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，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
2．“神舟十二号”载人飞船完成各项任务后、在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图所示，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说法正确的是（ ）
A．飞船“燃烧”是通过热传递的方式增加了内能
B．飞船通过黑障区时克服摩擦做功，机械能转化为内能
C．飞船外壳上的烧蚀层先凝华后液化，放出了大量热保护了飞船
D．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，放出了大量热保护了飞船
3．如图所示的四个热学实验中，叙述不正确的是（　　）
A． 挤压两铅块使它们合在一起，铅块下面可悬挂钩码，这是由于分子间引力的作用
B． 试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，水蒸气的内能转化为木塞的机械能
C． 抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明上面瓶中的空气密度较大
D． 拉动缠在金属管外的皮绳，橡皮塞从管口飞出，整个过程中能量是守恒的
4．电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇，电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（　　）
A．电能转化成机械能 B．机械能转化成电能
C．太阳能转换成机械能 D．内能转化成机械能
5．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
6．如图所示现象或装置在工作时，与热机做功冲程的能量转化相同的是（　　）
A．钻木取火
B．水蒸气将塞子冲出
C．电磁铁
D．电炉子
7．截止2021年底，中国高铁里程数达3.96万公里，动力足、速度快，是中国展现给全世界的一张金名片。某列高铁在牵引电动机的作用下，以恒定的速度经有坡度的引桥行驶上水平的高架轨道。以下分析正确的是（　　）
A．牵引电动机可将电能完全转化为机械能
B．在引桥上行驶的过程中列车的动能转化为重力势能
C．行驶在高架轨道上的高铁只具有重力势能
D．在水平的高架轨道上行驶时列车的机械能保持不变
8．2021年9月30日9时47分，世界首个非补燃压缩空气储能电站——江苏金坛压缩空气储能向国家电网发出第一度电。该技术是用电网过剩或非峰值电能将空气压缩至高压状态，并储存至地下盐穴；在高峰用电时，再将压缩空气加以释放做功发电。储能过程的能量转化是（　　）
A．电能转化为机械能再转化为化学能 B．电能转化为机械能再转化为内能
C．电能转化转内能再转化为化学能 D．机械能转化为电能再转化为机械能
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．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
二、填空题
11．2021年10月16日0时23分长征2F火箭托举神舟13号飞船成功发射。火箭中用氢气做燃料主要的优点是它的______高，火箭中的燃料燃烧时，将燃料______能转化为燃气的______能。
12．风是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭，非常适合于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带利用风力发电 风力发电的过程是将______能转化成______能
13．如图所示，用酒精灯给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
（1）酒精燃烧过程中能量的转化情况是 ___________；
（2）酒精灯给水加热是通过 ___________方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 ___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
14．城市出租车中有一个水箱，里面装水用来冷却汽车的汽油机，是因为水的 ___________较大，如图所示是汽油机的 ___________冲程；现代城市大部分出租车已经使用天然气来代替燃油，请你写出一条使用天然气做燃料的好处 ___________，天然气燃烧时化学能转化为 ___________。
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．现代社会汽车大量增加，发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止．司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离，这段距离叫反应距离．从操纵制动器刹车，到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离．下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离．请回答:
（1）刹车过程中轮胎会发热，这是什么原因 在这个过程中能量是怎样转化的____？
（2）利用下表数据，通过计算求出该司机的反应时间大约是多少____
（3）分析下表数据可知，汽车制动距离与行驶速度有什么关系____
（4）为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁边设置了“雨雪路滑减速慢行”的警示牌，请简要说明这句话的物理道理____．
17．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）
18．阅读下面短文，并回答问题．
太阳能路灯
