人教版九年级全一册14.3能量的转化和守恒 同步练习（含解析）

人教版九年级全一册 14.3 能量的转化和守恒
一、单选题
1．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
2．下列关于日常生活中常见物理现象的说明正确的是（　　）
A．燃料燃烧时是内能转化为化学能
B．汽油机的做功冲程中是机械能转化为内能
C．水力发电机发电时是电能转化为机械能
D．在蹦床比赛中，运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，动能先增大后减小
3．前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入使用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（　　）
A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
4．将热水倒进玻璃杯中，玻璃杯会变热，下列说法正确的是（　　）
A．水将温度传给了玻璃杯
B．水含有的热量减少
C．玻璃杯增加的内能大于水减少的内能
D．能的总量保持不变
5．下列过程中，关于能量说法正确的是（　　）
A． 皮球落地后又弹起，在此过程中只发生了动能和势能的相互转化
B． 汽车高速行驶较长的时间后，轮胎温度会升高，主要是因为机械能转化为内能
C． 用手反复弯折铁丝，弯折处的温度明显升高是因为内能从手传递到铁丝上
D． 汽油机的压缩冲程，主要是内能转化为机械能
6．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
7．以下现象中属于能量转移的是（　　）
A．启动汽车发动机，汽车向前开 B．利用电饭煲烧饭
C．利用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电 D．试管中的冷水放入热水中变热
8．如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．随着技术的进步，内燃机的效率达到100%
B．内燃机在吸气冲程时吸入的都是空气和燃料的混合气体
C．如图所示冲程把机械能转化为内能
D．内燃机的转速是60r/s，其每秒对外做功30次
9．噪声是当个世界四大污染之一，目前有科学家已研制出利用噪声发电的装置，这种装置一定利用了噪声的（　　）
A．频率 B．能量 C．速度 D．音色
10．有关能量守恒定律，下列说法正确的是（　　）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
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，自然界中的能量总和不变
二、填空题
11．在湘江风光带耸立着一排“风光互补”照明灯，如图所示。它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰”挎照明灯。无风有光时，通过太阳能电池板发电，将太阳能转化为电能，有风无光时，通过“小风扇”风力发电，将_______能转化为电能。照明灯工作时，将_______能转化为光能。
12．共享单车已经在我区普及，广泛应用。将使用单车中主要运用的物理知识填在横线上。
（1）车座很宽大舒服—__________________；
（2）手把、脚踏板处有花纹—__________________；
（3）向前骑行单车运用锂电池供电—__________________；（此空填能量转化）
（4）单车停止运动，打开车支子使其保持直立_________________；（此空填机械名称）
（5）单车车把转动时比较省力__________________（此空填机械名称）。
13．“我国第一艘国产航母山东舰于2019年12月17日正式加中国人民解放军海军序列，航母燃料采用重油，内燃机将燃料燃烧所产生的_________转化为机械能，驱动航母航行。山东舰每百公里耗油约50吨．这些燃料完全燃烧后放出的热量为_________J。舰载机降落时，飞机的动能转化为弹性阻拦装置的__________能．（重油的热值为4.0×107J/kg）
14．冬天，我们经常用热水袋暖手，首先给热水袋液态热介质充电加热，是________能转化为________能，然后是利用热介质的_________较大的特性持续4-5小时放热。
15．2020年11月12日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“天通一号02星”送入预定轨道。火箭发射时，燃料燃烧将化学能转化为______，再转化为火箭的机械能；火箭用液态氢做燃料是因为液态氢具有较大的______。
三、综合题
16．在新冠肺炎疫情期间，汽车行业受到了严重影响，在2020年3月份某品牌电动汽车在全球只剩下中国上海的超级工厂在进行整车组装。如图所示是该品牌的纯电动汽车，其质量为1.2t，与水平路面接触的总面积为800cm 。
(1)该电动汽车在路面上行驶时，电动机将_________能主要转化为汽车的_________能。
(2)该电动汽车停放在水平路面上时对路面的压强为多大？（g=10N/kg）_________
(3)若该电动汽车以90km/h的速度沿直线匀速行驶150km，受到的阻力为其重力的，则该过程中电动汽车牵引力做功的功率是多少？_________
(4)相比于传统的燃油汽车，电动汽车有什么优点。（写出一条即可）_________
17．阅读短文，回答问题
