14.3 能量的转化和守恒 练习（解析版含2021中考真题）-2021-2022学年人教版物理九年级全一册

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一．选择题（共6小题）
1．（2021?邵阳）电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇、电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（　　）
A．电能转化成机械能 B．机械能转化成电能
C．太阳能转换成机械能 D．内能转化成机械能
2．（2021?牡丹江）现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是（　　）
A．机械能转化为电能，再转化为光能
B．电能转化为机械能，再转化为光能
C．机械能转化为光能，再转化为电能
D．光能转化为机械能，再转化为电能
3．（2020?黑龙江）目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，不断地冲击墙壁打出圆孔，如图，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（　　）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
4．（2020?恩施州）动态制动是现代车辆采用的一种重要制动方式。动态制动器主要由动态制动电阻和继电器等组成，在故障、急停、电源断开时继电器将制动电阻接入，通过电阻耗能起到一定的制动作用。其中，制动电阻在消耗能时，所发生的能量转化是（　　）
A．机械能转化为内能 B．机械能流失到空中
C．电能转化为内能 D．机械能转化为电能
5．（2021春?清苑区校级期末）从19世纪末世界上建成第一座水电站以来，水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是水力发电站的原理图，关于水力发电下列说法正确的一组是（　　）
①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能保持不变；
②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能；
③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能；
④要加大水力发电的功率，可以采用“增大落水差”的方法。
A．①② B．①③ C．② D．②④
6．（2021?鼓楼区一模）根据能量转化的需要，人们设计出不同的机器，某机器的能量流向如图所示，据此推理该机器可能与下图中工作原理相同的是（　　）
A．手摇发电机 B．电风扇
C．热水壶 D．磁铁起重机
二．填空题（共6小题）
7．（2021?武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的 　 　能转化为燃气的内能，卫星的机械能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
8．（2021?安徽）中国空间站“天和”核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳能电池翼，单翼的发电功率可达9kW，从能量转化的角度分析，“9kW”表示的物理意义是：　 　。
9．（2019?桂林）我国于2019年5月17日在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射一颗北斗导航卫星。如图所示，长征三号丙运载火箭升空时，燃料燃烧后通过做功，把　 　能转化为　 　能。
10．（2019?宜昌）汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为　 　能，这些能量不能自动地用来驱动汽车；而有些新能源汽车有“动能回收装置”，即在刹车时带动发电机工作，将汽车的动能转化为　 　能并为电池充电，之后电池又可以再次驱动汽车。
11．（2021春?邛崃市期末）新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有 　 　。如图所示，为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为 　 　，从而减少二氧化碳排放。
12．（2021?番禺区一模）混合动力汽车拥有汽油机和电动机两套动力系统。某辆油电混合动力汽车在平直路面上加速行驶时，仪表盘上显示只有汽油机在工作。在这个过程中，汽油机把　 　能转化为汽车的　 　能。某一时刻，汽车的动能为E1，驾驶员踩下制动踏板。在车辆停下来的过程中，仪表盘显示汽车正在进行“动能回收”，把回收的能量转化为蓄电池的化学能E2，进行储存。当汽车再次起步时，仪表盘显示此时只有电动机在提供动力，蓄电池和电动机把刚才储存下来的能量又重新转化为车的动能E3。你认为E1、E2、E3的大小关系是　 　。
三．计算题（共2小题）
13．（2020秋?渌口区期中）大哥驾驶是的一款油电混合动力汽车。这种车在启动或低速行驶时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池能量消耗过大时，内燃机才开始工作，既可以向车轮提供动力，也可以同时带动电机发电，给动力电池充电。某次行驶过程中该混合动力汽车在平直公路上匀速行驶了16km，行驶过程中受到的阻力为1000N，假设汽油完全燃烧所释放能量的40%转换为牵引力做的功和给动力电池充电，其中动力电池储存的能量增加了7×106J。请根据以上信息解答下列问题。
（1）题中划线部分内容中涉及的两个能量转化过程是　 　能→电能→　 　能。
（2）这次行驶过程汽车的牵引力做的功是多少？
（3）这次行驶过程消耗多少kg汽油？（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）
14．（2020?环翠区校级模拟）电动自行车可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。使用前，应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。现有一辆电动自行车，沿着水平笔直的道路匀速行驶，此时车上的电动机的工作电压为30伏，工作电流为4安。