图甲是我市333省道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成．它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙．
LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2-4V）、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点．它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光．实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如下表：
电压/V 1 1.5 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6 3.7
电流/mA 0 0 0 5 10 60 160 380 690 900 1250
（1）流程①将________能转化为________能．
（2）为使额定电压为2.3V的LED发光二极管正常工作，应将________个LED发光二极管串联才能安全使用．
（3）如图乙所示，晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与________（a/b/c）触点接触．
（4）这种LED发光二极管的电压从2.3V变化到2.5V时，LED的电功率增加了________W．
（5）下列哪一幅图像所反映的关系符合LED发光二极管的特征？ ( )
A． B．
C． D．
19．请仔细阅读下文，并回答文后问题．
垃圾发电
填埋是目前全球垃圾处理的主要方式，传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋，让其自行发酵．在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等废气，易造成常规污染，还可能带来温室效应，甚至有爆炸的危险．
福州市红庙岭垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后，采用科学方法使其发酵，并把产生的填埋气收集起来用于发电．不仅解决了垃圾填埋厂的安全和污染问题，也可产生显著的经济效益，同时减少温室气体的排放．
目前，福州市垃圾填埋气发电厂和前期投产的垃圾焚烧发电厂的年总发电量大约可供4万个年用电量为2800千瓦时的家庭使用．
(1)传统的垃圾处理方法的缺陷有：____________________________________________等．
(2)将填埋气收集起来用于发电，是将这些垃圾的化学能最终转化为______能．
(3)请谈谈你在节能减耗、环境保护方面做了哪些实事．(写出一点即可)
________________________________________________________________________．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【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。
2．B
【详解】
A．改变内能的方式有两种：做功和热传递。飞船“燃烧”是通过做功的方式增加了内能，故A错误；
B．一种形式的能转化为另一种形式的能是通过做功的方式。飞船摩擦的过程是做功的过程，此时机械能转化为内能，故B正确；
CD．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，能吸收大量的热，保护了飞船，故CD错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．挤压在一起的铅块下面可以挂钩码，是因为分子间存在引力，故A正确，A不符合题意；
B．试管内的水蒸气将软木塞推出，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B正确，B不符合题意；
C．抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明分子在不停地做无规则运动，故C错误，C符合题意；
D．迅速拉动缠在金属管外的皮绳，克服摩擦做功，使金属管和内部气体的温度升高，内能增加，高压气体会推动橡皮塞做功，使橡皮塞从管口飞出，整个过程中能量是守恒的，故D正确，D不符合题意。
故选C。
4．A
【详解】
电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故BCD错误，A正确。
故选A。
5．C
【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。
6．B
【详解】
热机的做功冲程中，是内能转化为机械能。
A．钻木取火是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．加热试管中的水，试管内水蒸气内能增大，当水蒸气将塞子冲出时，水蒸气内能转化为机械能，故B符合题意；
C．电磁铁工作时消耗电能，得到机械能，电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．电炉子工作时消耗电能，得到内能，电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】
A．牵引电动机主要将电能转化为机械能，但也会产生少量的内能，最终散失到空气中，故A错误；
B．列车匀速在引桥行驶，速度不变，质量不变，所以其动能不变；高度增大，其重力势能增大，没有动能转化为重力势能，故B错误；
C．行驶在高架轨道上的高铁既有一定的速度，又有一定的高度，因此它同时具有动能和重力势能，故C错误；
D．在水平的高架轨道上行驶时，质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，机械能包括动能和势能，机械能不变，故D正确。
故选D。。
8．B
【详解】
