2024沪粤版九年级物理全一册单元测试卷
第十九章 电磁波与信息时代
第二十章 能源与能量守恒定律
一、填空题(每空1.5分,共39分)
1.如图所示,某同学打开收音机的开关,将调频旋钮调到没有电台的位置.取一节旧的干电池和一根导线,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触,会听到收音机发出“咔咔”声.这一现象说明 的电流能够产生 .
2.近年来,手机“微信”成为人们交流的一种方式,利用“微信”发送和接收语音消息是靠 来传递信息的;目前,我国正在开展5G网络试点工作,5G信号在真空中的传播速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)4G信号在真空中的传播速度.
3.电磁波是一个大家族,红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都是家族中的成员.其中,可用来检测金属制件内部是否有缺陷的是 ;家用电器的遥控器发出的“光”是 ;验钞机利用的是 .
4.在地球的周围均匀放置 颗同步卫星,就可以实现全球通信.人们通过计算机进入互联网这个信息高速公路,足不出户就可以获得世界各地的各种信息.互联网是利用 和通信网络,将分布在世界各地的计算机连接起来的庞大网络.
5.[教材素材变式]数字通信是一种既现代又古老的通信方式,现代电话已全部采用数字信号进行处理.若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作,组成一组数字信号,可以表达一句话.例如,“我相信你能行”的数字信号为“0、01、1、10、00”.
开关动作 开 关 开、关 开、开 关、开
表示数字 0 1 01 00 10
中文意义 我 你 相信 行 能
请参照表格中的代码和上述例子,用另一组信号表达你想说的一句话:“ ”,其数字信号为“ ”.
6.光纤是信息传送的一种重要工具,光可从弯曲的光纤的一端传向另一端,这是利用光在光纤内不断 实现的,光是一种电磁波,它在真空中的传播速度为 m/s.某广播电台的频率为100 MHz,则该电台所用的电磁波的波长是 m.(波速=波长×频率)
7.如图是我国“人造太阳”项目实验室内的场景,“人造太阳”是利用核 (选填“裂”或“聚”)变来获得巨大能量的.原子弹主要是利用核 (选填“裂”或“聚”)变释放的能量来产生破坏的.
第7题图
第8题图
8.海浪蕴含着巨大的能量,它属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;如图是利用海浪发电的装置,当海浪带动浮子上下运动时,绳索带动发电机转动,它将海浪具有的 能转化为电能.
9.如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车.平衡车刹车时, 转化为内能,内能最终散失到空气中,此过程中所有的能量总和 (选填“增大”“不变”或“减小”).散失到空气中的内能无法再直接利用了,这是因为能量的转化和转移具有 性.
10.如图所示是一种“永动机”.各种各样的“永动机”都以失败而告终,因为它们都违反了 .某卫星在近地点的速度为7.2 km/s, 根据上述定律,它在远地点的速度一定 (选填“大于”“小于”或“等于”)7.2 km/s.
11.小阳学习太阳能和核能后,建立了利用核能的知识结构图,请你帮他补全空格处的内容.
