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
1．2021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
2．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
3．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
4．夜幕下的广场，孩子们都喜欢骑上能发光的滑板车遛弯，这种滑板车在人的助力下可以滑行起来，同时轮子会发光，停下来时就不发光。关于这种滑板车发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是（　　）
A．机械能转化为电能，再转化为光能
B．电能转化为机械能，再转化为光能
C．机械能转化为光能，再转化为电能
D．光能转化为机械能，再转化为电能
5．2020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
6．自然界中的各种现象都是互相联系的。在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化，下列各种能量转化符合实际的是（　　）
A．太阳能电池板将光能转化为化学能 B．电动机将机械能转化为电能
C．汽油燃烧将化学能转化为内能 D．手机电池充电过程将化学能转化为电能
7．下列四种现象中，只发生能的转移而不发生转化的过程是（　　）
A．冬天，用手触摸户外的金属杆时的感觉很冷 B．烧水时，水蒸气顶起壶盖
C．给电动自行车的蓄电池充电 D．燃烧汽油，汽油机工作
8．如图所示，滚摆从高处向低处摆动的过程中（　　）
A．动能减少 B．动能转化为重力势能
C．重力势能不变 D．重力势能转化为动能
9．下列关于能量的说法中正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电热水壶工作时是将内能转化为电能
C．水力发电是将水的机械能转化为电能
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
10．下列关于能量的转化和守恒的叙述，正确的是（　　）
A．火箭升空时，燃料的化学能转化为内能 B．汽车匀速下坡时，机械能守恒
C．汽油机做功冲程中，机械能转化为内能 D．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
二、填空题
11．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。
12．如图是小球在地面弹跳的频闪照片。
（1）小球在弹跳过程中，每次跳起能达到的最大高度不断降低，是因为机械能转化为了_________。
（2）小球在图中弹跳的过程中机械能________，小球、地面以及附近空气的总能量________。（选填“守恒”或“不守恒”）
13．指出下列过程中的能量转化：（1）摩擦生热_____________；（2）燃料燃烧______________。
14．如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能______B点的重力势能（选填“大于”“小于”或“等于”）；A点的动能______B点的动能（选填“大于”“小于”或“等于”），此过程中，各种形式的能量的总量______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
15．2021年10月16日，搭载神舟十三号的火箭发射成功，三名字航员将在我国空间站“天和核心舱”开启为期6个月的太空“出差”之旅。火箭使用的液氢燃料，主要是利用液氢______大，燃料燃烧将______转化为______，火箭喷气发动机______（选填“属于”或“不属于”）热机。
三、综合题
16．阅读短文，回答文后的问题。
发动机是汽车得动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程。汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为________能。
(2)若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为_____（用字母表示）。
(3)四缸发动机中2号汽缸在做功冲程时，3号汽缸所处的冲程是( )
A．吸 B．压缩
C．做功 D．排气
(4)写出一个四缸发动机的优点：________________。
17．阅读材料，回答问题．
做功和能量
做功在物理学中具有特定的含义，人推车时对车施加一个向前的推力，车在力的作用下前进一段距离，只有在这种情况下，物理学才认为是人对车做了功．人用的力越大，移动的距离越长，力的作用效果就越显著，人做的功就越多．
力和在力的方向上移动的距离，是做功的两个因素，缺一不可．你从地面上提起水桶时，水桶在力的作用下，向上移动了一段距离，你对水桶做了功．如果手提着水桶站着不动，虽然你用了力，但是水桶没有移动距离，你只是费了力气，没有对水桶做功，这叫“劳而无功”，这里，手提着水桶站着不动和将水桶挂在钩子上没什么两样．
