浙科版科学九年级上学期 第三单元 第八节 能量的转化与守恒 同步练习
一、单选题
1．（2022九上·西湖期末）近年来，杭州新能源电动车（如图所示）迅猛发展。下列用电器能量转换的形式与新能源电动车相同的是（ ）
A．电风扇 B．电灯 C．收音机 D．电饭锅
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】分析各个选项中包含的能量转化过程即可。
【解答】电动机行驶时，将电能转化为机械能。
A.电风扇，将电能转化为机械能，故A符合题意；
B.电灯，将电能转化为内能，故B不合题意；
C.收音机，将电能转化为声能，故C不合题意；
D.电饭锅，将电能转化为内能，故D不合题意。
故选A。
2．（2021九上·舟山月考）如图，AB、AC、AD为三个光滑斜面，其中AD为曲面，小球M从A点分别沿三个面自由滑下，撞击放在B、C、D三点完全相同的物块上，物块在粗糙程度相同的同一水平面上移动相同距离停下，则（ ）
A．物块克服阻力做功一样多 B．小球M对B点的动能最大
C．物块克服阻力做功C点最大 D．小球M对D点的动能最小
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据W=fs判断；
（2）（3）（4）根据W=Gh比较小球的重力做的功，即确定重力势能的大小，再根据动能和重力势能的转化比较动能的大小。
【解答】物块完全相同，则它在水平面上受到的摩擦力f相等，且三个物块移动的距离s相等，根据W=fs可知，物块客服阻力做功一样多，故A正确；
小球M的重力相同，下落的高度相同，根据W=Gh可知，重力做功相同，则小球到达三个位置时的动能相等，故B、C、D错误。
故选A。
3．（2020九上·余姚月考）将规格都是“220V，180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱产生的热量最多 B． 电热毯产生的热量最多
C．电风扇产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的过程分析即可。
【解答】电冰箱将电能转化为压缩机的机械能和内能，电风扇将电能转化为机械能和内能，电热毯将电能全部转化为内能，因此产生热量最多的是电热毯，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
4．（2019九上·江北期末）2018年12月8日我国嫦娥4号月球探测器在西昌成功发射，经历了地月转移、近月制动、环月飞行、动力下降，最终在2019年1月3日实现了人类首次月球背面软着陆。右图是嫦娥4号发射时的壮观场景，其能量转化正确的是（ ）
A． 内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能
C．化学能→内能→重力势能 D．内能→化学能→重力势能
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】嫦娥四号靠运载火箭的携带离开地球，而运载火箭燃烧液氢和液氧，主要从燃料燃烧、腾空飞行两个方面描述能量转化即可。
【解答】运载火箭燃烧燃料，将燃料的化学能转化为内能，然后再将内能转化为火箭的机械能，故B正确。
故选B。
5．（2022九上·柯桥期末）如图所示是一款环保灯——重力灯，将18kg的重物挂在绳端，重物距地面2m高，松手后在0.5h时间内匀速下落着地，重物下落时拉动绳子带动发电机转动，使3只规格均为“1.5V 0.05W”的小灯泡正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．每次下落0.5h产生的电能为90J
B．每次下落过程中发电机输出电能为360J
C．本重力灯机械能转化为电能的效率为75%
D．本设计实现了无需消耗其他外界能量就能获得源源不断电能的目标
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；能量利用效率；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算产生的电能；
（2）利用W电=Pt求灯泡消耗的电能。
（3）根据公式计算电能的转化效率；
（4）根据能量转化的知识判断。
【解答】A.重物重力：G=mg=18kg×10N/kg=180N，
每次下落0.5h产生的电能为：W=Gh=180N×2m=360J，故A错误；
B.小灯泡正常发光时的功率：P=3P额=0.05W×3=0.15W，
0.5h内小灯泡消耗的电能：W电=Pt=0.15W×30×60s=270J，故B错误；
C.机械能转化为电能的效率：，故C正确；
D.本设计将机械能转化为电能，并不是没有能量损耗，故D错误。
故选C。
6．（2022九上·衢江期末）关于下列装置工作时发生能量转化的说法中，正确的是（ ）
A．干电池将电能转化为化学能 B．汽油机将内能转化为电能
C．电动机将电能转化为机械能 D．发电机将电能转化为内能
【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向。
【解答】干电池将化学能转化为电能，A错误；
汽油机将化学能转化为机械能，B错误；
电动机将电能转化为机械能，C正确；
发电机将机械能转化为电能，D错误；
故选C。
7．（2021九上·温州期末）2021年8月，全红婵在奥运会跳水项目的完美表现引起国人关注。图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，随后完成②③④动作。不考虑空气阻力，下列选项中能表示全红婵从起跳到即将入水的过程中，其机械能变化的图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】从①到②的过程中，跳板的弹性势能会转化为运动员的机械能，这段时间内它的机械能增大；
从②到③到④的过程中，不计空气阻力，则机械能守恒，也就是她的机械能保持不变。
故选B。
8．（2021九上·江北期末）2020年12月17日，探月工程“嫦娥五号”返回器成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。这次返回任务采用了高速再入轨道技术。返回轨道如图所示， 返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度过快存在燃烧殆尽的风险。以下有关返回器分析不正确的是（ ）
A． 返回过程中，返回器的机械能始终守恒
B．反弹过程中，返回器的动能部分转换为势能
C．返回过程中，返回器要克服摩擦力做功产生热能
D．每次进入大气层时，返回器的动能第二次比第一次小
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.返回过程中，返回器的机械能不断的转化为内能，因此机械能不断减小，故A错误符合题意；
B.反弹过程中，返回器的高度增大，则动能部分转换为重力势能，故B正确不合题意；
C.返回过程中，返回器要克服摩擦力做功产生热能，故C正确不合题意；
D.每次进入大气层时，返回器的动能第二次比第一次小，故D正确不合题意。
故选A。
9．（2022九上·慈溪竞赛）摆球从A点由静止释放，依次经过B、O、C到达右侧最高点D，如图所示。在这个过程中，摆球机械能最小的位置是（ ）
A．A位置 B．B位置 C．O位置 D．D位置
【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据机械能与内能的转化的知识判断。
【解答】根据图片可知，A为开始时的最高点，D为结束时的最高点，二者的动能都为零，D点的重力势能小于A点。根据“机械能=动能+重力势能”可知，D点的机械能小于A点，因此摆球在运动过程中有能量损失，即运动时间越长，能量损失越多，则D点机械能最小，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
10．（2021九上·杭州月考）如图是某内燃机工作过程中的工作示意图，下列说法错误的是（ ）
A．热机的效率越高，做同样多的功消耗的燃料越少
B．这是压缩冲程，此冲程中机械能转化为内能
C．若该内燃机的转速为2400r/min，则该内燃机在1S内做功40次
D．这个冲程不给外界提供动力，靠飞轮的惯性完成
【答案】C
【知识点】能量利用效率；热机
【解析】【分析】（1）根据热机效率的公式判断；
（2）根据气门的关闭和活塞的运行方向，确定冲程的名称，说明其能量转化过程。
（3）四冲程内燃机中，曲轴转动2次，做功1次。
（4）根据热机的工作过程判断。
【解答】根据公式可知，当做的功相同时，热机的效率越大，消耗的燃料的质量m越小，故A正确不合题意；
两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将活塞的机械能转化为气体的内能，故B正确不合题意；
