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．下列关于能量转化的说法中错误的是（　　）
A．洗衣机工作时，电能主要转化为机械能
B．汽油机在做功冲程中，将机械能转化为内能
C．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能
2．下列关于日常生活中常见物理现象的说明正确的是（　　）
A．燃料燃烧时是内能转化为化学能
B．汽油机的做功冲程中是机械能转化为内能
C．水力发电机发电时是电能转化为机械能
D．在蹦床比赛中，运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，动能先增大后减小
3．2021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
4．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
5．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
6．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
7．有关能量守恒定律，下列说法正确的是（　　）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量的转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．根据能量守恒定律，自然界中的能量总和不变
8．图为注射器，小芳迅速下压活塞，注射器内密封的气体温度升高。此过程密封气体的（　　）
A．内能增加
B．分子动能减小
C．分子热运动速度减小
D．内能转化为活塞动能
9．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
10．“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
二、填空题
11．如图所示，向盒中滴入几滴酒精后就闻到了酒精的气味，酒精发生的物态变化是 ______ ，将盒盖盖紧后启动电火花发生器，盒盖向外飞出，这说明了力可以改变物体的 ______ ，盒盖的机械能是由燃气的 ______ 能转化而来的。
12．如图所示，这是我国研发的首款新型空气动力汽车，利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，车在行驶时将空气的_______能转化为机械能，该车能量的转化过程中，能的总量_______（选填“变大”“变小”或“不变”）
13．食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，为维持人的体温提供所需的能量，这个过程中化学能转化为______能，一盒标有“能量328kJ/100mL”的牛奶，其中“能量”的含义跟______（填“内能”、“热量”或“热值”）相似。
14．如图所示是质量是200g固体的熔化实验装置，根据实验数据绘制出的曲线图，实验中，热只能自发的由酒精灯的火焰传递给水，却不会反过来传递，说明能量的转移具有______性。根据图像和相关知识，该物质从第6分钟至第8分钟共吸收______J热量【该物质液态时的比热容为1.5×103J/(kg·℃)】，该物质固态时的比热容为______J/(kg·℃)。如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为3.0×107J/kg的酒精5g。根据图像信息和相关知识，可估算出，此过程中，热转化效率是______。
15．______既不会消灭，也不会______，它只会从一种形式转化为______，或者从一个物体转移到______，而能的______保持不变。
三、综合题
16．阅读短文，回答问题
在我国随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施，汽车已经走进了很多普通农村家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车．小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整．
（1）汽车发动机是汽油机，发动机工作时，___________冲程将机械能转化为内能．
（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的__________较大的性质．
（3）通过查看说明书得知轿车车身质量为1 725 kg．当车上载有275 kg的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为4.0×10-2 m2，轿车对地面的压强为________Pa．（g取10 N/kg）
（4）若汽车油箱的容积为60升，内装的是密度为0.71×103 kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油，则该油箱中最多可装________kg的汽油．若该车以20 m/s的速度匀速行驶100 km时所消耗的汽油为5 kg，汽车发动机的输出的功率为12 kW，则汽车发动机的效率为________．
（5）通过测量获得轿车以不同的速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离）数据如下表所示：
当轿车以80 km/h行驶时所对应的制动距离为_________m．
17．2017 年 12 月 28 日，由我国完全自主知识产权研发与铺设的全球首段光伏高速公路在山东济南亮相．目前， 半透明的路面已铺设完毕，一些车辆已经开始在路面上进行测试．那么，这段公路到底有多神奇？交通产业跟新能源产业组合在一起，又会擦出什么样的火花？据了解，这种路面的全称是承载式高速光伏路面，最上面一层是类似毛玻璃的半透明新型材料，摩擦系数高于传统沥青路面．在保证轮胎不打滑的同时，还拥有较高的透光率，可以让阳光穿透它，使下面的太阳能电池发电，实时输送上电网，就好像一个巨大的“充电宝”．在冬季，这段路面还可以将光能转化为热能，消融冰冻积雪，确保行车安全．目前，路面下还预留了电磁感应线圈．未来，随着电动汽车无线技术的配套，可实现电动汽车在此路段行驶过程中，边跑边充电，再也不用担心电池不够用了．
请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与事例重复. 示例：
物理信息：路面下还预留了电磁感应线圈
物理知识：机械能转化成电能
作答：物理信息：_______.
物理知识：_______.
18．用燃气灶烧水时，把2.2 kg初温为20 ℃的水加热到100 ℃，共燃烧了45 g天然气（假设天然气完全燃烧）．已知天然气的热值为4.4×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）．
（1）在烧水的过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有______的．
（2）水的内能增加了_______J．
（3）燃气灶烧水的效率为_______．
19．2019年1月3日上午10时26分“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面，并成功传回了世界上第一张近距离拍摄的月背影像图。现在请回答下列问题：
(1)送“嫦娥四号”升空的长征3B火箭的燃料主要使用液态氢是因为它的______大；（热学角度回答）
(2)“嫦娥四号”是由“长征3B”运载火箭运送升空的，升空过程中，从能量转化的角度来看，燃料的化学能转化成燃气的______能，再转化成火箭的机械能；当飞船加速上升时，飞船的动能______，（填“变大”、“变小”或“不变”）重力势能______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．洗衣机的主要部件是电动机，是把电能转化为机械能，少量转化为内能，故A正确，A不符合题意；
B．汽油机在做功冲程中，将内能转化为机械能为汽油机提供动力，故B错误，B符合题意；
C．绿色植物可以通过光合作用把光能转化为化学能储存起来，故C正确，C不符合题意；
D．太阳能电池板通过光电转换可以将太阳能直接转化为电能，故D正确，D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】
A．燃料燃烧时是化学能转化为内能，故A错误；
B．汽油机的做功冲程中是内能转化为机械能，故B错误；
C．水力发电机发电时是机械能转化为电能，故C错误；
D．运动员下落刚接触蹦床后开始受到蹦床的弹力作用，蹦床的形变较小、弹力较小，人受到合力还是向下的，所以人向下加速运动；当弹力和人的重力相等时，人的速度达到最大；再向下运动时，弹力大于人的重力，合力向上，人开始减速运动直到最后减为零；所以，运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，速度先增大后减小，则运动员的动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
3．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。
4．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。
5．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。
6．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。
7．D
【详解】
能量守恒定律：能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的.
