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．下列关于能量转化和守恒的说法中，正确的是（　　）
A．水力发电过程中，内能转化为电能 B．手机充电过程中，电能转化为机械能
C．柴油机做功冲程中，内能转化为机械能 D．热机的工作过程不遵循能量守恒定律
2．下列实例中，属于机械能转化为内能的是（　　）
A．夏天广场上的石凳被晒的发烫
B．点燃的火箭升向太空
C．四冲程内燃机的做功冲程
D．陨石坠入地球大气层成为流星
3．关于图所示的四幅图，下列说法中正确的是（　　）
A．甲图，软木塞飞出时，管内气体的内能转化为软木塞的机械能
B．乙图，工人锯木头，是通过热传递使木头的内能改变
C．丙图，迅速下压活塞，是通过热传递改变筒内空气的内能
D．丁图，冬天我们使用暖水袋取暖是通过做功的方式实现的
4．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
5．2021年4月13日，中国女足在东京奥运资格赛第二回合通过加时赛以2∶2战平韩国女足，从而以两回合4∶3的总比分战胜韩国队拿到东京奥运会人场券。赛后，主力前锋王霜接受采访时说：“即使上半场落后，大家也从没想过放弃，肯定能扳回来！我们130多天集训，每天都是1万多米的跑动距离，就是冲也能把韩国队冲垮！”关于运动场上的力现象，下列说法错误的是（ ）
A．中圈开球时，静止在水平草坪的足球受到的重力和草坪的支持力是一对平衡力
B．足球在草坪上滚动越来越慢，是因为受到草坪阻力的作用
C．守门员扑住对方前锋劲射而来的足球过程中球的机械能转化为了内能
D．被王霜踢出去的足球能在空中继续飞行，是因为受到脚对它向前的力的作用
6．2021年9月17日13时30分许，神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，神十二安全降落在东风着陆场预定区域（如图所示为飞船返回过程模拟示意图）。下列有关说法正确的是（　　）
A．火箭的燃料燃烧的过程是内能转化为化学能
B．反推发动机点火后，发动机工作是机械能转化为内能
C．在大气层内的降落过程中，与空气摩擦是机械能转化成内能
D．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的比热容
7．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
8．小聪在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg·℃），则下列说法中正确的是（　　）
A．酒精燃烧的过程是内能转化为化学能
B．c乙=2.4×103J/（kg·℃）
C．0-8min乙吸收的热量为3.36×104J
D．该酒精灯的加热效率为28%
9．如图所示是一种新型“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。对于上述照明灯，下列解释合理的是（　　）
A．光电池板是将电能转化为光能 B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能 D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
10．如图所示，下列实例中将重力势能转化为动能的是 （　　）
A．用力拉弯弓
B．秋千从最低处荡向最高处
C．国产大飞机升空
D．跳水运动员从高台跳下
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．如图是选自人教版物理教材中的几个物理实验，请观察后回答以下问题：
（1）图甲实验：把玻璃板抽出，过一会两瓶的颜色一样了，说明______；
（2）图乙实验：磨平的铅块能吊起重物，说明______；
（3）图丙实验：活塞迅速压下沾有乙醚的棉花燃烧起来，说明______；
（4）图丁中：水蒸气将塞子冲出去时，其中的能量转化是______。
13．1791年，意大利人伏打发明了最早的电池——伏打电堆，小明仿造了一个伏打电堆，并用电压表测量其电压，如图所示。此电池的正极是___________（选填“锌板”或“银板”），需要___________节这样的电堆串联才能达到一节新蓄电池的电压，伏打电堆是将___________能转化为电能的电池。电池提供的电力点亮了一个发光二极管，发光二极管是由___________（选填“导体”、“半导体”、“超导体”）材料制成的。
14．2021年9月18日，河南省发改委发布《关于下达2021年风电项目开发方案的通知》，通知显示：根据各地申报及全省电力消纳空间，本次下达2021年度风电项目开发方案，共404万千瓦，全部配置储能。
（1）风电项目开发是将______能转化为电能。
（2）400万千瓦的风电场项目全面建成后，所有机组工作2.5h，可提供多少焦耳的电能？( )
（3）若这些电能由热电转换效率为30%的焦炭发电得到，则需要燃烧多少吨的焦炭？( )（焦炭的热值q＝3.0×107J/kg）
15．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。
三、综合题