若转速为2400r/min，则每秒内转动：2400r÷60=40r。因为转2圈做功1次，所以1s内做功次数：40÷2=20，故C错误符合题意；
这个冲程不给外界提供动力，依靠飞轮的惯性完成，故D正确不合题意。
故选C。
11．（2021九上·义乌期中）英英在参加运动会体能测试中涉及的科学知识，下列说法中正确的是（ ）
A． 1分钟跳绳﹣﹣每次跳绳人克服重力做功约3焦
B． 立定跳远﹣﹣人蹬地起跳，机械能转化为化学能
C． 掷实心球﹣﹣在最高点B时实心球重力势能、动能都不为零
D． 800m测试﹣﹣人到达终点后停下来，惯性不存在
【答案】C
【知识点】惯性；功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算每次跳绳克服重力做功；
（2）根据人体的能量转化判断；
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关；
（4）惯性只与物体的质量有关。
【解答】A.英英的体重大约500N，则每次跳绳克服重力做功：W=Gh=500N×0.06m=30J，故A错误；
B.人蹬地起跳时，将人体的化学能转化为机械能，故B错误；
C.实心球在最高点时，由于被举高，因此具有重力势能；由于水平方向上的速度不为零，因此有动能，故C正确；
D.人到达终点后停下来，质量不变，因此惯性仍然存在，且大小不变，故D错误。
故选C。
12．下列四种过程中，只发生能量的转移而不发生能量转化的是（ ）。
A．烧水时，水蒸气顶起壶盖
B．给电动自行车的蓄电池充电
C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
D．闭合开关后，小灯泡发光
【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】分析各个选项中的能量变化即可。
【解答】A.烧水时，水蒸气顶起壶盖，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故A不合题意；
B.给电动自行车的蓄电池充电，将电能转化为化学能，故B不合题意；
C.冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，将手的内能转移到金属杆上，故C符合题意；
D.闭合开关后，小灯泡发光，将电能转化为光能和热能，故D不合题意。
故选C。
13．如果甲热机的效率比乙热机的效率高，则可以说（ ） 。
A．甲热机的功率比乙热机的大
B．在单位时间内甲热机消耗的燃料比乙热机的少
C．甲热机的转速比乙热机的大
D．甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大
【答案】D
【知识点】能量利用效率
【解析】【分析】热机的效率等于产生的机械能与燃料完全燃烧放出热量的比值，据此分析判断。
【解答】A.热机的效率与功率没有关系，故A错误；
B.热机的效率与单位时间内消耗燃料的多少无关，故B错误；
C.热机的效率与转速无关，故C错误；
D.甲热机的效率高，其实就是甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大，故D正确。
故选D。
14．（2020九上·杭州月考）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的 O 点，自由伸长到 B 点，小科用该装置进行了两次实验：第一次将一小物体 m 靠在弹簧旁，但不固定，并把弹簧压缩到A 点，然后释放，小物体能运动到 C 点静止，测量 AC 长度为 L；第二次将物体 m 系在弹簧上，也在 A 点由静止释放，直到最后静止，小物体通过的总路程为 S．若物体与水平地面间的滑动摩擦力大小不变，试判断下列说法中正确的是（ ）
A．第一次，物体从A 到B 动能越来越大，从 B 到C 动能越来越小
B．第二次物体静止后，弹簧可能存在弹性势能
C．第二次物体运动的总距离 S 一定等于 L
D．第二次物体一定停在B 点
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）当合力与运动方向相同时，物体作加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力方向与运动方向相反时，物体作减速运动；
（2）根据二力平衡的知识分析即可；
（3）根据能量转化的知识和二力平衡的知识判断；
（4）根据（3）中的分析判断。
【解答】第一次，物体从A到B弹力越来越小而摩擦力大小不变，肯定有一个时刻弹力和摩擦力相等，即此时合力为零，因此物体从A到B先加速后减速，所以动能先增大后减小。到B点时弹力为0，从B到C点物体只受摩擦力，合力向左，与运动方向相反，因此速度不断减小，所以动能越来越小，故A错误；
第二次物体静止后，可能弹力和摩擦力相互平衡，即弹簧可能发生形变，所以弹簧可能存在弹性势能，故B正确；
第二次，如果弹性势能全部转化为内能（即克服摩擦力做功），且摩擦力恒定，那么物体可以停在B点，那么S=L；如果弹性势能没有全部转化成内能（即还有一点弹性势能），那么物体可以停在B点左侧或者右侧，靠摩擦力和弹力平衡就可以静止，摩擦力恒定，所以S＜L，故C、D错误。
故选B。
15．（2019九上·秀洲期末）如图，铜质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。在此过程中，下列分析不正确的是（ ）
A．铜环在下落过程中部分机械能转化为电能
B．铜环落到桌面停止时其温度可能升高
C．铜环在下落过程中铜环的重力是做功的
D．铜环在下落过程中的机械能是守恒的
【答案】D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】铜质金属环从上方由静止开始下落时，到达S极过程中：穿过铜环的磁通量先增加后减小；从S极下落到磁铁中点的过程中：穿过铜环的磁能量增加；从中点落到地面的过程中：穿过铜环的磁通量减小。
【解答】ABD、铜环在下落的过程中，穿过铜环的磁通量一直在变化，也就是有感应电流产生，也产生了一部分电热，总能量等于电热加铜环的机械能，机械能不守恒，故AB正确，但不符合题意，D错误，但符合题意；
C、铜环在下落的过程中，在重力的作用下通过一定的距离，重力做功，故C正确，但不符合题意；
故选D。
二、填空题
16．（2021九上·舟山月考）我们学习了能的转化和守恒定律后，用学过的知识回答下列问题。
（1）当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使竹竿和手的温度升高。但是，相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，这个现象表明，能量的转移和转化有一定的 。
（2）如图所示A物体上升，B物体下降，这过程能量发生了 （填“转移”或“转化”）。
【答案】（1）方向性
（2）转移
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化和转移的方向性的定义解答；
（2）根据机械能的变化分析。
【解答】（1）当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使竹竿和手的温度升高。但是，相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，这个现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。
（2）A物体上升，则它的重力势能增大；B物体下降，则它的重力势能减小，则这个过程发生了能量的转移。
17．（2021九上·嵊州期末）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 (选填“增大”、“不变”或“减小”)
（2）小球能到达最高点的高度h1 h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）分析小球运动过程中是否存在能量的损失即可；
（2）首先分析最高点时二者速度的大小，然后确定该点时动能的大小，进而确定重力势能的大小，最后比较最高点的高度大小。
【解答】（1）小球在沿斜面上升过程中，斜面光滑，即不会克服阻力而消耗机械能，因此其机械能总量不变。
（2）小球在斜面上到达最高点时，它的速度为零，动能为零；小球被抛出到达最高点时，它在水平方向上的速度不为零，即动能不为零。根据机械能=动能+重力势能可知，前面的重力势能肯定大于后者的重力势能，即前面到达的高度大于后者的高度，也就是h1>h2。
18．（2021九上·金华期中）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。( 忽略空气阻力)