A．由能量守恒定律知道，只适用于自然界中任何形式能的相互转化，故A错误；
B．能量守恒定律即适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故B错误；
C．“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故C错误；
D．由能量守恒定律知道，宇宙中的能量总和不变，故D正确．
8．A
【详解】
A．注射器内密封的气体温度升高，所以内能增加，故A符合题意；
BC．注射器内密封的气体温度升高，分子的热运动越剧烈，分子热运动速度增加，分子动能增加，故B不符合题意，C不符合题意；
D．该过程是活塞的机械能转化为气体内能，故D不符合题意。
故选A。
9．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。
10．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。
11． 汽化 运动状态 内
【详解】
[1]我们能够闻到酒精味，是因为液态的酒精发生汽化变成了气态扩散到了空气中；
[2]将盒盖盖紧后启动电火花发生器，酒精瞬间剧烈燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，使盒盖向外飞出，这说明了力可以改变物体的运动状态；
[3]盒盖的机械能是由燃气的内能转化而来的，即内能对外做功。
12． 内 不变
【详解】
[1]由题意可知，空气动力汽车在工作时利用压缩空气膨胀推动活塞做功，即将空气的内能转化为车的机械能。
[2]能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，能量的总量不变。
13． 内 热值
【详解】
[1]食物提供人体细胞组织所需的能量时发生的是化学变化，消耗了化学能，得到内能，使人体保持恒温。
[2]牛奶盒标有“能量：328kJ/100mL”，表示完全吸收100mL该种牛奶可以获得328kJ的热量，所以其中“能量”的含义与热值相似。
14． 方向 1.2×104 3×103 32%
【详解】
[1]热量总是从温度较高的火焰传递给水，说明热传递具有方向性。
[2]由图像可知，该物质在第6min温度为50℃，在第8min温度为90℃，所以吸收的热量
Q吸=cm t=1.5×103J/(kg ℃)×200×10-3kg×(90℃-50℃)=1.2×104J
[3]由于用一个酒精灯加热，在相同时间内吸收的热量是相同的，即此物质固态加热2min吸收的热量也是1.2×104J，由比热容的计算公式可知
[4]已知物质在两分钟内吸收热量为1.2×104J；则开始记录到刚沸腾时，吸收的热量为
酒精放出的热量
Q放=m酒精q酒精=5×10-3kg×3.0×107J/kg=1.5×105J
则热转化效率是
15． 能量 产生 另一种形式 另一个物体 总量
【详解】
[1][2][3][4][5]能量守恒定律中，能量的总量是保持不变的，它只会从一种形式的能转化为另一种形式的能，或者从一个物体转移到另一个物体，但不会凭空消灭，也不会凭空产生。
16． 压缩 比热容 5×105 42.6 26.1% 32
【详解】
（1）汽车发动机是汽油机，汽油机压缩冲程将机械能转化为内能．
（2）因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质在吸收相同的热量时，水升高的温度较小，所以用水作为冷却剂．
（3）轿车对地面的压力
，
根据压强公式可得，
轿车对地面的压强
（4）由可得，该油箱中最多可装汽油的质量
．
若该车以20 m/s的速度匀速行驶100 km时所消耗的汽油为5 kg，则汽油完全燃烧放出的热量，
根据可得，汽车行驶时间，
则汽车发动机所做的功，
所以汽车发动机的效率为
（5）由图表可知，速度越大，刹车距离越大．第n次实验速度vn，制动距离sn，则
Sn=0.1×（n+1）×vn=0.1×（3+1）×80m=32m．
即当轿车以80 km/h行驶时所对应的制动距离为32m．
【点睛】
利用W=Pt可求汽车发动机所做的有用功，根据Q=qm可得汽油燃烧释放出的热量，有用功与释放能量的比值就是发动机的效率．
17． 见详解 见详解
【详解】
[1]就好像一个巨大的“充电宝”；
[2]充电宝将电能转化为化学能．
18． 方向 7.392×105 37.3%
【详解】
(1)在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，说明在能的转化和转移的过程中，能量转化和转移是有方向性；(2)水吸收的热量：Q吸＝cm(t t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×2.2kg×(100℃ 20℃)＝7.392×105J，即水的内能增加了；(3)天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝45×10 3kg×4.4×107J/kg＝1.98×106J，燃气灶的效率：η＝×100%＝×100%＝37.3%
【点睛】
（1）能量转化和转移是有方向性，如：热传递时内能从高温物体转移向低温物体的．（2）知道水的质量、水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量，即水的内能增加值；（3）由Q放＝mq可求出天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶的效率．
19． 热值 内 变大 变大
【详解】
(1)[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，可以放出更多的热量。
(2)[2]火箭在升空过程中，燃料燃烧时化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
[3] [4]当飞船加速上升时，飞船的质量不变、速度变大、高度变大，则飞船的动能变大、重力势能变大。
答案第1页，共2页
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