16．如图所示，这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置！装置中的两个配重的重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，从而实现能量转化．实验中科学家某次测得了的数据如下：
小配重重力，大配重重力，每升降一次配重各自移动的距离，热量计中水的质量，
升降次数与水温变化的关系：
升降次数
温度变化
请计算配重升降一次对动叶轮做功是多少？_________
通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算和判断过程（分析第一次实验数据即可）：______________________
本实验中的误差主要来源于是什么？知道吗：那个著名物理学家叫焦耳！那个伟大的定律叫能量守恒定律！刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影．对此用一句话谈谈你的感受．______________________
17．请阅读《“鲲龙”AG600： 海天之间来了艘“会飞的船”》回答问题．
“鲲龙”AG600： 海天之间来了艘“会飞的船”
水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，是继“运-20”实现交付列装、C919实现首飞之后，国产大飞机领域取得的又一项重大突破，填补了我国大型水陆两栖飞机的研制空白．
2018年10月20日，湖北荆门的漳河水上机场，一架底部设计如船的“鲲龙”AG600，从机场陆上跑道开始滑行，随即入水，划开深蓝色的水面后，迅速加速并昂起机头，从水面踏浪而起，飞上云霄（如图）．随后，再下降至水面完成贴水滑行并回归陆上跑道．“鲲龙”AG600水上首飞验证成功，是其研制过程中一座重要的里程碑．
“鲲龙”AG600要求在岸上是飞机，在水上是大船．研发过程中科学家一直面临巨大的挑战．比如它的机身、翼展与目前的大型客机差不多，最大起飞质量可达到53.5吨，在水面时需要保证机体结构不漏水；普通船只航行速度大约30节（1节=1海里/时，即1.852km/h），相比之下，“鲲龙”AG600水面起飞速度达到100节以上，因此水面会对船底结构产生巨大压力；在水面风力、波浪的影响下，飞机状态必须稳定．这些都是研发过程中必须攻克的难题．
“鲲龙”AG600配备的WJ-6涡轮螺旋桨发动机为我国自主研制，单台最大功率高达3120 kW．这种带6个叶片的螺旋桨发动机通过消耗燃油使飞机获得动力，其核心结构有压气机、燃烧室、燃气涡轮、尾喷管等喷气动力系统，在涡轮轴的前端还有一个与之相连的多叶片状的螺旋桨．螺旋桨转动时会对飞机产生向前的拉力，高温高压燃气从尾喷管冲出时会对飞机产生向前的推力，一拉一推共同驱动飞机快速向前飞行．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）上文中所描述的“迅速加速并昂起机头，从水面踏浪而起，飞上云霄”，这一起飞过程中，“鲲龙”的机械能__________．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）“鲲龙”AG600的涡轮螺旋桨发动机工作时，将燃油燃烧后获得的______能转化为机械能．
（3）如果“鲲龙”AG600的4台涡轮螺旋桨发动机同时按最大功率工作，其在水面上达到起飞速度时所受的阻力大约为______（选填选项前的字母）．
A．200N B．2000N C．2×105N D．2×108N
18．阅读短文，回答问题。
火星探测
大约每隔26个月就会发生一次“火星冲日”，届时太阳、地球、火星位于一条直线上，在这一时间点实施火星探测，探测器飞行的路线最短，最省燃料。而距离当前时间最接近的“火星冲日”探测窗口便是2020年，因此中国首次火星探测任务计划将于今年择机实施。
此次任务将实现一次发射任务完成火星环绕、着陆和巡视探测“三步走”。如果成功，这将是全世界第一次在一次任务当中完成三个目标。这个工程的实现是个很大的创新。
据悉，火星探测器将由“长征五号”运载火箭发射至地火转移轨道，与运载火箭分离后，在地面测控的支持下经过轨道机动和中途修正，在近火星点实施制动，实现火星捕获，进入环火星椭圆轨道，运行到合适的窗口后探测器实施降轨控制，释放火星着陆巡视器。
着陆巡视器进入火星大气，通过气动外形、降落伞和反推发动机等多级减速，软着陆于火星表面。火星车与着陆平台分离后，将在火星表面进行巡视探测，这个时侯环绕器将为火星中继通信并展开环绕火星探测。
这次火星探测没有重复其他国家火星探测的老路，起点设置很高，体现了我国航天技术发展的水平和航天工程师的自信。
（1）选择“火星冲日”实施火星探测，是因为 ______。
（2）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的 ______大。
（3）“长征五号”运载火箭在点火升空的过程中，燃料燃烧将化学能能转化为内能，再通过火箭发动机做功将内能转化为 ______。
（4）原定于2020年7～8月“探火“的欧空局与俄罗斯合作的ExoMars火星漫游车已宣布推迟发射，则根据你的认知，火星漫游车最早发射时间可以定为 ______年。
（5）火星自转周期约为24小时37分，与地球非常接近。但火星比地球体积小，距离太阳远，大气稀薄，火星又被称为沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水，在这样的环境下，火星的昼夜温差应该较大还是较小？请你提出猜想，并对其中一个因素做合理分析。______
