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沪粤版九年级下册 第二十章 《能源与能量守恒》单元测试 提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1． 下列属于不可再生能源的是（　　）
A．风能 B．地热能 C．石油 D．太阳能
2．能源的利用要考虑可持续发展，以下能源属于一次能源，同时又是可 再生能源 的一组是
A．木柴、煤炭 B．天然气、太阳能
C．水能、太阳能 D．风能、电能
3．“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（　　）
A．内能 B．动能 C．核能 D．光能
4．信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（　　）
A．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的
B．“北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航的
C．风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于二次能源，水能、风能都是可再生能源
D．核电站是利用核裂变来发电的
5．下列关于能量形式及应用的说法，正确的是（　　）
A．汽车刹车时，刹车片发热，是机械能转化为内能
B．蜡烛燃烧时，化学能全部转化为光能
C．从热汤中取出金属勺子，由烫手到不烫手的过程其内能不变
D．植物吸收太阳光进行光合作用，将化学能转化为光能
6．如图是我国古籍《天工开物》中描绘造纸时“透火焙干”的情景。下列说法正确的是（　　）
A．木柴燃烧——化学能转化为电能
B．湿纸变干——升华
C．砖块升温——内能减少
D．透火焙干——热传递
7．关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　）
A．热机工作过程中能量不守恒
B．热机的大量使用不会造成环境污染
C．热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功
D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染
8．为防止化石燃料枯竭后出现能源危机，同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论，你认为错误的是（　　）
A．积极研究和寻找新能源
B．减少工农业能源用量
C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电效率
D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
9．如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是（　　）
A．太阳能是二次能源
B．太阳能电池板是由超导材料制成的
C．地面通过超声波控制“启明星50”
D．太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量
10．智能家居带给我们轻松舒适的生活，如图是一款智能扫地机器人，它可以通过手机APP设置清扫区域，自动完成清扫并返回基站充电。以下关于该机器人说法错误的是（　　）
A．扫地机器人使用的电能是二次能源
B．机器人摄像头成倒立、缩小的实像
C．机器人静止时，受到的重力和支持力是一对相互作用力
D．充电时，机器人相对于基站是静止的
二、多选题（每题3分，共9分）
11．如图所示，不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，图中已经给出了两个实例，小东同学又进行了一系列的补充，其中你认为正确的是（　　）
A．电动机，机械能转化为电能
B．电饭锅，电能转化为内能
C．摩擦生热，将内能转化为机械能
D．植物光合作用，将光能转化为化学能
12．2024年3月20日，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，如图所示。鹊桥二号中继星作为探月四期后续工程的“关键一环”，将架设地月新“鹊桥”，为嫦娥四号、嫦娥六号等任务提供地月间中继通信。3月25日0时46分，鹊桥二号中继星经过约112小时奔月飞行，在距月面约440公里处开始实施近月制动，约19分钟后，顺利进入环月轨道飞行。下列有关说法正确的是（　　）
A．长征八号遥三运载火箭加速升空时，动能转化为重力势能
B．火箭升空过程中，需克服空气阻力做功，但能的总量不变
C．鹊桥二号中维星实施近月制动后不受力，做匀速直线运动
D．火箭起飞过程的能量转化，与内燃机的做功冲程是相同的
13．下列关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．钻木取火——内能转化为机械能
B．植物的光合作用——光能转化为化学能
C．手机充电——化学能转化为电能
D．单缸四冲程汽油机的压缩冲程——机械能转化为内能
三、填空题（每空2分，共14分）
14．如题图所示，智能运动手环通过蓝牙与手机连接时，是利用　 　进行数据传输。给手环充电的过程中，手环电池属于电路构成中的　 　（选填“电源”或“用电器”），其能量转化的形式主要是将电能转化为　 　能。
15．家庭电路中洗衣机与电冰箱是 　 　联的。洗衣机工作时主要将电能转化为 　 　能。
16． 2025年，中国“人造太阳”————全超导托卡马克装置实现 108℃高温下1 066 s的稳态运行，运行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　 　。
四、实验探究题（每空2分，共20分）
17．小明在市场看到一款“不插电、遇水就亮”的灯泡，摊主声称其不消耗电能。小明认为这与物理课上所学知识矛盾，于是买了一个灯泡回家测试。
（1）小明猜想灯泡遇水就亮的原因是：灯泡内部装有提供能量的　 　（填电路元件的名称），灯泡遇水形成　 　（选填“通路”“短路”或“断路”）；
（2）从能量转化的角度分析：灯泡发光时，灯泡内部发生的能量转化是　 　能转化为　 　能和少量内能，因此摊主“不消耗电能”的说法是　 　（选填“正确”或“错误”）的。
（3）小明观察到灯泡底部结构由a、b、c三部分组成，如图甲所示，a、c为金属，b为塑料。如图乙，将灯泡缓慢浸入水中，观察灯泡发光情况，收集到证据如表。
水面对应的位置 a b c
灯泡的发光情况 不发光 不发光 发光
（4）小明将灯泡取出并擦干，再用一根导线同时接触灯泡底部　 　（选填“a”或“b”）和c两部分，灯泡发光。
（5）小明拆开灯泡塑料壳，如图丙所示，最终证明了猜想正确。
（6）小明又发现该灯泡在自来水中发光较暗，在盐水中发光较亮，请解释这一现象的原因：　 　。
18．在学校的“跨学科实践”活动中，小王参加了“自制简易热机”的活动项目，他准备了以下材料：一个空易拉罐，一根吸管，一台小风扇，一个酒精灯。
（1）在易拉罐内加入少量的水；
（2）用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上；
（3）在易拉罐的左侧底部开一小孔，将吸管的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图（操作过程中要注意安全），需保证吸管位于罐子靠　 　（填“上”或“下”）部分；
（4）将风车放在支架上，吸管正对风车扇叶，点燃酒精灯加热易拉罐，随着水温升高，风车渐渐转动，且吸管口有“白气”喷出。实现“风车转动”的能量转化是　 　；该能量转化方式与四冲程汽油机的　 　冲程相同。
五、简答题（共5分）
19．如图所示，我国嫦娥四号月球探测器不负众望，成功在月球背面软着陆，登陆后，月球车在经历短暂“休息”后，开展多种科学探测任务，开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。请分析并回答下列问题：
（1）月球车上的太阳能电池板工作时发生了什么能量转换？
（2）为什么月球车的车轮不仅很宽，而且外表面有凸起的棱？
六、科普阅读题（每空2分，共12分）
20．阅读短文，回答问题。
跨学科实践——制作大棚补光自动控制系统模型
