14.3 能量的转化和守恒 同步练习 2022－2023学年上学期广东省九年级物理期末试题选编 （有解析）

14.3 能量的转化和守恒
一、单选题
1．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒精，然后将一个空的纸杯迅速套上，用手拿着这个“冲天炮”对着前方点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞出去，下列说法正确的是（　　）
A．酒精燃烧时，将化学能转化为机械能
B．纸杯飞出去的过程，相当于内燃机的排气冲程
C．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功
D．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小
2．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）下列说法正确的是（　　）
A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化
C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况
D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
3．（2022秋·广东梅州·九年级平远县平远中学校考期末）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
4．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）芬兰奥卢大学的研究团队研发出一种新型钙钛矿材料。该材料可在光照、温度和所受压力变化的情况下产生电能，有着非常广阔的应用前景，该材料不能直接实现的能量转化是（　　）
A．化学能→电能 B．内能→电能
C．机械能→电能 D．光能→电能
5．（2022秋·广东阳江·九年级统考期末）下列过程中，将内能转化为机械能的是（　　）
A．汽油机的压缩冲程 B．水蒸气顶起水壶盖的过程
C．小孩沿滑梯下滑的过程 D．流星在大气层中穿行的过程
6．（2022秋·广东惠州·九年级统考期末）苹果从高处落下，它减少的重力势能等于增加的动能（不计空气阻力），这一过程所遵循的物理规律是（　　）
A．焦耳定律
B．欧姆定律
C．能量守恒定律
D．牛顿第一定律
7．（2022秋·广东肇庆·九年级统考期末）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
8．（2022秋·广东梅州·九年级统考期末）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合．该过程中发生的能量转换是（　　）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
二、填空题
9．（2022秋·广东珠海·九年级统考期末）我国长征系列运载火箭以“一箭三星”的方式点火起飞，随后卫星顺利进入轨道。火箭常用液态氢作燃料，主要是因为它的 较大；在上升过程中，燃料的 能转化为 能，再转化为火箭的机械能。
10．（2022秋·广东珠海·九年级统考期末）如图所示是小朋友玩摔炮的情景。摔炮与地面发生碰撞时，通过 的方式使它的内能增大，导致火药爆炸。爆炸时火药的 能转化为其他形式的能量，爆炸过程 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。

11．（2022秋·广东珠海·九年级统考期末）中国女篮获世界杯亚军，振奋全国人民。如图1所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在 点动能最大。图2为它在等高点B和D的能量柱状图，则篮球在B点的机械能 （选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。整个过程能量的总量 （选填“守恒”或“不守恒”）。
12．（2022秋·广东阳江·九年级统考期末）自行车下坡时，不蹬踏板速度也会越来越快，在此过程中，自行车的重力势能逐渐 ，动能逐渐 ，自行车的机械能逐渐 （均填“变大”或“变小”或“不变”）。
13．（2022秋·广东珠海·九年级统考期末）明朝时我国发明一种叫“火龙出水”的火箭，以黑火药为燃料；点火后，燃料的 能转化为 能，再转化为火箭的机械能，使火箭运动；现代火箭采用液态氢做燃料，是因为它的 大。
14．（2022秋·广东东莞·九年级校联考期末）用知识解决问题：
（1）小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚；当身体进入水中时，觉得水非常凉，原因是根据公式Q＝cmΔt可知，相同质量的海水和沙子相比，在同样受热时，吸收的热量 （选填“相同”或“不相同”），由于水的比热容比沙子 （选填“大”或“小”），沙子升高的温度比海水 （选填“多”或“少”）。
（2）如图甲所示，小朋友从滑梯上滑下来臀部会感到灼热，这是什么？
答：因为小朋友从滑梯上滑下来时， 转化为内能，内能 （选填“增加”或“减少”），温度升高，所以臀部会感到灼热。
（3）如图乙所示是用相同的热源加热、质量为1.5kg的冰的熔化全过程，根据图像请求出a～b段，它吸收的热量是 J[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]。
15．（2022秋·广东揭阳·九年级统考期末）如图所示，用酒精灯给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
（1）酒精燃烧过程中能量的转化情况是 ；
