14.3 能量的转化和守恒同步练习答案及解析2021-2022学年人教版九年级物理全一册（含答案）

14.3
能量的转化和守恒同步练习
一．选择题（共17小题）
1．流动着的水、风、张开的弓都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。那么关于功和能，下列说法不正确的是（　　）
A．物体已经做的功越多，具有的能越多一
B．物体做功的过程就是能量转化的过程
C．能的单位与功的单位相同，都是焦耳
D．物体有时既具有动能也具有重力势能
2．关于能的概念，以下说法正确的是（　　）
A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能
B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能
C．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大
D．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大
3．如图所示装置利用的是（　　）
A．风能
B．电能
C．水能
D．内能
4．如图所示，属于内能转化为机械能的是（　　）
A．做功冲程
B．弯折铁丝
C．电风扇
D．压缩点火
5．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．下列有关能量转化和守恒，说法正确的是（　　）
A．即使科技再发达也不可能制造出永动机
B．能量守恒定律只适用于能量的转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．根据能量守恒定律，机械能总和不变
7．根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（　　）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．在U形斜面中，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
8．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（　　）
A．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
9．下列关于能量的转化和守恒的说法错误的是（　　）
A．钻木取火是将机械能转化为内能
B．酒精燃烧时将化学能转化为内能
C．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能
D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生
10．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　）
A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能
D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的
11．如图一根细绳上端固定，下端系一金属小球，制成一个单摆。现将小球拉到离地面50cm高的位置A后静止释放，小球摆到右侧最高点C，C点离地面高度为40cm，随后小球由C点再次摆到左侧最高点D（D点未标出），则D点离地面的高度可能是（　　）
A．40cm
B．35cm
C．30cm
D．25cm
12．下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是（　　）
A．太阳能发电
B．闭合开关后，灯泡发光
C．烧水时，水蒸气顶起壶盖
D．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
13．下列事例中属于机械能转化为内能的是（　　）
A．夏天路边的石头在太阳底下晒得烫手
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起
C．汽车急刹车时，汽车的制动系统温度升高
D．将铁块放在火炉中烧红
14．一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。这样的情景是不会出现的原因是（　　）
A．违反能量守恒定律
B．水的比热容大
C．能量的转移有方向性
D．冰的密度较小
15．下列有关声和能的说法中正确的是（　　）
A．声纹锁在房主说出暗语时才能被打开，是因为它能辨别声音的音调
B．“辽宁号”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔，这是从传播过程中减弱噪声
C．太阳能、风能、核能是目前正在努力研究、开发的新能源，它们都是可再生能源
D．能量的转化和转移具有方向性，在转化和转移过程中能量的总量总保持不变
16．在能的转化过程中（　　）
A．机械能一定守恒
B．各种形式的能都守恒
C．各种形式的能量的总和一定守恒
D．内能一定守恒
17．如图为某物体沿直线运动的路程s随时间t变化的图象，下列对该物体在0～5s内运动情况分析正确的是（　　）
A．物体在1～3s内做匀速直线运动
B．物体在1～3s内的平均速度为0.5m/s
C．物体在0～5s内运动的路程为2m
D．物体在0～5s内的平均速度为0.67m/s
二．填空题（共8小题）
18．在声音共鸣中，与声源发生共鸣的物体吸收了随声波传播来的　
　；家庭所用电力部分来自火力发电厂，火力发电厂燃烧的煤炭是上亿年的植物形成的，植物里储存的能量来自　
　。