【提出问题】小明和同学们一起参观了智能大棚种植，大棚能自动调节棚内的光照度、温度、湿度及空气的流动性，从而优化作物生长环境，提高作物品质和产量。参观结束后，同学们打算制作一个大棚补光自动控制系统模型。
【自主学习】同学们查阅资料发现：光照度是指物体单位面积上接收光的多少，光照度的值越大，表示接收的光越多，光照度的单位是“勒克斯”，250勒克斯的光照度可供我们正常阅读。
光照度对蔬菜生长有影响，光照度太小，蔬菜生长缓慢，需要进行适当的补光，保证蔬菜生长需要，但长时间强光照射又会产生抑制作用。大棚中有对光照度敏感的电子元件，可将光信号转变为电路中的电信号，光敏电阻就是常见的对光照度敏感的电子元件。
【设计制作调试】小明利用电磁继电器、光敏电阻等器件设计并制作了补光自动控制系统模型，其电路示意图如图所示。光敏电阻的阻值与光照度的关系如下表所示：
光照度/勒克斯 5 10 15 20 25 60
光敏电阻阻值/Ω 60 30 20 15 12 5
控制电路中，电源电压为6V保持不变，是电阻箱（0~999Ω），是光敏电阻，阻值变化范围（5~60Ω），电磁继电器线圈电阻不计。受控电路中，灯泡标有“24V 6W”字样。小明开始调试，用遮光布盖在光敏电阻上，闭合开关S，补光电路开启，缓慢向上提起遮光布；当光敏电阻上的光照度升至10勒克斯时，电流表示数为150mA；当电流表示数为300mA时，补光电路关闭。小明在电流表刻度盘上标注对应的光照度的值，将电流表改制成“光照度表”。
【交流评价】活动小组制作了评价方案，并对小明设计制作的补光系统模型进行评价，并提出改进意见。
等级 良好 合格 不合格
评价指标 能实现自动控制；通过调节，可使补光灯在不同光照下开启 能实现自动控制；但不能使补光灯在不同光照下开启 不能实现自动控制；实验设计存在用电安全隐患
（1）下列说法中正确的是______；
A．光照度越大，蔬菜生长速度就越快
B．我们考场现在的光照度约为60勒克斯
C．光敏电阻的阻值随光照强度增加而增加
D．在“①”位置安装灯泡能满足设计要求
（2）植物生长需要的太阳能属于　 　再生能源（选填“可”或“不可”）。调试时，电阻箱接入电路的阻值为　 　Ω，当光照度为　 　勒克斯时关闭补光电路；
（3）对于小明设计的补光系统模型，你给予的评价等级是　 　（选填“良好”、“合格”或“不合格”）；为了使补光灯在光照度更大时也能开启，可以采用的方法是：　 　。
七、综合题（每空2分，共10分）
21．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出.如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力.
（1）你认为利用太阳能有哪些好处
　 　
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道亮丽的风景线（如图a所示）.太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是（　　）.
A．磁性材料 B．纳米材料 C．半导体 D．超导体
（3）太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的.我国太阳能热水器已走进了千家万户.小明家的太阳能热水器的采光面积是 2.1m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多高温度
（4）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车.图b是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电.
①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图c所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω.闭合开关S，当调速电阻的滑片 P 滑到最左端时车速最大，此时电流表示数为5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，则这时电动机的电功率是多少
②制造太阳能电动三轮车车架可用各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：
材料 技术指标 锰钢 铝合金 钛合金 碳纤维
性能（强度） 强 较弱 较强 强
密度（kg·m-3） 7.9×103 3.0×103 4.5×103 1.6×103
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料 若车架的体积约为 车架的质量是多大
（5）某年的世界环境日，我国的主题是：“绿色消费，你行动了吗 ”联系生活实际，谈谈你应如何做
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】 A.风能是可再生资源，能源源不断从自然界获取，故A不符合题意；
B.地热能属于新能源，是可再生资源，故B不符合题意；
C.石油是化石燃料，属于不可再生资源，故C符合题意；
D.太阳能属于可再生资源，故D不符合题意。
故选C。
【分析】 从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源。人类开发利用后，化石燃料都属于不可再生能源；在自然界中可以不断再生的能源，属于可再生能源。
2．【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A.木柴属于生物质能，是一次能源也是可再生能源；煤炭是一次能源，但它是由古代植物经过漫长的地质年代形成的，属于不可再生能源，故A不符合题意；
B.天然气是一次能源，它是古代生物遗体在地质条件下经过长时间转化形成的，不能在短时间内得到补充，属于不可再生能源；太阳能是一次能源且是可再生能源，故B不符合题意；
C.水能是水体的动能、势能等能量资源，是一次能源，通过水循环可以不断再生，是可再生能源；太阳能是一次能源，太阳内部不断进行核聚变反应，其能量源源不断，是可再生能源，故C符合题意；
Ｄ.风能是一次能源且可再生；电能是二次能源，它是由一次能源经过加工转换得到的，如火力发电是由煤炭燃烧的热能转化而来，水力发电是由水能转化而来等，故D不符合题意。
故选C。
【分析】一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源。例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能；
二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源.例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气；
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐
能；
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
3．【答案】C
【知识点】核能
【解析】【解答】核电站是利用核裂变将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能，所以“华龙一号”核电机组发电是利用核裂变释放的核能，故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】核电站是利用核裂变释放的核能来发电的。
4．【答案】D
【知识点】能源及其分类；核裂变；光纤通信；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】 解：A、光纤通信是激光借助光的反射原理来传递信息，故A错误；
B、“北斗”导航系统是利用电磁波来传递信息的，故B错误；
C、风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源，故C错误；
D、核电站是利用核裂变发电的，故D正确。
故选：D。
【分析】 （1）激光可以在光导纤维里发生反射而传播，从而传播信息；
（2）声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的；
（3）一次能源是指可以从自然界直接获取的能源；二次能源指的是必须通过一次能源的消耗才可以得到的能源叫二次能源；
