2020—2021学年浙教版九年级科学上册 3.8能量的转化与守恒同步练习（word版含答案）

第8节　能量的转化与守恒
知识点
1　能量的相互转化
1.从能量转化的角度来看,下列说法错误的是
(　　)
A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B.铅蓄电池充电时将化学能转化为电能
C.发电机工作时主要将机械能转化为电能
D.电热水壶工作时将电能转化为内能
2.下列过程中属于能量转移的是　　　　,属于能量转化的是　　　　　。(均填序号)?
①烧水时,水的温度升高　
②飞驰而过的流星拖着一条发光的长尾巴　
③给水通电,产生氢气和氧气
④晒太阳感到暖和　
⑤给电炉通电,电热丝发红
⑥在砂轮上磨刀,火星飞溅　
⑦植物吸收太阳光进行光合作用
3.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一。关于图1中太阳能的利用,下列说法中正确的是
(　　)
图1
A.图甲中,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B.图乙中,太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C.图丙中,太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.图丁中,环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
知识点
2　能量的转化与守恒定律
4.关于能量的转化和转移,以下说法正确的是(　　)
A.能量只能从能量多的物体向能量少的物体转移
B.内能可以转化为机械能,机械能也可以转化为内能
C.能量只能从一种形式转化成另一种形式
D.能量可以从一种形式转化为另一种形式,但转化前后能的总量会减少
5.“永动机”至今没有创造成功,其原因是
(　　)
A.科学技术还不够先进
B.机器不能对外输出能量
C.违背了能量守恒定律
D.机器只能转移能量,不能转化能量
知识点
3　能量转化和转移的方向性
6.电能可以使电灯发光,同时产生的内能散失在空气中,但这些内能却无法自动转化为电能;汽车制动过程中,动能转化为地面、轮胎、空气的内能,这些内能同样无法自动地转化为机械能再用来开动汽车。这些现象均说明能量的转化具有　。?
以上能量的转化过程中,能量的总量　　　　
(填“增加”“不变”或“减少”)。?
【能力提升】
7.[2018·温州]
某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板,在光照时发电,给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转化是
(　　)
A.电能→机械能→光能
B.光能→机械能→电能
C.光能→电能→机械能
D.机械能→电能→光能
8.“会发电的衣服”是由一种利用运动产生电流的“发电纤维”织造的。人穿上这种纤维织成的衣服后,在运动过程中衣物会产生一些压折,衣物中就形成源源不断的电流。下列叙述正确的是
(　　)
A.衣服发电时,机械能转化成电能
B.衣服发电时,化学能转化成电能
C.人运动时,人体内的电能转化成机械能
D.人运动时,人体内的电能转化成内能
9.关于能量的转化与守恒,下列说法正确的是
(　　)
A.任何制造永动机的设想,无论看上去多么巧妙,都是一种徒劳
B.空调机既能制热,也能制冷,说明热传递不存在方向性
C.由于自然界的能量是守恒的,所以说能源危机不过是杞人忧天
D.一个单摆来回摆动很多次后总会停下来,说明这个过程的能量不守恒
10.英国某公司研究发明了一种可以用来发电的地砖,当受到踩踏时,“发电地砖”会被压缩大约5
mm
的距离,从而实现机械能到电能的转化。近年推出的最新发电地砖从原来的四方形结构变成了三角形,如图2所示,在电能的转化率上提高了很多。
图2
(1)把踩踏的机械能转化成电能,利用了?
原理。
(2)根据能量转化和守恒定律分析,产生的电能　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)人减少的机械能。?
11.为有效利用太阳能,某探究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验探究:在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水,烧杯分别用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封,杯内插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中,大部分刻度露出可见),放在阳光下曝晒;每隔相同的时间读出温度计的示数,数据记录如下表。
塑料袋颜色
水的质量m/kg
初温t0/℃
温度t1/℃
温度t2/℃
温度t3/℃
……
黑色
1
15
22.3
27.8
31.5
……
白色
1
15
16.5
17.8
19
……
根据上述数据回答下列问题。
(1)这次实验过程中,采用的科学探究方法是　　　　　　　和　　　　　　　。?
(2)通过上面的探究可以推断:太阳能热水器的集热管表面颜色以　　　　为宜。?
