初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第8节 能量的守恒与转化 同步练习
一、单选题
1．（2023九上·舟山月考）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球通过M、N两点时的速度大小相等
D．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
【答案】D
【知识点】力是否做功的判断；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】机械能包含动能和势能，势能大小与高度和质量有关，高度越高，质量越大，势能越大，动能大小与速度和质量有关。质量越大，速度越大，动能越大。物体受到力的作用且在力的方向上有距离通过，就说这个力对物体做功了。
【解答】AB、由题图可知，小球从P点由静止释放，能到达最右侧的Q点，Q点的高度要小于P点的高度，则小球在Q点的重力势能要小于在P点的重力势能，小球的速度为0，动能为0，则小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能，这说明小球在运动的过程中，机械能变小了；小球在左侧斜面向下运动的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，由于机械能逐渐变小，所以重力势能没有全部转化为动能，故AB错误；
C、小球通过M、N两点时，高度相同，质量不变，则重力势能相同，由于机械能逐渐变小，则M点的机械能要大于N点的机械则M点的机械能要大于N点的机械能，所以M点的动能要大于N点的动能，即M点的速度大于N点的速度，故C错误；
D、小球从P点向Q点运动的过程中，支持力方向垂直于速度方向，物体在支持力的方向上没有通过距离，所以支持力不做功，故D正确。
故选：D。
2．（2023九上·舟山月考）第二十四届“冬奥会”在北京和张家口成功举办。以下四图是运动员在本届“冬奥会”上参加不同比赛项目时的情景，关于他们比赛时所涉及的科学知识，下列说法正确的是（ ）
A．甲图：擦刷冰面是为了增大摩擦
B．乙图：花样滑冰运动员的重力和对冰面的压力是一对平衡力
C．丙图：跳台滑雪运动员在下落过程中运动状态不变
D．丁图：速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其机械能增加
【答案】D
【知识点】能量的转化与守恒定律；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】增大摩擦力的方法有：增大压力或者增加接触面的粗糙程度。平衡力是指两个大小相等，方向想反，作用在同一物体上的两个力。运动状态包含运动速度和运动方向。机械能包含动能和势能，动能大小与物体质量，速度有关，势能大小和物体质量以及高度有关。
【解答】A.队员在冰壶前方“刷冰”，使冰面形成水膜，其目的是通过使接触面脱离的方法来减小冰壶与冰面间的摩擦力，不符合题意；
B.花样滑冰运动员的重力和对冰面的压力作用在两个物体上，不是一对平衡力，不符合题意；
C.跳台滑雪运动员在下落过程中运动速度和方向都发生改变，运动状态改变，不符合题意；
D. 速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大；高度不变，重力势能不变，因此机械能增加，符合题意。
故选：D。
3．如图是世界上第一台漂浮风力涡轮发电机，它的外形好似一个长翅膀的巨型甜甜圈，它内装氢气，中央采用类似螺旋推进器的叶片，漂浮在距地面350米的高空，并通过高强度的导线向地面输电。关于漂浮风力涡轮发电机，下列四种说法中不正确的是（ ）
A．内装氢气，可能是利用了氦气密度比空气小的性质
B．能量转化过程为：风能→叶片的机械能→电能
C．漂浮在350米的高空发电是利用了此高空的风力更大同时更稳定的特点
D．通过导线向地面输电时，金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的
【答案】D
【知识点】密度及其特性；基本电路与电路图；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】 氢气是氢元素形成的一种单质，化学式H2，分子量为2。常温常压下氢气是一种无色无味极易燃烧且难溶于水的气体。氢气的密度为0.089g/L，只有空气的1/14，是世界上已知的密度最小的气体。所以氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充）。氢气与电负性大的非金属反应显示还原性，与活泼金属反应显示氧化性。能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
【解答】A.氦气密度小于空气密度，所以充有氦气的发电机能够漂浮在空中，故A正确。
B.在发电过程中，风吹动叶片转动，风能转化为叶片的动能，叶片带动发电机发电，机械能转化为电能，故B正确。
C.离地面高的地方空气流动得快而稳，故C正确。
D.通过导线向地面输电时，金属导体中的电流是由负电荷定向移动形成的，故D错。
故答案为：D.