19．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________．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．水力发电过程中，是将水的机械能转化为电能，故A错误；
B．手机充电过程中，电能转化为化学能储存在手机电池中，故B错误；
C．柴油机做功冲程中，高温高压的燃气的内能转化为机械能，故C正确；
D．热机的工作过程跟所有能量转化转移过程一样，都遵循能量守恒定律，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．石凳被晒得发烫，是太阳能转化为内能，故A不符合题意；
B．点燃的火箭飞向太空，是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能，故B不符合题意；
C．内燃机做功冲程中，活塞在燃气推动下运动，内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．陨石坠入地球大气层成为流星，是陨石和空气摩擦生热的过程，是机械能转化为内能的过程，故D符合题意。
故选D。
3．A
【详解】
A．甲图中软木塞飞出时，水蒸气对木塞做功，内能转化为机械能，管内水蒸气的内能减少，故A正确；
B．乙图，工人锯木头，是通过做功使木头的内能改变，故B错误；
C．丙图中迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，通过做功改变筒内空气的内能，故C错误；
D．冬天我们使用暖水袋取暖是通过热传递的方式实现的，故D错误。
故选A。
4．B
【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。
5．D
【详解】
A．静止在水平草坪的足球受到的重力和草坪的支持力，两个力的大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用同一直线上，属于平衡力，故A正确，不符合题意；
B．力是改变物体运动状态的原因，足球在草坪上滚动越来越慢，由于足球受到草坪阻力的作用，故B正确，不符合题意；
C．守门员扑住对方前锋劲射而来的足球过程中，手与足球摩擦，克服摩擦做功，球的机械能转化为了内能，故C正确，不符合题意；
D．被王霜踢出去的足球能在空中继续飞行，是因为足球具有惯性，不是因为受到了脚对球的作用力，故D错误，符合题意。
故选D。
6．C
【详解】
A．燃料燃烧是化学变化，将化学能转化为内能，故A错误；
B．反推发动机点火后，发动机将内能转化为机械能，故B错误；
C．在大气层内的降落过程中，火箭与空气摩擦做功，机械能转化成内能，故C正确；
D．火箭的发动机选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量，故D错误。
故选C。
7．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。
8．C
【详解】
A．酒精燃烧的过程是化学能转化为内能，故A错误；
B．由图乙可知，甲的沸点为100℃，所以，甲液体为水；由于单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，由乙图可知，质量相等的甲乙两种液体升高相同的温度甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，由 可知，乙的比热容为甲比热容的一半，即c乙=2.1×103J/（kg·℃），故B错误；
C．0-8min乙吸收的热量为与甲（水）吸收的热量相同为
故C正确；
D．乙从20℃加热至沸腾需要10min，吸收的热量
4g酒精完全燃烧放出的热量为
该酒精灯的加热效率为
故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
A．光电池板的作用是将光能转化为电能，故A不符合题意；
B．照明灯消耗电能，将电能转化为内能发光发热，故B不符合题意；
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能存储起来，故C符合题意；
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为内能，供照明灯发光，故D不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】
A．用力拉弯弓，是食物提供的化学能转化为弓的弹性势能，故A不符合题意；
B．秋千从最低处荡向最高处过程中，质量不变，速度减小、高度增大，则动能减小、重力势能增大，是动能转化为重力势能，故B不符合题意；
C．飞机升空，是燃油的化学能通过燃烧转化为内能再转化为飞机的重力势能，故C不符合题意；
D．跳水运动员从高台跳下过程中，质量不变，高度降低、速度增大，则重力势能减小、动能增大，是重力势能转化为动能，故D符合题意。
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． 分子在不停地做无规则运动 分子之间存在引力 做功可以改变物体的内能 内能转化为机械能
