难点详解沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会定向攻克试卷(含答案解析)

1、沪科版九年级物理第二十章能源、材料与社会定向攻克 考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、据澎湃新闻，近日，广西南宁隆生达发电力科技有限公司（简称“隆生达发”）声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电

2、机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（）A发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒B如果没有能量补充，装置最终会停下C根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去D不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置可以实现2、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3、水汽包子是云梦胡金店特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，皮薄馅大，香而不腻。在水汽包子的制作过程中，以下说法正确的是（）A木柴燃烧时将内能转化为化学能B水汽包子“香气四溢”，

3、说明分子在不停地做无规则运动C水汽包子能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低D往热锅内倒入水会产生大量的“白气，“白气”是水汽化形成的4、关于导体和绝缘体，下列叙述中正确的是（）A绝缘体不能带电B绝缘体在一定条件下可以变为导体C导体容易导电是因为内部有大量自由电子D绝缘体不易导电是因为内部几乎没有电荷5、华为5G射频芯片预计将于年底由中芯国际和上海微电子的28nm光刻机进行试生产，标志着中国芯片正在崛起。如图所示，芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（）A超导材料B半导体材料C磁性材料D绝缘材料6、如图反映了一台机器正常工作时能量流向情况，下列说法错误的是（）A该图说明了能量可

4、以发生转化B该图说明了能量可以发生转移C该机器遵循能量守恒定律D该机器的效率为75%7、在金属，橡胶，盐水，陶瓷，大地，塑料这些物体中（ ）A它们都是导体B它们都是绝缘体C只有金属和盐水是导体D橡胶、陶瓷和塑料是绝缘体8、下列各组物质，通常情况下均属于导体的是（）A空气、盐水、橡皮B油、陶瓷、人体C人体、大地、盐水D陶瓷、空气、油9、科技的自立自强是国家发展的战略支撑，2021年新一代5G芯片将开始量产，标志着中国芯片正在崛起。芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（）A超导材料B绝缘材料C隔热材料D半导体材料10、塑料、橡胶、金属等物质，其中属于重要的电工材料的是（ ）A橡胶B金属

5、C塑料D以上材料都可以第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）1、将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光，小电扇会转动起来。在这个过程中，能量的转化过程是太阳能先转化为_能，再转化为机械能。2、2021年10月16日，搭裁神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉精准点火发射，如图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的_大。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将_能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的_能。随着燃料的燃烧，其热值大小_（选填“增大”、“减小”或“不变”）。3、石墨烯是一种新型材料，是一种由碳原子构成的片状结构材

6、料，它的原子由_和核外电子构成；校园内的大显示屏是LED的，LED灯管的主材料是属于_体（填“导”、“绝缘”或“半导”），大屏幕上吸附很多灰尘是因为_。4、选用钨作为白炽灯的灯丝材料，是因其具有较高的_，选用铝合金作为飞机的机身材料。是因其具有较小的_。5、在下列能源中：煤、石油、风能、核能和天然气，属于可再生的是_；根据能量守恒定律，世界上的能源总量是不变的，那么主要造成能源危机的原因是，能量的转化和转移具有_性。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、随着人们环保意识的增强，代步工具也随之更新换代以汽油为燃料的助动车，因汽油燃烧不充分等原因，已逐步退出市场，用蓄电池供电的电动自行车

7、逐渐推广下表是某品牌电动自行车整车技术性能的一些数据请你回答下列问题：(1)以汽油为燃料的助动车对环境会造成哪些污染？(2)如果蓄电池贮存的能量全部用于电动自行车的行驶，当车以6m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，电动自行车的电动机功率为多大？2、我们生活的地区，到了冬季，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器，小泽家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：XX牌热水器型号V-55额定容积100L额定电压200V额定频率50Hz额定功率1500W防方等级A(1)小泽将水箱装满水，只使用电加热器将水从20加热到50时，需加热器正常工作多长

8、时间？（设电能全部转化为热能）(2)在上述(1)情况里，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少？(3)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）3、简易太阳能热水器的受光面积1.4m2，内装80kg水，太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是8104J，如果60%的热量被水吸收，问：20的水晒3h后水温升高到多少摄氏度？（水的比热容是4.2103J/（kg）4、某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。(1)太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处；(2)小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关S控制电路中所有用电器

