人教版九年级全一册14.3能量的转化和守恒 同步练习（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．关于能量转化，下列说法中正确的是（　　）
A．电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能
B．电风扇正常工作时，主要是将电能转化为内能
C．电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将机械能转化为电能
D．人造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器
2．如图所示，是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（　　）
A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B．火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
3．在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。下列说法正确的是（　　）
A．水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能
B．摩擦生热，内能转化为机械能
C．燃料燃烧时发热，内能转化为化学能
D．植物吸收太阳光进行光合作用，化学能转化为光能
4．继高铁之后，“华龙一号”核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发电项目。下图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（　　）
A．核反应堆：核能转化为内能
B．蒸汽轮机：化学能转化为动能
C．发电机：电能转化为机械能
D．电取暖器：电能转化为机械能
5．下列有关说法正确的是（ ）
A．做功冲程中柴油机气缸里的气体内能增大
B．手机充电过程中电能转化为化学能
C．搓手时感到暖和是因为产生了热量
D．物体吸收热量后，内能增大，温度一定升高
6．2020年泸州市中考体育测试中有必考、抽考和选考科目，包括短跑、跳绳、实心球、立定跳远、带足球绕杆、运篮球上篮等。以下关于体考中的物理知识，说法正确的是（ ）
A．学生在短跑过程中，机械能转化为化学能
B．学生带足球绕杆的运动，说明力可以改变物体的运动状态
C．学生投掷的实心球在飞行的整个过程中，动能一直在减小
D．学生在立定跳远的整个过程中，他的重力势能一直不变
7．根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是
A．出膛的子弹射穿木板,以更快的速度继续前进
B．孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年
C．两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,继续冲上右斜面
D．电水壶里的水沸腾了给水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
8．2020年11月24日，我国搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，液氢是长征五号运载火箭的主要燃料之一，其热值q氢=1.4×108J/kg，下列说法正确的是（　　）
A．用液氢作为燃料，是因为其热值大
B．火箭升空过程中，液氢的热值不断减小
C．燃烧5g液氢产生7×108J的热量
D．液氢燃烧过程是内能向机械能转化
9．2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神州十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，六个月后将顺利返航。下列说法正确的是（　　）
A．火箭加速升空时，动能转化为重力势能
B．火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的比热容大的特点
C．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能
10．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，足球在运动过程中，下列分析正确的是（　　）
A．在B点时只受重力作用，且动能不为零
B．在A、D两点动能可能相等
C．在A、B、C、D四点，D点重力势能最小，动能最大
D．在运动过程中，既有动能和势能的相互转化，也有机械能和内能的相互转化
二、填空题
11．指出下列过程中的能量转化：（1）摩擦生热_____________；（2）燃料燃烧______________。
12．2020年1月18日，第十届江苏。“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为______，这与四冲程汽油机的______冲程相同。
13．如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”，轮子边缘上通过可以自由转动的铰链等距安装了12个相同的活动短杆，杆端分别套上一个相同重球，他认为由于右侧重球距离转轴较远，也即重力的______较大，转轮会沿顺时针方向越转越快，其实根据______的原理，无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实现的。
14．如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程能量是由______能转化为______能。人骑电动自行车下坡时重力势能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过______的方式改变刹车片的内能.
15．如图为我市某中学生在物理课外活动中制作的小船，他是利用燃烧的蜡烛加热易拉罐中的水来推动其前进的，易拉罐中的水是通过_____来增大内能的，当水汽化产生大量的蒸气从小孔中冲出，小船就能向前运动，此时_____能转化为_____能；此过程与汽油机的_____冲程能的转化相同．
三、综合题
16．2017 年 12 月 28 日，由我国完全自主知识产权研发与铺设的全球首段光伏高速公路在山东济南亮相．目前， 半透明的路面已铺设完毕，一些车辆已经开始在路面上进行测试．那么，这段公路到底有多神奇？交通产业跟新能源产业组合在一起，又会擦出什么样的火花？据了解，这种路面的全称是承载式高速光伏路面，最上面一层是类似毛玻璃的半透明新型材料，摩擦系数高于传统沥青路面．在保证轮胎不打滑的同时，还拥有较高的透光率，可以让阳光穿透它，使下面的太阳能电池发电，实时输送上电网，就好像一个巨大的“充电宝”．在冬季，这段路面还可以将光能转化为热能，消融冰冻积雪，确保行车安全．目前，路面下还预留了电磁感应线圈．未来，随着电动汽车无线技术的配套，可实现电动汽车在此路段行驶过程中，边跑边充电，再也不用担心电池不够用了．
请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与事例重复. 示例：
物理信息：路面下还预留了电磁感应线圈
物理知识：机械能转化成电能
作答：物理信息：_______.
