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．下列说法正确的是（　　）
A．煤气的热值是3.9×107J/m3，热水器燃烧1m3的煤气，热水吸收的热量小于3.9×107J
B．火箭升空时，燃料燃烧的过程是将机械能转化为化学能的过程
C．水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示水温度升高1℃所吸收的热量是4.2×103J
D．汽油机的排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量中极少的一部分
2．以下说法中正确的是（ ）
A．木柴燃烧时总能量在减小 B．摩擦生热总能在增加
C．铁水温度降低时总能量减少 D．能量转化过程中总量保持不变
3．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
4．关于如图所示的实验，下列说法中错误的是（　　）
A．酒精在燃烧过程中，将化学能转化为内能
B．塞子被推出的过程说明利用内能可以做功
C．水沸腾过程中，温度保持不变，内能不断增加
D．酒精灯里的酒精用掉一半后，剩下酒精的密度、热值、比热容都减半
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．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
7．下列关于能量转化和转移的实例中，分析正确的是（　　）
A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能
B．水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能
D．在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
8．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
9．关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　）
A．风力发电机发电时，将机械能转化为电能
B．电热水器给水加热时，效率可以达到100%
C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能
D．手机充电过程中，化学能转化为电能
10．用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开。下列说法正确的是（　　）
A．试管口的白气是水蒸气
B．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C．试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D．橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
二、填空题
11．如图所示，动车快速行驶时，其上方气流的速度______ （选填“大于”“小于”或“等于”）下方气流的速度，从而产生向上的升力；动车采用了“再生电制动”技术，即在制动时，列车由于惯性仍会向前运动一段距离，带动发电机发电，将______能转化为电能。
12．2021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。
13．在第三届宜昌马拉松比赛中，一名选手跑完全程消耗的能量为1.05×107J，这些能量来自于食物的______能。这些能量可以使______kg的水温度升高50℃。[]
14．长征十一号固体运载火箭将“一箭六星”精确送入预定轨道。运载火箭用端羟基聚丁二烯作为燃料，是因为该燃料具有较大的_______。若在火箭中加入端羟基聚丁二烯30t，其完全燃烧放出的热量是_______J。（端羟基聚丁兰烯的热值取4.25×107J/kg）
15．萧敏同学用电饭煲做饭，片刻后听到“噗－噗－噗”的响声，走近一看，发现水蒸气冲动了锅盖。他用学过的物理知识解释了这一现象：水蒸气的内能转化为锅盖的__________，这一过程相当于热机工作过程中的_______冲程。
三、综合题
16．阅读短文
小明想研究物体从高空抛下落地速度，则查阅资料：动能的大小和速度与质量有关，翻阅资料后得到动能大小与速度质量公式为，重力势能大小与质量与高度有关，重力势能与质量高度的公式为，机械能是动能与势能之和，在机械能守恒时，弹性势能不变的情况下，动能和重力势能的总和不变.例如一个质量为m小球在h的高度落下，落到地面上（忽略空气阻力），它的重力势能全部转化为动能，所以落地时就有，得落地时速度为：，所以高度越高落地时候的速度就越大.
（1）小球的质量为2kg，速度为2m/s，求小车的动能____________.
（2）小球落地时候的速度与质量有没有关系：_______________（选填“有”/“没有”）
（3） 如图一个质量为m的小球在轨道上运动，从如图所示位置释放，此时距离地面高度为h,圆形轨道半径为r，若物体从释放可以运动到圆形轨道的最高点A点时，此过由于摩擦机械能损耗为W，请用以上条件来表示小球到达圆形轨道最高点A点的速度_________________.
（4）高空抛物是城市上空的痛，请为杜绝高空抛物写一句标语：___________.