（2）酒精灯给水加热是通过 方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）水蒸气将木塞推出的过程与内燃机 冲程的原理相同；在内燃机能量损失中， 带走的能量最多。
16．（2022秋·广东湛江·九年级统考期末）如图中的小孩从滑梯上滑下，臀部会感觉很烫，说明了 可以改变物体的内能，小孩的机械能 （选填“增加”、“不变”或“减少”），在此过程中，能量发生了转化，能量 （选填“是”、“不是”）守恒的。
17．（2022秋·广东河源·九年级校考期末）如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时， 转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和 （选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有 性。
18．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）(1)不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如下图所示。以下事例中分别属于哪些能量转化（只需考虑最主要的能量转化），请将下图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。
例：电热水器工作时K；
①热机的压缩冲程 ；
②给某锂电池充电时 ；
③植物吸收太阳光进行光合作用 ；
④电动机带动水泵把水送到高处 ；
(2)如下图所示是某装置工作时的能量流向图，请根据图中信息判断，此装置可能是 （选填“热机”或“电灯”或“电风扇”），效率为 ，热量的损失应为 J。
三、计算题
19．（2022秋·广东广州·九年级华南师大附中校考期末）如图所示，用叉车把重为 G=1200N 的物体从A 点竖直向上举高至 B 点，叉车所用的燃料油的热值q = 4.0 ×107 J/kg，叉车的综合效率为10%；叉车发生故障时， 工人用平行于斜面的拉力 F=600N 把物体沿斜面从C 点匀速拉至与B 等高的D 点。相关距离如图，求：
（1）叉车将物体从A 点竖直向上举高至B 点做的有用功；
（2）若连续提升 50 个这样的物体，叉车消耗的燃料油质量；
（3）工人用斜面拉物体时的机械效率。
四、综合题
20．（2022秋·广东肇庆·九年级统考期末）运用知识解决问题：
（1）小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为：水的比热容 ，海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水 ；
（2）下列现象中，属于机械能转化为内能的是 （填字母）；
A．航天飞行器穿越大气层时表面发热
B．冬天用热水袋取暖
C．放爆竹时，爆竹腾空而起
D．电灯发出光和热
（3）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的 小且 大；
（4）“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降， 减小，这是通过 的方式改变物体的内能。
参考答案：
1．D
【详解】A．酒精燃烧时，将化学能转化为内能，故A错误；
B．纸杯飞出去的过程，燃气的内能转化为纸杯的机械能，相当于内燃机的做功冲程，故B错误；
C．纸杯飞出去时，燃气对纸杯做了功，故C错误；
D．纸杯飞出去时，燃气对纸杯做了功，易拉罐内气体的内能减小，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误；
B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；
C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；
D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。
故选B。
3．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。
4．A
【详解】A．由题意可知，该材料不是在发生化学变化时产生电能，故不能直接实现从化学能向电能的转化，故A符合题意；
B．根据题意，该材料可以在温度变化的情况下产生电能，故可以将内能转化为电能，故B不符合题意；
C．根据题意，该材料可以在压力变化的情况下产生电能，故可以将机械能转化为电能，故C不符合题意；
D．根据题意，该材料可以在光照的情况下产生电能，故可以将光能转化为电能，故D不符合题意。
故选A。
【点睛】本题考查有关能量的转化，正确理解题意中“该材料可在光照、温度变化、压力变化的情况下产生电能”是本题解答的突破口。
5．B
【详解】A．汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，故A错误；
B．水蒸气顶起水壶盖的过程，内能转化为机械能，故B正确；
C．小孩沿滑梯下滑的过程，机械能转化为内能，故C错误；
D．流星在大气层中穿行的过程机械能转化为内能，故D错误。
选B。
6．C
【详解】苹果从高处落下，重力势能转化为动能，它减少的重力势能等于增加的动能（不计空气阻力），机械能的总量保持不变，遵循能量守恒定律。
故选C。
7．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。
8．C
【详解】解：太阳能板把太阳能（光能）转化为电能，供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；综上所述此过程中发生的能量转换与答案C一致，故答案为C.