9、，开关S1控制热水壶的加热电阻R1（“220V 484W”），开关S2控制电暖气的加热电阻R2（“220V 2420W”）。闭合所有开关，R1R2同时工作，R1每分钟放出2.4104J的热量，求R2的实际功率；（R1和R2的阻值不随温度变化）(3)已知在一段时间内，垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，如图所示，太阳光与水平面夹角为60，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%。求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。5、如图是一种建在太空的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图.在太阳能收集板上铺设太阳能电池.通过 光电转换把太阳

10、能转换成电能.再经微波转换器将电流转 换成微波.并通过天线将电能以微波的形式向地面发送. 地面接收站通过天线把微波能还原成电能. (1)如果太阳能电池的硅片能提供的电能为12 kwm2,巨大的太阳能收集板的总面积为5106m.则太阳能电站的发电能力是多少千瓦? (2)利用微波传输电能.实现了“无缆输电 .输电效率可达80%.若微波输电采用的频率是2450 MHz.求微波的波长及地面接收站接收到的电能.四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）1、因研究石墨烯而获得诺贝尔物理学奖之后，安德烈海姆进而研究氧化石墨烯薄膜并获得新进展为探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他进行了这样一组实验，如图所示：

11、将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上，测得总质量m1；将薄膜揭开，向烧杯内倒入酒精与水的混合液，盖紧薄膜，测得其总质量m2；一个月后发现薄膜覆盖紧密完好，烧杯内液体体积明显减小，测得此时总质量m3；以后，烧杯内液体体积保持不变已知酒精0.8103kg/m3，问：（1）刚倒入时，酒精和水的混合液的密度是多少（计算结果保留2位小数）？要让酒精和水的混合液的密度变大，需向混合液中加水还是酒精？（2）一个月后，烧杯内剩余的液体密度是多少？是何种物质？ （3）实验说明氧化石墨烯薄膜具有怎样的物理特性？（写出二点即可）2、探究二氧化碳对温室效应的影响探究活动随着工业生产的发展和人们生活水平的提高，煤、

12、石油、天然气等燃料燃烧释放的一氧化碳越来越多，使全球温室效应加剧，许多科学家认为二氧化碳是最主要的温室气体某科技兴趣小组设计了一个实验，探究二氧化碳气体和空气在相同光照情况下升温的快慢活动步骤（1）选两只_（选填“相同”或“不同”）的透明广口玻璃瓶，并在用来密封广口玻璃瓶口的木塞中间各钻一小孔（2）在化学实验用稀盐酸和石灰石取二氧化碳气体（3）用如图所示的方法把集气瓶中的二氧化碳气体慢慢倒入广口玻璃瓶用这种方法倾倒二氧化碳气体所应用的物理知识是_（4）将有二氧化碳气体和装有空气的两只广口玻璃瓶都盖上木塞，并在木塞中间的小孔中各插入_（5）将两只广口玻璃瓶放入冰箱冷藏室一段时间，使两瓶气体的_相

13、同（6）从冰箱中取出两只广口玻璃瓶，放在阳光充足的地方（7）每隔3min观察并记量数据（持续观察30min）实验记录请你在下面空白处设计一个供记录实验数据的表格（_）交流温室效应将导致全球气候逐渐变暖，从而造成海平面上升、热带风暴频发等一系列气象灾害，人类已认识到温室效应加剧的危害，正在制定国际公约以限制温室气体的排放，请你提出一个减少二氧化碳气体排放的合理化建议：_3、晚饭后，小红帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒，她忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干，妈妈见状拿了另一块干抹布，很快就将桌上的水擦干了，她感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的抹布是棉布做的，你手里干抹布是

14、涤纶的。这引起了她的好奇心。提出的问题：抹布的吸水能力与布料的种类有关吗？猜想与假设：抹布的吸水能力可能与布料的种类有关。小红设计了以下两种方案：方案A：取三个相同的烧杯，装入相同质量的水，分别将三块材料不同的布料放入烧杯中，充分吸水后，将布料取出，看挤出水的多少。方案B：取三个相同的烧杯，装入相同质量的水，分别将三块材料不同的布料放入烧杯中，充分吸水后，将布料取出，观察和比较杯中所剩的水的质量。你认为方案_更合理，请简要说明理由：_。小红利用三个形状和大小相同的烧杯，质量相等的棉布、麻布和涤纶布各一块，足够的水，对猜想进行了实验探究。进行实验与收集数据（1）向三个烧杯中倒入相同质量的水（2）