做功是生产和生活中常见的现象．不仅人能做功，运动的物体也能做功．从斜面上滚下的钢球撞在木块上，能将木块推动一段距离；飞行的子弹能打穿物体，都是由于钢球和子弹克服阻力做了功的结果．
举高的物体也能做功，气锤从高处落下，能把木桩打入地下；高空落下的冰雹，由于做功而砸坏了地上的农作物．
形状变化的弹簧也能做功，钟表里被旋紧的发条慢慢地放松，带动指针嘀嘀嗒嗒的走个不停．
一个物体能够做功，就说它具有能量．能量大的物体，做功的本领也大．风具有能量，人们就安装风车，利用风力做功．长江、黄河的水急流直下，蕴藏着很大的能量，人们筑起拦河坝，安上水轮机，让从高处落下的水推动水轮机旋转，带动发电机发电．
﹣﹣﹣﹣摘自《中国少年儿童百科全书》（浙江教育出版社）
（1）材料中告诉我们做功须具备的两个因素_____，_____；
（2）物体对外做功后它自己的能量将_____，别的物体对这个物体做功后，这个物体的能量又将_____．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
18．阅读短文并回答问题：
“新型电动车”
新型电动车---整车充当充电电池，国处正在研发电动汽车，让整个车身充当一块充电电池，驾驶者可以在头天晚上将这款电动车插上电源充电，目前，帝国理工学院正在研发一种碳纤维与聚合树脂的复合材料，能够以超过常规电池的速度储存更多的能量．这种材料异常坚固并且易于弯曲，可用于制造汽车的车身面板．如果使用这种新型材料取代刚材料车身面板，电动汽车的重力最多可减少15%该汽车运用传感技术，便于探测到前方的自行车、行人、路标．
（1）插上电源充电过程中将_____能转化为_____能；
（2）当断开电源时，由于_____汽车仍能前进，电动机此时变成了发电机，从而实现了自发电，它的发电原理是：_____
（3）若汽车在水平路面受到2400N的水平牵引力，5min内匀速直线行驶了9000m．汽车受到水平方向的阻力是_____N,该汽车工作时的功率是_____
（4）请写出电动汽车具有的一种优点．_____
19．一个质量是5kg的物体从斜面A点匀速下滑至B点后，继续在水平面上向前运动，最后静止在C点处，如图所示。已知AB=BC=3m，A点离水平面的高度h=2m，物体的重力势能与物体质量和所处的高度的关系为E=mgh。本题忽略物体与空气间的摩擦，g取10N/kg。
(1)求物体的重力？
(2)物体从A运动到B的过程，物体的重力势能转化为什么能？
(3)物体从A运动到B的过程，物体的重力做了多少功？
(4)画出物体在水平面上运动时的受力示意图。其中物体用“●”表示。
(5)物体在水平面上运动时，哪些力做了功？
(6)若想使物体在水平面上向前做匀速直线运动，你有什么可行的措施？请列举一条即可。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【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。
2．C
【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。
3．C
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。
4．A
【详解】
人运动时具有机械能，而轮子发光需要电能，所以滑板车发光的能量转化是：机械能转化为电能，电能再转化为光能。故A正确，BCD错误。
故选A。
5．A
【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。
6．C
【详解】
A．太阳能电池板把太阳能转化为电能，故A不符合题意；
B．电动机工作时将电能转化为机械能，故B不符合题意；
C．燃料燃烧是将化学能转化为内能的变化，故C符合题意；
D．给手机充电是电能转化为化学能储存起来的过程，故D不符合题意。
故选C。
7．A
【详解】
A．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是利用热传递来改变物体内能的，属于能量的转移，故A符合题意；
B．烧水时，水蒸气顶起壶盖，是利用内能做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，属于能量的转化，故B不符合题意；
C．给电动自行车的蓄电池充电，将电能转化为化学能，属于能量的转化，故C不符合题意；
D．汽油机工作时，汽油燃烧释放出大量内能，利用内能做功，将内能转化为机械能，属于能量的转化，故D不符合题意。
故选A。
8．D
【详解】
滚摆从高处向低处摆动的过程，滚摆的高度降低，速度增大，所以重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能。
故选D。
9．C
【详解】
A．洗衣机工作时是将电能转化为机械能，故A错误；
B．电热水壶工作时是将电能转化为内能，故B错误；
C．水力发电是将水的机械能转化为电能，故C正确；
D．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．火箭升空时，燃料的化学能转化为机械能，故A错误；
B．汽车匀速下坡时，重力势能减小，速度不变，故机械能减小，故B错误；
