人教版九年级全一册14.3能量的转化和守恒练习（有解析）

人教版九年级全一册 14.3 能量的转化和守恒
一、单选题
1．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度越来越低。如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片。下列说法正确的是（　　）
A．小球运动的过程中不受阻力作用
B．小球运动的过程中机械能是守恒的
C．小球在甲位置和乙位置的机械能相同
D．小球运动的过程中有一部分机械能转化为内能
2．下列关于能量转化的说法中错误的是（　　）
A．洗衣机工作时，电能主要转化为机械能
B．汽油机在做功冲程中，将机械能转化为内能
C．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能
3．如图所示，运动中物体的弹性势能转化为动能的是（　　）
A．子弹射出枪膛 B．发条带动指针
C．流星从天而降 D．秋千荡向高处
4．下列说法正确的是（　　）
A．水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），表示水温度升高1℃所吸收的热量是4.2×103J
B．火箭升空时，燃料燃烧的过程是将机械能转化为化学能的过程
C．煤气的热值是3.9×107J/m3，热水器燃烧1m3的煤气，热水吸收的热量小于3.9×107J
D．汽油机的排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量中极少的一部分
5．人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。在现有技术下太阳能不能直接转化为（　　）
A．内能 B．电能 C．机械能 D．化学能
6．以下现象中只有能量转移的是（　　）
A．煤气炉将水烧开 B．抱着热水袋取暖
C．通电后小灯泡发光 D．足球在草坪上越滚越慢
7．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图甲和图丁两个过程中能量转化是相同的
D．图丙和图丁两个过程中能量转化是相同的
8．如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（　　）
A．内能——机械能——化学能 B．化学能——内能——机械能
C．机械能——内能——化学能 D．内能——化学能——机械能
9．下列有关说法正确的是（　　）
A．压缩冲程中柴油机气缸里的气体内能减小
B．物体吸收热量后，内能增大，温度一定升高
C．搓手时感到暖和是因为产生了热量
D．给手机充电时是将电能转化为化学能
10．下列说法正确的是（　　）
A．黑龙江省漠河地区最冷的时候可以达到-50℃，处于-50℃的冰分子会停止运动
B．金属很难被拉断，说明分子间只存在引力
C．汽车刹车时轮胎会发烫，这个过程中机械能转化为内能
D．冬天用取暖器取暖，温度从取暖器传递到室内，使室内温度升高
二、填空题
11．龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，提高了水的______能。水从大坝的上游流下时冲击水轮机发电，水的能量最终转化为______能。
12．《流浪地球》是我国一部科幻大片，影片讲述了人类齐心协力在地球表面建造了上万座行星发动机，让地球脱离原来的太阳系，寻找适合人类生存新家园的故事。地球发动机加速前进的过程中，将燃料燃烧后的内能转化为地球的______能，此时发动机向后喷射燃气，地球会向前推进，说明______。
13．如图所示是世界上早期蒸汽汽车的模型，蒸汽汽车中的燃料燃烧将化学能转化为水和水蒸气的 ______ ，再转化为汽车的 ______ 能，使汽车前进。
14．在摩擦生热的现象中机械能能转化为_______能；在气体膨胀做功的现象中内能转化为____能；在热传递的过程中，高温物体的内能_______，低温物体的内能______，内能从高温物体转移到低温物体，而能的总量________．
15．第七届世界军人运动会开幕式上，主火矩塔的点燃采用“水火交融”的方式点燃，让现场观众无不惊叹！其实火矩燃烧的是天然气，天然气密度小，通过水这一介质把燃气托到水柱的上方进行燃烧，天然气燃烧时将燃料的______能转化为______能和光能。若水池中有质量为1t的20℃水，这个过程中水的温度升高30℃，则水吸收热量为______J。
三、综合题
16．4月16日，海南自主研发的地效翼船在海口桂林洋海域首次实现双船试飞．据了解，地效翼船俗称会飞的船，停在水面像船，起飞后则像飞机．此次试飞的CYG﹣11型翼船某型号飞行器的总质量为1.0×103 t，最大飞行速度为720 km/h，百公里耗油28升．
（1）飞行器飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速________．
（2）飞行器飞行时，将燃料的________能转化为飞行器的________能．
（3）飞行器以最大速度飞行1 440 km，需要________h．
17．阅读短文，回答问题：
电动自行车调速系统
常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成．
霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大．如图甲所示，当霍尔传感器从左往右移动时，它所处的磁场强弱发生变化，导致霍尔传感器产生的电压U0相应变化，在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的相对位置发生改变，致使U0的大小发生变化．