15、将质量相等、种类不同的三块布料分别放入各个烧杯中完全被水浸透，然后将三块布料分别取出，观察实验结果，并将结果记录在表格中：布料种类涤纶麻布棉布杯中所剩水量最多较少最少布块所含水量最少较多最多（3）分析实验现象，可以得出的结论是_。（4）如果直接比较布块所含水的质量，需要增加一种测量工具是_。（5）若小红还要探究抹布的吸水能力跟布料质量的关系，实验中应该控制_不变。（6）炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸渍，会让人觉得很不舒服，因此，从吸水多少这个角度说，应尽量采用_类的布料制作夏装。-参考答案-一、单选题1、B【详解】A能量守恒定律规定，能量既不可能凭空产生，也不会凭空消失，一切能量都是守恒的，发

16、电技术没有突破了能量守恒定律，故A错误；B根据能量守恒定律，能量不可能凭空产生，如果没有能量补充，装置不可能凭空产生能量，装置没有能量，最终会停下，故B正确；C根据能量守恒定律，没有能量补充，装置就不能转动了，故C错误；D不靠任何能量补充，1度电的能量不可能会凭空增加，1度电不可变为10度电的装置，故D错误。故选B。2、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。3、B【详解】A木柴燃烧时将化学能转化为内能，故A错误；B水煎包“香气四溢”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；C水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故C

17、错误；D往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，这是由于水蒸气液化形成的，故D错误。故选B。4、B【详解】A导体和绝缘体都能够带电，带电方法可通过摩擦起电或接触带电，故A错误；B绝缘体在一定条件下可以变为导体，如玻璃在红炽状态下变为导体，故B正确；C导体容易导电的原因是：导体内存在大量的自由电荷，金属导体中的自由电荷叫自由电子，故C错误；D绝缘体不易导电是因为内部几乎没有自由电荷，即绝缘体内的电荷不能够自由移动，故D错误。故选B。5、B【详解】常见的半导体材料有：硅、锗、砷、镓等，芯片的核心部件是其中的电子芯片，是半导体硅制成的，故B符合题意。故选B。6、D【详解】A由图可知，有一部分内能转化为了

18、机械能，这说明了能量可以发生转化，故A正确，不符合题意；B由图可知，内能输入后，有内能输出，说明了能量可以发生转移，故B正确，不符合题意；C机器发生了能量的转化和转移，在能量的转化和转移中，都要遵循能量守恒定律，故C正确，不符合题意；D该机器是利用内能来做功的，内能转化为机械能，效率为故D错误，符合题意。故选：D。7、D【详解】金属和大地、各种酸、碱、盐的水溶液容易导电，是常见的导体；陶瓷、塑料和橡胶不容易导电，是常见的绝缘体。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。8、C【详解】A空气、盐水容易导电，属于导体，而橡皮不容易导电，属于绝缘体，故A不符合题意；B油、陶瓷不容易导电，属于绝缘体，而

19、人体容易导电，属于导体，故B不符合题意；C人体、大地、盐水容易导电，属于导体，故C符合题意；D陶瓷、油、干燥的空气不容易导电，属于绝缘体，故D不符合题意。故选C。9、D【详解】常见的半导体材料有：硅、锗、砷、镓等。制造芯片的主要材料是硅，属于半导体材料。故选D。10、D【详解】橡胶、塑料都是很好的绝缘体材料，经常被用于导线的绝缘层、电工工具的手柄等地方；金属是很好的导体，经常被用于制造导线、用电器等。因此导体和绝缘体是同等重要的电工材料。故D符合题意。故选D。二、填空题1、电【详解】将太阳能电池对着阳光时，太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，电能又经电动机转化为机械能。2、热值 化学 机械 不

20、变 【详解】1由于液态氢的热值较大，因此运载火箭中，采用液态氢作燃料。234燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，又将内能转化为火箭的机械能；燃料的热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以随着燃料的燃烧，其热值大小不变。3、原子核 半导 带电体具有吸引轻小物体的性质 【详解】1原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。2按物质的导电性来分类，制作LED灯管的材料属于半导体。3显示大屏上总是吸附上一些灰尘，这是因为显示屏在工作时带有静电，具有吸引轻小物体的性质。4、熔点 密度 【详解】1钨丝做灯丝是利用钨丝的熔点比较高的性质，保证在灯泡发光时灯丝不容易熔