19．物体能够对外做功，我们就说这个物体具有　
　，它的单位与功的单位相同，也是　
　。
20．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。
21．有人曾试图制造“永动机”，但最终结果是失败的，因为他们违背了　
　定律。
22．“收官之作，星耀全球”。2020年6月2日，长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。燃料燃烧时，将　
　能转化为　
　能。火箭加速升空时，能的总量是　
　（选填“增大”、“减小”或“不变”）的。
23．燃料燃烧“放热”与热传递过程中高温物体“放热”不同，前者是能量的　
　过程，后者是能量的　
　过程。（选填“转化”或“转移”）
24．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时，　
　转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和　
　（选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有　
　性。
25．在农村小水电站中，机械能转化为电能，提供给农民在生活和生产中使用。写出下列情况中的能量转化：
（1）用电饭锅煮饭　
　；
（2）用电灯照明　
　；
（3）用电动机带动水泵抽水，把水抽到高处　
　；
（4）用电动机带动打谷机　
　。
三．实验探究题（共1小题）
26．利用气球可以做很多物理小实验。
（1）将吹好的气球用针扎破，气球发出响声，该响声的声源是　
　，破裂过程中，　
　能转化为　
　能。
（2）如图甲所示，将气球吹大并用夹子夹紧，剪取一小段吸管用胶带固定在气球上，将一根细线穿过吸管并水平拉直，松开夹子，气球向前运动，此现象说明：①　
　②　
　。此过程中，相对于气球，细线是　
　。
（3）如图乙所示，把气球放在钉板上，再把木板放在气球上，向木板上施加一定的压力，气球变形但不会刺破，若想让气球被刺破，可采取的方法有①　
　，②　
　。
（4）如图丙所示，向悬挂着的气球的A侧吹气，气球会向　
　（选填“A”或“B”）运动，此现象说明　
　。
四．计算题（共2小题）
27．一辆小汽车的额定功率为30kW．当它以额定功率在水平路面上匀速直线行驶10min，消耗汽油1.3kg，则
（1）小汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功为多少？
（2）完全燃烧1.3kg汽油放出的热量为多少？
（3）小汽车发动机的效率为多少（汽油的热值为4.6×107J/kg）？
28．随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气，小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2L、20℃的水，大火加热直至沸腾，又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3．[气压为1标准大气压；c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？
14.3
能量的转化和守恒同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共17小题）
1．流动着的水、风、张开的弓都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。那么关于功和能，下列说法不正确的是（　　）
A．物体已经做的功越多，具有的能越多一
B．物体做功的过程就是能量转化的过程
C．能的单位与功的单位相同，都是焦耳
D．物体有时既具有动能也具有重力势能
【分析】（1）若物体具有做功的能力我们就说该物体具有能；
（2）能的形式多种多样，各种形式的能可以相互转化，能的转化是通过做功来完成的；
（3）功、能的单位都是焦耳；
（4）物体因为运动而具有的能叫动能，物体因为被举高而具有的能叫重力势能。
【解答】解：A、物体已经做的功越多只能说明能转化了多少，不能说明物体能的多少，故A错误；
B、能的转化是通过做功来完成的，故B正确；
C、功、能的单位都是焦耳，故C正确；
D、运动中的物体有时既具有动能也具有重力势能，如：高空中飞行的飞机，故D正确。
故选：A。
【点评】本题考查了功和能的概念及关系，机械能的概念，属于基础题型。
2．关于能的概念，以下说法正确的是（　　）
A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能
B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能
C．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大
D．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大
【分析】（1）物体能够做功就说这个物体具有能，但是具有能的物体不一定在做功；
（2）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素是质量和速度；
（3）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度。
【解答】解：A、在空中飞行的子弹，因为能够做功，所以具有能。故A正确；
B、用线悬吊着的小球，从竖直方向偏开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能。故B不正确；
C、动能与质量和速度两个因素有关，不能单独从速度上判断动能的大小。故C不正确；