（4）核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，核聚变过程不可控。
5．【答案】A
【知识点】内能的利用及其意义；能量的转化或转移
【解析】【解答】A．汽车在刹车过程中， 速度减小则机械能减小，而刹车片发热，说明内能增大，因此将机械能转化为内能，故A正确；
B．蜡烛燃烧时，将化学能转化为光能和内能，故B错误；
C．勺子从烫手到不烫手的过程，温度降低，则内能减小，故C错误；
D．植物吸收太阳光进行光合作用，将光能转化为化学能，故D错误。
故选A。
【分析】判断能量转化的过程时，应该是能量减少的转化为能量增大的，据此对各个选项分析判断即可。
6．【答案】D
【知识点】升华及升华吸热；温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】 A、木柴燃烧是化学变化，过程中是将燃料的化学能转化为内能（热能），并不是转化为电能，故A错误。
B、湿纸变干是纸中的水分由液态变成气态，这个物态变化是汽化中的蒸发；而升华是指物质由固态直接变为气态的过程，和湿纸变干的过程不符，故B错误。
C、砖块升温，说明它的温度升高，内能的大小和温度有关，同一物体温度升高，内能会增加，而不是减少，故C错误。
D、“透火焙干”是利用火焰的热量传递给被焙干的物体，通过热传递的方式使物体的水分蒸发，属于热传递改变内能的应用，故D正确。
故选：D。
【分析】（1）燃料燃烧时的能量转化是化学能转化为内能。
（2）物质从液态变为气态的过程叫作汽化，汽化有蒸发和沸腾两种方式。
（3）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。
7．【答案】D
【知识点】热机；热机的效率；能量守恒定律
【解析】【解答】A、能量守恒定律是自然界的普遍规律，适用于所有能量转化过程。热机工作时，燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能，过程中虽然有能量损失，但总能量保持不变，故A错误。
B、热机大量使用时，会燃烧汽油、柴油等化石燃料，排放一氧化碳、氮氧化物等有害气体，造成大气污染；同时热机运转会产生噪声，形成噪声污染，故B错误。
C、热机工作时，燃料燃烧放出的能量只有一部分用来对外做功，大部分能量会通过废气带走、部件散热、克服摩擦等方式损失，热机效率通常只有20%~40%，故C错误。
D、改进热机性能，可以提高热机效率，在相同做功下减少燃料消耗，从而有效利用能源，同时减少废气、噪声等污染物的排放，故D正确。
故选：D。
【分析】(1)能量守恒定律是自然界的基本定律，热机工作过程中能量同样守恒；
(2)热机燃烧化石燃料会排放废气、产生噪声，会造成环境污染；
(3)热机的效率远小于1，燃料燃烧的能量大部分会损失，只有少部分用来做功；
(4)改进热机性能可提高热机效率，减少燃料消耗，从而有效利用资源、减少污染物排放。
8．【答案】B
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】 AB.解决能源问题的根本出路是节约能源，提高现有能源利用率，积极寻找和开发新能源，给A正确不合题意，B错误符合题意：
C.输电过程要损耗部分电能，利用超导体送电，可以减少输电过程中的能量损失，提高输电效率，故C正确不合题意：
D.由于煤炭资源有限，因此研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施是可行的，故D正确不合题意。
故选B。
【分析】解决能源问题的根本出路是减少能源损耗，节约能源，提高现有能源利用率，积极寻找和开发新能源。
9．【答案】D
【知识点】能源及其分类；核聚变；太阳能及其利用与转化；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．根据一次能源的定义可知，太阳能是可以从自然界直接获取的能源，是一次能源，故A错误；
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，由半导体材料制成，故B错误；
C．电磁波的传播不需要介质，地面通过电磁波控制“启明星50”，故C错误；
D．太阳是因为其内部氢原子核在超高温下发生核聚变释放核能，故D正确。
故选D。
【分析】A.直接从自然界获取的能源为一次能源，由一次能源转化而成的能源为二次能源；
B.根据半导体材料的性质和应用判断；
C.根据电磁波的特点和应用判断；
D.根据太阳的能量来源判断。
10．【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；能源及其分类；平衡状态的判断；运动和静止的相对性
【解析】【解答】A．扫地机器人使用的电能是二次能源，故A正确；
B．机器人的摄像头成像时，物距远大于像距，成倒立、缩小的实像，故B正确；
C．机器人静止时，受到的重力和支持力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力，故C错误；
D．充电时，机器人相对于基站位置不变，所以机器人相对于基站是静止的，故D正确。
故选C。
【分析】1.能够直接从自然界中得到的能源叫一次能源；电能是二次能源；
2.凸透镜到物体的距离大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像；
3.二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上；
4.物体相对参照物的位置变化了，物体是运动的；物体相对参照物的位置不变，物体是静止的。
11．【答案】B,D
【知识点】能量的转化或转移；能量的存在形式；能量转化和转移的方向性
【解析】【解答】解：A、电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，它将电能转化成了机械能，故A错误；
B、电饭锅消耗了电能，增加了食物的内能，把电能转化为内能，故B正确；
C、摩擦起电产生的是电能，是克服摩擦时做功的机械能转化为了电能，故C错误；
D、植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故D正确。
故选：BD。
【分析】 从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向。
12．【答案】B,D
【知识点】机械能及其转化；热机；能量守恒定律；力的概念及单位
【解析】【解答】A．长征八号遥三运载火箭加速升空时，质量不变，高度增大，重力势能增大；质量不变，速度增大，则动能增大，那么不是动能转化为重力势能，故A错误；
B．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，但是能量总量守恒，故B正确；
C．鹊桥二号中继星实施近月制动后，仍然受月球对其的引力作用，不是不受力，故C错误；
D．火箭起飞过程中，将燃气的内能转化为火箭的机械能，能量转化情况与内燃机做功冲程相同，故D正确。
故选BD。
【分析】A.燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能再转化为火箭的机械能；
B.能量转化和转移的过程中，能的总量保持不变；
C.鹊桥二号中继星实施近月制动后受引力；
D.在内燃机的做功冲程中能量转化关系是内能转化为机械能。
13．【答案】B,D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．钻木取火，克服摩擦做功，物体温度升高内能增大，将机械能转化为内能。故A错误；
B．植物吸收光能，生成新的物质，将光能转化为化学能。故B正确；
C．手机充电时，消耗电能，使电池发生化学变化，将电能转化为化学能。故C错误；
D．在压缩冲程时，活塞对气体做功，使气体温度升高内能增大，将机械能转化为内能。故|D正确。
故选BD。
【分析】克服摩擦时，机械能转化为内能；光合作用时，光能转化为化学能；为电池充电，电能转化为化学能；汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能。
14．【答案】电磁波；用电器；化学
【知识点】能量的转化或转移；电路的构成及电路图；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】（1） 智能运动手环通过蓝牙与手机连接时， 是通过电磁波以无线的方式向手机发送运动的统计数据。