【详解】
（1）[1]把玻璃板抽出，过一会两瓶的颜色一样了，即空气与二氧化氮彼此进入对方，相互混合发生了扩散现象，即说明分子在不停地做无规则运动。
（2）[2]由分子动理论知道，分子之间同时存在相互作用的引力和斥力，而磨平的铅块能吊起重物，说明分子之间存在引力。
（3）[3]活塞迅速压下沾有乙醚的棉花燃烧起来，棉花的温度升高，说明压缩气体做功，使气体内能增大，即机械能转化为内能。
（4）[4]水蒸气将塞子冲出去时，说明水蒸气的内能转化为了塞子的机械能，所以能量转化为内能转化为机械能。
13． 银板 4 化学 半导体
【详解】
[1]由图知道，银板接电压表的正接线柱，故银板为电源的正极。
[2]由图知道，电压表量程为0～3V，对应的分度值为0.1V，示数为0.5V；由于一节铅蓄电池的电压为2V，所以，需要4节这样的电堆串联使用。
[3]由于伏打电堆消耗的是化学能，而产生电能，所以，伏打电堆是将化学能转化为电能的电池。
[4]发光二极管是由半导体材料制成的，具有单向导电性。
14． 机械 3.6×1013 4000
【详解】
（1）[1]风是由于空气的流动形成的，所以风具有机械能，风力发电就是把风的机械能转化为电能。
（2）[2]可提供的电能
W＝Pt＝400×104kW×2.5h＝1×107kW h＝3.6×1013J
（3）[3]焦炭完全燃烧需要放出的热量
焦炭的质量
15． 重力势（机械） 电
【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。
16． 420J 由表格知，升降一次水温升高0.2℃，∴水吸收的热量是：Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×0.2℃＝420J，∵Q＝W，∴能量是守恒的 本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功消耗一部分能量；实验结论是建立在大量的实验的基础上．
【详解】
(1)小配重重力G小＝100N,大配重重量G大＝520N，合力为420N，每升降一次配重各自移动的距离h＝1m，即绳子一端移动的距离是1m.∴对叶对水做的功为：W＝G h＝420N×1m＝420J；(2)由表格知，升降一次水温升高0.2℃，∴水吸收的热量是：Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×0.2℃＝420J，∵Q＝W，∴能量是守恒的．(3)机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能．克服摩擦做功消耗一部分能量；实验结论是建立在大量的实验的基础上．真理往往是不断探索，反复试验得出的；对待科学要做到一丝不苟的精神．
【点睛】
（1）已知大配重下降，小配重上升，合力为420N，根据W＝Gh求得配重升降一次对动叶轮做功；（2）利用W＝Gh计算消耗的机械能，Q＝cm△t来计算转化为的内能．（3）机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能．
17． 增大 内能 C
【详解】
(1)[1]飞机“迅速加速并昂起机头，从水面踏浪而起，飞上云霄”，这一起飞过程中，“鲲龙”的质量不变，速度增大、高度增大，所以动能增大、重力势能增大．因机械能等于动能与势能之和，所以“鲲龙”的机械能增大．
(2)[2]涡轮螺旋桨发动机属于热机的一种，能将燃油燃烧后获得的内能转化为机械能．
(3)[3] 4台涡轮螺旋桨发动机同时按最大功率工作，总功率为：
P=3120kW×4=3120000W×4=1.248×107W，
其在水面上的起飞速度为：
v=100节=1.852km/h×100=185.2km/h≈51.44m/s，
根据P=Fv可知，飞机所受的阻力大约为：
f=F==≈2.4×105N．
C选项的值与之相近，故C符合题意．
18． 探测器飞行的路线最短，最省燃料 热值 机械 2022 见解析
【详解】
（1）[1]由题意可知，选择“火星冲日”实施火星探测，是因为探测器飞行的路线最短，最省燃料。
（2）[2]火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的热值大，相同的质量燃料燃烧释放的热量较多。
（3）[3]“长征五号”运载火箭在点火升空的过程中，是将燃料内部储存的化学能通过燃烧，以内能的方式释放出来，再将内能转化为火箭的机械能，从而推动火箭升空。
（4）[4]由题意可知，大约每隔26个月就会发生一次“火星冲日”，而距离当前时间最接近的“火星冲日”探测窗口便是2020年，所以火星漫游车最早发射时间可以定为2022年。
（5）[5]根据上述环境判断，火星的昼夜温差应该较大。因为火星被称为沙漠星球，沙子的特点是比热容小，根据Q＝cm△t可得
当质量一定、吸收和放出的热量相同的情况下，比热容越小，温度变化越大，所以火星昼夜温差应该较大。
19． 电 化学 72 0.25×103kg/m3
【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.
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页