D、重力势能与质量和高度两个因素有关，不能单独从高度上判断重力势能的大小。故D不正确。
故选：A。
【点评】本题考查了功和能的联系，注意两点：①一个物体能够做功就具有能，但是具有能的物体不一定对外做功；②当一个物理量和多个因素有关时，不能单独通过某一个因素来分析。
3．如图所示装置利用的是（　　）
A．风能
B．电能
C．水能
D．内能
【分析】观察图片，图片中有风力发电机，以风力发电机的原理作答。
【解答】解：如图所示装置是风力发电机，风力发电机是将风能转化为电能的装置，故答案为风能。
故选：A。
【点评】此题考查的是我们对于能量转化的理解，属于基础题，难度不大。
4．如图所示，属于内能转化为机械能的是（　　）
A．做功冲程
B．弯折铁丝
C．电风扇
D．压缩点火
【分析】（1）内燃机的做功冲程将内能转化为机械能。
（2）做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。
（3）用电器工作时将电能转化为其他形式能量。
（4）压缩气体做功，气体的内能增加，机械能转化为内能。
【解答】解：A、在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故A正确；
B、弯折铁丝时，是通过做功将机械能转化为内能，故B错误；
C、电风扇工作时，将电能转化为机械能，故C错误；
D、压缩点火，属压缩气体做功，将机械能转化为内能，故D错误。
故选：A。
【点评】本题的关键是明确做功的实质是能量的转化，物体对外做功是将内能转化为机械能，对物体做功是将机械能转化为内能。
5．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
【分析】（1）动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式；
（2）有能量转化时，必定会有一种形式的能量减少，另一种形式的能量增加；
（3）要明白消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程，能在具体情景中分析能量形式的转化。
【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。
【点评】本题考查了机械能的概念及能的转化，属于基础题型。
6．下列有关能量转化和守恒，说法正确的是（　　）
A．即使科技再发达也不可能制造出永动机
B．能量守恒定律只适用于能量的转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．根据能量守恒定律，机械能总和不变
【分析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律。能量的转移和转化具有方向性。
能量守恒的普遍性：能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。能量守恒定律告诉我们，有一种形式的能量减少或消失，一定有另一种形式的能量增加或产生，能量的总量是不变的。
【解答】解：A、根据能量守恒定律，能量的转移和转化具有方向性，机器运转过程中总有一部分机械能转化为内能，这部分内能不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，最终会停止运动，所以不可能造出永动机，故A正确；
B、能量守恒定律既适用于能量转化过程，也适用于能量的转移过程，故B错误；
C、“摩擦生热”是将机械能转化为内能的过程，所以也符合能量守恒定律，故C错误；
D、根据能量守恒定律，自然界中能的总量保持不变，但是机械能不一定守恒，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查了学生对能量守恒定律的掌握，解答本题学生要牢记能量守恒定律的内容。
7．根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（　　）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．在U形斜面中，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
【分析】能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的。
【解答】解：
A、因永动机违反了能量的转化与守恒定律，所以永动机不可能制成，故A错误；
B、在U形斜面中，小球从左斜面滚下后，由于小球具有动能，所以会继续冲上右斜面，故B正确；
C、电水壶里的水沸腾后断电，水不再吸收热量，则水的沸腾会停止，故C错误；
D、子弹射穿木板的过程中，由于要克服摩擦做功，机械能会转化为内能，所以子弹的动能会减小，则它的速度会减慢，故D错误。
故选：B。
【点评】熟知能量守恒定律，并知道能量的转化和转移的方向性是解答此类问题的关键。
8．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（　　）
A．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
【分析】能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的。
【解答】解：
A、机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故A错误；
B、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；