4．（2023·湖州）2023年5月11日，天舟六号货运飞船与空间站完成对接。这是我国改进型货运飞船首发船，其发射成功意义重大。下列说法正确的是（ ）
A．起飞时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B．对接完成后，以空间站为参照物，飞船是静止的
C．货物从地面运到空间站，其质量与重力都保持不变
D．完成对接后，空间站绕地球运动时运动状态保持不变
【答案】B
【知识点】质量及其特性；参照物及其选择；力的作用效果；重力及其方向；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识判断；
（2）根据参照物的知识判断；
（3）根据质量和重力的特点判断；
（4）运动状态改变包括：静止变运动，运动变静止，速度大小改变和运动方向改变。
【解答】A.起飞时，燃料的化学能不能全部转化为火箭的机械能，因为热量有损失，故A错误；
B.对接完成后，以空间站为参照物，飞船的位置保持不变，因此它们是静止的，故B正确；
C.货物从地面运到空间站，虽然位置发生改变，但是质量不变。所有的物体在太空中都处于失重状态，因此重力会减小为零，故C错误；
D.完成对接后，空间站绕地球运动时，速度大小和方向不断改变，那么它的运动状态保持不断改变，故D错误。
故选B。
5．（2023九下·金华月考）如图是某排球比赛中的情景，下面说法正确的是（不计空气阻力）
A．运动员在跳起拦网的过程中，势能转化为动能
B．运动员拦网成功，说明了力能改变物体的运动状态
C．排球在空中飞行的过程中，受到平衡力的作用
D．排球离开手后能继续往前飞行，是因为排球受到惯性作用
【答案】B
【知识点】力的作用效果；惯性；平衡力的辨别；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）物体由于运动而具有的能量叫做动能，物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能，物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
（2）力的作用效果为可以使物体发生形变以及可以改变物体的运动状态。
（3）惯性是物体本身具有的一种保持原来运动状态不变的性质。
【解答】A.运动员在起跳拦网的过程中，属于体内的化学能转化为动能。故选项错误。
B.运动员拦网成功，排球的运动方向发生了改变，说明力可以改变物体的运动状态，故选择正确。
C.排球在空中飞行的过程中，由于不计空气阻力，因此排球只受到重力的作用，故选项错误。
D.惯性是物体本身具有的一种保持原来运动状态不变的性质，排球继续飞行是由于排球具有惯性，而不能说是受到惯性作用。故选项错误。
故答案为：B。
6．（2023·嘉兴模拟）如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内，夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（ ）
A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能
B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能
C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能
D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移；合金与合金的性质；塑料、橡胶、纤维等有机合成材料的特点
【解析】【分析】（1）根据合金的优点判断；
（2）（3）根据能量转化的知识判断；
（4）有机合成材料包括合成塑料、合成橡胶和合成纤维。
【解答】A.灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能，例如耐腐蚀性强，故A正确；
B.夜晚蓄电池给路灯供电时将电能转化为光能，故B错误；
C.白天给蓄电池充电时将光能转化为电能，故C错误；
D.灯的塑料属于有机合成材料，而铝合金不属于有机合成材料，故D错误。
故选A。
7．（2023·定海模拟）如图所示，某同学用注射器疏通篮球的气门芯。把针头插入篮球中，发现注射器活塞自动弹出，飞行一段距离。下列有关说法正确的是（ ）
A．该过程中活塞的机械能守恒
B．活塞在飞行过程中受到篮球的推力
C．该过程中篮球内气体内能增加
D．飞行过程中，活塞的运动状态发生了改变
【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识判断；
（2）对活塞进行受力分析即可；
（3）物体对外界做功，内能减小；外界对物体做功，内能增大；
（4）运动状态的改变包括：由静止变运动，由运动变静止，运动速度大小变化和运动方向变化。
【解答】根据图片可知，活塞在飞行过程中，克服空气阻力做功，将机械能转换为内能，故A错误；
活塞在飞行过程中，与篮球分离，不受篮球的推力，故B错误；
篮球内气体对活塞做功，将内能转换为机械能，因此活塞的内能减小，故C错误；
飞行过程中，活塞的运动方向和速度不断发生改变，即运动状态发生改变，故D正确。
故选D。
8．（2023·西湖模拟）在2022年北京冬奥会上中国小将苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台金牌，下列关于 该运动的说法正确的是（ ）
A．比赛时，运动员从超过40米的助滑区出发是为了获得较大的初速度
B．在运动中，运动员脚上穿着面积较大的单板，有利于减小落地时的冲击力
C．运动员运动到最高点时，动能为零
D．运动员下落过程中，重力势能全部转化为动能
【答案】A