在我国随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施，汽车已经走进了很多普通农村家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车．小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整．
（1）汽车发动机是汽油机，发动机工作时，___________冲程将机械能转化为内能．
（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的__________较大的性质．
（3）通过查看说明书得知轿车车身质量为1 725 kg．当车上载有275 kg的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为4.0×10-2 m2，轿车对地面的压强为________Pa．（g取10 N/kg）
（4）若汽车油箱的容积为60升，内装的是密度为0.71×103 kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油，则该油箱中最多可装________kg的汽油．若该车以20 m/s的速度匀速行驶100 km时所消耗的汽油为5 kg，汽车发动机的输出的功率为12 kW，则汽车发动机的效率为________．
（5）通过测量获得轿车以不同的速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离）数据如下表所示：
当轿车以80 km/h行驶时所对应的制动距离为_________m．
18．神舟十二号22马赫高速再入，硬扛上千度高温灼烧顺利返回。
北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员顺利送入大空，飞船发射6.5小时后，飞船与中国空间站顺利对接，宇航员顺利进入空间站。神舟十二号“太空3人组”圆满完成多项测试任务后，于2021年9月17日搭乘神舟十二号在东风着陆场预定区域成功着陆（如图1所示），刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。
把飞船发射到大空很困难，但要飞船安全可靠地返回地面，也不容易，在某种程度上返回的技术准度会更大些。因为飞船返回地面要通过四道难关﹣﹣过载关、烧蚀关、撞击头和落点头。
神舟十二号飞船就开始着手进行返回地球的任务准备，需要继续绕地球飞行十几圈进行相关准备工作，整个过程大约需要二十多个小时。当飞船运行至最后一圈时进入返回任务流程，总共有5个阶段，分别是制动减速段、再入轨道过渡段、再入段、降落伞减速段、着陆段。
1制动减速段，此阶段有两次调姿与一次制动减速；
第一次调姿飞船由轨道舱朝前姿态逆时针转动90度，此举旨在为轨道舱与返回舱分离创造安全的分离条件，轨返分出前轨道舱还需要执行泄压操作，以防止其在后续运行过程中出现意外。轨返分出后进行第二次调姿，推进舱与返回舱组合体继续沿逆时针方向转动90度，建立推进舱朝向前进方向的“飞行姿态，此举旨任为制动减速创造条件。
第二次调姿完成后就是制动减速，2500N变轨发动机点火产生与飞行方向相反的作用力，使飞船飞行速度减慢，进而由工作轨道进入到“再入轨道过渡段”，相当于太空刹车。
2再入轨道过渡段：
飞船由工作轨道减速制动进入再入轨道后，由于此一阶段仍然处于真空环境，飞船仍按天体力学规律自由飞行，因此将制动减速点火结束点至大气层顶点飞行段称为“再入轨道过渡段”或“惯性滑行阶段”。当飞船高度下降至约145公里时推返组合体再次调姿，最终建立返回舱朝向地球一侧姿态，此举旨在为推进舱与返回舱分离创造安全条件。推返分离后推进舱没有再入热防护措施因此它将在之后再入大气层过程中烧毁，返回舱随后在约120 公里高度时基于姿控动力再次调姿建立大底朝前再入姿态。
3再入段：
返回舱高度下降至100公里左右时进入“再入段”，随着高度持续降低，大气密度也持续增大，舱体与大气的摩擦也越剧烈，此时返回舱舱从外形上看是近2000℃极高温大火球（如图2），舱内却是20多摄氏度的正常室温，这是因为返回舱表面防热烧蚀材料吸收了大部分热量，同时在进入大气前舱内热控系统也进行了预冷，有效控制了舱内温度。再入段也可以称为“气动减速段”，它可以将飞船再入速度由7.6公里/秒（超过22马赫）消减至200米/秒，承担了90%以上的减速任务。航天器再入大气层虽然险象环生，但大气层的存在也为载人天地往返提供了极大的便利条件，因为它就是天然的减速场。
4降落伞减速段：
再入段下降至15公里高度时返回舱此时基本不再减速，接下来就需要引入降落伞减速手段。当返回舱下降至距离地面10公里高度时着陆回收系统开始工作，首先是弹出伞舱盖拉出引导伞，作用是拉出减速伞（引导伞与减速伞都属于“锥形带条伞”），后者能将返回舱速度由200米/秒减速至90米/秒，为主伞工作创造速度条件。
5着陆段：
仅凭降落伞减速仍然不够，当返回舱下降至距离地西仅有1米高度时，高度计向缓冲减逸发动机下达点火指令，随后返回舱以1至4米/秒速度着陆、此时再配合缓冲座椅就能够确保航天负安全着陆。
阅读上述材料，回答问题。
（1）运载火箭如果选用液氢作为燃料，主要原因是液氢的 ______。
A．比热容大
B．密度小
C．热值高
D．质量大
（2）火箭加速上升的过程中，燃料燃烧产生的内能一部分转化为火箭的 ______能。
（3）神舟十二飞船进入到再入段时，这是飞船的一部分 ______能转化为 ______能，在这一阶段，返回舱外表温度 ______（选填“升高”、“降低”、“不变”）。
19．2021年5月15日，搭载“祝融号”火星车的探测器天问一号经历“黑色九分钟”，从约2万千米/小时的速度降至0千米/小时，顺利着陆火星表面。天问一号在进入火星大气层以后首先借助火星大气，进行气动减速，这个过程要克服高温的影响。接着天问一号打开降落伞进行伞系减速，然后通过反推发动机向下喷气进行动力减速。在距离火星表面100米时，天问一号进入悬停阶段。然后缓速下降抵达火星表面。