C．汽油机做功冲程中，是将内能转化为机械能，故C错误；
D．绿色植物的光合作用制造有机物，将光能转化为化学能，故D正确。
故选D。
11． 电 内 比热容
【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。
12． 内能 不守恒 守恒
【详解】
（1）[1]小球弹起的高度越来越低，说明小球的机械能减少，因为在小球运动的过程中，需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能。
（2）[2][3]小球运动的过程中，需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能，机械能不守恒，但小球、地面以及附近空气的总能量保持不变，是守恒的。
13． 机械能转化为内能 化学能转化为内能
【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。
14． 等于 大于 不变
【详解】
[1] A、B两点高度相同，皮球在运动过程中质量不变，所以A、B两点的重力势能相等。
[2]由图示知，皮球落地后弹起的高度越来越小，机械能在减小，那么同一高度的A点的机械能大于B点的机械能。而机械能等于动能与势能之和，所以A点的动能大于B点的动能。
[3]在这个过程中，皮球的机械能减小，是因为机械能转化为其它形式的能，而能量不会凭空消失，所以各种形式能量的总量不变。
15． 热值 化学能 内能 属于
【详解】
[1]火箭使用的液氢燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2][3][4]燃料燃烧时，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能，火箭喷气发动机工作过程将内能转化为机械能，属于热机。
16． 机械 PV A 运行更稳定、功率更大等。
【详解】
(1)[1]汽油机是将内能转化为机械能的机器。所以汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为机械能。
(2)[2]设活塞移动距离为L，则活塞的面积为
则活塞受到燃气压力为
则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为
(3)[3]如图2号和3号活塞和曲轴的位置都相同，2号汽缸在做功冲程时，活塞向下运动，且在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，所以3号汽缸的活塞也应向下运动，则为吸气冲程，故选A。
(4)[4]因为每半周都有做功冲程，所以工作稳定，振动小，且多缸工作，排量大，功率大，所以四缸发动机的优点：运行更稳定、功率更大等。
17． 物体受到力的作用 物体在力的方向上移动的距离 减小 增大
【详解】
（1）根据材料和所学知识可知，做功的两个必要因素：一是物体受到力的作用；二是物体在力的方向上移动的距离．
（2）做功是改变物体能量的一个方法：物体对外做功，将内能转化为机械能，物体的能量减少．外界对物体做功，将机械能转化为自身的内能，物体的能量增加．
18． 电 化学 惯性 电磁感应 2400 7.2×104W 减小大气污染
【详解】
(1)插上电源充电的过程中，将电能转化为化学能；
（2）当断开电源时，由于惯性汽车仍能前进，电动机此时做切割磁感线运动，从而实现了自发电，它的发电原理是：电磁感应原理．
（3）①汽车在2400N牵引力作用下进行匀速直线运动，汽车受到水平向前的牵引力和受到水平向后的阻力作用，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以阻力是2400N．
②W=Fs=2400N×9000m=2.16×107J，P===7.2×104 W．
（4）电动汽车具是把电能转化为动能，没有尾气，减少大气污染．
19．(1)50N；(2)重力势能转化为内能；(3)100J；
(4)
(5)摩擦力做了功；(6)对物体施加一个水平向右、大小等于f的拉力F
【详解】
(1)物体的重力为
(2)物体从A运动到B的过程，做匀速直线运动，质量、速度不变，则动能没变，需要克服摩擦做功，将重力势能转化为内能。
(3)由图可知，物体从A运动到B的过程中在重力的方向上移动了2m，物体的重力做功
(4)物体在水平面上做减速运动，在竖直方向上受到重力和支持力一对平衡力的作用，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，如图所示
(5)物体在水平面上运动时，在竖直方向上受到重力和支持力一对平衡力的作用，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，在竖直方向上没有移动，只在水平方向上移动了，所以只有摩擦力做了功。
(6)若使物体在水平面上向前做匀速直线运动，只需要物体处于平衡状态即可，物体在竖直方向上以及受到平衡力的作用，只要在水平方向上施加一个与摩擦力方向相反、大小相等、作用在物体上的一个拉力F即可。
答案第1页，共2页
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