【知识点】增大或减小压强的方法；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据重力势能和动能的转化分析；
（2）减小压强的方法：① 减小压力；②增大接触面的粗糙程度；
（3）注意分析水平方向上的速度是否为零；
（4）注意机械能和内能的转化。
【解答】A.比赛时，运动员在助滑区从高处滑下时，重力势能会转化为动能，从而使其跳起时获得较大的初速度，故A正确；
B.在运动中，运动员脚上穿着面积较大的单板，不能减小落地时的冲击力，但是可以减小落地时的压强，故B错误；
C.运动员到达最高点时，他在竖直方向上的速度为零，但是水平方向上的速度不为零，即动能不为零，故C错误；
D.运动员下落过程中，重力势能会转化为动能和内能，故D错误。
故选A。
9．（2023·西湖模拟）如图弹簧左端固定，用力将木块压缩弹簧到O点，静止释放后木块在水平地面上向右滑行，经弹簧原长为S1点，继续滑行至S2点停下。木块从O点开始运动所经过的路程为S，则在整个运动过程中木块和弹簧所具有的机械能总量(E)与木块经过的路程(S)的关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】根据能量转化的知识，结合功的计算式W=fs分析判断。
【解答】在整个运动过程中，弹簧的弹性势能先转化为木块的机械能和内能，然后木块的机械能再全部转化为内能，即木块和弹簧具有的机械能总量是不断减小的，直至为零。木块减小的机械能等于克服摩擦阻力做的功，则木块和弹簧具有的机械能剩余量为：W'=E-fs=-fs+E。
观察发现，木块和弹簧具有的机械能剩余量与木块经过的路程s之间为一次函数关系，即图像为一条斜线，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
10．（2023·宁波模拟）以色列创新团队 Wi-Charge 最新研发的红外无线充电技术，可以在没有任何充电线或充电底座的情况下，同时为房间内的多个电子设备充电，该无线充电技术通过红外光束的传播距离来传送电力，日常使用时，只需要把红外光发射器安装到天花板上，将拇指大小的接收器安装在电子设备上，发射器就可以向覆盖范围内的所有接收器发射聚焦、安全的红外光束，接收器捕获到光线后，利用内置的光伏电池将其转化为电力。以下说法正确的是（ ）
A．该接收器能接受到发射器的信息，是因为红外线的热效应
B．光伏电池是将化学能转化为电能
C．电的传播速度比光的速度慢
D．无线充电的电压是220V
【答案】A
【知识点】光的传播速度与光年；紫外线、红外线；电压；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据红外线的性质判断；
（2）根据能量转化的知识判断；
（3）根据光的传播速度判断；
（4）根据电压的知识判断。
【解答】A.该接收器能接受到发射器的信息，是因为红外线的热效应，故A正确；
B.光伏电池是将光能转化为电能，故B错误；
C.电的传播速度和光的速度相同，故C错误；
D.无线充电的电压比手机电池的电压稍高，大约在5V左右，故D错误。
故选A。
11．（2023九下·永康模拟）2023年3月31日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭成功将遥感三十四号04星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列说法错误的是（ ）
A．喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对相互作用力
B．火箭在加速上升过程中仍然具有惯性
C．以发射架为参照物，运载火箭是运动的
D．火箭上升过程中，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
【答案】D
【知识点】参照物及其选择；力的作用是相互的；惯性；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）相互作用力的概念大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。
（2）物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，惯性是一切物体的属性。
（3）判断物体是运动还是静止，先选取某一物体作为参照物，相对于这个参照物，如果物体的位置发生了变化，就认为它是运动的；否则，就认为它是静止的。
（4）火箭的发射过程中，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。
【解答】A.喷出气体对火箭的作用力作用在火箭上，方向向上；火箭对喷出气体的作用力作用在喷出的气体上，方向向下，这两个力属于一对相互作用力，故选项正确，不符合题意。
B. 一切物体都具有惯性，故选项正确，不符合题意。
C.以发射架为参照物，火箭和发射架之间的相对位置发生了变化，因此火箭是运动的，故选项正确，不符合题意。
D.火箭上升过程中，火箭的燃料燃烧将部分化学能转化为内能，再将部分内能转化为火箭的机械能，不是全部转化，故D错误，符合题意。
故答案为：D。
12．（2023·萧山模拟） 如图，现有粗糙水平面上有一个轻质弹簧。弹簧左端固定在墙壁上，右边连接一木块，当弹簧自然伸长时右端在O点。如图，将木块拉至A点后放手，第一次木块向左运动，最远能达到B点。下列说法正确的是（ ）
A．A至O的过程中木块动能不断增加
B．A至B的过程中弹簧弹性势能不断减小
C．木块的动能和弹簧的弹性势能之和不变
D．当小球最后静止时，木块可能在O点的左侧或右侧
【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据力与运动的关系确定木块的速度变化，进而确定动能变化；