二、选择题(每小题3分,共27分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
12.北京市实施“空中课堂”教学,学生能听到老师的讲课声利用的是( )
A.超声波 B.次声波
C.紫外线 D.无线电波
13.防控“新冠肺炎疫情”,检测体温是重要的措施.如图所示的红外测温仪,是通过接收身体辐射的红外线来显示被测人的体温的.下列说法正确的是 ( )
A.测温仪的电子元件都是由导体材料制成的
B.测温仪工作时电池将化学能部分转化为电能
C.人体辐射的红外线不是电磁波
D.乱扔废弃电池不会对环境产生危害
14.中国是一个负责任的大国,为构建人类命运共同体而不懈努力,实现可持续发展已成为21世纪各国的任务.能源可按不同方式分类,如图所示,下列四组能源中,能归入图中阴影部分的一组是( )
A.太阳能、风能 B.水能、天然气
C.煤炭、沼气 D.石油、核能
15.如图所示是“风光互补”照明灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,“脚踩”蓄电池,“腰挎”照明灯.下列解释合理的是 ( )
A.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能
B.照明灯是将光能转化为电能
C.太阳能电池板是将太阳能转化为电能
D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能
16.北京申办2022年冬奥会时提出“绿色办奥”理念,我国正运用高科技为该理念的实施保驾护航.下列做法不符合上述理念的是 ( )
A.低碳排放,整体能耗降低
B.建筑垃圾就地焚烧,节省运输费用
C.二氧化碳循环使用
D.张家口的风电、光伏等电能进入北京
17.人类的发展离不开能源,“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺.对于能量和能源,下列说法中正确的是 ( )
A.现代生活离不开电,电能是一次能源
B.提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一
C.新能源的开发和利用技术难、成本高,无实用价值
D.能量既不能创造,也不会消灭,所以不用节约能源
18.甲、乙分别为两种电磁波,其部分波形如图(a)所示,其中甲是我们能看得见的红光.结合图(b)的电磁波谱,下列分析正确的是 ( )
A.乙一定是我们能看得见的另一种色光
B.两种电磁波在真空中的波速可能不同
C.遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机
D.医生可以利用乙电磁波透视诊断病情
19.根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是( )
A.出膛的子弹射穿木板,以更快的速度继续前进
B.电水壶里的水沸腾了,给该电水壶断电,水的沸腾却永远不会停止
C.两个斜面相对接,小球从左侧斜面滚下后,继续冲上右侧斜面
D.孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年
20.(多选)2021年4月13日,日本政府正式决定将福岛第一核电站核污水排入大海,消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安.媒体报道:福岛核电站(如图所示)的污水中含有大量具有放射性的物质.结合上述材料判断以下说法错误的是 ( )
A.核电站是利用裂变的链式反应发电的
B.核能可以直接从自然界获得,属于一次能源
C.核能和煤、石油一样属于常规能源
D.核能是高风险能源,世界各国应彻底抛弃对核能的利用
三、实验探究题(共8分)
21.物理课上,同学们对电磁波能否在真空中传播的问题,进行了如下猜想:
猜想a:电磁波可能和声波类似,不能在真空中传播;
猜想b:电磁波可能和光波类似,可以在真空中传播.
小明同学针对上述猜想进行了如下实验:如图所示,他在密封的透明玻璃瓶内放入一个处于待机状态的手机,用另一个手机拨打瓶内的手机,能听到瓶内手机的来电铃声,同时可以看到瓶内手机的屏幕上显示的来电号码;接着用抽气机抽去玻璃瓶内的空气,继续拨打瓶内的手机,虽然听不到瓶内手机的来电铃声,但仍能看到瓶内手机的屏幕上显示的来电号码.
(1)分析上述实验现象,可验证猜想 是正确的.
(2)小明同学抽去玻璃瓶内的空气后,继续拨打瓶内的手机,通过观察瓶内手机屏幕上是否显示来电号码来判断电磁波能否在真空中传播,这是利用了 .(填选项前字母)
A.控制变量法 B.转换法
C.比较法 D.类比法
(3)小强同学受到启发,他将手机放在金属容器中,打电话呼叫金属容器中的手机,这时手机不能收到呼叫信号,然后将手机放在塑料容器或纸质容器中,再打电话呼叫容器中的手机,这时手机能收到呼叫信号,这说明 .
(4)根据以上探究活动,请你解释在高大建筑物或电梯中,手机有时会收不到信号或信号较弱的原因:
.
四、综合应用题(共26分)
22.(6分)阅读短文,回答问题.
垃圾发电
传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋,让其自行发酵.垃圾在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等气体,易造成污染,还可能加剧温室效应,甚至有爆炸的危险.
