2024九年级物理下册第十六章粒子和宇宙综合能力测试题新版北师大版

Page4第十六章综合能力测试题(满分：100分时间：60分钟)一、单项选择题(每小题3分，共36分)1．发现电子的科学家是(B)A．卢瑟福B．汤姆孙C．居里夫人D．贝克勒尔2．在原子中带负电的是(B)A．质子B．电子C．中子D．原子核3．2022年5月1日，在太平洋南部观察到罕见的“日偏食”奇观，根据我们所学知识可知，“日偏食”中的“日”属于(A)A．恒星B．星云C．卫星D．行星4．按照物质世界主要物体的大致尺度从小到大顺序，排列正确的是(D)A．原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系B．原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系C．夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系D．夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系5．纳米材料所特有的性能及应用是(D)①大大提高材料的强度和硬度；②降低烧结温度；③提高材料的磁性；④能制作高贮存密度的量子磁盘；⑤纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞。A．只有①B．只有①②C．只有①②③⑤D．①②③④⑤都是6．如图所示是某型号的电动巡逻车，它在巡逻的过程中，不可能出现的能量转化是(C)A.电能转化为机械能B．机械能转化为内能C．内能转化为机械能D．电能转化为光能7．以下行为中属于低碳生活、节约资源的是(A)①电视机不用时没有及时切断电源，长时间处于待机状态；②经常使用一次性碗筷；③用太阳能热水器替代燃气热水器；④新农村建设中大量使用沼气池；⑤许多大城市建造了垃圾焚烧发电厂；⑥随意丢弃废旧塑料袋。A．③④⑤B．①③④C．②③⑤D．①②⑥8．能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。下列说法中正确的是(C)A．因为能量是不守恒的，所以需要节约能源B．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机C．能量转化过程中，数量虽然没有减少，但在可利用的品质上降低了D．能量可以被消灭，也可以被创生9．下列关于核能的说法中，正确的是(C)A．核能和煤、石油一样都是常规能源，而不是新能源B．核能和太阳能、风能、水能一样都是可再生能源C.原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量，这就是核能D．氢弹的爆炸就是核裂变发生链式反应的结果10．在下列有关能或能源的讨论中，你认为错误的是(A)A．人类社会面临能源危机，总有一天能量会被消耗殆尽B．煤、石油、天然气等的储量有限，人类面临能源危机C．很多传统能源已走向枯竭，但我们可以开发新的能源D．太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等是取之不尽的11．近年来我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就，下列关于信息和能源的说法中正确的是(A)A．5G通信是利用电磁波传递信息的B．核电站是利用聚变反应的原理工作的C．天和号太空舱帆板接收的太阳能来自于太阳内部的裂变反应释放的能量D．新能源纯电动汽车利用的是一次能源12．抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一。抽水蓄能电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是(B)A．风能和光能是不可再生能源B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能C．根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的二、填空题(每空1分，共23分)13．在夏天的夜晚，仰望天空，会看到一条白茫茫的光带横卧在天空中，就是人们常说的__天河(银河)__，也就是天文学中讲的__银河系__。大多数宇宙科学家都认定：宇宙诞生于距今约150亿年前的一次__大爆炸__。日心说：建立了__太阳__是宇宙的中心。太阳是银河系中数以千亿计__恒__星中的一颗。14．无论是广阔无垠的宇宙，还是显微镜下的病毒，物质都是由__分子__组成的；纳米和光年都是__长度__的单位；神舟十四号载人飞船从发射升空到遨游太空的过程中，航天员的质量是__不变__(选填“变大”“不变”或“变小”)的。15．20世纪初科学家先后提出了如图中甲、乙、丙所示的三种原子模型，后经科学证明，最符合实际的是由科学家卢瑟福，在1909年成功地进行了α粒子散射实验后提出的__行星__模型。16．水力发电、火力发电及核能发电是目前人们获得电能的主要途径，其中容易产生温室效应的是__火力__发电，属于利用可再生能源的是__水力__发电。17．科学家设想把一种多酚乙烯聚合物涂料刷到屋顶上，在阳光照射下涂料正面温度高背面温度低，利用温度差就可以发电。这种发电方式是将__太阳__能转化为__内__能，再转化为电能。18．月球车登陆月球并实施无人探测，当月球上为白天时，月球车上的太阳仪可以自由旋转寻找太阳的位置，然后将__太阳__能转化为电能；当月球上为黑夜时，月球车必须用核能来保温。核能是一次能源，未来人们可利用月球土壤中丰富的氦3与氘核结合成新的原子核，通过核__聚变__(选填“聚变”或“裂变”)释放的巨大能量作为人类未来的能源。