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第十七、十八章 學(xué)情評(píng)估卷
時(shí)間：80 分鐘 滿分：100分
一、選擇題(共8小題，每小題3分，計(jì)24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1. 如圖所示，“望舒之輦”是清華大學(xué)設(shè)計(jì)的載人月球車方案，靈感來源于古代傳說中的月亮女神望舒，同時(shí)融入了秦始皇陵銅車馬的關(guān)鍵元素，體現(xiàn)了中國文化的博大精深。控制中心和載人月球車的通信，利用的是(　　)
A. 電磁波 B. 光導(dǎo)纖維 C. 超聲波 D. 次聲波
2. 如圖，光導(dǎo)纖維在傳遞信息時(shí)，光從內(nèi)芯的一端傳輸?shù)搅硪欢耍湓硎枪獾?　　)
A. 折射 B. 反射 C. 色散 D. 直線傳播
3. 為落實(shí)雙碳戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)，國家大力發(fā)展清潔能源，下列屬于清潔能源的是(　　)
A. 煤 B. 石油 C. 焦炭 D. 太陽能
4. 如圖所示的是某款汽車能量轉(zhuǎn)化示意圖，則該汽車的效率是(　　)
A. 36%
B. 32%
C. 30%
D. 6%
5. 如圖為小明整理“核能發(fā)電”知識(shí)體系時(shí)繪制的“思維導(dǎo)圖”，其中A、B兩處應(yīng)分別填(　　)
A. 壓縮沖程 發(fā)電機(jī) B. 做功沖程 電動(dòng)機(jī)
C. 做功沖程 發(fā)電機(jī) D. 壓縮沖程 電動(dòng)機(jī)
6. 抽水蓄能電站是在用電低谷期用電能將水抽至上游水庫，在用電高峰期再放水至下游水庫發(fā)電的水電站，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是(　　)
A. 蓄能時(shí)：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B. 發(fā)電時(shí)：水的機(jī)械能部分轉(zhuǎn)化為電能
C. 抽水蓄能電站選址時(shí)不需要考慮地理位置的問題
D. 抽水蓄能電站建在核電站附近可以更充分地利用能源
7. 不同能源的使用標(biāo)志著人類的進(jìn)步與發(fā)展。結(jié)合下圖分析關(guān)于能源利用的描述正確的是(　　)
A. 古代廣泛使用柴薪是因?yàn)槠錈嶂蹈撸矢?br/>B. 第一次工業(yè)革命重要的能量轉(zhuǎn)化是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C. 第二次工業(yè)革命電力大量使用，電能只能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能
D. 未來可能利用核聚變?yōu)槿祟愄峁┐罅磕芰?br/>8. 甲、乙分別為兩種電磁波，其部分波形如圖(a)所示。結(jié)合圖(b)的電磁波譜，下列分析錯(cuò)誤的是(　　)
A. 甲電磁波與乙電磁波相比，頻率高，波長短
B. 乙電磁波在真空中的傳播速度比甲的速度大
C. 若甲是紅光，則乙可能用于電視機(jī)的遙控器
D. 若乙是紅光，乙和藍(lán)光加甲可能混合為白光
二、填空題(共6小題，計(jì)30分)
9. 利用衛(wèi)星來發(fā)射和接收________波信號(hào)的應(yīng)用非常廣泛，例如中國建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可提供全天候的即時(shí)定位服務(wù)，用________顆同步衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)全球通信。(4分)
10. 現(xiàn)在很多電動(dòng)汽車為了節(jié)能安裝了一套“能量回收裝置”。在剎車時(shí)，該裝置可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來，但輪胎與地面摩擦?xí)a(chǎn)生大量內(nèi)能，這些內(nèi)能是無法自動(dòng)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能供汽車運(yùn)動(dòng)的，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有________。此種“能量回收裝置”工作時(shí)________(選填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。(4分)