（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 。
（2）C点距离水平面的高度为 。
【答案】（1）mgH
（2）2h－H
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算出重力做的功；
（2）物体在水平面上损失的机械能等于物体在A、B两处时重力势能的差值。而物体最终达到C点时，在水平面上往复两次，用A点的机械能减去两次消耗的机械能，得到C点的机械能，最后再计算C点的高度即可。
【解答】（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为：W=Gh=mgH；
（2）物体在水平面上运动一次消耗的机械能：mgH-mgh=mg（H-h）；
物体再次回到C点时的机械能：mgH-2mg（H-h）=2mgh-mgh；
则C点的高度为：。
19．（2021九上·金东期末）沿海及岛屿地区是风能资源最丰富的区域之一。虽然我国风力发电占世界第一，但海上风电刚刚起步，截止2019年仅占全国风电的3%，未来有望成为第三大电力来源。
（1）风能资源实际上是空气的 能。
（2）在风力发电过程中，风能转化为 能。
【答案】（1）动(机械)
（2）电
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）风由空气流动形成；
（2）根据能量转化的知识解答。
【解答】（1）风能资源实际上是空气的动(机械)能。
（2）在风力发电过程中，风能转化为电能。
20．（2020九上·新昌月考）过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，小江同学制作了一个过山车模型，如图所示，他把重力为G的铁球放在A点，然后让它沿轨道滚下，轨道的右侧有一弹簧，铁球先后经过B、C、D点，到达E点，已知B点离台面高度为零，A、D点离台面的高度分别为hA、hD（整个过程中不计摩擦及能量损耗）
， 则从A位置到B位置铁球的重力做功是 ；C点小球具有的机械能大小 ；当到达E点时，弹簧最短，小球的速度变为零，小球 （选填“处于”“不处于”）平衡状态；铁球从A运动到E的过程中，弹簧的弹性势能增加量为 ．
【答案】GhA；GhA；不处于；G（hA﹣hD）
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算铁球重力做的功；
（2）根据机械能守恒计算C点小球的机械能；
（3）当物体受到的合外力为零时，才处于平衡状态；
（4）根据能量转化和守恒定律计算即可。
【解答】（1）铁球从A到B下降的高度为hA，那么铁球重力做功：W=GhA；
（2）由于整个过程中没有摩擦和能量损耗，所以机械能守恒，即C点的机械能等于A点的机械能。
A点时动能为零，而重力势能为GhA，所以机械能=动能+重力势能=GhA，那么C点的机械能为GhA。
（3）当到达E点时，弹簧最短，小球的速度变为零，此时铁球只受水平向左的弹力作用，处于非平衡状态；
（4）铁球在A点的机械能为GhA，在D点的重力势能为GhD，那么此时的动能为：GhA-GhD=G（hA-hD）。到达E点时，小球动能为零，全部转化为弹性势能，因此弹性势能的增加量为G（hA-hD）。
21．（2020九上·滨江期中）网球落到水平地面后又会跳起来。如图是用频闪照相机拍摄的记录一只网球落地后运动过程的照片，照片中位置1和位置2高度相等，位置3高于位置1和2。则三个位置中机动能最大的是 ；重力势能最大的是 ；机械能最大的是 。(填序号)
【答案】1；3；1
【知识点】能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】根据图片可知，网球到达的最高点的高度越来越小，说明在运动过程中有能量损耗，且运动时间越长，损耗越多，据此分析机械能的大小变化，再根据重力势能与高度的关系判断重力势能的变化，最后根据机械能=动能+重力势能判断动能的变化即可。
【解答】（1）根据图片可知，网球到达的最高点的高度越来越小，说明在运动过程中有能量损耗，且运动时间越长，损耗越多；因为位置1的位置最靠前，运动时间最短，机械能的损耗最少，所以机械能最大。
（2）网球的质量不变，位置3的高度最大，因此此点重力势能最大；
（3）根据机械能=动能+重力势能可知，当重力势能相等时，机械能最大，那么动能就最大。因为位置1时机械能最大，所以此时动能最大。
22．（2020九上·杭州月考）一个玩具汽车的内部电路如图所示，M
为一个“8 V 8 W”的电动机，接到电源电压恒定为 10 V 的电路中。电动机正常工作时，玩具汽车以1 m/s 的速度水平向右匀速行驶，受到的阻力为6 N， 则电动机的机械能转化效率为 ，滑动变阻器接入的电阻为 Ω，电动机的线圈阻值为 Ω。
【答案】75%；2；2
【知识点】功率计算公式的应用；能量利用效率；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据P机械=Fv计算出玩具汽车的机械功率，再根据计算出电动机的转化效率；
（2）根据计算出电动机的额定电流，再根据U变=U总-U计算出变阻器两端的电压，最后根据计算出变阻器接入的电阻；
（3）首先根据P线=P-P机械计算出电动机线圈的发热功率，再根据P线=I2R线计算出线圈电阻。
【解答】（1）玩具汽车的机械功率P机械=Fv=6N×1m/s=6W；
则电动机的转化效率：；
（2）电动机的额定电流；
变阻器两端的电压：U变=U总-U=10V-8V=2V；
变阻器加入的阻值为：。
（3）电动机线圈的发热功率P线=P-P机械=8W-6W=2W；
根据P线=I2R线得到：2W=(1A)2×R线；
解答：R线=2Ω。
三、实验探究题
23．（2018九上·温州期中）小南拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现不同的笔弹得高低不一样，他认为:笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢
猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
猜想②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
（1）为了验证猜想①，在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外，还需要控制 相同。
（2）实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请你从功和能的角度分析解释。 。
（3）在完成实验后，小南又用不同质量的小球(m1>m2)在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块，得到木块移动的距离分别为S1和S2，忽略小球自身摩擦对实验的影响。请你比较S1和S2的大小关系。 。
【答案】（1）弹簧形变程度
（2）小球动能越大，撞击木块时做功越多，木块获得的动能越大，木块克服摩擦力做功越多，又由于木块受到的摩擦力相同，所以距离越大。
（3）S1=S2
【知识点】实验方案设计与评价；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求，如果要验证猜想①中的因素，那么就要保证猜想②中的因素相同；
（2）在弹簧伸长，推动木块运动的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的动能再转化为木块的动能，而木块的动能靠它移动的距离反应；
（3）弹簧的弹性势能最终转化为木块的动能，而木块的移动的距离与它的动能大小成正比，据此解答。
【解答】（1）了验证猜想①，在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外，还需要控制弹簧形变程度相同。
（2）实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请从功和能的角度分析为：小球动能越大，撞击木块时做功越多，木块获得的动能越大，木块克服摩擦力做功越多，又由于木块受到的摩擦力相同，所以距离越大。
（3）在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放，那么弹簧的弹性势能相同，因此两个小球获得的动能相同，即转化为木块的动能也相同；因为木块克服摩擦做功消耗动能，而摩擦力不变，因此木块移动的距离相等，即S1=S2。
24．（2021九上·余杭期中）小阳和小乐在收听新闻中发现：海啸、山洪、泥石流、火山爆发等自然灾害频繁发生。他们分头查阅了许多资料，得到了如下的一些信息：