某市的垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后,采用科学方法使其发酵,并把产生的填埋气收集起来用于发电,不仅解决了填埋厂的安全和污染问题,还可产生显著的经济效益,同时可减少温室气体的排放.
目前,该市的垃圾填埋气发电厂和前期投产的垃圾焚烧厂的年总发电量大约可供4万个年用电量为2 800度的家庭使用.
(1)传统的垃圾填埋处理方法的缺陷有: .(写出一点)
(2)将填埋气收集起来用于发电,是将这些垃圾的化学能最终转化为 能.
(3)作为中学生,你可以在节能减排、环境保护方面做些什么
.(写出两点)
23.(8分)三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉,它的年平均发电量约为8.5×1010 kW·h,相当于一座年消耗5×1010 kg标准煤的火力发电站的发电量.
(1)标准煤的热值为2.9×107 J/kg,完全燃烧5×1010 kg标准煤能放出多少热量
(2)以三峡水力发电代替同等的火力发电,每年会少排放二氧化碳气体1.2×1011 kg,这些气体的体积是多少 (二氧化碳气体的密度按2 kg/m3计算)
(3)根据本题中的数据,计算火力发电的效率.(结果保留到0.1%)
24.(12分)如图是科学家研制的一款球形太阳能发电机,玻璃球内充满水,透光率达到99%.发电机产生的电能既可以为电动汽车充电,也可以为手机充电.已知该太阳能发电机在白天正常的日照下,每秒可获得1 000 J的电能.
(1)球形太阳能发电机将 能转化为电能,玻璃球类似于 (填光学元件).
(2)如果每天按8 h的日照时间来计算,该球形发电机一个月(按25天正常日照)可发电多少千瓦时
(3)用10个本款球形太阳能发电机替代发电效率仅为40%的火力发电站,一年(按300天正常日照)可以节约多少吨煤 (煤的热值q=3×107 J/kg)
(4)从物理学角度说出太阳能的优点.(答一条即可)
12 13 14 15 16 17 18 19 20
D B A C B B C C CD
1.迅速变化 电磁波
【解析】迅速变化的电流能够在空间激起电磁波.
2.电磁波 等于
【解析】手机既是无线电发射台又是无线电接收台,利用手机“微信”发送和接收语音消息都是用电磁波传递信息的;5G信号和4G信号的传递都是通过电磁波实现的,电磁波在真空中的传播速度是相同的.
3.γ射线 红外线 紫外线
【解析】因为γ射线具有很强的穿透能力,所以可用来检测金属制件内部是否有缺陷;家用电器的遥控器发出的“光”是红外线;验钞机是利用紫外线能使钞票上的荧光物质发光的原理工作的.
4.三 电磁波
5.我相信我能行 0、01、0、10、00(对应合理即可)
6.反射 3.0×108 3
【解析】光纤是利用光的全反射原理工作的;λ===3 m.
7.聚 裂
8.可再生 机械
【解析】海浪的能量可以源源不断地从自然界获得,属于可再生能源;利用海浪发电时将机械能转化为电能.
9.机械能 不变 方向
10.能量守恒定律 小于
【解析】“永动机”违反了能量守恒定律,因而是不可能实现“永动”的;卫星由近地点运动到远地点时,部分动能转化为重力势能,动能减小,速度将小于7.2 km/s.