C、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故C错误；
D、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，故D正确。
故选：D。
【点评】熟知能量守恒定律，并知道能量的转化和转移的方向性是解答此类问题的关键。
9．下列关于能量的转化和守恒的说法错误的是（　　）
A．钻木取火是将机械能转化为内能
B．酒精燃烧时将化学能转化为内能
C．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能
D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生
【分析】①判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能。
②能量既不能凭空产生也不能凭空消失，总是由一种能量转化为另一种能量，或从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中能的总量保持不变。
【解答】解：A、钻木取火是通过做功的方式改变内能的，是将机械能转化成内能，故A正确；
B、酒精燃烧是把化学能转化为内能，故B正确；
C、汽油机的做功冲程中，燃气膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D、人们对太阳能的开发和利用，是太阳能转化为其他形式的能，能量是不能凭空产生的，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查的是我们对于能量转化现象的分析能力以及对能的守恒的理解，是一道基础题目。
10．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　）
A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能
D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的
【分析】（1）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素是质量和速度；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度。
机械能包括动能和势能。在一定条件下，不同形式的能力之间可以相互转化，但总量保持不变。
（2）小球克服摩擦做功，使部分机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，
【解答】解：
A、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故A错误；
B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误；
C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故C正确；
D、能量守恒定律适用于所有的能量转化过程，故D错误。
故选：C。
【点评】本题掌握动能、重力势能的影响因素，以及机械能，内能的变化。
11．如图一根细绳上端固定，下端系一金属小球，制成一个单摆。现将小球拉到离地面50cm高的位置A后静止释放，小球摆到右侧最高点C，C点离地面高度为40cm，随后小球由C点再次摆到左侧最高点D（D点未标出），则D点离地面的高度可能是（　　）
A．40cm
B．35cm
C．30cm
D．25cm
【分析】物体的动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定，分析摆动过程中质量、速度、高度的变化，判断出动能和重力势能的转化；机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，机械能才守恒。
【解答】解：
小球从A
点开始向C点摆动过程中，由于要克服空气的摩擦而做功，机械能转化为内能，机械能会减小，所以小球摆到右侧最高点C要小于A点距离地面的高度，在此过程中小球的高度减小了10cm；随后小球由C点再次摆到左侧最高点D过程中小球依然要克服空气的摩擦而做功，机械能转化为内能，机械能会继续减小；但是在此过程中，小球摆动的幅度比小球从A
点开始向C点的幅度小，即消耗的机械能小，所以小球的高度的减小量小于10cm，即D点离地面的高度在40cm和30cm之间，故B正确。
故选：B。
【点评】明确整个过程中动能、势能和机械能的变化是解答本题的关键。
12．下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是（　　）
A．太阳能发电
B．闭合开关后，灯泡发光
C．烧水时，水蒸气顶起壶盖
D．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
【分析】自然界的能量既不会消失，也不会创生，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上。
本题判断只发生能的转移而不发生能的转化的现象，应是变化前后两状态下能量的形式相同。
【解答】解：A、太阳能发电是将太阳能转化为电能，是能量的转化过程，不合题意；
B、闭合开关后，灯泡发光，是通过电流做功将电能转化为光能和内能，是能量的转化过程，不合题意；
C、烧水时，水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，是能量的转化过程，不合题意；
D、冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变了手的内能，是能量的转移过程，符合题意。