（1）任选一个减速过程，写出其中所包含的一个物理知识；
（2）为什么天问一号可以在火星表面上方处于悬停状态？
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．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。
2．D
【解析】
【详解】
A．燃料燃烧时是化学能转化为内能，故A错误；
B．汽油机的做功冲程中是内能转化为机械能，故B错误；
C．水力发电机发电时是机械能转化为电能，故C错误；
D．运动员下落刚接触蹦床后开始受到蹦床的弹力作用，蹦床的形变较小、弹力较小，人受到合力还是向下的，所以人向下加速运动；当弹力和人的重力相等时，人的速度达到最大；再向下运动时，弹力大于人的重力，合力向上，人开始减速运动直到最后减为零；所以，运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，速度先增大后减小，则运动员的动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
A．氢气燃烧生成水，其燃烧无污染是最大的优点，因此也是“水氢发动机”备受关注的原因之一，A项正确，故A项不符合题意；
B．因为氢气的热值高、密度小，所以氢气是发动机的一种理想燃料，B项正确，故B项不符合题意；
C．“水氢发动机”是利用氢气燃烧释放的内能来对外做功，从而推动机器运转，C项正确，故C项不符合题意；
D．利用水制取氢气耗能高，即消耗其他形式的能量多于氢气燃烧释放的内能，且内能不可能全部转化为机械能，所以“水氢发动机”的效率较低，这也是它没有真正投入使用的重要原因，D项错误，故D项符合题意。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
A．温度是指物体冷热的程度，温度不能传递；将热水倒进玻璃杯中，玻璃杯会变热，是水将热量传给玻璃杯，故A错误；
B．热量是一过程量，只能用“吸收”和“放出”描述，不能用“含有”描述，故B错误；
C．将热水倒进玻璃杯中，温度高的热水放出热量，温度低的玻璃杯吸收热量，水的内能减少，玻璃杯的内能增大；此过程中，热水放出的热量会有一部分被空气吸收，玻璃杯不能完全吸收热水放出的热量，所以玻璃杯增加的内能小于水减少的内能，故C错误；
D．根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变，故D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
A．由图可知，皮球在弹起的过程中，高度越来越小，机械能越来越小，这说明皮球在运动的过程中，皮球克服摩擦做功，机械能转化为内能，皮球落地后又弹起，在此过程中只发生动能和势能、内能的相互转化，故A错误；
B．汽车高速行驶较长的时间后，车轮与地面之间摩擦做功，将机械能转化为内能，轮胎的温度会升高，故B正确；
C．用手反复弯折铁丝，弯折处的温度明显升高，通过做功将机械能转化为内能，使弯折处铁丝的温度升高，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程，主要是机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
6．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。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．启动汽车发动机，汽车向前开，是将内能转化为机械能，属于能量的转化，故A不符合题意；
B．利用电饭煲烧饭是将电能转化为内能，属于能量的转化，故B不符合题意；
C．利用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电是将太阳能转化为内能，故C不符合题意；
D．试管中的冷水放入热水中，由于热水的温度高于冷水的温度，会发生热传递，内能会从热水传递给冷水，属于能量的转移，故D符合题意。
故选D。
8．D
【解析】
【详解】
A．内燃机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而做额外功，因此内燃机的效率不能达到100%，故A错误；
B．内燃机有汽油机和柴油机两种，汽油机在吸气冲程时吸入的是空气和燃料的混合气体；柴油机在吸气冲程时吸入的是空气；因此内燃机在吸气冲程时不一定都是吸入空气和燃料的混合气体，故B错误；
C．由图可知，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程；做功冲程是将内能转换为机械能，故C错误；
D．内燃机每转两圈，完成一个工作循环，对外做一次功；已知内燃机的转速是60r/s，则每秒完成30个工作循环，对外做30次功，故D正确。
故选D。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
声波具有能量，可以通过发电装置将其转化为电能，所以，噪声发电装置一定利用了噪声的能量。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
能量守恒定律：能量即不会消灭，也不会创生，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上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的.