（2）弹性势能大小与物体发生弹性形变的程度有关；
（3）主要克服摩擦将机械能转化为内能；
（4）根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.根据图片可知，从A到O的过程中，弹簧的形变程度减小，则弹力减小。当弹力大于摩擦力力时，木块做加速运动。当弹力等于摩擦力时，加速停止，此时速度最大，动能最大。由于此时依然存在形变，因此这个点肯定在AO之间。此后，弹力小于阻力，木块做减速运动，动能减小，故A错误；
B.从A到B的过程中，弹簧先缩短再被压缩，即它的形变程度先减小后增大，那么弹性势能先减小后增大，故B错误；
C.在木块运动的过程中，由于克服阻力做功，因此木块的机械能会有一部分转化为内能，即木块的动能和弹性势能的和不断减小，故C错误；
D.根据图片可知，如果木块在到达O点前动能就变成0了，那么它可能静止在O点的左侧或右侧，故D正确。
故选D。
13．（2023·南浔模拟）能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的分析正确的是（ ）
A．电能→化学能 B．重力势能→动能
C．电能→机械能 D．内能→机械能
【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判断。
【解答】A.水果电池将化学能转化为电能，故A错误；
B.瀑布倾泻时，将水的重力势能转化为水的动能，故B正确；
C.在电磁感应现象中，将机械能转化为电能，故C错误；
D.钻木取火时，将机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
14．（2023·宁波模拟） 自2022年秋季开始，劳动课成为中小学的一门独立课程。课程要求学生要学会做一些家常菜，如番茄炒蛋。关于炒菜过程中涉及到的知识，下列判断错误的是（ ）
A．切西红柿的锋利刀刃可以增大压强
B．用铁锅炒菜是因为铁的比热容大
C．天然气燃烧时将化学能转化为内能
D．炒菜过程中鸡蛋的内能变大
【答案】B
【知识点】增大或减小压强的方法；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）增大压强的方法：增大压力或减小受力面积；
（2）铁的导热能力强；
（3）根据能量转化的知识判断；
（4）温度升高，内能增大；温度降低内能减小。【解答】A.切西红柿时，锋利的刀刃通过减小受力面积方式增大压强，故A正确不合题意；
B.用铁锅炒菜是因为铁的导热能力强且比热容小，故B错误符合题意；
C.天然气燃烧是化学能转化为内能的过程，故C正确不合题意；
D.炒菜过程中，鸡蛋吸热增加了内能，故D正确不合题意。
故选B。
15．（2023·舟山模拟）为全力打造“西湖蓝”，杭州对环境进行了全面整治，如：大力推广使用各类清洁能源、新能源等。目前杭州纯电动公交已占运营车辆的90%左右。下列有关叙述合理的是（ ）
A．电能、核能、汽油属于新能源
B．用汽油做燃料的汽车排出的废气主要对人体消化道造成严重影响
C．大量使用纯电动公交可以减少尾气排放
D．纯电动公交在充电过程中将化学能转化为电能
【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；新能源及其开发与利用
【解析】【分析】 新能源主要包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能。以及海洋表面与深层之间的热循环等。
【解答】A. 核能属于新能源，电能和汽油不属于新能源，A错误；
B.用汽油做燃料的汽车排出的废气主要对人体呼吸道造成严重影响，B错误；
C.大量使用纯电动公交可以减少尾气排放，正确；
D.纯电动公交在充电过程中将电能转化为化学能，D错误；
故答案为：C.
16．（2023·杭州模拟）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（ ）
A．都通过氧化反应释放出能量
B．都将其他形式的能转化为化学能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
【答案】B
【知识点】自然界中的氧循环和碳循环；能量的相互转化和转移；氧化反应
【解析】【分析】（1）根据氧化反应的分类来分析；
（2）根据化学反应中的能量变化来分析；
（3）根据燃烧与呼吸作用来分析；
（4）根据能量守恒来分析。【解答】A.人的呼吸作用是缓慢氧化，汽油的燃烧是剧烈氧化，都属于氧化反应释放能量，故A正确不合题意；
B.燃烧和呼吸作用都是将化学能转化为其他形式的能，故B错误符合题意；
C.含碳燃烧可将氧气转化为二氧化碳，呼吸作用将氧气转化为二氧化碳，因此这两个过程都参与自然界的碳循环和氧循环，故C正确不合题意；
D.化学变化都遵循能量的转化和守恒定律，故D正确不合题意。
故选B。
二、填空题
17．（2023·宁波模拟） 2022年，工程师开发出一种“可穿戴微电网”，当人体运动时，穿戴设备通过摩擦发电，这些电可以收集并存储起来为小型电子设备供电。“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是 能转化成电能，该过程中能量 (填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】机械；守恒
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据能量转化和守恒定律分析解答。
【解答】“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是机械能转化成电能，该过程中能量守恒。
18．小灯泡发光的能量转化是 ，三峡水电站发电机工作时的能量转化是 .
