【浙教版】科学九年级上册第3章能量的转化与守恒专题3 学科综合-在线组卷题库

1. 随着地铁5号线的开通，杭州已经正式进入地铁时代，地铁是今年来新兴的城市地下交通工具。

(1)、某一地铁电车的质量为34吨，沿平直轨道运动，载客量约为200人（每人平均质量为50千克），所受阻力约等于总重的2%，当电车以36公里/时作匀速运行时，轻轨电车的牵引功率约为千瓦。

(2)、新一代电车依靠架设在轨道上方的电线和车辆搭载的镍氢蓄电池供电，镍氢电池的正极材料为Ni(OH)₂ ，负极材料为某种未知的金属氢化物MH。从物质的分类来讲Ni(OH)₂属于（选填“酸”、“碱”或“盐”），已知Ni(OH)₂化学性质不稳定且难溶于水，请写出Ni(OH)₂受热分解的化学反应方程式。已知MH中的氢元素的化合价为-1，且M的活泼性比钾弱，但比铁强，则镍氢电池的负极材料是。

(3)、电车刹车制动的时候，电动机将充当发电机的作用，利用制动能量给蓄电池充电，保证电车在没有电线的轨道上的电能供应。问：当电车在电动机的牵引下行驶，将电能主要转化为能，电车刹车制动的时候，将利用制动能量给蓄电池充电时，将电能主要转化为能。

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2. 冬天，为保持水族箱内水温较为恒定，并提高水中二氧化碳含量，小科应用学过的知识分别设计制作了恒温水箱和二氧化碳补给装置。

(1)、小科设计的恒温水箱局部电路图如图甲所示。其中S为温控开关，R是“220V500W”的电热丝。当S闭合时，若将质量为4kg的水从10℃升温至30℃，电热丝 R需要加热多长时间? (不考虑热量损失，

c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (k g \cdot^{\circ} C))

(2)、小科利用简单器材制作了简易二氧化碳补给器，主要结构如图乙所示。通过一定的增压方法将稀硫酸压入塑料瓶B与小苏打反应。(稀硫酸和小苏打反应的化学方程式为：

H_{2} S O_{4} + 2 N a H C O_{3} = N a_{2} S O_{4} + 2 H_{2} O + 2 C O_{2} ↑)

要使每分钟供给水族箱2.2mg CO₂ ，每日需供给10小时，求每日二氧化碳补给器消耗小苏打的质量。

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3. 图甲是黄铜材质的翻板自封防臭地漏(黄铜的主要成分为铜、锌)，图乙是其工作原理：当有水时，在水的压力作用下，自动开盖，迅速排水。无水时利用杠杆原理自动闭合，防臭防虫。

(1)、黄铜是铜锌合金，有较强的耐腐蚀性，耐腐蚀性属于性质。

(2)、为了探究制作地漏所用黄铜的等级，某兴趣小组取制作地漏的黄铜废料进行了实验检测：取样品20g，逐滴加入质量分数为10%的稀硫酸，当加入稀硫酸的质量为98g时，不再有气体产生。通过计算并结合下表判断：制作地漏的黄铜属于哪种等级?(写出计算过程)

黄铜等级	低黄铜	中黄铜	高黄铜
铜的质量分数	60%~80%	80%~90%	高于 90%

(3)、图丙为地漏翻板结构的示意图，整个翻板结构(包括配重和底盖)的总质量为10g，整个翻板结构的重力作用线通过A点，水对底盖压力的作用点可以等效在底盖C点，其中OD长度为1cm，OA 长度为0.5cm。请计算底盖向下张开时，水对底盖的压力至少为多少牛?(写出计算过程)

(4)、为了增加在相同积水深度下的排水速度，写出一种针对地漏的改进方法。。

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4. 端午节是我国的传统节日，有吃粽子、赛龙舟的习俗。

(1)、粽子是将糯米用粽叶包裹煮制而成的，其中为人体提供能量的主要营养素是。

(2)、小启同学了解到，“铜牌”是铜锌合金制成的，为测定某“铜牌”样品中铜的含量：小启称取50.00g样品放入如图装置中，将100.00g稀硫酸分5次加入，记录每次反应后装置内物质的总质量。实验数据如下表：

加入次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀硫酸的质量/g	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
反应后装置内物质总质量/g	69.98	89.96	109.94	129.92	149.92

计算样品中铜的质量分数。

(3)、如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在“船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将“船桨”从位置“1”划到位置“2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，“划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。（船桨重、绳重与摩擦均不计）

图乙是某种耐力练习示意图，保持“船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，AB为20厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F。求此时力F的大小？

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5. 人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是一种模拟人类智能的技术和科学。人工智能的目标是让计算机具备类似于人类的智能，能够自主地思考、学习、推理和决策。

人工智能的用电量相当可观，并且随着技术的发展和使用量的增加，这一数字还在不断上升。以下是一些关键的数据点：

1.训练AI模型消耗大量能源：人工智能模型，尤其是大型语言模型如GPT-3，需要大量的电力来训练。例如，训练GPT-3需要消耗接近1，300兆瓦时的电力，这大约相当于130个美国家庭1年的用电量。然而，这只是模型训练的前期电力消耗，实际使用时所消耗的电力可能更高。

2.AI用电量占全球用电量的比例：预计到2027年，整个人工智能行业每年将消耗850亿至1340亿千瓦时的电力，这可能占全球总用电量的0.5%。如果谷歌将生成式人工智能技术整合到每次搜索中，每年可能消耗约290亿千瓦时的电量。

3.ChatGPT的耗电量：ChatGPT，作为OpenAI的热门聊天机器人，每天的耗电量已超过50万千瓦时。相比之下，美国家庭平均每天的用电量约为29千瓦时，ChatGPT的耗电量是美国家庭平均用电量的1.7万多倍。

综上所述，人工智能的用电量是一个不断增长的数字，预计未来几年内将继续增加，对全球电力供应产生重要影响。全球各国都在大力开发清洁能源，以解决能源所需。

清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：第一清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性；第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。请根据以上信息回答下列问题：

(1)、清洁能源因其可持续性和环境友好性备受关注。请从下列选项中选择哪些属于清洁能源____。

A、生物能（沼气） B、水力发电 C、核电 D、太阳能发电 E、风力发电 F、火力发电

(2)、在环境保护研究中，废旧电池若随意丢弃，其中含有的有害重金属（如镉、汞、铅等）会随雨水冲刷渗入土壤，进而可能通过在生物体内积累，对生物特别是人类健康造成危害。因此，在日常生活中应当重视废旧电池的回收，并通过科学方法对其进行无害化处理。

(3)、干电池内部发生化学反应，其中一个物质（如锌）失去电子成为阳离子，电子通过外部电路流向另一个物质（如二氧化锰），在这个过程中，能量如何转化？。

(4)、假如ChatGPT每天的耗电量为50万千瓦时，以焦炭为燃料发电，按能量转化效率40%计算，需消耗吨焦炭？（已知焦炭的热值为3.0×10⁷焦/千克）

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【浙教版】科学九年级上册 第3章 能量的转化与守恒 专题3 学科综合

一、跨科综合题

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