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．人们是在能量的转移和转化过程中利用能量的，图中的各种现象与对应的能量转化不正确的是（　　）
A．用电灯照明：电能转化为光能 B．篝火燃烧：化学能转化为内能和光能
C．原子弹爆炸：核能转化为机械能和内能 D．内燃机的做功冲程：机械能转化为内能
2．有人设想的“永动机”如图所示，下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　）
A．该装置转动时能量不守恒
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
3．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
4．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
5．如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（　　）
A．内能——机械能——化学能 B．化学能——内能——机械能
C．机械能——内能——化学能 D．内能——化学能——机械能
6．2021年10月16日，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是（　　）
A．火箭点火加速升空时，将机械能转化为内能
B．燃料的质量越大，热值越大
C．火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大
D．火箭发动机的效率可以达到100%
7．根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
8．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
9．下列有关能量守恒的说法中正确的是（　　）
A．摩擦生热创造了热，不符合能量守恒定律
B．能量守恒只适用于机械能与内能的相互转化
C．不可能造出永动机，是因为它违反了能量守恒定律
D．热机的工作过程不遵循能量守恒定律
10．2020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
二、填空题
11．2021年6月17日，中国在酒泉卫星发射中心将搭载神舟号载人飞船的长征二号运载火箭发射成功，并进入了天和核心舱。火箭常常采用液态氢为燃料，是因为液态氢具有较大的______。9月17日，神舟十二号返回地球，最终返回舱实现安全着陆。飞船返回舱进入大气层后，温度升高，将______能转化为______能。
12．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 ___________。
13．许多同学喜欢吃烤肉串，用木炭火烤肉的过程是利用_______的方式增加肉的内能的，木炭燃烧时是将________能转化为内能的过程。但科学表明，经常吃烧烤食品有害健康。
14．图是人们设想的永动机，它通过高处水流冲击叶片，使叶片转动来带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作。这种永动机不能永远工作下去，因为它违背了___________，抽水机在工作过程中，机械能总量___________（填“增大”“减少”或“不变”）。
15．滑滑梯是同学们小时候喜爱的娛乐活动，如图所示是从滑梯上滑下时的情景，滑下时会感到臀部发热，此过程中______能转化为______能，能的总量______。
三、综合题
16．4月16日，海南自主研发的地效翼船在海口桂林洋海域首次实现双船试飞．据了解，地效翼船俗称会飞的船，停在水面像船，起飞后则像飞机．此次试飞的CYG﹣11型翼船某型号飞行器的总质量为1.0×103 t，最大飞行速度为720 km/h，百公里耗油28升．
（1）飞行器飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速________．
（2）飞行器飞行时，将燃料的________能转化为飞行器的________能．
（3）飞行器以最大速度飞行1 440 km，需要________h．
17．阅读短文，回答问题：
氢能源有轨电车
如图所示，世界首条商业运营氢能源有轨电车正式在我国上线启动。据介绍，有轨电车的特别之处在于采用氢燃料电池作为动力源。氢燃料电池的原理，简单来说相当于一个“发电机”，即通过燃料电池内氢和氧相结合的化学反应产生电能，源源不断为车辆供电，驱动有轨电车。氢燃料电池发电，这一发电过程相当于电解水的逆过程，唯一的产物是水，因此做到了污染物“零排放”。新型的有轨电车搭载了230kW大功率氢燃料电池堆和大容量钛酸锂电池，两者配合为车辆供电。有轨电车运行时，氨燃料电池作为牵引主动力，锂电池则在启动加速阶段提供辅助动力，车辆最高能以时速70公里持续运行。每列车安装6个储气瓶，每瓶约储氢量3kg，续航能力可达100km。车辆惰行、停站时，燃料电池为锂电池充电；制动时，锂电池回收制动能量，实现能量的循环利用。氢燃料电池和锂电池的混合动力，具有响应快、启动加速性能好、制动能量回收率高等突出优势。
（1）氢燃料电池发电，本质上是将 ___________能直接转化为 ___________。
（2）氢能源有轨电车在使用过程中不会产生污染物，原因是 ___________。
（3）相对于氢能源有轨电车，燃油汽车比较耗油且环境污染严重，如果每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均为30%，如果把内燃机效率提高6%，则每年每车可节约燃油 ___________t。
18．如图所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现无人值守自动作业[q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg ℃）]。
（1）插秧机行驶中，燃烧的化学能首先转化为 ___________能，再转化为 ___________能。
（2）某段时间插秧机消耗汽油0.21kg，汽油完全燃烧放出的热量是多少焦耳？( )
（3）若这些热量完全被质量为40kg、初温为15℃的水吸收，则水温升高多少℃？( )
19．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．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．用电照明时，电流通过灯泡把电能转化成光能，故A正确，不符合题意；
B．篝火燃烧过程中，将燃料的化学能转化为内能和光能，故B正确，不符合题意；
C．原子弹是利用了核裂变的链式反应产生的巨大机械能和内能，故C正确，不符合题意；
D．内燃机的做功冲程是把内能转化为机械能，而不是机械能转化为内能，故D错误，符合题意。