（2）给手环充电的过程中，手环将电能转化为电池的化学能，则手环电池属于电路构成中的用电器。
【分析】（1）根据电磁铁的特点和应用解答；
（2）在基本电路中，用电器消耗电能，电源提供电能，结合能量转化的知识解答。
15．【答案】并；机械
【知识点】能量的转化或转移；串联电路和并联电路的辨别
【解析】【解答】因为家庭电路中各用电器既可以单独工作又互不影响，所以家庭电路中的洗衣机和电冰箱之间的连接方式为并联；
洗衣机工作时主要将电能转化为机械能。
故答案为：并；机械。
【分析】家庭电路的电压是220V，用电器的额定电压是220V，为了使用电器正常工作，相互不影响，用电器必须并联在家庭电路中；
用电器是利用电能工作，用电器工作的过程就是把电能转化其它形式的能的过程。
16．【答案】方向；不变
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】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。
根据能量守恒定律可知，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
【分析】 能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。
17．【答案】电池；通路；化学；电；错误；a；盐水导电性比自来水强，电路中电流更大
【知识点】能量的转化或转移；电源及其能量转化；电路的构成及电路图；电路的三种状态
【解析】【解答】（1）在电路中，电源是提供电能的，灯泡发光，灯泡内部装有提供能量的电源，即电池。当灯泡遇水发光，电路中有电流通过，即形成了通路。
（2）灯泡发光时，内部的电池提供电能，将化学能转化成电能和少量内能。灯泡发光消耗电能，“不消耗电能”的说法是错误的。
（4）结合表格，当水面在a位置时不发光，在b位置时不发光，在c位置时发光。说明a、c通过水形成通路，用导线代替水时，连接a和c可使灯泡发光。
（6）盐水的导电性强于自来水，盐水中的自由移动的离子比自来水中的自由移动的离子多，电路中的电流比较大，灯泡比较亮。
【分析】（1）电路中，电源是提供电能的装置；
（2）用电器工作，消耗电能，将电能转化为其他形式的能；
（4）灯泡接入电路中，有电流通过，灯泡发光；
（6）盐水和自来水的导电能力不同，电路中电流大小不同，灯泡亮度不同。
18．【答案】上；内能转化为机械能；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机；能量的转化或转移
【解析】【解答】（3）对易拉罐加热时，易拉罐内水汽化变成水蒸气，水在易拉罐底部，而水蒸气在易拉罐上部，为了保证水蒸气顺利喷出，需保证吸管位于罐子靠上部分。
（4）当易拉罐内的水蒸气从吸管口喷出时，将水蒸气的内能转化为风车的机械能，该能量转化方式与四冲程汽油机的做功冲程相同。
【分析】（3）根据能量转化的知识解答；
（4）四冲程汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能。
19．【答案】（1）将太阳能转化为电能
（2）减小车轮对地面的压强，增大车轮受到的摩擦力。
【知识点】太阳能及其利用与转化；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】（1） 月球车上的太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能。
（2）车轮宽大是通过增大受力面积减小月球车对月球表面的压强；车轮表面有棱是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）减小压强的方法：减小压力或增大受力面积；增大摩擦力的方法：增大压力或增大接触面的粗糙程度。
（1）在太阳光照射下，太阳能电池消耗太阳能，产生电能供探测器使用，此过程是将太阳能转化为电能。
（2）车轮宽大是在压力一定时，通过增大受力面积减小月球车对月球表面的压强；车轮表面有棱是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，方便行走。
20．【答案】（1）D
（2）可；10；30
（3）良好；增大电阻箱接入电路的阻值
【知识点】能源及其分类；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】（1）A．材料明确指出长时间强光照射会抑制蔬菜生长，因此"光照度越大蔬菜生长速度越快"的说法是错误的。
B．材料说明250勒克斯能满足正常阅读需求，而考场正常光照需要远高于60勒克斯，因此B选项错误。
C．表格数据显示光照度增大时，光敏电阻阻值减小，故C选项错误。
D．光照不足时，光敏电阻阻值增大，控制电路电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁会接通①所在电路，因此在①位置安装灯泡符合设计要求，D选项正确。
正确答案：D。
（2）太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源。
当光照度为10勒克斯时，光敏电阻，电流；电源电压，根据欧姆定律，总电阻，因此电阻箱接入阻值，补光电路关闭时电流
总电阻；此时光敏电阻阻值；由表格数据可知，光照度与光敏电阻阻值的乘积为定值，因此此时光照度
（3） 小明的设计实现了自动补光功能，且通过可调电阻箱可以调节补光灯的开启光照度，满足"良好"等级的评价标准。
要使补光灯在更高光照度时开启（此时光敏电阻阻值更小），需要增大电阻箱的阻值，这样当光敏电阻阻值更小时，控制电路电流才能达到继电器吸合电流。
【分析】1、根据材料内容获取蔬菜生长需要的阳光强度；
2、电磁铁磁性的有无与电流的通断有关，磁性强弱与两个因素有关：线圈匝数多少、电流大小。光照不足时，光敏电阻阻值增大，控制电路电流减小，电磁铁磁性减弱，此时结合图分析，衔铁接通的电路；
3、可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源；
4、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和；
5、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）A．根据材料内容，长时间强光照射会抑制蔬菜生长，并非光照度越大蔬菜生长速度越快，故A错误；
B．材料说明250勒克斯可满足正常阅读，考场正常光照需要满足阅读需求，光照度远大于60勒克斯，故B错误；
C．从表格数据可得，光照度越大，光敏电阻的阻值越小，即光敏电阻阻值随光照强度增加而减小，故C错误；
D．光照不足需要补光时，光敏电阻阻值大，控制电路电流小，电磁铁磁性弱，衔铁接通①所在电路，因此在①位置安装灯泡符合设计要求，故D正确。
故选D。
（2）[1]太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源。
[2]当光照度为10勒克斯时，光敏电阻，电流
电源电压，根据欧姆定律，总电阻
因此电阻箱接入阻值
[3]补光电路关闭时电流
总电阻
此时光敏电阻阻值
由表格数据可知，光照度与光敏电阻阻值的乘积为定值，因此此时光照度
（3）[1]小明的设计可以实现自动补光，且是可调电阻箱，通过调节可以让补光灯在不同光照下开启，符合“良好”等级的评价指标，因此评价等级为良好。
[2]若要补光灯在光照度更大时开启，光照度更大对应光敏电阻阻值更小，控制电路电流达到电磁继电器吸合电流时，总电阻不变，因此需要增大电阻箱接入电路的阻值，即可得到更小的光敏电阻阻值，对应更大的光照度。
21．【答案】（1）无污染、环保、可再生(或取之不尽、用之不竭)
（2）C
（3）解：太阳能热水器中的水一天吸收的热量：
因为Q=cmΔt，
所以
末温为：
（4）①由题意可知：当滑片P滑到最左端时电动机两端的电压等于太阳能电池的电压，即
当滑片 P滑到最右端时，滑动变阻器两端的电压
此时，电动机两端的电压
电动机的功率：P电机=IU=1A×150V=150W.
②应选碳纤维.
车架的质量：
（5）约用水；节约用电(如：购买节能灯、购买符合节能标准的家电)；不使用一次性塑料袋；尽量骑自行车、步行、乘公交车出行；尽量购买小排量汽车等.