11.(1)电 (2)内 (3)裂
12.D
判断电磁波与声波的方法
电磁波 声波
传播 可以在空气中传播,也可以在真空中传播 可以在空气中传播,但不能在真空中传播
波速 在真空中的传播速度是3×108 m/s,在空气中的传播速度约等于在真空中的传播速度 在15 ℃的空气中的传播速度约为340 m/s
特点 它们都可以传递信息和能量
波速、波长、 频率的关系 波速=波长×频率,c=λf
注意事项 ①真空中,电磁波的波速一定,所以电磁波的波长和频率成反比,频率越低,波长越长;频率越高,波长越短; ②光也是一种电磁波
13.B
选项 分析 结论
A 测温仪的电子元件有一部分是由半导体材料制成的
B 测温仪工作时电池将化学能部分转化为电能 √
C 红外线是电磁波
D 废弃电池含有很多有害物质,如重金属等对环境污染较大,故不可随意丢弃
14.A
判断能源种类的方法
分类标准 类别 定义 举例
是否可 再生 可再生 能源 可以从自然界中源源不断地得到的能源 太阳能、风能、地热能、生物质能等
不可再 生能源 不能在短时间内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气等
对环境的 影响情况 清洁 能源 对环境无污染或者污染小的能源 太阳能、风能等
非清洁 能源 对环境污染较大的能源 煤、石油、天然气等
15.C 风扇式发电机可以通过风吹动扇片转动,把风能转化为电能,故A错误;照明灯消耗电能而发光,将电能转化为光能,故B错误;太阳能电池板将太阳能转化为电能,故C正确;蓄电池在夜晚放电时,将化学能转化为电能,故D错误.
16.B 低碳排放,整体能耗降低,可以减少污染物排放、节约能源,A项符合;建筑垃圾就地焚烧,会污染环境,B项不符合;二氧化碳循环使用,减少二氧化碳的排放,C项符合;张家口的风电、光伏等电能进入北京,节约能源,D项符合.
17.B 电能是二次能源,A错误;提高能量转化效率,可减少能量的损失,实现“节能减排”,B正确;新能源的开发和利用技术尽管难且成本高,但有较高的实用价值,C错误;能量既不能创造,也不会消灭,但在转化和转移的过程中,可利用的能量不断减少,故人类需要节约能源,D错误.
18.C 甲电磁波是红光,红光在可见光中波长较大,根据题图(b)可知其波长约0.7 μm;根据题图(a)可知,乙电磁波的波长约为甲电磁波波长的1.5倍,故乙电磁波的波长约1 μm;由题图(b)可知,乙电磁波为红外线.红外线用肉眼看不见,A错误.红光和红外线两种电磁波在真空中的波速是一样的,都等于光速,B错误.遥控器利用红外线遥控电视机、空调等用电器,C正确.医生用X射线拍透视片诊断病情,D错误.
19.C 子弹射穿木板后,它的动能减小,速度减小,A错误;电水壶断电后,壶中的水不能继续吸收热量,水的沸腾会停止,B错误;两个斜面相对接,小球从左侧斜面滚下后,由于具有动能,会继续冲上右侧斜面,C正确;机械表工作时表内发条的弹性势能转化为机械能,故不可能默默地走了几十年,D错误.
20.CD
21.(每空2分)(1)b (2)B (3)金属容器对电磁波有屏蔽作用 (4)高大建筑物大多是钢筋框架结构,而封闭的电梯像一个金属箱子一样,它们对电磁波都有屏蔽作用,所以手机信号会减弱甚至消失(合理即可)
22.(每空2分)(1)会造成污染(合理即可) (2)电 (3)节约用水、减少使用塑料袋(合理即可)
23.(1)Q放=mq=5×1010 kg×2.9×107 J/kg=1.45×1018 J (2分)
(2)V===6×1010 m3 (2分)
(3)已知W电=8.5×1010 kW·h=8.5×1010×3.6×106 J =3.06×1017 J (2分)
η=×100%=×100%≈21.1% (2分)
24.(1)太阳 凸透镜 (每空2分)
(2)P===1 000 W=1 kW
W=Pt=1 kW×8 h×25=200 kW·h(2分)
(3)10个本款球形太阳能发电机一年获得的电能W'=nPt'=10×1 kW×8 h×300=2.4×104 kW·h=8.64×1010 J(1分)
由η=可知,煤放出的热量Q放===2.16×1011 J(1分)
由Q=mq可知,可节约的煤的质量m===7.2×103 kg=7.2 t(2分)
(4)清洁无污染.(合理即可) (2分)
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