故选D。
2．B
【详解】
A．该装置转动时由于存在摩擦因素，机械能不守恒，但总的能量是守恒的，故A错误；
B．如果没有能量补充，机械能会逐渐变小，装置最终会停下来，故B正确；
C．根据能量守恒定律，会有一部分能量转化为内能，因此，装置不能一直转动下去，故C错误；
D．装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，动能发生改变，有重力势能和动能的转化，故D错误。
故选B。
3．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。
4．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。
5．B
【详解】
用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出，此过程中试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能，所以，这个过程中能量转化的顺序是：化学能→内能→机械能，故B正确。
故选B。
6．C
【详解】
A．火箭点火加速升空时，火箭的质量不变，速度变大，高度升高，火箭的动能和重力势能变大，火箭的机械能变大，火箭燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，故A错误；
B．热值是燃料的一种性质，燃料的质量越大，热值不变，故B错误；
C．火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大，同等质量的氢气完全燃烧放出的热量比其他燃料放出的热量多，故C正确；
D．由于发动机工作时总是存在热量损失，火箭发动机的效率小于100%，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A. 永动机是不可以制成的，因为它违背了能量守恒定律的原理; B 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B正确；C. 在电水壶的使用过程中,吸热温度保持不变，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误．D. 子弹射穿木板的情景，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故D错误；故选B.
点睛：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．
8．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。
9．C
【详解】
A．“摩擦生热”不是创造了热，而是机械能转化为内能，符合能量守恒定律，故A错误；
B．能量守恒定律适用于任何能量的转化和转移，故B错误；
C．永动机违背了能量守恒定律，所以不可以制造出来，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。
10．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。
11． 热值 机械 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]神舟十二号飞船返回舱返回时，返回舱进入大气层后与大气剧烈摩擦温度升高，内能增加，机械能转化为内能。
12． 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。
13． 热传递 化学
【详解】
[1]改变物体内能的方法是做功和热传递。许多同学喜欢吃烤肉串，用木炭火烤肉的过程是利用热传递的方式增加肉的内能的。
[2]燃料燃烧是一个化学变化，是化学能转化为内能的过程。木炭燃烧时是将化学能转化为内能的过程。
14． 能量守恒定律 减少
【详解】
[1][2] 能量守恒定律：能量即不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到其它物体，在转移和转化的过程中，能量的总量不变。永动机不能永远工作下去，因为它违背了能量守恒定律，因为抽水机在此过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能总量减少。
15． 机械 内 不变
【详解】
[1][2]同学们在下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，臀部内能增加，温度升高，所以有灼热的感觉，这是通过做功的方式改变了他的内能。
[3]根据能量守恒定律可知，能量在转移和转化的过程中，能量的总量保持不变。
16． 大 化学能 机械能 2
【详解】
解：（1）飞行器飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，流速快气压小，机翼下方的压强大于上方的压强，所以能获得向上的升力；
（2）飞行器飞行时将燃料的化学能转化为内能，再转化为飞行器的机械能，因此飞行器飞行时将燃料的化学能转化为飞行器的机械能；
（3）s=1440km，v=720km/h
由可得：
飞行器的飞行时间：．
17． 化学 电能 氢燃料电池发电过程相当于电解水的逆过程，唯一的产物是水 0.3
【详解】
（1）[1][2]氢燃料电池发电，是将氢气和氧气的化学能通过化学反应转化为电能。
（2）[3]根据材料知道，氢能源有轨电车在使用过程中不会产生污染物的原因是：氢燃料电池发电过程相当于电解水的逆过程，唯一的产物是水。
（3）[4]因为内燃机效率提高6%，所以
η2=η1+6%=30%+6%=36%
根据
知道
W有用=ηqm
因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以
η1qm1=η2qm2
即
则每辆汽车每年节约燃油
18． 内 机械 9.66×106J 57.5℃
【详解】
解：（1）[1][2]燃料燃烧过程是化学变化过程，插秧机行驶中，将燃料燃烧释放的化学能首先转化为内能，再转化为插秧机机械能。
（2）[3]汽油完全燃烧放出的热量是
Q放=mq汽油=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J
（3）[4]这些热量完全被40kg初温15℃的水吸收，Q吸=Q放，由知道，水温升高
答：（1）插秧机行驶中，燃烧的化学能首先转化为内能，再转化为机械能；
（2）汽油完全燃烧放出的热量是9.66×106J；
（3）若这些热量完全被质量为40kg、初温为15℃的水吸收，则水温升高57.5℃。
19． 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．
答案第1页，共2页
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