(3)小明家使用的太阳能热水器的说明书如下表所示,若在太阳能热水器的水箱中装满水,中午在太阳照射下每小时温度升高10
℃,则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少?该热水器中午每秒每平方米的面积上获得的太阳能是多少?[结果保留一位小数,c水=4.2×103
J/(kg·℃)]
容积
100
L
集热箱的采光面积
1.5
m2
效率
40%
使用年限
15年
12.根据能量转化和守恒定律,在与外界没有热传递的条件下,物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律,某兴趣小组设计了如图3所示的实验:在容器里装一定质量的水,中间装上带有叶片的转轴,转轴上绕上绳子,绳子另一端通过滑轮与一重物相连;当重物下降时,绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转,使容器里的水温度升高,结合水的比热容计算出水增加的内能,以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
图3
(1)为了完成此实验,除已提供测质量的电子天平外,还需要的测量工具有:　　　　　、　。?
(2)兴趣小组在实验过程中发现,水的内能增加量小于重物做功的大小,请写出造成这种现象的一种原因:　
。?
(3)改进实验后,获得了如下数据,规律得到验证。
实验序号
重物质量/kg
下降高度/m
升高温度/℃
1
20
5
0.5
2
20
10
1.0
3
20
15
1.5
4
10
10
0.5
5
30
10
1.5
6
40
10
2.0
若使容器内相同质量水的温度升高2.5
℃,则25
kg的重物需下降　　　　m。?
(4)若已知容器中水的质量是0.2
kg,计算第2次实验中,当重物下降,重物的重力做功转化为水增加的内能的效率。[g取10
N/kg,c水=4.2×103
J/(kg·℃)]
答案
1.B
2.①④　②③⑤⑥⑦
3.A
4.B　[解析]
能量不一定从能量多的物体转移到能量少的物体上,如发生热传递的条件是存在温度差,而不是存在能量差;内能可以转化为机械能,机械能也可以转化为内能;能量不仅能从一种形式转化成另一种形式,还能从一个物体转移到另一个物体上;在能量的转移和转化的过程中,能的总量保持不变。
5.C
6.方向性　不变
7.C　[解析]
太阳能板在光照时发电,即把太阳能转化为电能,电能被供给电动机,转化为机械能,调节百叶窗的开合,故该过程中发生的能量转化是光能→电能→机械能。
8.A　[解析]
根据题意可知,当人穿上这种“发电纤维”织成的衣物后,在身体运动过程中产生压折,就能够形成源源不断的电流,即消耗了机械能,得到电能,所以是将人体的机械能转化为电能。
9.A　[解析]
永动机违背能量转化和守恒定律,不可能制成,故A正确;
热传递的方向性是指在没有外界影响的前提下,而空调机的工作过程存在电流做功,显然不满足这个前提,故B错误;
虽然自然界的能量是守恒的,但存在能量耗散,不同的能量其可利用的品质不同,能源危机不是杞人忧天,故C错误;
单摆在来回摆动许多次后总会停下来,机械能减少,但由于摩擦等各种因素,变成了其他形式的能量,所以能量是守恒的,故D错误。
10.(1)电磁感应　(2)小于
[解析]
(1)当受到踩踏时,“发电地砖”会被压缩大约5
mm的距离,即使得内部的线圈做切割磁感线运动,于是电路中就会产生感应电流,这就是电磁感应现象。
(2)根据实际过程可知,在发电过程中,将机械能转化为电能,但并不是所有的机械能都会转化成电能,因为克服摩擦做功等会损失一部分机械能,所以产生的电能小于人减少的机械能。
11.(1)控制变量法　转换法　
(2)黑色
(3)解:V=100
L=100×10-3
m3,
水的质量:m=ρV=1.0×103
kg/m3×100×10-3
m3=100
kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103
J/(kg·℃)×100
kg×10
℃=4.2×106
J。
设该热水器中午每秒每平方米的面积上获得的太阳能为Q,Q吸=Q×1.5×3600×40%,则Q===1944
J。　
12.(1)刻度尺　温度计
(2)滑轮存在摩擦(合理即可)　
(3)20
(4)解:重物的重力:
G=mg=20
kg×10
N/kg=200
N,
重物的重力做功:
W=Gh=200
N×10
m=2000
J,
水增加的内能:
Q=c水m水Δt=4.2×103
J/(kg·℃)×0.2
kg×1.0
℃=840
J,
重物的重力做功转化为水增加的内能的效率:η=×100%=×100%=42%。
[解析]
(1)实验中需要用刻度尺测量重物下降的高度、用温度计测量水升高的温度。
(2)在实验过程中,由于滑轮存在摩擦、液体会散热等情况,使得水的内能增加量小于重物做功的大小。
(3)由2次实验可知:20
kg的重物下降10
m,升高的温度为1
℃,则每1
kg的重物下降1
m,升高的温度为;
使容器内相同质量水的温度升高2.5
℃,则重物需要下降的高度:
h==20
m。