①发生海啸时，海洋中聚积的能量造成滔天巨浪，形成一堵堵水墙狠命向岸上拍击，造成严重的人员财产损失 ②潮汐能也是蕴含在海洋中的一种能量，利用潮汐来推动发电机发电的技术已日趋成 ③火山爆发时，将大量的地热能带到地面，炽热岩浆将所到之处的动植物化为焦土
④地热能，被看作是人类历史上开辟的又一个新能源，它可直接用在住宅取暖、温室、供热和工业上的发电
⑤水力发电是利用江河水流从高处流到低处释放的势能发电 ⑥雨季，长江洪水爆发，就会冲毁堤坝，淹没大批农田和城镇 ⑦泥石流经常突然爆发，所到之处破坏性极大，一切尽被摧毁 ⑧封山育林、停耕还林可以固结表土，降低泥石流的发生频率
（1）他们经过讨论将上述能量释放分为了两大类：一类属于有益的能量，如： (填序号)；另一类属于有害的能量，如： (填序号)。
（2）他们发现海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的 能和 能，一旦释放可以产生强大的破坏力。
（3）他们了解到灾害的直接原因是由动能引起的，他们又查阅了资料，得知动能的大小：Ek＝ mυ2。可以推断出动能大小跟物体的 和 有关。
【答案】（1）②④⑤；①③⑥⑦
（2）动；重力势能 (这两空位置可以换)
（3）质量；速度(这两空位置可以换)
【知识点】能量及其存在的不同形式；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)能够被人类利用的能量称为有益的能量；不能被人类利用，对环境造成破坏的能量称为有害能量；
(2)物体由于运动具有的能量叫动能，由于被举高而具有的能量叫重力势能；
(3)根据动能的公式分析动能的影响因素。
【解答】(1)有益的能量有②④⑤；害的能量有①③⑥⑦。
(2)海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的动能和重力势能，一旦释放可以产生强大的破坏力。
(3)根据动能的公式 Ek＝mυ2 可知，影响动能的因素为质量和速度。
四、解答题
25．（2021九上·嵊州期末）小明家的电热水器及其简化电路如图所示，R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，电热水器部分参数如表所示：
额定电压 220V
频率 50Hz
保温功率 220W
加热功率 2200W
水箱容量 50L(50kg)
（1）当S1和S2均闭合时，电热水器处于 状态。(选填“加热”或“保温”)
（2）电热丝R1的阻值是多少
（3）加热时流过电热丝R2的电流是多少？
（4）假设将一满箱水加热，温度升高22℃，用时40min，则电热水器的效率是多少 已知，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，Q=cm(t1-t0)。电热水器的效率等于水吸收的热量与热水器清耗的电能的比值（用百分比表示）。
【答案】（1）加热
（2）解：R1= =220欧
（3）解：P2=2200瓦-200瓦=1980瓦
I2= =9安
（4）解：Q=Cm(t1-t0)=4200 J/(Kg·℃) ×50Kg×22℃=4.62×106焦
W=Pt=2200瓦×40×60秒=5.28×106焦
η= =87.5%
【知识点】能量利用效率；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据功率公式比较两种状态下总功率的大小，从而确定对应的状态。
（2）根据公式 计算出R1的电阻；
（3）首先根据P2=P热-P保计算出R2的电功率，再根据 计算出通过它的电流。
（4）根据公式Q=cm(t1-t0)计算出水吸收的热量，再根据W=Pt计算出消耗的电能，最后根据 计算出电热水器的效率。
【解答】（1）当开关S1闭合时，只有R1工作，此时的总电阻为R1；
当开关S1和S2闭合时，R1与R2并联，此时的总电阻为R并；
则R1>R并；
根据公式可知，当电压相同时，功率与电阻成反比；
则功率P1
那么前者为保温状态，后者为加热状态。
26．（2021九上·杭州期中）一容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一天然气灶把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8×107J/m3，水的比热容4.2×103J/（kg ℃）。
（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）0.6m3的天然气完全燃烧释放的热量是多少？
（3）该热水器的实际效率是多少？
【答案】（1）解：水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×40kg×（60℃﹣10℃）＝8.4×106J；
答：这次加热过程中，水吸收的热量是8.4×106J；
（2）解：天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.6m3×2.8×107J/m3＝1.68×107J；
答：0.6m3的天然气完全燃烧释放的热量是1.68×107J；
（3）解：该热水器的实际效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝50%。
【知识点】能量利用效率；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据公式 Q吸＝cm（t﹣t0） 计算出水吸收的热量；
（2）根据公式 Q放＝Vq 计算出天然气完全燃烧释放的热量；
（3）根据公式 计算出该热水器的实际效率。
27．（2020九上·宁波月考）宁波市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为3.6×107J/m3。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6×103kg，那么10m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶100min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，求：
（1）这段时间内公交车牵引力所做功的功率。
（2）若10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收，则能将多少千克的水从0℃加热到刚沸腾？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，计算结果保留1位小数]
（3）这段时间内公交车发动机的效率是多大？
【答案】（1）解：公交车满载时的重力：G总=m总g=6×103kg×10N/kg=6×104N，
因公交车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，公交车受到的牵引力：F=f=0.05G总=0.05×6×104N=3000N，
公交车匀速行驶的速度：v=36km/h=10m/s，
这段时间内公交车牵引力所做功的功率：P=Fv=3000N×10m/s=3×104W
（2）解：10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量：Q放=Vq=10m3×3.6×107J/m3=3.6×108J，
由题知，水吸收的热量Q吸=Q放=3.6×108J，
标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸=c水m(t－t0)，可得加热水的质量：
（3）解：W=Pt′=3×104W×100×60s=1.8×108J，这段时间内公交车发动机的效率：
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；能量利用效率；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）首先根据 G总=m总g 计算出公交车的重力，再根据二力平衡的知识计算出公交车受到的牵引力，即 F=f=0.05G总 ，最后根据公式 P=Fv 计算出公交车的功率。
（2）首先根据公式 Q放=Vq 计算出甲烷完全燃烧放出的热量，再根据 Q吸=c水m(t－t0) 计算出加热水的质量。
（3）发动机的效率等于机械功与燃料放出热量的比值，首先根据 W=Pt′ 计算出发动机做的机械功，再根据 计算出发动机的效率。
1 / 1浙科版科学九年级上学期 第三单元 第八节 能量的转化与守恒 同步练习
一、单选题
1．（2022九上·西湖期末）近年来，杭州新能源电动车（如图所示）迅猛发展。下列用电器能量转换的形式与新能源电动车相同的是（ ）
A．电风扇 B．电灯 C．收音机 D．电饭锅