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；太阳能的相关计算；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】（1）太阳能取之不尽用之不竭，是可再生的，使用太阳能不会产生污染，是清洁能源；
（2）太阳能电池板是由晶体硅制成的，晶体硅是一种半导体材料，C符合题意；
故选C；
（5）约用水；节约用电；如：购买节能灯、购买符合节能标准的家电；不使用一次性塑料袋；尽量骑自行车、步行、乘公交车出行；尽量购买小排量汽车等。
【分析】（1）具有以下优点：无污染、环保、可再生等；
（2）制作电池板的是晶体硅材料，是半导体；
（3）根据单位时间、单位面积得到的太阳能，计算水吸收的热量；根据，计算水的温度差；结合初温，计算末温；
（4）根据电功率，利用，计算电压；利用U=IR，计算分压，根据串联电路电压规律，计算电动机分压，根据P=UI，计算电功率；根据m=ρV，计算质量；
（5）根据生活中的实际现象，介绍节能的具体做法。
1 / 1沪粤版九年级下册 第二十章 《能源与能量守恒》单元测试 提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1． 下列属于不可再生能源的是（　　）
A．风能 B．地热能 C．石油 D．太阳能
【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】 A.风能是可再生资源，能源源不断从自然界获取，故A不符合题意；
B.地热能属于新能源，是可再生资源，故B不符合题意；
C.石油是化石燃料，属于不可再生资源，故C符合题意；
D.太阳能属于可再生资源，故D不符合题意。
故选C。
【分析】 从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源。人类开发利用后，化石燃料都属于不可再生能源；在自然界中可以不断再生的能源，属于可再生能源。
2．能源的利用要考虑可持续发展，以下能源属于一次能源，同时又是可 再生能源 的一组是
A．木柴、煤炭 B．天然气、太阳能
C．水能、太阳能 D．风能、电能
【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A.木柴属于生物质能，是一次能源也是可再生能源；煤炭是一次能源，但它是由古代植物经过漫长的地质年代形成的，属于不可再生能源，故A不符合题意；
B.天然气是一次能源，它是古代生物遗体在地质条件下经过长时间转化形成的，不能在短时间内得到补充，属于不可再生能源；太阳能是一次能源且是可再生能源，故B不符合题意；
C.水能是水体的动能、势能等能量资源，是一次能源，通过水循环可以不断再生，是可再生能源；太阳能是一次能源，太阳内部不断进行核聚变反应，其能量源源不断，是可再生能源，故C符合题意；
Ｄ.风能是一次能源且可再生；电能是二次能源，它是由一次能源经过加工转换得到的，如火力发电是由煤炭燃烧的热能转化而来，水力发电是由水能转化而来等，故D不符合题意。
故选C。
【分析】一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源。例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能；
二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源.例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气；
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐
能；
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
3．“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的下列哪种能量（　　）
A．内能 B．动能 C．核能 D．光能
【答案】C
【知识点】核能
【解析】【解答】核电站是利用核裂变将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能，所以“华龙一号”核电机组发电是利用核裂变释放的核能，故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】核电站是利用核裂变释放的核能来发电的。
4．信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（　　）
A．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的
B．“北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航的
C．风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于二次能源，水能、风能都是可再生能源
D．核电站是利用核裂变来发电的
【答案】D
【知识点】能源及其分类；核裂变；光纤通信；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】 解：A、光纤通信是激光借助光的反射原理来传递信息，故A错误；
B、“北斗”导航系统是利用电磁波来传递信息的，故B错误；
C、风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源，故C错误；
D、核电站是利用核裂变发电的，故D正确。
故选：D。
【分析】 （1）激光可以在光导纤维里发生反射而传播，从而传播信息；
（2）声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的；
（3）一次能源是指可以从自然界直接获取的能源；二次能源指的是必须通过一次能源的消耗才可以得到的能源叫二次能源；
（4）核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，核聚变过程不可控。
5．下列关于能量形式及应用的说法，正确的是（　　）
A．汽车刹车时，刹车片发热，是机械能转化为内能
B．蜡烛燃烧时，化学能全部转化为光能
C．从热汤中取出金属勺子，由烫手到不烫手的过程其内能不变
D．植物吸收太阳光进行光合作用，将化学能转化为光能
【答案】A
【知识点】内能的利用及其意义；能量的转化或转移
【解析】【解答】A．汽车在刹车过程中， 速度减小则机械能减小，而刹车片发热，说明内能增大，因此将机械能转化为内能，故A正确；
B．蜡烛燃烧时，将化学能转化为光能和内能，故B错误；
C．勺子从烫手到不烫手的过程，温度降低，则内能减小，故C错误；
D．植物吸收太阳光进行光合作用，将光能转化为化学能，故D错误。
故选A。
【分析】判断能量转化的过程时，应该是能量减少的转化为能量增大的，据此对各个选项分析判断即可。
6．如图是我国古籍《天工开物》中描绘造纸时“透火焙干”的情景。下列说法正确的是（　　）
A．木柴燃烧——化学能转化为电能
B．湿纸变干——升华
C．砖块升温——内能减少
D．透火焙干——热传递
【答案】D
【知识点】升华及升华吸热；温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】 A、木柴燃烧是化学变化，过程中是将燃料的化学能转化为内能（热能），并不是转化为电能，故A错误。
B、湿纸变干是纸中的水分由液态变成气态，这个物态变化是汽化中的蒸发；而升华是指物质由固态直接变为气态的过程，和湿纸变干的过程不符，故B错误。
C、砖块升温，说明它的温度升高，内能的大小和温度有关，同一物体温度升高，内能会增加，而不是减少，故C错误。
D、“透火焙干”是利用火焰的热量传递给被焙干的物体，通过热传递的方式使物体的水分蒸发，属于热传递改变内能的应用，故D正确。
故选：D。
【分析】（1）燃料燃烧时的能量转化是化学能转化为内能。
（2）物质从液态变为气态的过程叫作汽化，汽化有蒸发和沸腾两种方式。
（3）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。
7．关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　）
A．热机工作过程中能量不守恒
B．热机的大量使用不会造成环境污染
C．热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功
D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染
【答案】D
【知识点】热机；热机的效率；能量守恒定律
【解析】【解答】A、能量守恒定律是自然界的普遍规律，适用于所有能量转化过程。热机工作时，燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能，过程中虽然有能量损失，但总能量保持不变，故A错误。