11. 原子由原子核和________構(gòu)成。原子核發(fā)生變化時(shí)，釋放出的能量被稱為核能，核能屬于________(選填“可再生”或“不可再生”)能源。我國自主設(shè)計(jì)、建造的“東方超環(huán)”核反應(yīng)裝置用于研究如圖所示的核反應(yīng)，這種反應(yīng)叫作核________(選填“裂”或“聚”)變。(6分)
12. 中華藝術(shù)“烙畫”相傳源于秦朝，即用火燒鐵桿(現(xiàn)代發(fā)展為電烙鐵)在物體上熨出烙痕作畫。電烙鐵通電升溫的過程是能量的________過程，“畫布”升溫的過程是能量的________(前兩空均選填“轉(zhuǎn)化”或“轉(zhuǎn)移”)過程。整個(gè)過程中，能量________(選填“是”或“不是”)守恒的。(6分)
13. 加水汽車橫空出世，一箱水就能跑遍一個(gè)省，該車可將水轉(zhuǎn)化為氫燃料，并轉(zhuǎn)換為能量存儲(chǔ)至氫燃料電池組中。廣告宣傳中說：“只加水，不需要額外的能量。”這個(gè)宣傳正確嗎？________(選填“正確”或“不正確”)，理由是____________________________________。(4分)
14. 對(duì)太空中的空間站來說，每24個(gè)小時(shí)就有16個(gè)晝夜。每晝30分鐘、每夜60分鐘，30分鐘面對(duì)太陽的時(shí)間，就是電池板發(fā)電的時(shí)候。電池板發(fā)電時(shí)，一部分電量直接供給空間站，另一部分電量則儲(chǔ)存在柔性砷化鎵薄膜電池里，供黑夜使用。電池在黑夜供電時(shí)將________能轉(zhuǎn)化為________能。若空間站所在高度處電池板每平方米接收太陽光能量的平均功率值為500 W，為了保證每天能夠產(chǎn)生8. 28×108 J的電能，則電池板的總面積至少為________m2(太陽能電池板的效率為23%)。(6分)
三、實(shí)驗(yàn)與探究題(共2小題，計(jì)28分)
15. 電話是利用電信號(hào)將人們的聲音從一個(gè)地方傳到另一個(gè)地方的裝置。小亮同學(xué)為了探究電話的工作原理，進(jìn)行如下探究活動(dòng)。(14分)
(1)為了探究電話話筒的原理，他做了如下實(shí)驗(yàn)：①將電源、碳粒話筒(如圖甲)、電流表串聯(lián)起來，用手搖動(dòng)碳粒話筒，觀察到電流表的示數(shù)不斷變化，這說明碳粒話筒受到振動(dòng)后，電阻值________；②用嘴對(duì)著話筒吹氣或大聲喊叫，可以觀察到電流表示數(shù)發(fā)生變化，聲音越大時(shí)，電路中的電流________(選填“越強(qiáng)”或“越弱”)，說明電流隨著__________的變化而變化。
(2)以上實(shí)驗(yàn)說明：話筒通過聲音引起內(nèi)部碳粒電阻的變化，從而將________信號(hào)轉(zhuǎn)換成________信號(hào)。
(3)當(dāng)給聽筒(原理如圖乙)輸入強(qiáng)弱變化的電流時(shí)，由于電磁鐵對(duì)膜片的力會(huì)發(fā)生變化，從而引起膜片的________而產(chǎn)生聲音，主要是利用電流的________來工作的。
16. 小明家買了一臺(tái)太陽能熱水器，如圖甲所示。經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)，真空管是太陽能熱水器的核心部件，真空管的內(nèi)玻璃管表面上涂有吸收涂層，用來吸收太陽輻射。對(duì)于太陽能熱水器中的水吸收的熱量多少與什么因素有關(guān)，小明提出了如下猜想：
猜想一：熱水器中的水吸收的熱量多少與環(huán)境溫度有關(guān)；
猜想二：熱水器中的水吸收的熱量多少與光照強(qiáng)度有關(guān)；
猜想三：熱水器中的水吸收的熱量多少與真空管的材料有關(guān)。(14分)
(1)陽光照射裝有水的真空管，是通過________的方式使水的內(nèi)能________(選填“增大”或“減小”)的。
