石油、电力、天然气都属于一次能源 B．利用超导材料可制作电吹风的发热丝 C．核电站利用原子核裂变释放能量发电 D．能量会发生转移或转化，因此总量会逐渐减少 14．【中】（2分）（2026江苏连云港）关于能量和能源，下列说法正确的是（ ） A．石油、天然气和煤等化石能源都来自太阳 B．核电站是利用原子核聚变释放的核能发电的 C．太阳能、风能、核能都属于可再生能源 D．能量守恒意味着能量不会消失，所以不会出现能源危机 15．【难】（2分）（2026四川眉山）关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（ ） A．能源是取之不尽、用之不竭的 B．手机芯片的材料主要是半导体 C．水能和太阳能都是不可再生能源 D．北斗卫星定位系统，利用了超声波传递信息 二、填空题（每空1分，共13分） 16．【易】（4分）（2026黑龙江）随着科技的发展，智能产品逐渐融入我们的生活。如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息，方便监测身体状态，手表与手机之间的数据通过______（选填“超声波”或“电磁波”）传递。该手表的橡胶表带是______，手表内集成电路中的二极管主要是由______材料制成的，充电接口的金属触点选用铜制作是因为铜是______（以上三空均选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。 17．【中】（5分）（2026四川凉山）凉山州木里县是我国超高海拔山地光伏开发的核心区域，以茶布朗光伏为龙头，形成了水、风、光互补的大型清洁能源基地，如图是该地区光伏产业基地。光伏电池板是将太阳能转化为______能的装置，其核心材料硅属于______（选填“导体”“半导体”或“超导体”）；太阳能是______（选填“一次”或“二次”）能源，水能、风能、太阳能都属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；光伏发电时电能不可能自发地全部转化为太阳能，这说明能量的转化和转移具有______性。 18．【难】（4分）（2026四川自贡）“神舟二十三号”和“神舟二十一号”的航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过__________（选填“超声波”或“电磁波”）传遍全世界；空间站主要依靠__________（选填“太阳能电池板”或“风力发电机”）将太阳能转化为电能；航天员在舱外活动时只能借助电磁波通话，是因为真空__________（选填“能”或“不能”）传声；空间站多余的电能可以转化为__________能储存在蓄电池中。 三、实验探究题（每空/每图按标注，共28分） 19．【易】（7分）（2026四川自贡）中国绿色科技发展持续突破，中国“人造太阳”实验装置利用氘核和氚核发生__________（选填“聚变”或“裂变”）释放能量；某型号空气发动机是利用内能做功来获得动力，与四冲程汽油机的__________冲程工作原理相似。 20．【难】（7分）（2026四川泸州）2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭分离装置、爆炸螺栓等关键部件需承受极端高温，这就要求其材料的热膨胀系数必须很低，在高温下仍不发生较大的______；发动机推动火箭升空时的能量转化情况与汽油机的______冲程相同；空地通信利用了______波。 21．【中】（7分）（2026山西）我国自主研发制造的世界上第一艘双向破冰极地考察船——“雪龙2”号，远航南极科考过程需要大量淡水。实践小组开展利用太阳能蒸馏法为“雪龙2”号制作海水淡化装置的项目活动，并制定项目验收量表，如下表所示。 验收指标 达标标准 2小时制水量 ≥15 mL 水质 淡水汽化后，无明显白色残留 (1)请将如下太阳能蒸馏法淡化海水的过程补充完整。 在①处填写吸、放热情况，②处填写物态变化名称。①__________②__________ (2)以下是同学们设计的两种装置草图，你认为__________（选填“甲”或“乙”）装置的结构更合理，这种结构的优点是________________________________________。 (3)在制作过程中选择材料时，装置顶部使用的透明膜除透光性能好外，还应具有____________________性能。（写出一条即可） (4)选择合理的装置图完成制作后，实测2小时制水量为6 mL，对照验收量表，发现制水量没有达标，请你分析其中可能的原因并提出改进建议___________________________________________________。 22．【中】（7分）（2026云南）“人造太阳”是一种模拟太阳内部发生核________（选填“聚变”或“裂变”）释放核能的装置，装置冷却方式之一是通过水循环带走热量，用水降温是利用水的__________较大的特性。 四、综合解答题（共29分） 23．【易】（10分）（2026四川泸州）2026年1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S₂₀₀₀浮空风力发电系统在四川成功放飞，完成并网发电测试并累计发电385kW·h，最大额定功率达3 MW。风能属于______能源；悬停时，浮空风力发电系统受到______（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；若按最大额定功率的50%工作，连续发电385kW·h仅需______h（保留两位小数）。 24．【中】（9分）（2026江西）如图所示的马蹄金是南昌汉代海昏侯国遗址博物馆展出的国家文物。浇铸马蹄金时，液态黄金遇冷_____（填物态变化名称）成型，该过程会_____热量。 25．【难】（10分）（2026甘肃武威）“雨生百谷”反映了谷雨时节气温回升，雨水增多，有利于作物生长的特点。雨后清晨，山间常常弥漫白雾；遇到“倒春寒”，农民会在傍晚向稻田灌水，防止秧苗受冻。请结合所学物理知识，回答下列问题： (1)山间起雾时，发生了什么物态变化？简述其变化过程。 (2)向稻田灌水为什么能防止秧苗受冻？ 学科网（北京）股份有限公司 $