21、化。2铝合金的密度比较小，在相同体积时，质量比较小，重力比较小，易于飞机起飞。5、风能 方向 【详解】1煤、石油、天然气等化石能源和核能在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，而风能可从自然界源源不断的得到，是可再生能源。2虽然能量是守恒的，但由于能量的转化和转移具有方向性，消耗掉的能量很难被收集起来再利用，所以需要节约能源。三、计算题1、 (1)噪声污染、大气污染等(2) 216W【详解】汽油为燃料的助动车使用时燃烧汽油，放出二氧化碳、未完全燃烧的灰尘颗粒物造成大气污染，汽油机工作时发出声音造成噪声污染；由表格知一次充电贮存能量1.8106J；一次充电持续里程50km，由W=FS 得F

22、=WS=2、 (1)140min；(2)77. 8%；(3)见解析【详解】(1)水的体积V=100L=10010-3m3水的质量m=V=1103kg/m310010-3m3=100kg水吸收的热量Q吸=cmt=4.2103J/(kg)100kg(50-20)=1.26107J电能全部转化为热能，消耗的电能W=Q吸=1.26107J加热器正常工作的时间t=8400s =140min(2)3h消耗的电能W1=Pt1=1500W33600s=1.62107J此热水器的效率为=77.8%(3)太阳能热水器与电热水器相比，太阳能是可再生能源，取之不尽用之不竭，节约能源，无污染，环保。答：(1)小泽将水箱

23、装满水，只使用电加热器将水从20加热到50时，需加热器正常工作140min；(2)加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为77.8%；(3)见解析。3、56【分析】先求出太阳在3h，1.4m2放出的热量，然后再求出水总共吸收的热量，利用热量公式求出温度差，再加上初始温度便是水晒后的温度了【详解】Q放8104J/（m2min）1.4m2360min2.016107JQ吸Q放60%1.2096107J由Q吸cmt得，t36T20+36564、 (1)地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电或者目前成本相对较高；(2)2504W；(3)【详解】(1)太阳能发电的缺点有：地面应用时有间

24、歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电；目前成本相对较高。(2)由可得R1和R2的阻值分别为由题意可知，闭合所有开关后，R1R2并联，电路的总电阻电路消耗的总功率R1每分钟放出2.4104J的热量，由可得R1消耗的实际功率则R2的实际功率(3)已知垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，则太阳光与水平面夹角为60时，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置在1分钟内接收到的太阳能太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%，则通过该太阳能电池板获得的电能答：(2)R2的实际功率是2504W； (3)1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能是。5、（1）6107kW（2）0.12m和4.8

25、107kW【解析】因太阳能电池的硅片能提供的电能为12kW/m2，巨大的太阳能收集板的总面积为5106m2，可得太阳能电站的发电能力P=P0S=1.2104W/m25106m2=61010W=6107kw微波的波长等于波速与波长的比值即波长=3108m/s/2450106Hz=0.12m地面接收站接收到的电能是P=P=6107kw0.8=4.8107kw四、实验探究1、（1）0.98g/cm3 （2）加水（3）0.8g/cm3 （4） 酒精 （5）有良好的透水性（水能透过氧化石墨烯薄膜）；对酒精有良好的密封性（酒精不能透过氧化石墨烯薄膜）；氧化石墨烯薄膜分子间有空隙等【分析】(1) 由图知,刚

26、倒入时，混合液的体积和质量, 利用密度公式得到其密度,若要混合液密度增大，需加入密度较大的液体；(2)由图知,剩余液体的体积和质量,利用密度公式得到其密度,根据对物质密度的掌握判断液体的种类;(3)根据密封的液体种类和密封过程中质量的变化情况总结.【详解】（1）由图知, 刚倒入时，混合液的体积的体积为V=38cm3,质量为：m=m2m1=57.4g20.2g=37.2g；液体的密度为=0.98g/cm3, 要让酒精和水的混合液的密度变大，需向混合液中加入密度较大的水.(2)由图知,剩余液体的体积为=14cm3,质量为= m3m1=31.4g20.2g=11.2g液体的密度为=0.8g/cm3,比较知,此液体是酒精.(3)已知密封的是水和酒精的混合物,一个月后,液体体积明显减小,计算结果表明,剩余液体都是酒精,据此可以得到:氧化石墨烯薄膜具