储能的过程是，用电网过剩或非峰值电能带动压缩机，将空气压缩至高压状态，并储存至地下盐穴；此过程消耗电能，将电能转化为压缩机的机械能，压缩机将机械能转化为高压空气的内能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9．D
【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．D
【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。
11． 热值 化学 内
【详解】
[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，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]燃料燃烧是一种化学变化，将化学能转化为燃气的内能。
12． 机械##风 电
【详解】
[1][2]风力推动发电机运转，通过电磁感应现象产生电能，将空气流动时的机械能转化成电能。
13． 化学能转化为内能 热传递 减小
【详解】
（1）[1]酒精燃烧的过程中，消耗了化学能，获得了内能，将化学能转化为内能。
（2）[2][3]酒精灯给水加热，水吸收热量，内能增加，是通过热传递方式使水的内能增加的；水蒸气将木塞被推出的过程中，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减小，温度降低。
14． 比热容 做功 减少废气排放，保护环境 内能
【详解】
[1]选择用水作为冷却剂，是因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃，水吸收的热量多，故用水冷却效果好。
[2]从图中可以看出，两个气门都关闭、火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程。
[3][4]天然气属于清洁能源，燃烧时的生成物是二氧化碳和水，将燃料的化学能转化为内能，做燃料的好处可以减少废气排放，保护环境。
15． 化学 内 1.26×108
【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． （1）刹车过程中轮胎发热是由于摩擦引起的，这个过程中机械能转化为内能． （2）司机的反应时间t等于反应距离s与汽车行驶速度v的比值，即．
然后计算五种情况下反应时间t，再取平均可计算结果都在0.6s-0.7s之间． （3）分析题中所给数据表可知，汽车的行驶速度越大制动距离越大．
具体计算可知，当速度增加为原来的2倍时，制动距离约增加为原来的4倍． （4）雨雪天，道路较滑，汽车所受的刹车阻力越小
在相同车速的情况下，汽车所受的刹车阻力越小，汽车的运动状态越不易改变，汽车刹车后滑行的距离就越长，因此汽车越难停下来，所以为安全起见要减速慢行．
【详解】
分析：（1）刹车过程中轮胎发热是由于摩擦引起的，这个过程中机械能转化为内能；
（2）司机的反应时间得于反应距离s与汽车行驶速度v的比值，即t= ；
需要注意式中物理量都必须用国际单位，因此，需要把第一行中的速度单位转化为m/s；
然后计算五种情况下反应时间t，再取平均值可计算结果都在0.6s～0.7s之间；
（3）分析题中所给数据表可知，汽车的行驶速度越大制动距离越大；
具体计算可知，当速度增加为原来的2倍时，制动距离约增加为原来的4倍；
（4）雨雪天，道路较滑，汽车所受的刹车阻力较小；
在相同车速的情况下，汽车所受的刹车阻力越小，汽车的运动状态越不易改变，汽车刹车后滑行的距离就越长，因此汽车就越难停下来，所以为安全起见要减速慢行．
解答：解：（1）刹车过程中轮胎发热是由于摩擦引起的，这个过程中机械能转化为内能；
（2）以第一组数据为例40km/h≈11m/s；
t==0.64s，依次计算不同速度下司机的反应时间，可得出其大至的范围为0.62s-0.68s；
（3）由表中数据可知：速度由40km/h到100km/h，对应的制动距离由8m到54m，故知：行驶速度越大制动距离越长．
（4）雨雪路滑，接触面的粗糙程度减小，摩擦力减小．汽车制动后，由于惯性仍向前运动，摩擦力越小越不易停下来，所以要减速慢行．
17． 半导体 电 光 节能、环保、寿命长等
【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．
18． 电 化学 11 c 0.0135 C
【详解】
（1）太阳能电池首先将太阳能转化为电能，电能板再给蓄电池充电，充电过程中消耗了电能，转化为化学能储存在电池中．
（2）蓄电池的电压高于二极管的工作电压，所以将它们串联接在电路中，所以串联的个数为；
．
（3）当开关与a点接触时，电池板与蓄电池接通为其充电，LED灯断路，不工作，晚上LED要发光二极管点亮，则控制开关S与c点接触．
（4）当电压为2.3V时，电流为5mA，由P=UI得：P1=U1I1=2.3V×0.005A=0.0115W，
当电压为2.5V时，电流为10mA，由P=UI得P2=U2I2=2.5V×0.01A=0.025W，
增加的电功率P=P2-P1=0.025W-0.0115W=0.0135W．
（5）根据表中数据可知，当电压低于2V时，通过灯泡的电流为0，在电压超过2V后，电流随电压的增大而增大，且电流增长更快，故图象C正确．
19． 会造成常规污染（带来温室效应，甚至有爆炸的危险） 电 节约用水、用电、不使用塑料袋、不随意丢弃废电池等
【详解】
（1）根据题意知；传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋，让其自行发酵．在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等废气，易造成常规污染，还可能带来温室效应，甚至有爆炸的危险．
（2）将填埋气收集起来用于发电，其过程为通过燃烧将化学能转化为内能，内能通过热机转化为机械能，机械能带动发电机产生电能，所以是将这些垃圾的化学能最终转化为电能
（3）节约用水、用电、不使用塑料袋、不随意丢弃废电池，坐公交出行等．（合理即可）
答案第1页，共2页
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