A．由能量守恒定律知道，只适用于自然界中任何形式能的相互转化，故A错误；
B．能量守恒定律即适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故B错误；
C．“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故C错误；
D．由能量守恒定律知道，宇宙中的能量总和不变，故D正确．
11． 机械能（或风能） 电
【解析】
【详解】
[1]风力发电时的能量转化是 “小风扇”将机械能（或风能）转化为电能。
[2]照明灯工作时，消耗电能，将电能转化为光能。
12． 通过增大受力面积减小压强 通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦 电能转化为机械能 杠杆 轮轴
【解析】
【详解】
（1）[1]车座很宽大舒服，是当压力相同时，通过增大受力面积减小压强。
（2）[2]手把、脚踏板处有花纹，当压力相同时，增大接触面粗糙程度，增大摩擦，使手、脚不易打滑。　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）[3]向前骑行单车运用锂电池供电，锂电池是放电能使单车前行，将电能转化为机械能。
（4）[4]单车停止运动，打开车支子使其保持直立。车支子绕着一点转动，是杠杆的一种。
（5）[5]单车车把转动时比较省力，是轮轴的应用，车把手以轴的中心为支点，是省力杠杆。　　　　
13． 内能 2×1012 弹性势
【解析】
【详解】
[1]内燃机工作时将燃料燃烧获得的内能转化为机械能；
[2]完全燃烧50t重油产生的热量：
Q=mq=50×103kg×4×107J/kg=2×1012J；
[3]舰载机降落时，飞机的速度减小，动能减小，弹性阻拦装置的弹性势能增加，飞机的动能转化为弹性阻拦装置的弹性势能。
14． 电 内 比热容
【解析】
【详解】
[1][2]给热水袋液态热介质充电加热，消耗了电能，获得了内能，使热水袋温度升高，是电能转化为内能。
[3]热介质的比热容较大，质量相同的热介质和其它液体相比较，降低相同的温度放出的热量较多，故利用热介质的比热容较大的特性持续4-5小时放热。
15． 内能 热值
【解析】
【分析】
【详解】
[1]火箭升空时是燃料的化学能先转化为内能，然后通过内燃机把燃气内能转化为火箭的机械能。
[2]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，是因为液态氢具有较高的热值，即完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
16． 电 机械 电动汽车的噪声比传统燃油汽车小
【解析】
【详解】
(1)[1][2]该电动汽车在路面上行驶时，电动机将电能主要转化为汽车的机械能。
(2)[3]电动汽车自重为
G车＝m车g＝1.2×103kg×l0N/kg＝1.2×104N
该电动汽车对水平路面的压力为自身重力
F＝G车＝1.2×104N
该电动汽车对水平路面的压强为
(3)[4]电动汽车沿直线匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力
电动汽车的速度为
v＝90km/h＝25m/s
牵引力做功的功率为
(4)[5]电动汽车的噪声比传统燃油汽车小。
17． 压缩 比热容 5×105 42.6 26.1% 32
【解析】
【详解】
（1）汽车发动机是汽油机，汽油机压缩冲程将机械能转化为内能．
（2）因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质在吸收相同的热量时，水升高的温度较小，所以用水作为冷却剂．
（3）轿车对地面的压力
，
根据压强公式可得，
轿车对地面的压强
（4）由可得，该油箱中最多可装汽油的质量
．
若该车以20 m/s的速度匀速行驶100 km时所消耗的汽油为5 kg，则汽油完全燃烧放出的热量，
根据可得，汽车行驶时间，
则汽车发动机所做的功，
所以汽车发动机的效率为
（5）由图表可知，速度越大，刹车距离越大．第n次实验速度vn，制动距离sn，则
Sn=0.1×（n+1）×vn=0.1×（3+1）×80m=32m．
即当轿车以80 km/h行驶时所对应的制动距离为32m．
【点睛】
利用W=Pt可求汽车发动机所做的有用功，根据Q=qm可得汽油燃烧释放出的热量，有用功与释放能量的比值就是发动机的效率．
18． C 机械 机械 内 升高
【解析】
【详解】
（1）[1]在同等条件下，液氢完全燃烧放出的热量多，能产生较大的推动力，说明液氢的热值很高，故C正确。
故选C。
（2）[2]火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
（3）[3][4][5]神舟十二飞船进入到再入段时“气动减速段”，动能会减小，飞船克服摩擦做功，机械能转化为内能。在这一阶段，返回舱外表与空气摩擦，克服摩擦做功，内能变大，温度升高。
19．（1）见解析；（2）天问一号受到平衡力的作用，处于平衡状态
【解析】
【分析】
【详解】
（1）气动减速：受到大气摩擦力的作用；力可以改变物体的运动状态；减速过程中机械能转化为内能；伞系减速：受到大气的阻力作用；力可以改变物体的运动状态；减速过程中机械能转化为内能；动力减速：向下喷气对天问一号产生向上的反推力；力可以改变物体的运动状态；力的作用是相互的；减速过程中机械能转化为内能。
（2）天问一号受到喷气的反推力和受到火星的吸引力（“火星重力”）是一对平衡力，天问一号处于平衡状态，于是悬停在火星上方100米处。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页