故选：D。
【点评】此题是考查生活中能量的转移和转化的现象，解决此类问题要知道做功过程是能量的转化过程。
13．下列事例中属于机械能转化为内能的是（　　）
A．夏天路边的石头在太阳底下晒得烫手
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起
C．汽车急刹车时，汽车的制动系统温度升高
D．将铁块放在火炉中烧红
【分析】本题由能量的形式和能量的转化与守恒进行分析。
【解答】解：A、石头晒得烫手是因为太阳能的能量通过辐射转移给了石头，A错。
B、水沸腾时水的内能转化为机械能，B错。
C、汽车急刹车时，车的机械能通过摩擦转化为内能，C对。
D、铁块放在火炉上烧红是将火炉的内能转移给铁块，D错。
故选：C。
【点评】本题考查能量的转化和转移，属简单应用。
14．一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。这样的情景是不会出现的原因是（　　）
A．违反能量守恒定律
B．水的比热容大
C．能量的转移有方向性
D．冰的密度较小
【分析】能量的转化和转移具有方向性，据此结合题意解答。
【解答】解：因能量的转移具有方向性，内能会自发地从高温处向低温处转移，不会逆向转移，所以不会出现题中所说的情景。故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查了能量转化和转移的方向性，属于基础题。
15．下列有关声和能的说法中正确的是（　　）
A．声纹锁在房主说出暗语时才能被打开，是因为它能辨别声音的音调
B．“辽宁号”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔，这是从传播过程中减弱噪声
C．太阳能、风能、核能是目前正在努力研究、开发的新能源，它们都是可再生能源
D．能量的转化和转移具有方向性，在转化和转移过程中能量的总量总保持不变
【分析】（1）音色反映的是声音的品质与特色，它跟发声体的材料和结构有关；
（2）减弱噪声有三种：①在声源处减弱；②在传播过程中减弱；③在人耳处减弱；
（3）根据现在人类面临资源紧缺的现状，所以应该开发和利用新能源进行解答；
（4）根据能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律进行解答。
【解答】解：
A、声纹锁在只有房主说出暗语时，才能被打开，因为它能辨别声音的音色，故A错误；
B、“辽宁号”航母上起飞引导员佩戴有耳罩的头盔是在人耳处减弱噪声，故B错误；
C、现在人类面临着资源紧缺的现状，所以应该开发和利用新能源，人类应更多地开发和利用太阳能、风能、核能等新能源，太阳能、风能是可再生能源，核能是不可再生能源，故C错误；
D、根据能量守恒定律，能量既不会消灭，也不会凭空产生，在转化和转移过程中能量的总量总保持不变，但是能量的转化和转移具有方向性，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了关于能源和能量守恒的知识，题目难度不大。
16．在能的转化过程中（　　）
A．机械能一定守恒
B．各种形式的能都守恒
C．各种形式的能量的总和一定守恒
D．内能一定守恒
【分析】①各种形式的能可以发生相互转化；
②在能的转化过程中要遵守能的守恒定律。
【解答】解：
各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的。因此各种形式能的总量一定守恒，单一的某一种形式的能或几种能不一定守恒，故C选项说法正确。
故选：C。
【点评】本题考查能量守恒定律的知识点，利用能量的过程，就是能量转移或转化的过程，在转移和转化的过程中，能的总量是不变的。
17．如图为某物体沿直线运动的路程s随时间t变化的图象，下列对该物体在0～5s内运动情况分析正确的是（　　）
A．物体在1～3s内做匀速直线运动
B．物体在1～3s内的平均速度为0.5m/s
C．物体在0～5s内运动的路程为2m
D．物体在0～5s内的平均速度为0.67m/s
【分析】（1）先观察图像中横纵坐标的意义，再根据图线的形状，分析物体的运动状态。
（2）根据横纵坐标上的数据，可得出物体的速度或路程。
【解答】解：A、物体在1～3s内路程不变，处于静止状态，故A错误；
B、物体在1～3s内处于静止状态，速度为0，故B错误；
C、由图像可知，物体在0～5s内运动的路程为2m，故C正确；
D、物体在0～5s内的平均速度为：v＝＝＝0.4m/s，故D错误。
故选：C。
【点评】准确分析图像中提供的信息，是解答此题的关键。
二．填空题（共8小题）
18．在声音共鸣中，与声源发生共鸣的物体吸收了随声波传播来的　能量　；家庭所用电力部分来自火力发电厂，火力发电厂燃烧的煤炭是上亿年的植物形成的，植物里储存的能量来自　太阳能　。
【分析】当两个发声频率相同的物体，彼此相隔不远时，如果其中一个物体发声，另一个也有可能跟着振动，这种现象，就叫做“共鸣”，声音可以传递能量；
火力发电厂燃烧的煤炭是上亿年的植物形成的，植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在植物体内。
【解答】解：当两个发声频率相同的物体，彼此相隔不远时，如果其中一个物体发声，与声源发生共鸣的物体吸收了随声波传播来的能量，另一个也跟着振动发出声音，这种现象叫共鸣；
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在植物体内，而煤炭是上亿年的植物形成的，所以现在开采煤，就是开采上亿年前的太阳能。
故答案为：能量；太阳能。
【点评】本题考查了共鸣和煤的形成，这个知识点是同学们了解的比较少，解答起来有一定的难度。