(2)小明為了驗(yàn)證猜想一，應(yīng)取兩根完全相同的真空管，分別裝入________、________均相同的水，面對(duì)太陽光放入光照強(qiáng)度相同但溫度不同的環(huán)境中，經(jīng)過相同時(shí)間后測量水溫，進(jìn)行比較。
(3)小明聯(lián)系實(shí)際，想到夏天如果陽光很弱，一段時(shí)間后，熱水器(裝滿水)中水的溫度變化較小，而冬天如果陽光很強(qiáng)，經(jīng)過相同時(shí)間，熱水器(裝滿水)中水的溫度變化較大。于是他得出結(jié)論：熱水器內(nèi)水吸收熱量的多少與光照強(qiáng)度________(選填“無關(guān)”或“有關(guān)”)。
(4)在探究猜想三的實(shí)驗(yàn)中，小明用三根外形相同但材料不同的真空管、白熾燈、三支相同的溫度計(jì)，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置。給三根真空管內(nèi)灌滿水，并將溫度計(jì)封在各真空管中，在桌面上將真空管均勻擺放在所畫圓的圓周上，白熾燈沿圓的中心軸線懸掛。每隔相同的時(shí)間記錄溫度計(jì)的示數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。
材料 初溫/ ℃ 20 min后的 水溫/ ℃ 40 min后的 水溫/ ℃ 60 min后的 水溫/ ℃
普通管 12 14 17 19
三高管 12 16 19 22
紫金管 12 18 23 28
①利用該實(shí)驗(yàn)裝置的好處是________________________________________。
②分析表中數(shù)據(jù)，為了更好地利用太陽能，你建議小明家選擇由________(填表格中的材料名稱)制成的熱水器。
四、綜合題(共2小題，計(jì)18分)
17. 為落實(shí)中國對(duì)世界承諾的節(jié)能減排目標(biāo)，加強(qiáng)政策扶持新能源經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，國家相關(guān)部委推出太陽能屋頂計(jì)劃(如圖所示)。太陽能電池板的參數(shù)如下表所示，其中光電轉(zhuǎn)換效率是指太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率。[煤的熱值q＝3×107 J/kg，水的比熱容c＝4. 2×103 J/(kg·℃)](9分)
太陽能 電池板 一塊電池板平均輸出功率 200 W
一塊電池板面積 1. 6 m2
光電轉(zhuǎn)換效率 10%
(1)若中午時(shí)分，太陽能電池板單位面積上單位時(shí)間內(nèi)接收到的光能為2 500 J，則此時(shí)一塊太陽能電池板輸出電能的實(shí)際功率是多少？
(2)小明家的屋頂面積達(dá)到200 m2，太陽能電池板依次相連平鋪在屋頂，理論上他家屋頂太陽能電池板日輸出電能的平均功率為多大？
(3)用太陽能發(fā)電代替發(fā)電效率為40%的火力發(fā)電站，按照第2問中的條件，小明家屋頂?shù)奶柲茈姵匕逡惶?一天太陽能發(fā)電時(shí)間按8 h計(jì)算)理論上相當(dāng)于節(jié)約多少噸煤？假設(shè)這些煤完全燃燒，可使8 400 kg的水溫度升高多少攝氏度？(結(jié)果保留整數(shù))
18. 陜西鳳縣“以風(fēng)引鳳”，大力開發(fā)風(fēng)能資源。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電時(shí)，風(fēng)輪葉片因不斷受到風(fēng)力的推動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作輸出電能。已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)每片葉片的質(zhì)量為6 t，長為40 m，如表所示為1 kg空氣在不同風(fēng)速下速度(v)與動(dòng)能(E)的關(guān)系：(空氣密度取1. 2 kg/m3)(9分)
動(dòng)能E/J 10 20 30 40 50
風(fēng)速v/(m·s－1) 2 4 6 8 10