B、热机大量使用时，会燃烧汽油、柴油等化石燃料，排放一氧化碳、氮氧化物等有害气体，造成大气污染；同时热机运转会产生噪声，形成噪声污染，故B错误。
C、热机工作时，燃料燃烧放出的能量只有一部分用来对外做功，大部分能量会通过废气带走、部件散热、克服摩擦等方式损失，热机效率通常只有20%~40%，故C错误。
D、改进热机性能，可以提高热机效率，在相同做功下减少燃料消耗，从而有效利用能源，同时减少废气、噪声等污染物的排放，故D正确。
故选：D。
【分析】(1)能量守恒定律是自然界的基本定律，热机工作过程中能量同样守恒；
(2)热机燃烧化石燃料会排放废气、产生噪声，会造成环境污染；
(3)热机的效率远小于1，燃料燃烧的能量大部分会损失，只有少部分用来做功；
(4)改进热机性能可提高热机效率，减少燃料消耗，从而有效利用资源、减少污染物排放。
8．为防止化石燃料枯竭后出现能源危机，同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论，你认为错误的是（　　）
A．积极研究和寻找新能源
B．减少工农业能源用量
C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电效率
D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
【答案】B
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】 AB.解决能源问题的根本出路是节约能源，提高现有能源利用率，积极寻找和开发新能源，给A正确不合题意，B错误符合题意：
C.输电过程要损耗部分电能，利用超导体送电，可以减少输电过程中的能量损失，提高输电效率，故C正确不合题意：
D.由于煤炭资源有限，因此研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施是可行的，故D正确不合题意。
故选B。
【分析】解决能源问题的根本出路是减少能源损耗，节约能源，提高现有能源利用率，积极寻找和开发新能源。
9．如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是（　　）
A．太阳能是二次能源
B．太阳能电池板是由超导材料制成的
C．地面通过超声波控制“启明星50”
D．太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量
【答案】D
【知识点】能源及其分类；核聚变；太阳能及其利用与转化；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．根据一次能源的定义可知，太阳能是可以从自然界直接获取的能源，是一次能源，故A错误；
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，由半导体材料制成，故B错误；
C．电磁波的传播不需要介质，地面通过电磁波控制“启明星50”，故C错误；
D．太阳是因为其内部氢原子核在超高温下发生核聚变释放核能，故D正确。
故选D。
【分析】A.直接从自然界获取的能源为一次能源，由一次能源转化而成的能源为二次能源；
B.根据半导体材料的性质和应用判断；
C.根据电磁波的特点和应用判断；
D.根据太阳的能量来源判断。
10．智能家居带给我们轻松舒适的生活，如图是一款智能扫地机器人，它可以通过手机APP设置清扫区域，自动完成清扫并返回基站充电。以下关于该机器人说法错误的是（　　）
A．扫地机器人使用的电能是二次能源
B．机器人摄像头成倒立、缩小的实像
C．机器人静止时，受到的重力和支持力是一对相互作用力
D．充电时，机器人相对于基站是静止的
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；能源及其分类；平衡状态的判断；运动和静止的相对性
【解析】【解答】A．扫地机器人使用的电能是二次能源，故A正确；
B．机器人的摄像头成像时，物距远大于像距，成倒立、缩小的实像，故B正确；
C．机器人静止时，受到的重力和支持力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力，故C错误；
D．充电时，机器人相对于基站位置不变，所以机器人相对于基站是静止的，故D正确。
故选C。
【分析】1.能够直接从自然界中得到的能源叫一次能源；电能是二次能源；
2.凸透镜到物体的距离大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像；
3.二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上；
4.物体相对参照物的位置变化了，物体是运动的；物体相对参照物的位置不变，物体是静止的。
二、多选题（每题3分，共9分）
11．如图所示，不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，图中已经给出了两个实例，小东同学又进行了一系列的补充，其中你认为正确的是（　　）
A．电动机，机械能转化为电能
B．电饭锅，电能转化为内能
C．摩擦生热，将内能转化为机械能
D．植物光合作用，将光能转化为化学能
【答案】B,D
【知识点】能量的转化或转移；能量的存在形式；能量转化和转移的方向性
【解析】【解答】解：A、电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，它将电能转化成了机械能，故A错误；
B、电饭锅消耗了电能，增加了食物的内能，把电能转化为内能，故B正确；
C、摩擦起电产生的是电能，是克服摩擦时做功的机械能转化为了电能，故C错误；
D、植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故D正确。
故选：BD。
【分析】 从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向。
12．2024年3月20日，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，如图所示。鹊桥二号中继星作为探月四期后续工程的“关键一环”，将架设地月新“鹊桥”，为嫦娥四号、嫦娥六号等任务提供地月间中继通信。3月25日0时46分，鹊桥二号中继星经过约112小时奔月飞行，在距月面约440公里处开始实施近月制动，约19分钟后，顺利进入环月轨道飞行。下列有关说法正确的是（　　）
A．长征八号遥三运载火箭加速升空时，动能转化为重力势能
B．火箭升空过程中，需克服空气阻力做功，但能的总量不变
C．鹊桥二号中维星实施近月制动后不受力，做匀速直线运动
D．火箭起飞过程的能量转化，与内燃机的做功冲程是相同的
【答案】B,D
【知识点】机械能及其转化；热机；能量守恒定律；力的概念及单位
【解析】【解答】A．长征八号遥三运载火箭加速升空时，质量不变，高度增大，重力势能增大；质量不变，速度增大，则动能增大，那么不是动能转化为重力势能，故A错误；
B．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，但是能量总量守恒，故B正确；
C．鹊桥二号中继星实施近月制动后，仍然受月球对其的引力作用，不是不受力，故C错误；
D．火箭起飞过程中，将燃气的内能转化为火箭的机械能，能量转化情况与内燃机做功冲程相同，故D正确。
故选BD。
【分析】A.燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能再转化为火箭的机械能；
B.能量转化和转移的过程中，能的总量保持不变；
C.鹊桥二号中继星实施近月制动后受引力；
D.在内燃机的做功冲程中能量转化关系是内能转化为机械能。
13．下列关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．钻木取火——内能转化为机械能
B．植物的光合作用——光能转化为化学能
C．手机充电——化学能转化为电能
D．单缸四冲程汽油机的压缩冲程——机械能转化为内能
【答案】B,D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．钻木取火，克服摩擦做功，物体温度升高内能增大，将机械能转化为内能。故A错误；
B．植物吸收光能，生成新的物质，将光能转化为化学能。故B正确；
C．手机充电时，消耗电能，使电池发生化学变化，将电能转化为化学能。故C错误；
D．在压缩冲程时，活塞对气体做功，使气体温度升高内能增大，将机械能转化为内能。故|D正确。
故选BD。
【分析】克服摩擦时，机械能转化为内能；光合作用时，光能转化为化学能；为电池充电，电能转化为化学能；汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能。