2．（2021九上·舟山月考）如图，AB、AC、AD为三个光滑斜面，其中AD为曲面，小球M从A点分别沿三个面自由滑下，撞击放在B、C、D三点完全相同的物块上，物块在粗糙程度相同的同一水平面上移动相同距离停下，则（ ）
A．物块克服阻力做功一样多 B．小球M对B点的动能最大
C．物块克服阻力做功C点最大 D．小球M对D点的动能最小
3．（2020九上·余姚月考）将规格都是“220V，180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱产生的热量最多 B． 电热毯产生的热量最多
C．电风扇产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
4．（2019九上·江北期末）2018年12月8日我国嫦娥4号月球探测器在西昌成功发射，经历了地月转移、近月制动、环月飞行、动力下降，最终在2019年1月3日实现了人类首次月球背面软着陆。右图是嫦娥4号发射时的壮观场景，其能量转化正确的是（ ）
A． 内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能
C．化学能→内能→重力势能 D．内能→化学能→重力势能
5．（2022九上·柯桥期末）如图所示是一款环保灯——重力灯，将18kg的重物挂在绳端，重物距地面2m高，松手后在0.5h时间内匀速下落着地，重物下落时拉动绳子带动发电机转动，使3只规格均为“1.5V 0.05W”的小灯泡正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．每次下落0.5h产生的电能为90J
B．每次下落过程中发电机输出电能为360J
C．本重力灯机械能转化为电能的效率为75%
D．本设计实现了无需消耗其他外界能量就能获得源源不断电能的目标
6．（2022九上·衢江期末）关于下列装置工作时发生能量转化的说法中，正确的是（ ）
A．干电池将电能转化为化学能 B．汽油机将内能转化为电能
C．电动机将电能转化为机械能 D．发电机将电能转化为内能
7．（2021九上·温州期末）2021年8月，全红婵在奥运会跳水项目的完美表现引起国人关注。图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，随后完成②③④动作。不考虑空气阻力，下列选项中能表示全红婵从起跳到即将入水的过程中，其机械能变化的图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．（2021九上·江北期末）2020年12月17日，探月工程“嫦娥五号”返回器成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。这次返回任务采用了高速再入轨道技术。返回轨道如图所示， 返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度过快存在燃烧殆尽的风险。以下有关返回器分析不正确的是（ ）
A． 返回过程中，返回器的机械能始终守恒
B．反弹过程中，返回器的动能部分转换为势能
C．返回过程中，返回器要克服摩擦力做功产生热能
D．每次进入大气层时，返回器的动能第二次比第一次小
9．（2022九上·慈溪竞赛）摆球从A点由静止释放，依次经过B、O、C到达右侧最高点D，如图所示。在这个过程中，摆球机械能最小的位置是（ ）
A．A位置 B．B位置 C．O位置 D．D位置
10．（2021九上·杭州月考）如图是某内燃机工作过程中的工作示意图，下列说法错误的是（ ）
A．热机的效率越高，做同样多的功消耗的燃料越少
B．这是压缩冲程，此冲程中机械能转化为内能
C．若该内燃机的转速为2400r/min，则该内燃机在1S内做功40次
D．这个冲程不给外界提供动力，靠飞轮的惯性完成
11．（2021九上·义乌期中）英英在参加运动会体能测试中涉及的科学知识，下列说法中正确的是（ ）
A． 1分钟跳绳﹣﹣每次跳绳人克服重力做功约3焦
B． 立定跳远﹣﹣人蹬地起跳，机械能转化为化学能
C． 掷实心球﹣﹣在最高点B时实心球重力势能、动能都不为零
D． 800m测试﹣﹣人到达终点后停下来，惯性不存在
12．下列四种过程中，只发生能量的转移而不发生能量转化的是（ ）。
A．烧水时，水蒸气顶起壶盖
B．给电动自行车的蓄电池充电
C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
D．闭合开关后，小灯泡发光
13．如果甲热机的效率比乙热机的效率高，则可以说（ ） 。
A．甲热机的功率比乙热机的大
B．在单位时间内甲热机消耗的燃料比乙热机的少
C．甲热机的转速比乙热机的大
D．甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大
14．（2020九上·杭州月考）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的 O 点，自由伸长到 B 点，小科用该装置进行了两次实验：第一次将一小物体 m 靠在弹簧旁，但不固定，并把弹簧压缩到A 点，然后释放，小物体能运动到 C 点静止，测量 AC 长度为 L；第二次将物体 m 系在弹簧上，也在 A 点由静止释放，直到最后静止，小物体通过的总路程为 S．若物体与水平地面间的滑动摩擦力大小不变，试判断下列说法中正确的是（ ）
A．第一次，物体从A 到B 动能越来越大，从 B 到C 动能越来越小
B．第二次物体静止后，弹簧可能存在弹性势能
C．第二次物体运动的总距离 S 一定等于 L
D．第二次物体一定停在B 点
15．（2019九上·秀洲期末）如图，铜质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。在此过程中，下列分析不正确的是（ ）
A．铜环在下落过程中部分机械能转化为电能
B．铜环落到桌面停止时其温度可能升高
C．铜环在下落过程中铜环的重力是做功的
D．铜环在下落过程中的机械能是守恒的
二、填空题
16．（2021九上·舟山月考）我们学习了能的转化和守恒定律后，用学过的知识回答下列问题。
（1）当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使竹竿和手的温度升高。但是，相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，这个现象表明，能量的转移和转化有一定的 。
（2）如图所示A物体上升，B物体下降，这过程能量发生了 （填“转移”或“转化”）。
17．（2021九上·嵊州期末）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 (选填“增大”、“不变”或“减小”)
（2）小球能到达最高点的高度h1 h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
18．（2021九上·金华期中）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。( 忽略空气阻力)
（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 。
（2）C点距离水平面的高度为 。
19．（2021九上·金东期末）沿海及岛屿地区是风能资源最丰富的区域之一。虽然我国风力发电占世界第一，但海上风电刚刚起步，截止2019年仅占全国风电的3%，未来有望成为第三大电力来源。
（1）风能资源实际上是空气的 能。
（2）在风力发电过程中，风能转化为 能。
20．（2020九上·新昌月考）过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，小江同学制作了一个过山车模型，如图所示，他把重力为G的铁球放在A点，然后让它沿轨道滚下，轨道的右侧有一弹簧，铁球先后经过B、C、D点，到达E点，已知B点离台面高度为零，A、D点离台面的高度分别为hA、hD（整个过程中不计摩擦及能量损耗）
， 则从A位置到B位置铁球的重力做功是 ；C点小球具有的机械能大小 ；当到达E点时，弹簧最短，小球的速度变为零，小球 （选填“处于”“不处于”）平衡状态；铁球从A运动到E的过程中，弹簧的弹性势能增加量为 ．
21．（2020九上·滨江期中）网球落到水平地面后又会跳起来。如图是用频闪照相机拍摄的记录一只网球落地后运动过程的照片，照片中位置1和位置2高度相等，位置3高于位置1和2。则三个位置中机动能最大的是 ；重力势能最大的是 ；机械能最大的是 。(填序号)
22．（2020九上·杭州月考）一个玩具汽车的内部电路如图所示，M
为一个“8 V 8 W”的电动机，接到电源电压恒定为 10 V 的电路中。电动机正常工作时，玩具汽车以1 m/s 的速度水平向右匀速行驶，受到的阻力为6 N， 则电动机的机械能转化效率为 ，滑动变阻器接入的电阻为 Ω，电动机的线圈阻值为 Ω。