19．物体能够对外做功，我们就说这个物体具有　能量　，它的单位与功的单位相同，也是　焦耳　。
【分析】一个物体能够做功，说明这个物体具有能量，物体做的功越多，具有的能量越多。
【解答】解：
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能，单位焦耳。
故答案为：能量；焦耳。
【点评】能量多少与做功的关系是：有能量不一定做功，没有能量一定不能做功。
20．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
　动能　。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
　电能　，从而减少二氧化碳排放。
【分析】运动的物体具有的能量叫做动能；风力发电机在工作时，将风能转化为电能。
【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。
【点评】本题考查了动能的概念和能量的转化，属于基础题。
21．有人曾试图制造“永动机”，但最终结果是失败的，因为他们违背了　能量守恒　定律。
【分析】能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
【解答】解：能量的利用过程，本质是能量的转移或转化过程，在转移或转化过程中，总量是不变的，但由于能量的转化和转移具有方向性，所以不需要消耗能量就能源源不断对外做功的“永动机”违背了能量守恒定律。
故答案为：能量守恒。
【点评】本题考查了能量守恒定律的理解，难度不大。
22．“收官之作，星耀全球”。2020年6月2日，长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。燃料燃烧时，将　化学　能转化为　内　能。火箭加速升空时，能的总量是　不变　（选填“增大”、“减小”或“不变”）的。
【分析】（1）燃料燃烧的过程，是将化学能转化为内能的过程。
（2）能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，而总的能量保持不变。
【解答】解：火燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为燃气的内能，燃气推动火箭和卫星上升。
根据能量转化和守恒定律可知，火箭上升过程中，能的总量是不变的。
故答案为：化学；内；不变。
【点评】本题考查能量转化与守恒，难度不大，掌握基础知识即可解答。
23．燃料燃烧“放热”与热传递过程中高温物体“放热”不同，前者是能量的　转化　过程，后者是能量的　转移　过程。（选填“转化”或“转移”）
【分析】能量的转移和转化根本区别在于：转移过程中能的形式没变，如高低温物体接触后，内能从高温物转移到低温物体，又如水力发电中水从高处流下冲击水轮机发电，水的机械能转移到水轮机上；而能量转化过程中能的形式会变化，如摩擦生热，机械能转化为内能。
【解答】解：燃料燃烧“放热”是将化学能转化为热能，能的形式发生了变化；热传递过程中高温物体“放热”是指高温物体将热能传递给低温物体，能的形式没有改变，所以前者是能量的转化过程，后者是能量的转移过程。
故答案为：转化；转移。
【点评】此题考查能量的转化与转移，明白能量转化与转移的含义是关键。
24．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时，　机械能　转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和　不变　（选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有　方向　性。
【分析】车辆刹车时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，根据能量守恒定律以及能量转化和转移的方向性解答。
【解答】解：
平衡车刹车时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和不变。
散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有方向性。
故答案为：机械能；不变；方向。
【点评】此题考查了对能量的转化和守恒定律、能量转化和转移的方向性的了解，难度不大。
25．在农村小水电站中，机械能转化为电能，提供给农民在生活和生产中使用。写出下列情况中的能量转化：
（1）用电饭锅煮饭　电能转化为内能　；
（2）用电灯照明　电能转化为光能　；
（3）用电动机带动水泵抽水，把水抽到高处　电能转化为机械能　；
（4）用电动机带动打谷机　电能转化为机械能　。
【分析】判断清楚该过程中，消耗了电能，产生了什么形式的能量即可；
【解答】解：（1）用电饭锅煮饭，消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程；
（2）用电灯照明，消耗电能，产生光能，故是将电能转化为光能的过程；
（3）用电动机带动水泵抽水，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程；
（4）用电动机带动打谷机，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程；
故答案为：（1）电能转化为内能；（2）电能转化为光能；（3）电能转化为机械能；（4）电能转化为机械能；
【点评】能量转换器可根据能量转化和守恒定律来分析能量如何转化，简单的方法是减小的能量转化为增加的能量。
三．实验探究题（共1小题）
26．利用气球可以做很多物理小实验。