三、填空题（每空2分，共14分）
14．如题图所示，智能运动手环通过蓝牙与手机连接时，是利用　 　进行数据传输。给手环充电的过程中，手环电池属于电路构成中的　 　（选填“电源”或“用电器”），其能量转化的形式主要是将电能转化为　 　能。
【答案】电磁波；用电器；化学
【知识点】能量的转化或转移；电路的构成及电路图；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】（1） 智能运动手环通过蓝牙与手机连接时， 是通过电磁波以无线的方式向手机发送运动的统计数据。
（2）给手环充电的过程中，手环将电能转化为电池的化学能，则手环电池属于电路构成中的用电器。
【分析】（1）根据电磁铁的特点和应用解答；
（2）在基本电路中，用电器消耗电能，电源提供电能，结合能量转化的知识解答。
15．家庭电路中洗衣机与电冰箱是 　 　联的。洗衣机工作时主要将电能转化为 　 　能。
【答案】并；机械
【知识点】能量的转化或转移；串联电路和并联电路的辨别
【解析】【解答】因为家庭电路中各用电器既可以单独工作又互不影响，所以家庭电路中的洗衣机和电冰箱之间的连接方式为并联；
洗衣机工作时主要将电能转化为机械能。
故答案为：并；机械。
【分析】家庭电路的电压是220V，用电器的额定电压是220V，为了使用电器正常工作，相互不影响，用电器必须并联在家庭电路中；
用电器是利用电能工作，用电器工作的过程就是把电能转化其它形式的能的过程。
16． 2025年，中国“人造太阳”————全超导托卡马克装置实现 108℃高温下1 066 s的稳态运行，运行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　 　。
【答案】方向；不变
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】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。
根据能量守恒定律可知，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
【分析】 能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。
四、实验探究题（每空2分，共20分）
17．小明在市场看到一款“不插电、遇水就亮”的灯泡，摊主声称其不消耗电能。小明认为这与物理课上所学知识矛盾，于是买了一个灯泡回家测试。
（1）小明猜想灯泡遇水就亮的原因是：灯泡内部装有提供能量的　 　（填电路元件的名称），灯泡遇水形成　 　（选填“通路”“短路”或“断路”）；
（2）从能量转化的角度分析：灯泡发光时，灯泡内部发生的能量转化是　 　能转化为　 　能和少量内能，因此摊主“不消耗电能”的说法是　 　（选填“正确”或“错误”）的。
（3）小明观察到灯泡底部结构由a、b、c三部分组成，如图甲所示，a、c为金属，b为塑料。如图乙，将灯泡缓慢浸入水中，观察灯泡发光情况，收集到证据如表。
水面对应的位置 a b c
灯泡的发光情况 不发光 不发光 发光
（4）小明将灯泡取出并擦干，再用一根导线同时接触灯泡底部　 　（选填“a”或“b”）和c两部分，灯泡发光。
（5）小明拆开灯泡塑料壳，如图丙所示，最终证明了猜想正确。
（6）小明又发现该灯泡在自来水中发光较暗，在盐水中发光较亮，请解释这一现象的原因：　 　。
【答案】电池；通路；化学；电；错误；a；盐水导电性比自来水强，电路中电流更大
【知识点】能量的转化或转移；电源及其能量转化；电路的构成及电路图；电路的三种状态
【解析】【解答】（1）在电路中，电源是提供电能的，灯泡发光，灯泡内部装有提供能量的电源，即电池。当灯泡遇水发光，电路中有电流通过，即形成了通路。
（2）灯泡发光时，内部的电池提供电能，将化学能转化成电能和少量内能。灯泡发光消耗电能，“不消耗电能”的说法是错误的。
（4）结合表格，当水面在a位置时不发光，在b位置时不发光，在c位置时发光。说明a、c通过水形成通路，用导线代替水时，连接a和c可使灯泡发光。
（6）盐水的导电性强于自来水，盐水中的自由移动的离子比自来水中的自由移动的离子多，电路中的电流比较大，灯泡比较亮。
【分析】（1）电路中，电源是提供电能的装置；
（2）用电器工作，消耗电能，将电能转化为其他形式的能；
（4）灯泡接入电路中，有电流通过，灯泡发光；
（6）盐水和自来水的导电能力不同，电路中电流大小不同，灯泡亮度不同。
18．在学校的“跨学科实践”活动中，小王参加了“自制简易热机”的活动项目，他准备了以下材料：一个空易拉罐，一根吸管，一台小风扇，一个酒精灯。
（1）在易拉罐内加入少量的水；
（2）用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上；
（3）在易拉罐的左侧底部开一小孔，将吸管的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图（操作过程中要注意安全），需保证吸管位于罐子靠　 　（填“上”或“下”）部分；
（4）将风车放在支架上，吸管正对风车扇叶，点燃酒精灯加热易拉罐，随着水温升高，风车渐渐转动，且吸管口有“白气”喷出。实现“风车转动”的能量转化是　 　；该能量转化方式与四冲程汽油机的　 　冲程相同。
【答案】上；内能转化为机械能；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机；能量的转化或转移
【解析】【解答】（3）对易拉罐加热时，易拉罐内水汽化变成水蒸气，水在易拉罐底部，而水蒸气在易拉罐上部，为了保证水蒸气顺利喷出，需保证吸管位于罐子靠上部分。
（4）当易拉罐内的水蒸气从吸管口喷出时，将水蒸气的内能转化为风车的机械能，该能量转化方式与四冲程汽油机的做功冲程相同。
【分析】（3）根据能量转化的知识解答；
（4）四冲程汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能。
五、简答题（共5分）
19．如图所示，我国嫦娥四号月球探测器不负众望，成功在月球背面软着陆，登陆后，月球车在经历短暂“休息”后，开展多种科学探测任务，开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。请分析并回答下列问题：
（1）月球车上的太阳能电池板工作时发生了什么能量转换？
（2）为什么月球车的车轮不仅很宽，而且外表面有凸起的棱？
【答案】（1）将太阳能转化为电能
（2）减小车轮对地面的压强，增大车轮受到的摩擦力。
【知识点】太阳能及其利用与转化；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】（1） 月球车上的太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能。
（2）车轮宽大是通过增大受力面积减小月球车对月球表面的压强；车轮表面有棱是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）减小压强的方法：减小压力或增大受力面积；增大摩擦力的方法：增大压力或增大接触面的粗糙程度。
（1）在太阳光照射下，太阳能电池消耗太阳能，产生电能供探测器使用，此过程是将太阳能转化为电能。
（2）车轮宽大是在压力一定时，通过增大受力面积减小月球车对月球表面的压强；车轮表面有棱是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，方便行走。
六、科普阅读题（每空2分，共12分）
20．阅读短文，回答问题。
跨学科实践——制作大棚补光自动控制系统模型
【提出问题】小明和同学们一起参观了智能大棚种植，大棚能自动调节棚内的光照度、温度、湿度及空气的流动性，从而优化作物生长环境，提高作物品质和产量。参观结束后，同学们打算制作一个大棚补光自动控制系统模型。
【自主学习】同学们查阅资料发现：光照度是指物体单位面积上接收光的多少，光照度的值越大，表示接收的光越多，光照度的单位是“勒克斯”，250勒克斯的光照度可供我们正常阅读。
光照度对蔬菜生长有影响，光照度太小，蔬菜生长缓慢，需要进行适当的补光，保证蔬菜生长需要，但长时间强光照射又会产生抑制作用。大棚中有对光照度敏感的电子元件，可将光信号转变为电路中的电信号，光敏电阻就是常见的对光照度敏感的电子元件。
【设计制作调试】小明利用电磁继电器、光敏电阻等器件设计并制作了补光自动控制系统模型，其电路示意图如图所示。光敏电阻的阻值与光照度的关系如下表所示：
光照度/勒克斯 5 10 15 20 25 60
光敏电阻阻值/Ω 60 30 20 15 12 5
控制电路中，电源电压为6V保持不变，是电阻箱（0~999Ω），是光敏电阻，阻值变化范围（5~60Ω），电磁继电器线圈电阻不计。受控电路中，灯泡标有“24V 6W”字样。小明开始调试，用遮光布盖在光敏电阻上，闭合开关S，补光电路开启，缓慢向上提起遮光布；当光敏电阻上的光照度升至10勒克斯时，电流表示数为150mA；当电流表示数为300mA时，补光电路关闭。小明在电流表刻度盘上标注对应的光照度的值，将电流表改制成“光照度表”。