三、实验探究题
23．（2018九上·温州期中）小南拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现不同的笔弹得高低不一样，他认为:笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢
猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
猜想②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
（1）为了验证猜想①，在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外，还需要控制 相同。
（2）实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请你从功和能的角度分析解释。 。
（3）在完成实验后，小南又用不同质量的小球(m1>m2)在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块，得到木块移动的距离分别为S1和S2，忽略小球自身摩擦对实验的影响。请你比较S1和S2的大小关系。 。
24．（2021九上·余杭期中）小阳和小乐在收听新闻中发现：海啸、山洪、泥石流、火山爆发等自然灾害频繁发生。他们分头查阅了许多资料，得到了如下的一些信息：
①发生海啸时，海洋中聚积的能量造成滔天巨浪，形成一堵堵水墙狠命向岸上拍击，造成严重的人员财产损失 ②潮汐能也是蕴含在海洋中的一种能量，利用潮汐来推动发电机发电的技术已日趋成 ③火山爆发时，将大量的地热能带到地面，炽热岩浆将所到之处的动植物化为焦土
④地热能，被看作是人类历史上开辟的又一个新能源，它可直接用在住宅取暖、温室、供热和工业上的发电
⑤水力发电是利用江河水流从高处流到低处释放的势能发电 ⑥雨季，长江洪水爆发，就会冲毁堤坝，淹没大批农田和城镇 ⑦泥石流经常突然爆发，所到之处破坏性极大，一切尽被摧毁 ⑧封山育林、停耕还林可以固结表土，降低泥石流的发生频率
（1）他们经过讨论将上述能量释放分为了两大类：一类属于有益的能量，如： (填序号)；另一类属于有害的能量，如： (填序号)。
（2）他们发现海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的 能和 能，一旦释放可以产生强大的破坏力。
（3）他们了解到灾害的直接原因是由动能引起的，他们又查阅了资料，得知动能的大小：Ek＝ mυ2。可以推断出动能大小跟物体的 和 有关。
四、解答题
25．（2021九上·嵊州期末）小明家的电热水器及其简化电路如图所示，R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，电热水器部分参数如表所示：
额定电压 220V
频率 50Hz
保温功率 220W
加热功率 2200W
水箱容量 50L(50kg)
（1）当S1和S2均闭合时，电热水器处于 状态。(选填“加热”或“保温”)
（2）电热丝R1的阻值是多少
（3）加热时流过电热丝R2的电流是多少？
（4）假设将一满箱水加热，温度升高22℃，用时40min，则电热水器的效率是多少 已知，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，Q=cm(t1-t0)。电热水器的效率等于水吸收的热量与热水器清耗的电能的比值（用百分比表示）。
26．（2021九上·杭州期中）一容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一天然气灶把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8×107J/m3，水的比热容4.2×103J/（kg ℃）。
（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）0.6m3的天然气完全燃烧释放的热量是多少？
（3）该热水器的实际效率是多少？
27．（2020九上·宁波月考）宁波市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为3.6×107J/m3。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6×103kg，那么10m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶100min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，求：
（1）这段时间内公交车牵引力所做功的功率。
（2）若10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收，则能将多少千克的水从0℃加热到刚沸腾？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，计算结果保留1位小数]
（3）这段时间内公交车发动机的效率是多大？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】分析各个选项中包含的能量转化过程即可。
【解答】电动机行驶时，将电能转化为机械能。
A.电风扇，将电能转化为机械能，故A符合题意；
B.电灯，将电能转化为内能，故B不合题意；
C.收音机，将电能转化为声能，故C不合题意；
D.电饭锅，将电能转化为内能，故D不合题意。
故选A。
2．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据W=fs判断；
（2）（3）（4）根据W=Gh比较小球的重力做的功，即确定重力势能的大小，再根据动能和重力势能的转化比较动能的大小。
【解答】物块完全相同，则它在水平面上受到的摩擦力f相等，且三个物块移动的距离s相等，根据W=fs可知，物块客服阻力做功一样多，故A正确；
小球M的重力相同，下落的高度相同，根据W=Gh可知，重力做功相同，则小球到达三个位置时的动能相等，故B、C、D错误。
故选A。
3．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的过程分析即可。
【解答】电冰箱将电能转化为压缩机的机械能和内能，电风扇将电能转化为机械能和内能，电热毯将电能全部转化为内能，因此产生热量最多的是电热毯，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
4．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】嫦娥四号靠运载火箭的携带离开地球，而运载火箭燃烧液氢和液氧，主要从燃料燃烧、腾空飞行两个方面描述能量转化即可。
【解答】运载火箭燃烧燃料，将燃料的化学能转化为内能，然后再将内能转化为火箭的机械能，故B正确。
故选B。
5．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；能量利用效率；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算产生的电能；
（2）利用W电=Pt求灯泡消耗的电能。
（3）根据公式计算电能的转化效率；
（4）根据能量转化的知识判断。
【解答】A.重物重力：G=mg=18kg×10N/kg=180N，
每次下落0.5h产生的电能为：W=Gh=180N×2m=360J，故A错误；
B.小灯泡正常发光时的功率：P=3P额=0.05W×3=0.15W，
0.5h内小灯泡消耗的电能：W电=Pt=0.15W×30×60s=270J，故B错误；
C.机械能转化为电能的效率：，故C正确；
D.本设计将机械能转化为电能，并不是没有能量损耗，故D错误。
故选C。
6．【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向。
【解答】干电池将化学能转化为电能，A错误；
汽油机将化学能转化为机械能，B错误；
电动机将电能转化为机械能，C正确；
发电机将机械能转化为电能，D错误；
故选C。
7．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】从①到②的过程中，跳板的弹性势能会转化为运动员的机械能，这段时间内它的机械能增大；
从②到③到④的过程中，不计空气阻力，则机械能守恒，也就是她的机械能保持不变。
故选B。
8．【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.返回过程中，返回器的机械能不断的转化为内能，因此机械能不断减小，故A错误符合题意；