（1）电动自行车在行驶时，能量是如何转化的？
（2）若该车和人共重1000牛，行驶时轮胎与地面的接触面积共为8×10﹣3米2，那么车对地面的压强多大？
（3）电动自行车在给人们带来便捷的同时，最大的隐患就是安全，若车在此段道路行驶过程中所受的平均阻力是20牛，该车电能转化为机械能的效率是80%，有关部门对电动自行车的最大限速是20千米/小时，那么请你通过计算判断该电动自行车是否超速？
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．【解答】解：电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，电动汽车、电动摩托车、电风扇、电动耕田机都应用了电动机，故A正确。
故选：A。
2．【解答】解：穿上鞋走路时，具有机械能，鞋会发光，具有光能；根据题意可知，该鞋（发电鞋）的工作原理是电磁感应现象，先是机械能转化为电能，电能又转化为光能；
故选：A。
3．【解答】解：
（1）当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
（2）钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
故选：D。
4．【解答】解：
现代车辆在故障、急停、电源断开时，牵引电动机转换为发电机，将车辆的机械能（动能）转化为电能；再通过制动电阻将电能转化为内能消耗掉（电流的热效应），使车辆的速度降低，起到一定的制动作用，即制动电阻在消耗能时，所发生的能量转化是电能转化为内能；故C正确。
故选：C。
5．【解答】解：①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能转化为电能，机械能减小，故①错误；
②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能，然后转化为电能，故②正确；
③水轮机带动发电机发电将动能转化为电能，故③错误；
④可以通过增大落水差增大水的机械能，加大水力发电的功率，故④正确。
故选：D。
6．【解答】解：如图所示机器将大部分电能转化成了机械能，还有一部分电能转化成了内能。
A、手摇发电机的工作原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能的机器；
B、电风扇是利用通电导体在磁场中受力的作用而工作的，主要将电能转化为机械能，还有一少部分电能转化为内能；
C、热水壶在工作时，主要是主要是将电能转化为内能，其原理是电流的热效应；
D、电磁起重机的工作原理是电流的磁效应，工作时主要是将电能转化为机械能。
综上分析可知，该机器可能与下图中工作原理相同的是电风扇。
故选：B。
二．填空题（共6小题）
7．【解答】解：燃料燃烧的过程化学能转化为内能，加速上升过程中，卫星的动能和重力势能都变大，所以卫星的机械能增大。
故答案为：化学；增大。
8．【解答】解：太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能，“9kW”表示1s可将9000J太阳能转化为电能。
故答案为：1s可将9000J太阳能转化为电能。
9．【解答】解：燃料燃烧时化学能转化为内能，燃料燃烧后通过做功，使火箭升空，将内能转化为机械能。
故答案为：内；机械。
10．【解答】解：汽车刹车时，由于要克服摩擦做功（摩擦生热），则汽车的动能会转化为内能；
刹车时带动发电机工作，将汽车的动能转化为电能并为电池充电。
故答案为：内；电。
11．【解答】解：风是流动的空气，空气具有质量和速度，则风具有动能；风力发电时将风能转化为电能。
故答案为：动能；电能。
12．【解答】解：汽油机属于内燃机，汽油机工作过程中，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能；
汽车的动能为E1，驾驶员踩下制动踏板，汽车把回收的能量转化为蓄电池的化学能E2，由于在能量的转化过程中有能量散失，则E1＞E2；
当汽车再次起步时，电动机在提供动力，蓄电池和电动机把刚才储存下来的能量又重新转化为车的动能E3，由于在能量的转化过程中有能量散失，则E2＞E3；
故E1、E2、E3的大小关系是：E1＞E2＞E3。
故答案为：内；机械；E1＞E2＞E3。
三．计算题（共2小题）
13．【解答】解：
（1）内燃机才开始工作，同时带动电机发电，给动力电池充电。此过程中首先将机械能转化为电能，然后将电能转化为电池的化学能。
（2）因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
所以，汽车的牵引力：F＝f＝1000N，
则牵引力做功：W＝Fs＝1000N×16×103m＝1.6×107J。
（3）汽油完全燃烧所释放能量的40%转换为牵引力做的功和给动力电池充电，
则：W+W充电＝η×Q汽油＝40%×Q汽油，
即：1.6×107J+7×106J＝40%×Q汽油，
解得，汽油完全燃烧所释放能量：Q汽油＝5.75×107J，
根据Q放＝qm可得，这次行驶过程消耗汽油的质量：m＝＝＝1.25kg。
答：（1）机械；化学；
（2）这次行驶过程汽车的牵引力做的功是1.6×107J。
（3）这次行驶过程消耗1.25kg汽油。
14．【解答】解：（1）电动自行车在电动骑行时，用蓄电池来供电，将蓄电池的化学能转化成电能，再通过电动机将电能转化成机械能的；所以能量的来源是化学能转化成电能的。
（2）由题意可知：地面的压力F＝1000N，受力面积是s＝80cm2＝8×10﹣3m2；则：
车对地面压强：P＝＝＝1.25×105Pa；
（3）电动车以最大速度匀速行驶时，其牵引力大小等于阻力，功率为P1＝Fv＝fv＝20N×v，
电动机的功率为P2＝UI＝30V×4A＝120W，
则有20N×v＝120W×80%，
v＝4.8m/s＝4.8×3.6km/h＝17.28km/h＜20km/h，
所以不超速。
答：（1）电动自行车在行驶时，能量转化是化学能→电能→机械能；
（2）车对地面的压强是1.25×105帕；
（3）不超速。
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