物理知识：_______.
17．运用知识解决问题
(1)小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为：水的比热容_____，海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水_____。
(2)水的比热容为，煤油的比热容为。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上质量相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀加热。下列图像正确的是_____。
(3)关于温度、内能和热量，下列说法正确的是_____。
A．温度相同的两个物体间也能发生热传递
B．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变
C．物体的温度越高，含有的热量越多
D．任何物体都具有内能，通过摩擦可增大冰块的内能
(4)下列现象中，属于机械能转化为内能的是_____。
A．航天飞行器穿越大气层时表面发热
B．冬天用热水袋取暖
C．放爆竹时，爆竹腾空而起
D．电灯发出光和热
(5)对100g水加热，水的沸腾图像如图，请你计算从开始计时到加热3min内水吸收的热量_____（请写出计算过程）。
18．随着人民生活水平的提高，汽车已在家庭逐步普及．小明通过查询得知：一辆某型号的汽车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图如下所示．
(1)从能量转化角度看，其中“摩擦损耗”的这部分能量转化成_____能．
(2)若将汽车转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，则该发动机的能量转化效率η为_________．
19．以汽油为燃料的助动车，由于燃烧不充分和对环境造成污染等原因．已逐步被电动自行车取代（如图）．下表是泰州飞龙电动自行车整车技术性能的一些数据．
最高车速 6m/s
一次充电以最高车速行驶时的持续里程 50km
一次充电贮存的能量 1.8×106J
蓄电池电压 36V
骑行最大噪声 ≤62dB
（1）请你写出电瓶车在下列使用过程中的能量转化
电瓶充电：_____；电瓶放电：_____；电瓶车行驶过程中：_____．
（2）电瓶车与摩托车相比，电瓶车有什么优点________？（至少写两点）
（3）以这种品牌的电瓶车为例，如果蓄电池贮存的能量全部用于车辆行驶，当车以6m/s 的速度在水平路面上匀速行驶时，电瓶车的功率是多大_______？
（4）这种电动车以最高车速行驶时，电路中的电流是多少安___________ ？
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．电暖气正常工作时，利用电流的热效应将电能转化为内能使周围温度升高，故A错误；
B．电风扇正常工作时，将电能转化为机械能，带动扇叶转动，故B错误；
C．电动汽车在行驶过程中，将电能转化为机械能，故C错误；
D．造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器，故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．火箭发射时，高温的火焰向下喷射，大量的“白气”从发射台底部的大水池中涌出，这些“白气”产生的原因是：水池内的水汽化形成高温的水蒸气，水蒸气遇冷液化形成，故A错误；
B．火箭上升过程中，速度增大、高度增大，则火箭的动能增大，重力势能增大，机械能增大，将燃料的化学能转化为机械能，故B错误；
C．火箭喷出燃气后周围空气温度升高，分子的热运动加剧，故C错误；
D．燃气主要通过热传递使周围的空气温度升高，内能增大，故D正确。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
A．水轮机带动发电机发电，水轮机的机械能转化成发电机的电能，故A正确；
B．摩擦生热，是物体互相克服对方的摩擦而做功，是机械能转化为内能，故B错误；
C．燃料燃烧，是燃料的化学能转化为内能的过程，故C错误；
D．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为植物的化学能，故D错误。
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
A．核反应堆产生核能，转化为水的内能，使水的温度升高，故A正确；
B．水受热后温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；
C．蒸汽轮机带动发电机工作，发电机将机械能转化为电能，故C错误；
D．电取暖器工作时，将电能转化为内能，故D错误。
故选A。
5．B
【解析】
【详解】
A．物体对外做功，内能会减小。做功冲程中，柴油机气缸里的气体对活塞做功，气体的内能减小，故A错误；