B.反弹过程中，返回器的高度增大，则动能部分转换为重力势能，故B正确不合题意；
C.返回过程中，返回器要克服摩擦力做功产生热能，故C正确不合题意；
D.每次进入大气层时，返回器的动能第二次比第一次小，故D正确不合题意。
故选A。
9．【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据机械能与内能的转化的知识判断。
【解答】根据图片可知，A为开始时的最高点，D为结束时的最高点，二者的动能都为零，D点的重力势能小于A点。根据“机械能=动能+重力势能”可知，D点的机械能小于A点，因此摆球在运动过程中有能量损失，即运动时间越长，能量损失越多，则D点机械能最小，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
10．【答案】C
【知识点】能量利用效率；热机
【解析】【分析】（1）根据热机效率的公式判断；
（2）根据气门的关闭和活塞的运行方向，确定冲程的名称，说明其能量转化过程。
（3）四冲程内燃机中，曲轴转动2次，做功1次。
（4）根据热机的工作过程判断。
【解答】根据公式可知，当做的功相同时，热机的效率越大，消耗的燃料的质量m越小，故A正确不合题意；
两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将活塞的机械能转化为气体的内能，故B正确不合题意；
若转速为2400r/min，则每秒内转动：2400r÷60=40r。因为转2圈做功1次，所以1s内做功次数：40÷2=20，故C错误符合题意；
这个冲程不给外界提供动力，依靠飞轮的惯性完成，故D正确不合题意。
故选C。
11．【答案】C
【知识点】惯性；功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算每次跳绳克服重力做功；
（2）根据人体的能量转化判断；
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关；
（4）惯性只与物体的质量有关。
【解答】A.英英的体重大约500N，则每次跳绳克服重力做功：W=Gh=500N×0.06m=30J，故A错误；
B.人蹬地起跳时，将人体的化学能转化为机械能，故B错误；
C.实心球在最高点时，由于被举高，因此具有重力势能；由于水平方向上的速度不为零，因此有动能，故C正确；
D.人到达终点后停下来，质量不变，因此惯性仍然存在，且大小不变，故D错误。
故选C。
12．【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】分析各个选项中的能量变化即可。
【解答】A.烧水时，水蒸气顶起壶盖，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故A不合题意；
B.给电动自行车的蓄电池充电，将电能转化为化学能，故B不合题意；
C.冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，将手的内能转移到金属杆上，故C符合题意；
D.闭合开关后，小灯泡发光，将电能转化为光能和热能，故D不合题意。
故选C。
13．【答案】D
【知识点】能量利用效率
【解析】【分析】热机的效率等于产生的机械能与燃料完全燃烧放出热量的比值，据此分析判断。
【解答】A.热机的效率与功率没有关系，故A错误；
B.热机的效率与单位时间内消耗燃料的多少无关，故B错误；
C.热机的效率与转速无关，故C错误；
D.甲热机的效率高，其实就是甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大，故D正确。
故选D。
14．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）当合力与运动方向相同时，物体作加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力方向与运动方向相反时，物体作减速运动；
（2）根据二力平衡的知识分析即可；
（3）根据能量转化的知识和二力平衡的知识判断；
（4）根据（3）中的分析判断。
【解答】第一次，物体从A到B弹力越来越小而摩擦力大小不变，肯定有一个时刻弹力和摩擦力相等，即此时合力为零，因此物体从A到B先加速后减速，所以动能先增大后减小。到B点时弹力为0，从B到C点物体只受摩擦力，合力向左，与运动方向相反，因此速度不断减小，所以动能越来越小，故A错误；
第二次物体静止后，可能弹力和摩擦力相互平衡，即弹簧可能发生形变，所以弹簧可能存在弹性势能，故B正确；
第二次，如果弹性势能全部转化为内能（即克服摩擦力做功），且摩擦力恒定，那么物体可以停在B点，那么S=L；如果弹性势能没有全部转化成内能（即还有一点弹性势能），那么物体可以停在B点左侧或者右侧，靠摩擦力和弹力平衡就可以静止，摩擦力恒定，所以S＜L，故C、D错误。
故选B。
15．【答案】D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】铜质金属环从上方由静止开始下落时，到达S极过程中：穿过铜环的磁通量先增加后减小；从S极下落到磁铁中点的过程中：穿过铜环的磁能量增加；从中点落到地面的过程中：穿过铜环的磁通量减小。
【解答】ABD、铜环在下落的过程中，穿过铜环的磁通量一直在变化，也就是有感应电流产生，也产生了一部分电热，总能量等于电热加铜环的机械能，机械能不守恒，故AB正确，但不符合题意，D错误，但符合题意；
C、铜环在下落的过程中，在重力的作用下通过一定的距离，重力做功，故C正确，但不符合题意；
故选D。
16．【答案】（1）方向性
（2）转移
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化和转移的方向性的定义解答；
（2）根据机械能的变化分析。
【解答】（1）当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使竹竿和手的温度升高。但是，相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，这个现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。
（2）A物体上升，则它的重力势能增大；B物体下降，则它的重力势能减小，则这个过程发生了能量的转移。
17．【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）分析小球运动过程中是否存在能量的损失即可；
（2）首先分析最高点时二者速度的大小，然后确定该点时动能的大小，进而确定重力势能的大小，最后比较最高点的高度大小。
【解答】（1）小球在沿斜面上升过程中，斜面光滑，即不会克服阻力而消耗机械能，因此其机械能总量不变。
（2）小球在斜面上到达最高点时，它的速度为零，动能为零；小球被抛出到达最高点时，它在水平方向上的速度不为零，即动能不为零。根据机械能=动能+重力势能可知，前面的重力势能肯定大于后者的重力势能，即前面到达的高度大于后者的高度，也就是h1>h2。
18．【答案】（1）mgH
（2）2h－H
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算出重力做的功；
（2）物体在水平面上损失的机械能等于物体在A、B两处时重力势能的差值。而物体最终达到C点时，在水平面上往复两次，用A点的机械能减去两次消耗的机械能，得到C点的机械能，最后再计算C点的高度即可。
【解答】（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为：W=Gh=mgH；
（2）物体在水平面上运动一次消耗的机械能：mgH-mgh=mg（H-h）；
物体再次回到C点时的机械能：mgH-2mg（H-h）=2mgh-mgh；
则C点的高度为：。
19．【答案】（1）动(机械)
（2）电
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）风由空气流动形成；
（2）根据能量转化的知识解答。
【解答】（1）风能资源实际上是空气的动(机械)能。
（2）在风力发电过程中，风能转化为电能。
20．【答案】GhA；GhA；不处于；G（hA﹣hD）
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算铁球重力做的功；
（2）根据机械能守恒计算C点小球的机械能；
（3）当物体受到的合外力为零时，才处于平衡状态；
（4）根据能量转化和守恒定律计算即可。
【解答】（1）铁球从A到B下降的高度为hA，那么铁球重力做功：W=GhA；
（2）由于整个过程中没有摩擦和能量损耗，所以机械能守恒，即C点的机械能等于A点的机械能。