控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断是：当U1小于U0时，UK＝1V，图乙中开关K闭合；U1大于U0时，UK＝0，K断开如图乙．正常行驶时，电动自行车控制器的电压U1的大小随时间周期性变化，如图丙所示，控制器输出的UK使开关交替通断．
（1）电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同？_____
A．发电机B．扬声器C．话筒D．电热水壶
（2）如图甲所示，当霍尔传感器从条形磁铁的S附近水平移动到N极附近时，它所处的磁场强弱的变化是_____，导致霍尔传感器产生的电压U0大小的变化是_____．
（3）当控制电压UK＝0时，电动机中_____（有/无）电流通过．
（4）当电动车在行驶过程中，转动手柄旋转套后，车速增大，电动自行车的电动机的额定功率_____（选“变大”、“变小”或“不变”）．
（5）图中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线，由图中所示可知：t1、t2、t3、t4的四个时刻中，_____时刻电动车获得动力（加速）．
18．太阳能飞机
2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）开始首次环球飞行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源概念．“阳光动力”2号太阳能飞机翼展达到72米，比波音747﹣8型的翼展还要宽3.5米；机长22.4米，接近一个篮球场的长度；机高6.37米，相当于三层楼；而重量仅有2.3吨，跟一辆宝马760Li的重量相差无几．
跟它巨大的尺寸相比，“阳光动力”2号的飞行性能数据可能会让你有种回到莱特兄弟时代的感觉．它的起飞速度只有35千米/小时，比博尔特奔跑的速度还要慢．巡航速度90千米/小时，最大速度不过140千米/小时，绝对是遵纪守法好司机的驾驶记录水平．
然而，“阳光动力”2号又是一架集合了当今材料、电子、结构、人机工程学最顶尖技术于一体的大号玩具．它的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17248片135微米厚的单晶硅薄膜太阳能电池，虽然23%的光电效率并不是世界上最高的，却是平衡了能效、强度和重量后的最优选择．
这些电池可以产生最大70千瓦的功率，这些电力可以输出给四台单台功率13.5千瓦的电动机，带动四扇4米直径的双叶螺旋桨，给飞机提供动力．整个推进系统的电力﹣动力转换效率高达94%．阳光充足时多余的电力还会向四个发动机吊舱中的锂聚合物电池组充电．这四组电池总重633千克，能量密度达到了260瓦时/千克，目前市面上电动汽车的电池能量密度水平还徘徊在200瓦时/千克．这些电池可以让“阳光动力”2号熬过漫长的黑夜，迎来新一天的阳光．
由于要用尽可能少的能源飞更远的距离，整架飞机的空气动力学布局采取了有着超高升阻比的滑翔机外形．细长的机翼给结构和材料提出了严苛的要求．最终，机翼里布置了140根碳纤维肋条，外表的蒙皮则采用了一种全新开发的树脂薄膜材料，厚度仅有17微米．除了机翼肋骨，机身的大部分骨架和硬质外壳也都采用了碳纤维材料，某些碳纤维板材每平方米的重量仅有25克，是普通打印纸的三分之一．
请解答下列问题
（1）该飞机白天飞行时，利用高效太阳能电池板将电磁能（太阳能）转化为________能；夜间飞行时，利用其超轻薄离子电池储备的________能转化为电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油．
（2）该机从重庆飞往南京的航程约为1260km，用时17.5h．则它的飞行速度为________km/h；
（3）为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料，取面积为1m2， 厚度为1mm的新型材料，测得其质量为250g，则该材料的密度为________．
19．LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件．LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来．半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子．但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P﹣N结．当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理．而光的波长也就是光的颜色，是由形成P﹣N结的材料决定的．
LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光能．如果LED 替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60 亿升原油的能源，相当于五个1.35×106kW 核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境．对于一般照明而言，人们更需要白色的光源．1998年发白光的LED开发成功．这种LED是将芯片和钇铝石榴石封装在一起做成．芯片发蓝光，高温烧结制成的含荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光线．蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以树脂薄层，约200﹣500nm． LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到白光．对于白色LED，通过改变荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500﹣10000K的各色白光．这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多．
普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜，但光效低（灯的热效应白白耗电），寿命短，维护工作量大，但若用白光LED作照明，不仅光效高，而且寿命长（连续工作时间10000小时以上），几乎无需维护．LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点，虽然价格较现有照明器材昂贵，仍被认为是它将不可避免地替代现有照明器件．
①LED（Light Emitting Diode）主要是一种________器件；
②LED（Light Emitting Diode）灯发光时是将________能转化为________能；
③LED（Light Emitting Diode）灯相对于普通白炽灯来说，优点是________．（写出一点即可）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．小球运动过程与空气发生摩擦，也会受到阻力作用，故A错误；
BD．小球运动过程与空气发生摩擦，克服阻力做了功，将一部分机械能转化成了内能，机械能减少了，所以这个过程中机械能不守恒，故B错误，D正确；
C．由于小球在运动过程中不断的将机械能转化成内能，所以机械能在减小，小球在甲位置的机械能大于乙位置。
故选D。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．洗衣机的主要部件是电动机，是把电能转化为机械能，少量转化为内能，故A正确，A不符合题意；
B．汽油机在做功冲程中，将内能转化为机械能为汽油机提供动力，故B错误，B符合题意；
C．绿色植物可以通过光合作用把光能转化为化学能储存起来，故C正确，C不符合题意；
D．太阳能电池板通过光电转换可以将太阳能直接转化为电能，故D正确，D不符合题意。
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
A．枪膛内燃气膨胀将子弹射出，燃气对子弹做功，是将燃气的内能转化为子弹的机械能，故A不符合题意；
B．钟表里的发条带动指针转动是由弹性势能转化成了动能，故B符合题意；
C．流星从天而降的过程中，重力势能转化为动能，故C不符合题意；
D．秋千荡向高处的过程中，质量不变， 速度变小，动能减小，高度升高，重力势能变大，故为动能转化为重力势能，故D不符合题意。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
A．水的比热容是4.2×103J/（kg·），含义是1kg的水温度升高或降低1，水吸收的热量是4.2J的热量；故A错误；
B．火箭升空时，燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能；故B错误；
C．煤气热水器完全燃烧放出的热量
Q放=qV=3.9×107J/m31m3=3.9J
煤气完全燃烧放出的热量没有被水完全吸收，有一部分热量散失，所以热水吸收的热量小于3.9J；故C正确；
D．热机工作时，废气带走大部分热量，故D错误。
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
A．太阳能可知直接转化为内能，例太阳能热水器，故A正确；
B．太阳能可以直接转化为电能，例太阳能电池，故B正确；
C．太阳能不能直接转化为机械能，故C错误；
D．太阳能可以直接转化为化学能，例植物的光合作用，故D正确。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
A．煤气炉燃烧过程将化学能转化为内能，属于能量的转化；将水烧开，水吸收热量，利用热传递改变物体的内能，属于能量的转移，故A不符合题意；
B．抱着热水袋取暖，热量从热水袋传递到人体上，属于能量的转移，故B符合题意；
C．通电后小灯泡发光，将电能转化内能和光能，属于能量的转化，故C不符合题意；
D．足球在草坪上越滚越慢，是因为受到摩擦力作用，足球克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故D不符合题意。
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
A．图甲中，玻璃内的空气被压缩时，气体温度升高，内能增加，故A错误；
B．图乙中，瓶子内空气推动塞子跳起时，内能转化为机械能，则空气的内能减小，故B错误；
CD．图甲中压缩气体，机械能转化为内能，图丙中活塞被弹飞，内能转化为机械能，图丁为内燃机的做功冲程，内能转化为机械能，则图丙和图丁两个过程中能量转化时相同的，故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出，此过程中试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能，所以，这个过程中能量转化的顺序是：化学能→内能→机械能，故B正确。