B．手机充电的过程相当于用电器工作，因此手机充电过程中电能转化为化学能，故B正确；
C．搓手时感到暖和是因为两手互相摩擦做功，机械能转化为内能，使手感到暖和，故C错误。
D．物体吸收热量后内能一定增大，但温度不一定升高，比如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，故D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
A．学生在短跑过程中，化学能转化为机械能，故A错误；
B．学生带足球绕杆的运动，足球的运动方向和速度在发生改变，故足球的运动状态在发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故B正确；
C．实心球在飞行的整个过程中，动能是先增大后减小，故C错误；
D．学生在立定跳远的整个过程中，他的重力势能，先增加后减小，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【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。
【详解】
A、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A错误；
B、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B错误；
C、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C正确；
D、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D错误。
故选C。
8．A
【解析】
【详解】
A．用液氢作为燃料，是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，燃烧相同质量的液氢放出的热量更多，故A正确；
B．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故可知火箭升空过程中，液氢的热值不变，故B错误；
C．由题意可知，燃烧5g液氢产生的热量为
Q=mq=0.005kg×1.4×108J/kg=7×105J
故C错误；
D．液氢燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，故D错误。
故选A。
9．D
【解析】
【详解】
A．火箭加速升空时，燃料燃烧的化学能转化为动能和重力势能，故A错误；
B．火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的热值大的特点，故B错误；
C．热值是物质的一种物理属性，与燃料是否充分燃烧无关。燃烧是否充分影响的是燃料燃烧时放出热量的多少，故C错误；
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦生热，此时机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
Ａ．根据在B点前后的运动路径，在B点时足球有一定的速度，没有处于静止状态，故足球除受到重力外，足球还受到空气阻力的作用，故A错误；
BC．图中足球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能，而机械能等于动能与势能之和，D点比A点高度低，所以D点的重力势能小，则其动能有可能与A点的动能相等，故B正确，C错误；
D．图中足球的高度越来越小，说明有机械能的损失，机械能转化为内能。在运动过程中，存在动能和势能的相互转化，但不存在内能转化为机械能，故D错误。
故选B。
11． 机械能转化为内能 化学能转化为内能
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]摩擦生热是通过消耗机械能来得到内能的，即将机械能转化为内能。
（2）[2]燃料燃烧是通过消耗化学能来得到内能的，即将化学能转化为内能。
12． 内能转化为机械能 做功
【解析】
【分析】
(1)根据能量的转化的特点；气体温度升高，气体的密度变小，热空气向上运动。
(2)内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的。
【详解】
[1][2]点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
【点睛】
本题考查了能量的转化以及气体受热膨胀的特点，是一道基础题。
13． 力臂 能量守恒
【解析】
【分析】
【详解】
[1]整个轮子可以看成是多跟杠杆，转轴是杠杆的支点，对右侧重球来说，重力竖直向下，此时，重球到转轴的距离即为重力的力臂，重球距离转轴较远时，重力的力臂也就较大。
[2]能量守恒告诉我们能量不会凭空消失也不会凭空产生，只会从一种能量转化成另一种能量或者从一个物体转移到另一个物体，所有在没有能量输入的情况下，转轮的动能是不可能增大的，所以这一设想是不能实现的。