17．一个质量是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。
18．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”）
19．阅读短文，回答问题
汽车的刹车系统
目前大多数汽车刹车采用油压制动．其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速．从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，可见刹车系统承受着巨大的负荷．
油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉，形成了能源的浪费．为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损．储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率．
（1）油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为 _____ ，而再生制动器将动能转化为电能进行储存，此时蓄电池相当于电路中的 _____ ．
（2）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热．其中属于通过做功改变内能的是 _____
A．①②③④B．②④C．①③D．②③
（3）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m．此过程中，汽车牵引力的功率为 _____ W．如果汽车在制动时产生恒定的刹车阻力为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程与时间的关系如图甲所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为 _____ J．
（4）某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图象如图乙所示．则图中表示开启再生制动器的图线是 _____ ，你的判断依据是 _____ ．
（5）若汽车正常行驶时的动能为3.75×105J，某时刻关闭发动机，并同时开启再生制动器，由图象可知最终有 _____ J的动能转化为内能．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．热水器燃烧的煤气放出的热量
由于有热量的散失，热水吸收的热量小于，故A正确；
B．燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能，故B错误；
C．水的比热容为，表示质量为的水温度升高（降低），吸收（放出）的热量是，故C错误；
D．在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A.木柴燃烧由化学能转变为光能和热能，总能量不变，所以A错误；B.摩擦生热是克服摩擦做功，机械能转化为内能总量不变，所以B错误；C.铁水温度下降，内能减少，对外发生热传递，周围温度升高内能增加，总能量不变，所以C错误；D.能量在转化中总能量保持不变是正确的.故答案为D
3．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。
4．D
【详解】
A．用酒精灯加热的过程中，酒精燃烧，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．对水加热到一定程度时，水蒸气会将塞子推出，即水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，说明利用内能可以做功，故B正确，不符合题意；
C．水沸腾过程中，吸收热量，内能增加，温度保持不变，故C正确，不符合题意；
D．密度、热值、比热容是物质的某种特性，与物质的种类和状态有关，酒精灯里的酒精用掉一半后，剩下酒精的密度、热值、比热容都不变，故D错误，符合题意。
故选D。
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．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。
7．A
【详解】
A．燃料燃烧时发生化学变化，即燃料燃烧时将化学能转化为内能，故A正确；
B．水轮机带动发电机发电，水轮转动的机械能转化为了电能，故B错误；
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光合作用时发生化学变化，故是光能转化为化学能，故C错误；
D．在热传递中，热量总是从温度高的物体传到温度低的物体，故D错误。
故选A。
8．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。
9．A
【详解】
A．风力发电机发电时，将风的机械能转化为电能，故A正确；
B．电热水器给水加热时，一定存在能量的损失，其效率不可能达到100%，故B错误；
C．酒精燃烧时，消耗化学能，产生内能，故是将化学能转化为内能的过程，故C错误；
D．手机充电过程中，电能转化为化学能，而在放电时化学能转化为电能，故D错误。
故选A。
10．C
【详解】
A．管口出现的“白气”，是管内冒出的水蒸气遇冷液化成的小水珠，故A错误；
B．酒精燃烧放出的热量有一部分散失到空气中，没有全部被试管中的水吸收，故B错误；
C．酒精灯加热试管中的水，水的温度升高，内能增加，是通过热传递的方式增加水的内能，故C正确；
D．水蒸气膨胀做功，将橡皮塞冲开，此时将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，而内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
11． 大于 机械
【详解】
[1]动车形状上凸下平，动车组行驶时机车上方空气的速度大于下方的空气速度，根据流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，所以上方的压强小于下方的压强，从而产生了向上的升力。
[2]列车行驶时具有速度，具有机械能，带动发电机发电，将机械能转化为电能。
12． 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。
13． 化学 50
【详解】
[1]选手跑步是所消耗的能量最终是由食物的化学能转化来的。
[2]由可知，水的质量为
即这些能量可以使50kg的水温度升高50℃。
14． 热值 1.275×1012
【详解】
[1]火箭升空过程中，是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能。在运载能力有限的情况下，要求燃料的热值越大越好。这样，它在燃烧时就会给火箭提供更多的能量。
[2]它完全燃烧放出的热量为
15． 机械能 做功
【详解】
[1] [2]水蒸气冲动了锅盖，水蒸气内能减小，锅盖机械能增大，在此过程中水蒸气对锅盖做功，把内能转化为机械能，所以相当于热机的做功冲程。
16． 4 无关 详见解析
【详解】
(1)[1]由动能大小与速度质量公式，可知
(2)[2]由题中材料可知，速度的大小和质量没有关系，只与g值和高度h有关；
(3)[3]从高度为h的位置下落，然后到达2r的高度，这过程重力势能的减少量为mg（h-2r），由于摩擦机械能损耗为W，到达A点时的动能为，满足关系式
，
变换可得A点的速度为
(4)[4]严禁高空抛物．
17．(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。
18． 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．
19． 内能 用电器 D 2.5×104 1.0×105 ② ②中动能减小得快 2.25×105
【详解】
（1）油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为内能，而再生制动器将动能转化为电能进行储存，此时蓄电池相当于电路中的用电器；
（2）①发动机发烫，是发动机内部放出的热量传递到发动机外壳，使外壳的内能增加温度升高，是通过热传递改变物体的内能；
②轮胎在发热，是轮胎克服摩擦做功，使轮胎的内能增加温度升高，是通过做功途径改变物体内能；
③刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加温度升高，是通过做功改变物体内能；
④水箱中的水变热，是发动机放出的热量传递给水箱中的水，使水的内能增大温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故选D；
（3）汽车牵引力的功率为： ；由图象知0～0.5s内汽车行驶的距离为10m，克服刹车阻力所做的功： ；
（4）关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，开启再生制动器，有部分动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以汽车运动的距离减小，所以汽车动能变化曲线是② ；
（5）由图象可以看出正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶40m﹣30m＝10m；开启再生制动器行驶的距离为36m﹣30m＝6m，所以转化为机械能的效率为： ，所以储能效率为:1﹣60%＝40%，则动能转化为内能的效率为：η＝1﹣40%＝60%，而Ek0=3.75×105J，则 .
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