故选B。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．内燃机的压缩冲程，机械能转为为气缸内气体的内能，气体内能增大，故A错误；
B．物体吸收热量后，内能增大，温度不一定升高，比热水沸腾过程和晶体熔化过程，物体吸收热量，但温度保持不变，故B错误；
C．搓手时感到暖和是因为做功使物体的内能增大，温度升高了，故C错误；
D．给手机充电，将电能转化为手机电池的化学能，故D正确。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
A．分子在永不停息的做无规则运动，-50℃的冰分子不会停止运动，故A错误；
B．金属很难被拉断，说明分子间存在引力，但引力和斥力是同时存在的，故B错误；
C．汽车刹车时轮胎会发烫，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故C正确；
D．冬天家里安装地暖，热量从热水传递给了室内，室内温度升高，故D错误。
故选C。
11． 重力势（机械） 电
【解析】
【分析】
【详解】
[1]水位上游升高，即水的位置升高，所以是水的重力势能增加了。
[2]水由上游流下冲击水轮机发电的过程是水的能量转化为电能。
12． 机械 力的作用是相互的
【解析】
【详解】
[1]地球发动机加速前进的过程中，消耗了内能，发动机的机械能增多，故将燃料燃烧后的内能转化为地球的机械能。
[2]发动机向后喷射燃气，给燃气一个向后的力，同时燃气给发动机一个向前的力，带动地球向前推进，说明力的作用是相互的。
13． 内能 机械
【解析】
【详解】
[1][2]燃料燃烧放出热量，是化学能转化为内能，水吸收热量，内能增加；水蒸汽通过对外做功，再将内能转化为机械能，推动蒸汽汽车前进。
14． 内 机械 减少 增加 保持不变
【解析】
【分析】
【详解】
[1]摩擦生热时，是克服摩擦做功，使物体的温度升高，这是机械能转化为内能。
[2]气体膨胀时，一方面自身温度降低，内能减小；另一方面对阻碍气体膨胀的物体施加力的作用，使其移动。因此气体膨胀做功的过程是内能转化为机械能的过程。
[3][4][5]在热传递时，高温物体温度降低，内能减小；低温物体温度升高，内能增加。内能从高温物体向低温物体转移。高温物体放出了多少热量，低温物体就吸收了多少热量，能量的总量是不变的。
15． 化学 内 1.26×108
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]燃料燃烧时将化学能转化为内能和光能。
[3]水吸收热量为
16． 大 化学能 机械能 2
【解析】
【详解】
解：（1）飞行器飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，流速快气压小，机翼下方的压强大于上方的压强，所以能获得向上的升力；
（2）飞行器飞行时将燃料的化学能转化为内能，再转化为飞行器的机械能，因此飞行器飞行时将燃料的化学能转化为飞行器的机械能；
（3）s=1440km，v=720km/h
由可得：
飞行器的飞行时间：．
17． B 先变弱再变强 先变小后变大 无 不变 t4
【解析】
【详解】
（1）电动自行车在行驶过程中将电能转化为机械能．
A、发电机是将机械能转化为电能；
B、扬声器将电能转化为机械能；
C、话筒是利用电磁感应的原理，将机械能转化为电能；
D、电热水壶是利用电流的热效应原理制成的，将电能转化为内能；
故选B；
（2）已知条形磁铁的磁性是两端最强，中间弱；当霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近过程中，磁场的磁性是由强变弱，然后由弱变强，所以根据U0随磁场增强而增大的特点可知霍尔传感器产生电压U0变化是先变小后变大；
（3）由材料可知UK＝0，K断开，电路中无电流通过；
（4）电动自行车的电动机的额定功率是不变的；
（5）当U1小于U0时，UK＝1V，图乙中开关K闭合，电动车获得动力，图象中的t4时刻U1小于U0，电动车获得动力．
18． 电 化学 72 0.25×103kg/m3
【解析】
【详解】
(1)电池板白天将太阳能转化为电能，直接利用；夜间飞行时，利用其超轻薄离子电池储备的化学能转化为电能；(2)飞行速度v＝＝72km/h，(3)材料的体积V＝Sh＝1m2×0.001m＝1×10 3m3，m＝250g＝0.25kg，该材料的密度ρ＝＝＝0.25×103kg/m3.
19． 半导体 电 光 节能、环保、寿命长等
【解析】
【详解】
①由题意可知，“LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件”，所以LED发光二极管，主要是一种固态的半导体器件；
②由题意可知，“LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光能．”，所以LED灯发光时是将电能转化为光能；
③由题意可知，LED灯相对于普通白炽灯来说，具有较多的优点，包括耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、寿命长、对环境无污染、多色发光等．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页