点睛：太阳能电池板，把太阳能转化为电能，电动机把电能转化为机械能．
9． 热值 化学 内
【详解】[1]火箭采用液态氢作为燃料，是因为液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料，液态氢可以放出更多的热量。
[2][3]火箭从地面向上加速运动的过程中，火箭内燃料燃烧时将化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能。
10． 做功 化学 遵循
【详解】[1]鞭炮与地面发生碰撞时，对鞭炮做功，内能增加，温度升高，导致火药爆炸。
[2]爆炸时火药的化学能转化为其他形式的能量。
[3]爆炸过程遵循能量守恒定律。
11． A 大于 守恒
【详解】[1]离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在A点时速度最大，则在A点动能最大。
[2][3]根据篮球在等高点B和D的能量柱状图可知，篮球在B点和D点重力势能相等，在D点的动能小于在C点的动能，动能和势能统称为机械能，则篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。根据能量守恒定律可知，整个过程能量的总量守恒。
12． 变小 变大 变小
【详解】[1]自行车在下坡过程中，质量不变，高度减小，所以其重力势能变小。
[2]自行车在下坡过程中，质量不变，速度变大，所以其动能变大。
[3]自行车下坡过程中要克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能变小。
13． 化学 内 热值
【详解】[1][2]火箭以黑火药为燃料，点火后，燃料燃烧，化学能转化为内能，内能对外做功，内能转化为机械能。
[3]现代火箭采用液态氢做燃料，是因为它的热值大，燃烧相同质量的燃料，它放出的热量较多。
14． 相同 大 多 机械能 增加
【详解】（1）[1]在同样受热时，海水和沙子吸收的太阳光的热量相同。
[2][3]水的比热容比沙子大，由Q＝cmΔt可知，相同质量的海水和沙子，吸收相同热量后，沙子升高的温度比海水多。
（2）[4][5]小朋友从滑梯上滑下来时，克服摩擦力做功，产生热量，将机械能转化为内能，内能增大，温度升高，所以臀部会感到灼热。
（3）[6]冰熔化为水，质量不发生改变，仍为1.5kg，由图得，第7min冰熔化结束，水从第7min加热到第9min，温度从0℃上升到6℃，两分钟内，水吸收的热量为
由图得，熔化从3min开始熔化，7min熔化结束，熔化过程经历了4min，实验过程采用相同的热源加热，因此冰熔化过程吸收的热量为
15． 化学能转化为内能 热传递 减小 做功 废气
【详解】（1）[1]酒精灯燃烧过程将化学能转化为内能。
（2）[2]用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增加的。
[3]软木塞冲出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，则水蒸气内能变小。
（3）[4][5]木塞被推出时，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与内燃机做功冲程的原理相同；热机的各种损失中，废气的温度较高，废气带走的能量最多。
16． 做功 减小 是
【详解】[1][2]小孩从滑梯上滑下时，摩擦力对小孩做功把机械能转化为内能，所以机械能减小，此过程是通过做功来改变内能的。
[3]小孩从滑梯上滑下的过程中机械能转化为内能，能量发生了转化，根据能量守恒定律，能量的总量保持不变。
17． 机械 不变 方向
【详解】[1]平衡车刹车时，机械能减小，故是将机械能转化为内能的。
[2]由能量守恒定律可知在此过程中能量的总和不变。
[3]机械能能够转化为内能，而散失在空气的中的内能无法再利用，故能量的转移和转化是具有方向性的。
18． C J G A 热机
【详解】(1)[1]热机的压缩冲程中活塞的机械能转化为空气的内能，故对应C。
[2]给某锂电池充电时，电能转化为化学能储存在电池中，故对应J。
[3]植物吸收太阳光进行光合作用，把光能转化为化学能，故对应G。
[4]电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为水的机械能，故对应A。
(2)[5]由图可知，该装置把内能转化为机械能，热机的做功冲程就是把内能转化为机械能，故此装置可能是热机。
[6]此装置的效率为
[7]热量的损失为输入的内能与输出的机械能的差值，即
19．（1）3600J；（2）0.045kg；（3）75%
【详解】解：（1）叉车将物体从A 点竖直向上举高至B 点做的有用功
W有=Gh=1200N×3m=3600J
（2）连续提升50个这样的物体，叉车所做的功为
W=50W有=50×3600J=1.8×105J
燃料油放出的热量为
叉车消耗的燃料油质量
（3）工人用斜面拉物体时所做的总功为
W总=Fs=600N×8m=4800J
工人用斜面拉物体时的机械效率
答：（1）叉车将物体从A 点竖直向上举高至B 点做的有用功为3600J；
（2）若连续提升 50 个这样的物体，叉车消耗的燃料油质量为0.045kg；
（3）工人用斜面拉物体时的机械效率为75%。
20． 大 小 A 密度 热值 内能 热传递
【详解】（1）[1][2]根据Q=cmΔt可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度改变较小；水的比热容较大，同样受热的情况下，吸收相同热量，沙子的温度变化比海水大，因此，小明光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉。
（2）[3]A．航天飞行器穿越大气层时，与大气层发生摩擦，表面发热内能增加，属于通过做功的方式使内能增加，机械能转化为内能，故A符合题意；
B．冬天用热水袋取暖，是通过热传递的方式增加物体的内能，故B不符合题意；
C．爆竹点燃后腾空升起，是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能，故C不符合题意；
D．电灯消耗电能发出光和热，是电能转化为光能和内能，故D不符合题意。
故选A。
（3）[4][5]火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小，单位体积质量小，且热值大，在同样情况下，可以释放更多的热量。
（4）[6][7]没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降，即其质量不变，温度降低，内能减小，这是通过热传递的方式改变物体内能的。