（1）将吹好的气球用针扎破，气球发出响声，该响声的声源是　空气　，破裂过程中，　内　能转化为　机械　能。
（2）如图甲所示，将气球吹大并用夹子夹紧，剪取一小段吸管用胶带固定在气球上，将一根细线穿过吸管并水平拉直，松开夹子，气球向前运动，此现象说明：①　力可以改变物体的运动状态　②　物体间力的作用是相互的　。此过程中，相对于气球，细线是　运动的　。
（3）如图乙所示，把气球放在钉板上，再把木板放在气球上，向木板上施加一定的压力，气球变形但不会刺破，若想让气球被刺破，可采取的方法有①　增大压力　，②　减小钉板上钉子的个数　。
（4）如图丙所示，向悬挂着的气球的A侧吹气，气球会向　A　（选填“A”或“B”）运动，此现象说明　流速大的地方压强小　。
【分析】（1）一切声音都是由物体振动产生的，据该过程中的能量转化分析判断即可；
（2）物体间力的作用是相互的；力可以改变物体的形状，也可以改变物体的运动状态，物体速度的变化和方向的改变都属于运动状态的改变。
（3）压力作用效果与压力大小、受力面积大小有关。压力一定时，增大受力面积来减小压强。任何物体都有能承受的压强，超过物体承受的最大压强，物体会损坏。
（4）解决本题的关键是要明确哪里的空气流速大，压强小，由此产生的压力差方向向哪儿。
【解答】解：（1）将吹好的气球用针扎破，气球发出响声，即是空气振动产生的，所以该响声的声源空气；破裂过程中，球内的空气对外做功，所以是将球内空气的内能转化为机械能。
（2）如图甲所示，将气球吹大并用夹子夹紧，剪取一小段吸管用胶带固定在气球上，将一根细线穿过吸管并水平拉直，松开夹子，气球向前运动，即说明物体间力的作用是相互的，且力可以使得静止的物体运动，即力可以改变物体的运动状态；且此过程中，相对于气球，细线的位置是变化的，所以是运动的；
（3）如图乙所示，把气球放在钉板上，再把木板放在气球上，向木板上施加一定的压力，气球变形但不会刺破，若想让气球被刺破，即超过气球自身的压强限度，所以可采取的方法增大压力，或减小钉板上钉子的个数以达到减小受力面积增大压强的效果；
（4）向气球的A侧吹气，球A侧的空气流速变大，压强变小，小于球B侧的大气压，产生了一个向A的压强差，将气球压向A侧。
故答案为：（1）空气；内；机械；（2）力可以改变物体的运动状态；物体间力的作用是相互的；运动的；（3）增大压力；减小钉板上钉子的个数；（4）A；流速大的地方压强小。
【点评】此题考查了声音的产生、物体的运动状态改变的原因、压强和流速的关系等知识点，是一道综合题。
四．计算题（共2小题）
27．一辆小汽车的额定功率为30kW．当它以额定功率在水平路面上匀速直线行驶10min，消耗汽油1.3kg，则
（1）小汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功为多少？
（2）完全燃烧1.3kg汽油放出的热量为多少？
（3）小汽车发动机的效率为多少（汽油的热值为4.6×107J/kg）？
【分析】（1）知道小汽车的功率和工作时间，根据W＝Pt求出小汽车牵引力所做的机械功；
（2）知道汽油的质量和热值，根据Q放＝mq求出完全燃烧汽油放出热量；
（3）根据η＝求出小汽车发动机的效率。
【解答】解：
（1）由P＝可得，小汽车牵引力力所做的机械功：
W＝Pt＝30×103W×10×60s＝1.8×107J；
（2）完全燃烧汽油放出热量：
Q放＝mq＝1.3kg×4.6×107J/kg＝5.98×107J；
（3）小汽车发动机的效率：
η＝＝×100%≈30.1%。
答：
（1）小汽车牵引力力所做的功为1.8×107J；
（2）完全燃烧汽油放出热量为5.98×107J；
（3）小汽车发动机的效率为30.1%。
【点评】本题考查了功率公式和燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用，是一道较为简单的计算题。
28．随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气，小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2L、20℃的水，大火加热直至沸腾，又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3．[气压为1标准大气压；c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？
【分析】（1）1标准大气压下水的沸点为100℃，已知水的质量和比热容以及初温、末温，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据η＝×100%求出完全燃烧天然气放出的热量，再利用Q＝Vq的变形公式V＝求出需要燃烧天然气的体积。
【解答】解：（1）水的体积V＝2L＝2dm3＝2×10﹣3m3，
由ρ＝得，水的质量：
m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
在1标准大气压下，水的沸点是100℃，
则水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）
＝6.72×105J。
（2）由η＝×100%得，完全燃烧天然气放出的热量：
Q放＝＝＝1.68×106J，
由Q放＝Vq得，需要燃烧天然气的体积：
V＝＝＝0.021m3。
答：（1）烧开这壶水，水需要吸收6.72×105J的热量；
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧0.021m3的天然气。
【点评】本题考查热量的计算和能量的利用效率，关键是公式及其变形的灵活应用，要注意一标准大气压下水的沸点为100℃。