14． 机械 内 减小 不变 做功
【解析】
【详解】
[1][2]迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，当空气的温度升高到硝化棉的着火点时，玻璃筒内硝化棉就会燃烧起来，这是通过做功的方法增大空气内能的。
[3]人骑电动自行车下坡时，人和车的质量不变，高度减小，重力势能减小。
[4]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人和车没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于动能和重力势能之和，在水平路面上行驶时，人和车质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，故动能和重力势能之和不变，机械能不变。
[5]刹车时车轮和刹车片摩擦生热，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能。
15． 热传递 内 机械 做功
【解析】
【分析】
考查的知识点有：热传递都可以改变物体的内能，小船是利用了力的作用是相互的原理来前进的；内燃机的功冲程中，燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能，据以上内容即可解答．
【详解】
根据题意知道，燃烧的蜡烛加热易拉罐中的水时，是通过热传递来增大水的内能；当水汽化产生大量的蒸汽，由小孔冲出时，有力作用在空气上，由于力的作用是相互，小船就向前运动了，此过程中，蒸汽的内能转化为小船的机械能，即此过程发生的能量转化形式与热机做功冲程相同．
16． 见详解 见详解
【解析】
【详解】
[1]就好像一个巨大的“充电宝”；
[2]充电宝将电能转化为化学能．
17． 大 大 C D A 9.45×103J
【解析】
【详解】
(1)[1][2]根据可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度改变较小，水的比热容较大，同样受热的情况下，吸收相同热量，沙子的温度变化比海水大，因此，小明光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉。
(2)[3]由得，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油的比热容为水的比热容的，所以煤油升高的温度为水升高温度的2倍。
故选C。
(3)[4]A．热传递发生的条件是要有温度差，如果温度一样，则就不会发生热传递，故A项错误；
B．0℃的冰变成0℃的水的过程中，吸收热量，内能增大，温度不变，故B项错误；
C．不能说物体含有热量，因为热量是一个过程量，故C项错误；
D．摩擦生热，是用克服摩擦做功的方法改变物体内能的，故D项正确。
故选D。
(4)[5]A．航天飞行器穿越大气层时，与大气层发生摩擦，表面发热内能增加，属于通过做功的方式使内能增加，机械能转化为内能，故A项符合题意；
B．冬天用热水袋取暖，是通过热传递的方式增加物体的内能，故B项不符合题意；
C．爆竹点燃后腾空升起，是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能，故C项不符合题意；
D．电灯消耗电能发出光和热，是电能转化为内能，故D项不符合题意。
故选A。
(5)[6]由图可知，经过3min加热，水温由70℃升高到92.5℃左右，水吸收的热量为
18． )内　 12.5%
【解析】
【详解】
解答：“摩擦损耗”的能量转化为：机械能转化为内能；该发动机的能量转化效率为：η＝＝12.5%
点睛：从能量的转化角度看，摩擦过程将机械能转化为内能．根据题意，能量转化效率＝×100%．
19． 电能转化为化学能 化学能转化为电能 电能转化为机械能 见解析所示 见解析所示 见解析所示
【解析】
【分析】
（1）电动自行车的动力是靠电瓶来提供的；电动自行车充电的过程是将电能转化为化学能的过程；电动自行车行驶过程是电瓶放电的过程，将化学能转化为电能，再将电能转化为电动自行车运动时的机械能；
（2）电动自行车相对于内燃机来说，减少了尾气和热量的排放，以及噪声的污染；
（3）已知一次充电以最高车速行驶时的持续里程和最高车速，根据t=表示出时间，然后再根据一次充电贮存的能量，利用P=即可求出电瓶车的功率；
（4）已知最高车速和功率，还知道蓄电池的电压，根据公式P=UI可求电路电流的大小．
【详解】
(1)电瓶充电：电能转化为化学能；
电瓶放电：化学能转化为电能；
电瓶车行驶过程中：电能转化为机械能；
故答案为电能转化为化学能；化学能转化为电能，电能转化为机械能．
(2)电动自行车的优点：消除了尾气排放；减少了热量排放；能源利用效率高；减少了噪音排放等；
(3)行驶的时间t===s；
电瓶车的功率P===216W.
答：电瓶车的功率是216W.
(4)电路中的电流I===6A.
答：电路中的电流为6A.