19．汽车在刹车过程中，因摩擦将__机械__能转化为地面、轮胎和空气的__内__能。转化后，这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有__方向__性，但在能量的转化或转移过程中，能量的总量保持__不变__。20．连云港市第一座光伏电站采用晶体硅光伏发电系统，利用太阳能发电，功率为3.2×106W。太阳能是清洁__可再生__(选填“可再生”或“不可再生”)能源。假设一年平均有效发电时间为1200h，则年发电量可达__3.84×106__kW·h。21．天然气是一种清洁能源，它是__不可再生__(选填“可再生”或“不可再生”)能源。某出租车在一段时间内消耗了0.5kg天然气，若天然气的热值为4.4×107J/kg，这些天然气完全燃烧，可放出热量__2.2×107__J。三、实验探究题(共26分)22．(7分)如图所示，在吹一个表面画有许多斑点的气球时会发现，随着气球的鼓起，斑点间的距离在不断变化。从任何一点出发，其他的点都可以以它为中心向四周散开，并且距离越远散开的速度越快。如果我们把这个气球比作宇宙，试回答下列问题。(1)根据多普勒效应，当星系靠近观察者时，见到的星光光谱线向频率高的蓝光方向移动，反之则向红光方向移动。把气球上的斑点看作一个个星系，并选定一个作为太阳系。当我们把气球逐渐吹起时，以太阳系为观测中心，我们观测到的星系大多在向__红__光方向移动，也就是说它们都在__远离__(选填“靠近”或“远离”)太阳系，并且距离太阳系越远的星系移动的速度越__快__(选填“快”或“慢”)。(2)实验说明大多数星系之间的距离都在__变大__，由此推测宇宙正处于__膨胀__之中。(3)这种研究宇宙的方法是__C__。(填序号)A．对比法B．类比法C．模型法D．控制变量法23．(7分)夏天夜晚，常会看到灯蛾扑火现象。灯蛾围着烛焰等光源一圈又一圈飞行，圈子越来越小，直至遇到火焰。远古时期就有灯蛾，那时灯蛾在夜间飞行是依靠星光来辨别方向的，遥远的星光到达地球时近似于平行光线。科学家对“灯蛾为什么会扑火”这一问题的解释，用如图加以表达。(1)夜晚的星空，人们观察到许多闪烁的星星，它们大多数与太阳一样，都是哪一类天体？__恒星__。(2)请运用图中信息，结合相关知识，对“灯蛾扑火”现象做出解释：__灯蛾飞行的路线总是跟光成一定角度(小于90°)，而火发出光线非平行线，故灯蛾会围着光源一圈又一圈飞行，圈子越来越小，因此最终灯蛾扑火__。(3)有些农业害虫具有与灯蛾相似的习性。农业上采用“灯光诱杀法”来杀灭这些害虫。与农药除虫相比较，灯光诱杀法的优点有__对环境无污染__。(写一条即可)24．(12分)能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危机、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量白白浪费了，利用学过的物理知识，将一些能量转化为电能：(1)请你为自己的家庭设计两个不需要消耗燃料的发电方式：__利用太阳能发电__、__风力发电__。(合理即可)(2)大海海面波浪起伏，你想过将波浪所具有的机械能转化为电能给灯塔供电吗？(提示：地磁场磁性太弱)请回答下列问题：①这一设想依据的原理是__电磁感应__。②需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材：__磁体__、__线圈(或导体)__。③怎么实现你的设计？答：将磁体和线圈中的任一个固定在塔座上，另一个随波浪起伏，让线圈切割磁感线。四、计算题(15分)25．在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器，该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热。它的铭牌如表格所示。小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m2。他家所在的地区(晴天)每天接受太阳辐射的时间为8h，太阳光照射地面时的辐射功率为900J/(s·m2)，即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J。已知g取10N/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103kg/m3，当热水器内蓄满水时，求：××牌热水器水箱容量150L集热管数28支集热管管长180cm额定频率50Hz额定电压220V防水等级A系统承压3.0MPa额定功率4000W自身质量50kg采光面积2.0m2(1)热水器对水平台面的压力和压强。(2)热水器每天接收的太阳辐射能使水升高的温度。(3)热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间。解：(1)水的质量m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.15m3＝150kg，热水器对水平台面的压力F＝G＝(m器＋m水)g＝(50kg＋150kg)×10N/kg＝2000N，热水器对水平台面的压强p＝eq\f(F,S)＝eq\f(2000N,0.1m2)＝20000Pa(2)热水器每天接收的太阳辐射能W＝900J/(s·m2)×8×3600s×2.0m2＝5.184×107J，水吸收的热量Q吸＝70%W＝70%×5.184×107J＝3.6288×107J，则水升高的温度Δt＝eq\f(Q吸,c水m水)＝eq\f(3.6288×107J,4.2×103J/（kg·℃）×150kg)＝57.6℃(3)热水器将水从2