A点时动能为零，而重力势能为GhA，所以机械能=动能+重力势能=GhA，那么C点的机械能为GhA。
（3）当到达E点时，弹簧最短，小球的速度变为零，此时铁球只受水平向左的弹力作用，处于非平衡状态；
（4）铁球在A点的机械能为GhA，在D点的重力势能为GhD，那么此时的动能为：GhA-GhD=G（hA-hD）。到达E点时，小球动能为零，全部转化为弹性势能，因此弹性势能的增加量为G（hA-hD）。
21．【答案】1；3；1
【知识点】能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】根据图片可知，网球到达的最高点的高度越来越小，说明在运动过程中有能量损耗，且运动时间越长，损耗越多，据此分析机械能的大小变化，再根据重力势能与高度的关系判断重力势能的变化，最后根据机械能=动能+重力势能判断动能的变化即可。
【解答】（1）根据图片可知，网球到达的最高点的高度越来越小，说明在运动过程中有能量损耗，且运动时间越长，损耗越多；因为位置1的位置最靠前，运动时间最短，机械能的损耗最少，所以机械能最大。
（2）网球的质量不变，位置3的高度最大，因此此点重力势能最大；
（3）根据机械能=动能+重力势能可知，当重力势能相等时，机械能最大，那么动能就最大。因为位置1时机械能最大，所以此时动能最大。
22．【答案】75%；2；2
【知识点】功率计算公式的应用；能量利用效率；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据P机械=Fv计算出玩具汽车的机械功率，再根据计算出电动机的转化效率；
（2）根据计算出电动机的额定电流，再根据U变=U总-U计算出变阻器两端的电压，最后根据计算出变阻器接入的电阻；
（3）首先根据P线=P-P机械计算出电动机线圈的发热功率，再根据P线=I2R线计算出线圈电阻。
【解答】（1）玩具汽车的机械功率P机械=Fv=6N×1m/s=6W；
则电动机的转化效率：；
（2）电动机的额定电流；
变阻器两端的电压：U变=U总-U=10V-8V=2V；
变阻器加入的阻值为：。
（3）电动机线圈的发热功率P线=P-P机械=8W-6W=2W；
根据P线=I2R线得到：2W=(1A)2×R线；
解答：R线=2Ω。
23．【答案】（1）弹簧形变程度
（2）小球动能越大，撞击木块时做功越多，木块获得的动能越大，木块克服摩擦力做功越多，又由于木块受到的摩擦力相同，所以距离越大。
（3）S1=S2
【知识点】实验方案设计与评价；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求，如果要验证猜想①中的因素，那么就要保证猜想②中的因素相同；
（2）在弹簧伸长，推动木块运动的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的动能再转化为木块的动能，而木块的动能靠它移动的距离反应；
（3）弹簧的弹性势能最终转化为木块的动能，而木块的移动的距离与它的动能大小成正比，据此解答。
【解答】（1）了验证猜想①，在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外，还需要控制弹簧形变程度相同。
（2）实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请从功和能的角度分析为：小球动能越大，撞击木块时做功越多，木块获得的动能越大，木块克服摩擦力做功越多，又由于木块受到的摩擦力相同，所以距离越大。
（3）在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放，那么弹簧的弹性势能相同，因此两个小球获得的动能相同，即转化为木块的动能也相同；因为木块克服摩擦做功消耗动能，而摩擦力不变，因此木块移动的距离相等，即S1=S2。
24．【答案】（1）②④⑤；①③⑥⑦
（2）动；重力势能 (这两空位置可以换)
（3）质量；速度(这两空位置可以换)
【知识点】能量及其存在的不同形式；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)能够被人类利用的能量称为有益的能量；不能被人类利用，对环境造成破坏的能量称为有害能量；
(2)物体由于运动具有的能量叫动能，由于被举高而具有的能量叫重力势能；
(3)根据动能的公式分析动能的影响因素。
【解答】(1)有益的能量有②④⑤；害的能量有①③⑥⑦。
(2)海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的动能和重力势能，一旦释放可以产生强大的破坏力。
(3)根据动能的公式 Ek＝mυ2 可知，影响动能的因素为质量和速度。
25．【答案】（1）加热
（2）解：R1= =220欧
（3）解：P2=2200瓦-200瓦=1980瓦
I2= =9安
（4）解：Q=Cm(t1-t0)=4200 J/(Kg·℃) ×50Kg×22℃=4.62×106焦
W=Pt=2200瓦×40×60秒=5.28×106焦
η= =87.5%
【知识点】能量利用效率；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据功率公式比较两种状态下总功率的大小，从而确定对应的状态。
（2）根据公式 计算出R1的电阻；
（3）首先根据P2=P热-P保计算出R2的电功率，再根据 计算出通过它的电流。
（4）根据公式Q=cm(t1-t0)计算出水吸收的热量，再根据W=Pt计算出消耗的电能，最后根据 计算出电热水器的效率。
【解答】（1）当开关S1闭合时，只有R1工作，此时的总电阻为R1；
当开关S1和S2闭合时，R1与R2并联，此时的总电阻为R并；
则R1>R并；
根据公式可知，当电压相同时，功率与电阻成反比；
则功率P1那么前者为保温状态，后者为加热状态。
26．【答案】（1）解：水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×40kg×（60℃﹣10℃）＝8.4×106J；
答：这次加热过程中，水吸收的热量是8.4×106J；
（2）解：天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.6m3×2.8×107J/m3＝1.68×107J；
答：0.6m3的天然气完全燃烧释放的热量是1.68×107J；
（3）解：该热水器的实际效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝50%。
【知识点】能量利用效率；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据公式 Q吸＝cm（t﹣t0） 计算出水吸收的热量；
（2）根据公式 Q放＝Vq 计算出天然气完全燃烧释放的热量；
（3）根据公式 计算出该热水器的实际效率。
27．【答案】（1）解：公交车满载时的重力：G总=m总g=6×103kg×10N/kg=6×104N，
因公交车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，公交车受到的牵引力：F=f=0.05G总=0.05×6×104N=3000N，
公交车匀速行驶的速度：v=36km/h=10m/s，
这段时间内公交车牵引力所做功的功率：P=Fv=3000N×10m/s=3×104W
（2）解：10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量：Q放=Vq=10m3×3.6×107J/m3=3.6×108J，
由题知，水吸收的热量Q吸=Q放=3.6×108J，
标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸=c水m(t－t0)，可得加热水的质量：
（3）解：W=Pt′=3×104W×100×60s=1.8×108J，这段时间内公交车发动机的效率：
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；能量利用效率；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）首先根据 G总=m总g 计算出公交车的重力，再根据二力平衡的知识计算出公交车受到的牵引力，即 F=f=0.05G总 ，最后根据公式 P=Fv 计算出公交车的功率。
（2）首先根据公式 Q放=Vq 计算出甲烷完全燃烧放出的热量，再根据 Q吸=c水m(t－t0) 计算出加热水的质量。
（3）发动机的效率等于机械功与燃料放出热量的比值，首先根据 W=Pt′ 计算出发动机做的机械功，再根据 计算出发动机的效率。
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