22.3　跨学科实践：为节约能源设计方案 同步练习（含答案） 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

第3节　跨学科实践：为节约能源设计方案 关于新能源汽车的优点，下列说法错误的是(　　) A．不需要消耗能量 B．节约燃油能源 C．减少废气排放，保护环境 D．效率高、噪声低 1．中国科技馆中有关于保温材料性能的对比实验：如图所示，有三个相同的、温度高于室温的恒温热源，分别被形状、结构完全相同的A、B、C三个保温箱包裹，三个保温箱内所使用的保温材料分别为聚氨酯发泡材料、发泡PE和三元乙丙橡胶。已知三个保温箱的初温均与室温相同，经过一段时间后，观察到温度传感器显示保温箱外表面的温度如图所示。由此可知，A、B、C三个保温箱表面最高的温度是_____，与室温差别最小的是_____(选填“A”“B”或“C”)，保温性能最好的材料是_____(选填“聚氨酯发泡材料”“发泡PE”或“三元乙丙橡胶”)。 2．(社会热点)“节能减排”已引起全球的关注，如何减少能耗是大家共同关注的内容，近年来，我国汽车工业实现了突飞猛进的发展，促进了经济的繁荣，给人民生活带来了方便，但由于我国汽车油耗量高，污染控制水平低，已造成汽车污染日益严重，国家支持新能源汽车的发展。请从物理学的角度说出两条新能源汽车在环保节能方面的优点。 3．(科学探究)为满足人民群众多样化的住房需求，许多地区对老旧小区楼房增加了外墙保温改造这一项目。某物理兴趣小组在综合实践中对保温材料的各种性能及其应用进行了研究，表中为市场上三种常用的保温材料相关信息，其中传热系数W越大，保温效果越差。 保温材 料名称 传热系数 W/(m2·k) 防火 性能 最高使用 温度/℃ Z/ (kg·m－2) 聚氨酯泡沫 0.033 阻燃B1级 75 1.4 聚苯乙烯泡沫 0.042 阻燃B1级 65 1.0 岩棉 0.065 不燃A级 600 2.4 (1)某地秋冬季气温普遍较低，结合题干信息，你建议该地区房屋改造选择哪种保温材料，请说明理由。 (2)选择保温材料时，密度是重要考虑因素，小桂发现表格缺少密度信息，于是对三种保温材料的质量和体积进行测量，其中一种样本的质量为0.8 g，体积为40 cm3，求该样本材料的密度。 (3)小林发现，表格中参数“Z”的单位与密度“ρ”很相似，猜想“Z”与“ρ”在数值上可能有一定关系，即当保温材料厚度一定时，可以推导出“Z”与“ρ”的关系。根据小林猜想，结合(2)中的信息，当样本材料的厚度为5 cm时，算出该样本材料的Z值，并判断该样本材料的名称。 【详解答案】 基础达标 A 能力提升 1．25℃　A　聚氨酯发泡材料　解析：由题图可知，三元乙丙橡胶的表面温度最高，最高温度是25 ℃；由于三个恒温热源的温度均高于室温，从A、B、C三幅图显示的温度值可判断与室温差别最小的保温箱是A；用三种材料包裹恒温热源，经过一段时间后，测量外面包裹材料的温度值，聚氨酯发泡材料温度升高最少，发泡PE次之，三元乙丙橡胶包裹的温度升高最多，经过相同时间，外面的包裹材料温度高说明热源散发出来的热量多，材料的保温性能差，所以聚氨酯发泡材料保温性能最好。 2．新能源汽车在环保节能方面的优点：一、降低排放污染，改善空气质量；二、节能环保，提高能源利用率。 3．解：(1)根据题意可知，保温材料的传热系数W越大，保温效果越差，由于该地区秋冬季气温普遍较低，所以该地区房屋改造时，应选择聚氨酯泡沫作为保温材料； (2)该样本材料的密度： ρ＝＝＝0.02 g/cm3＝20 kg/m3； (3)密度“ρ”的单位为kg/m3，“Z”的单位为kg/m2，则当保温材料厚度一定时，“Z”与“ρ”的关系为Z＝hρ，所以当样本材料的厚度为5 cm时，该样本材料的Z值为Z＝hρ＝5×10－2 m×20 kg/m3＝1 kg/m2，查表可知，该样本材料是聚苯乙烯泡沫。 ... ...