(1)風(fēng)能是一次能源，當(dāng)風(fēng)速為6 m/s時(shí)，每千克空氣具有的動(dòng)能是________ J。
(2)如果一臺(tái)這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)平均每秒可以輸出1. 2×105 J的電能,那么1 000臺(tái)這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī),一年獲得的電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克煤產(chǎn)生的能量？(風(fēng)力發(fā)電機(jī)一年的工作時(shí)間按3 000 h計(jì)算，煤的熱值為3×107 J/kg)
(3)當(dāng)風(fēng)速為10 m/s時(shí)，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪正面迎風(fēng)，這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)每秒能對(duì)外提供3. 8×105 J的電能，則它將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？(π取3. 14，百分號(hào)前保留一位小數(shù))
答案
一、選擇題
1. A　2. B　3. D　4. B　5. C　6. C　7. D　8. B　
二、填空題
9. 電磁；三　
10. 方向性；遵循　
11. 核外電子；不可再生；聚　
12. 轉(zhuǎn)化；轉(zhuǎn)移；是　
13. 不正確；水電解制氫需要消耗能量　
14. 化學(xué)；電；250
三、實(shí)驗(yàn)與探究題
15. (1)①發(fā)生變化　②越強(qiáng)；聲音響度 (2)聲；電　(3)振動(dòng)；磁效應(yīng)
16. (1)熱傳遞；增大　(2)質(zhì)量；初溫　(3)有關(guān)
(4)①能保證白熾燈提供給每個(gè)真空管的光照強(qiáng)度相同　②紫金管
四、綜合題
17. 解：(1)太陽能電池板單位面積上單位時(shí)間內(nèi)接收到的光能為2 500 J
一塊太陽能電池板的面積為1. 6 m2，光電轉(zhuǎn)換效率為10%
所以一塊太陽能電池板輸出電能的實(shí)際功率
P輸出＝2 500 J/(s·m2)×1. 6 m2×10%＝400 W
(2)理論上小明家屋頂太陽能電池板日輸出電能的平均功率
P′輸出＝×200 m2＝2. 5×104 W
(3)由P＝可知，小明家屋頂?shù)奶柲茈姵匕逡惶燧敵龅碾娔?br/>W＝P輸出′t＝2. 5×104 W×8×3 600 s＝7. 2×108 J
由η＝×100%可知，煤完全燃燒需要放出的熱量
Q放＝＝＝1. 8×109 J
由Q放＝mq可知，相當(dāng)于節(jié)約煤的質(zhì)量
m＝＝＝60 kg＝0. 06 t
由題意知Q吸＝Q放＝1. 8×109 J
由Q吸＝cmΔt知，8400 kg的水升高的溫度
Δt＝＝≈51 ℃
18. (1)30
解：(2)一年1 000臺(tái)這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能
E總＝P總t＝nP0t＝1 000×1. 2×105 J/s×3 000×3 600 s＝1. 296×1015 J
結(jié)合題意知，Q＝E總＝1. 296×1015 J
由q＝可得，相當(dāng)于完全燃燒的煤的質(zhì)量
m＝＝＝4. 32×107 kg
(3)每片葉片長為40 m，則風(fēng)輪葉片的旋轉(zhuǎn)面積
S＝πR2＝3. 14×(40 m)2＝5 024 m2
1 s通過風(fēng)輪的空氣質(zhì)量
m′＝ρV＝ρSvt′＝1. 2 kg/m3×5 024 m2×10 m/s×1 s＝60 288 kg
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，這些空氣的動(dòng)能
E風(fēng)＝50 J/kg×60 288 kg＝3. 014 4×106 J
這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率
η＝×100%＝×100%≈12. 6%
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