【交流评价】活动小组制作了评价方案，并对小明设计制作的补光系统模型进行评价，并提出改进意见。
等级 良好 合格 不合格
评价指标 能实现自动控制；通过调节，可使补光灯在不同光照下开启 能实现自动控制；但不能使补光灯在不同光照下开启 不能实现自动控制；实验设计存在用电安全隐患
（1）下列说法中正确的是______；
A．光照度越大，蔬菜生长速度就越快
B．我们考场现在的光照度约为60勒克斯
C．光敏电阻的阻值随光照强度增加而增加
D．在“①”位置安装灯泡能满足设计要求
（2）植物生长需要的太阳能属于　 　再生能源（选填“可”或“不可”）。调试时，电阻箱接入电路的阻值为　 　Ω，当光照度为　 　勒克斯时关闭补光电路；
（3）对于小明设计的补光系统模型，你给予的评价等级是　 　（选填“良好”、“合格”或“不合格”）；为了使补光灯在光照度更大时也能开启，可以采用的方法是：　 　。
【答案】（1）D
（2）可；10；30
（3）良好；增大电阻箱接入电路的阻值
【知识点】能源及其分类；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】（1）A．材料明确指出长时间强光照射会抑制蔬菜生长，因此"光照度越大蔬菜生长速度越快"的说法是错误的。
B．材料说明250勒克斯能满足正常阅读需求，而考场正常光照需要远高于60勒克斯，因此B选项错误。
C．表格数据显示光照度增大时，光敏电阻阻值减小，故C选项错误。
D．光照不足时，光敏电阻阻值增大，控制电路电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁会接通①所在电路，因此在①位置安装灯泡符合设计要求，D选项正确。
正确答案：D。
（2）太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源。
当光照度为10勒克斯时，光敏电阻，电流；电源电压，根据欧姆定律，总电阻，因此电阻箱接入阻值，补光电路关闭时电流
总电阻；此时光敏电阻阻值；由表格数据可知，光照度与光敏电阻阻值的乘积为定值，因此此时光照度
（3） 小明的设计实现了自动补光功能，且通过可调电阻箱可以调节补光灯的开启光照度，满足"良好"等级的评价标准。
要使补光灯在更高光照度时开启（此时光敏电阻阻值更小），需要增大电阻箱的阻值，这样当光敏电阻阻值更小时，控制电路电流才能达到继电器吸合电流。
【分析】1、根据材料内容获取蔬菜生长需要的阳光强度；
2、电磁铁磁性的有无与电流的通断有关，磁性强弱与两个因素有关：线圈匝数多少、电流大小。光照不足时，光敏电阻阻值增大，控制电路电流减小，电磁铁磁性减弱，此时结合图分析，衔铁接通的电路；
3、可再生能源：使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源：使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源；
4、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和；
5、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）A．根据材料内容，长时间强光照射会抑制蔬菜生长，并非光照度越大蔬菜生长速度越快，故A错误；
B．材料说明250勒克斯可满足正常阅读，考场正常光照需要满足阅读需求，光照度远大于60勒克斯，故B错误；
C．从表格数据可得，光照度越大，光敏电阻的阻值越小，即光敏电阻阻值随光照强度增加而减小，故C错误；
D．光照不足需要补光时，光敏电阻阻值大，控制电路电流小，电磁铁磁性弱，衔铁接通①所在电路，因此在①位置安装灯泡符合设计要求，故D正确。
故选D。
（2）[1]太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源。
[2]当光照度为10勒克斯时，光敏电阻，电流
电源电压，根据欧姆定律，总电阻
因此电阻箱接入阻值
[3]补光电路关闭时电流
总电阻
此时光敏电阻阻值
由表格数据可知，光照度与光敏电阻阻值的乘积为定值，因此此时光照度
（3）[1]小明的设计可以实现自动补光，且是可调电阻箱，通过调节可以让补光灯在不同光照下开启，符合“良好”等级的评价指标，因此评价等级为良好。
[2]若要补光灯在光照度更大时开启，光照度更大对应光敏电阻阻值更小，控制电路电流达到电磁继电器吸合电流时，总电阻不变，因此需要增大电阻箱接入电路的阻值，即可得到更小的光敏电阻阻值，对应更大的光照度。
七、综合题（每空2分，共10分）
21．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出.如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力.
（1）你认为利用太阳能有哪些好处
　 　
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道亮丽的风景线（如图a所示）.太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是（　　）.
A．磁性材料 B．纳米材料 C．半导体 D．超导体
（3）太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的.我国太阳能热水器已走进了千家万户.小明家的太阳能热水器的采光面积是 2.1m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多高温度
（4）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车.图b是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电.
①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图c所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω.闭合开关S，当调速电阻的滑片 P 滑到最左端时车速最大，此时电流表示数为5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，则这时电动机的电功率是多少
②制造太阳能电动三轮车车架可用各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：
材料 技术指标 锰钢 铝合金 钛合金 碳纤维
性能（强度） 强 较弱 较强 强
密度（kg·m-3） 7.9×103 3.0×103 4.5×103 1.6×103
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料 若车架的体积约为 车架的质量是多大
（5）某年的世界环境日，我国的主题是：“绿色消费，你行动了吗 ”联系生活实际，谈谈你应如何做
【答案】（1）无污染、环保、可再生(或取之不尽、用之不竭)
（2）C
（3）解：太阳能热水器中的水一天吸收的热量：
因为Q=cmΔt，
所以
末温为：
（4）①由题意可知：当滑片P滑到最左端时电动机两端的电压等于太阳能电池的电压，即
当滑片 P滑到最右端时，滑动变阻器两端的电压
此时，电动机两端的电压
电动机的功率：P电机=IU=1A×150V=150W.
②应选碳纤维.
车架的质量：
（5）约用水；节约用电(如：购买节能灯、购买符合节能标准的家电)；不使用一次性塑料袋；尽量骑自行车、步行、乘公交车出行；尽量购买小排量汽车等.
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；太阳能的相关计算；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】（1）太阳能取之不尽用之不竭，是可再生的，使用太阳能不会产生污染，是清洁能源；
（2）太阳能电池板是由晶体硅制成的，晶体硅是一种半导体材料，C符合题意；
故选C；
（5）约用水；节约用电；如：购买节能灯、购买符合节能标准的家电；不使用一次性塑料袋；尽量骑自行车、步行、乘公交车出行；尽量购买小排量汽车等。
【分析】（1）具有以下优点：无污染、环保、可再生等；
（2）制作电池板的是晶体硅材料，是半导体；
（3）根据单位时间、单位面积得到的太阳能，计算水吸收的热量；根据，计算水的温度差；结合初温，计算末温；
（4）根据电功率，利用，计算电压；利用U=IR，计算分压，根据串联电路电压规律，计算电动机分压，根据P=UI，计算电功率；根据m=ρV，计算质量；
（5）根据生活中的实际现象，介绍节能的具体做法。
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