【答案】电能转化为光能和热能；水能转化为电能
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化和转移的知识解答。
【解答】小灯泡发光的能量转化是将电能转化为光能和热能，三峡水电站发电机工作时的能量转化是激昂水能转化为电能。
19．如图是牛顿小组同学用一款形状记忆合金、五根轻杆、转轮、转轴、热水设计而成的装置。他们设想，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而”划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想 (选填”能”或”不能”)实现，理由是 。
【答案】不能；违背了能量守恒定律
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】使用机械就要存在能量损失，根据能量转化和守恒定律分析解答。
【解答】根据题意可知，转轮在转动过程中肯定存在摩擦，因此存在能量的损失，则我认为这个设想不能实现，理由是：违背了能量守恒定律。
20．（2023九下·永嘉月考）如图是一款锂电池电动自行车，锂离子电池可充电。
（1）Li2MnO4是锂电池的材料之一。Li2MnO4中Li的显+1价，则Mn的化合价为 。
（2）使用电池提供动力骑行该车时，电能主要转化为车的 能。
（3）用如图所示向上的力将后轮略微提起，其中最省力的是 。
【答案】（1）+6
（2）机械
（3）FA
【知识点】能量的相互转化和转移；杠杆的平衡条件；元素化合价的规则与计算
【解析】【分析】（1）在化学式中，正负化合价的代数和为零；
（2）根据能量转化的知识分析；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力臂越长，则动力越小。
【解答】（1）在化学式 Li2MnO4 中，Li的显+1价，O的化合价为-2，根据正负化合价代数和为零得到：（+1）×2+x+（-2）×4=0，解得：x=+6价，
（2）使用电池提供动力骑行该车时，电能主要转化为车的机械能。
（3）根据图片可知，当提起后轮时，前轮相当于支点，车的重力为阻力，此时FA到支点的距离最大，则它的动力臂最长，因此最省力。
21．（2023·宁波模拟）如图所示为高速公路旁的一处紧急避险车道，实则为向上的斜坡。当高速运行的车辆遇刹车失灵时，可以冲上避险车道使车辆停止。请你用所学科学知识分析：
（1）避险车道上铺上砂石，增大了 ，从而增大了摩擦力，使汽车能很快的停下来；
（2）刹车失灵的汽车冲上避险车道，汽车的动能转化成内能和 。
【答案】（1）接触面的粗糙程度
（2）重力势能
【知识点】影响摩擦力大小的因素；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（2）重力势能与质量和高度有关，据此分析解答。
【解答】（1）避险车道上铺上砂石，增大了接触面的粗糙程度，从而增大了摩擦力，使汽车能很快的停下来；
（2）刹车失灵的汽车冲上避险车道，汽车的质量不变高度增大，则重力势能增大，那么汽车的动能转化成内能和重力势能。
22．（2023·临安模拟）全球首段光伏路面在山东济南投入运营，该路面可为公路照明设备供电，还能通过路面结冰检测系统，实时感知道路面结冰情况，从而自动开启电力加热系统，及时除去道路冰雪，保障出行安全，未来还是电动汽车的“移动充电宝”。
甲 乙
（1）如图甲所示光伏路面中的太阳能电池板可将太阳能转化为 能。
（2）在未来，电动汽车可在光伏路面上移动充电。如图乙所示，光伏路面中的太阳能电池板产生的电流流经连续发射线圈时，产生电磁场。汽车底盘中的接收线圈接收电磁场，产生感应电流，并充入车载电池中，实现电动汽车边行驶边充电，电动车接收线圈中产生电流是利用 现象。
（3）为提高汽车充电速度，你有哪些合理的建议 (写出其中一条)
【答案】（1）电能
（2）电磁感应
（3）增加太阳能电池板的面板面积、增加接收线圈的匝数
【知识点】电磁感应；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据发电机的工作原理解答；
（3）提高汽车的充电速度，即增大充电电流，可从电池板的面积和电磁感应的角度分析改进建议。
【解答】（1）如图甲所示光伏路面中的太阳能电池板可将太阳能转化为电能。
（2）电动车接收线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
（3）为提高汽车充电速度，即增大充电电流，
①增大充电电压，即增加太阳能电池板的面积；
②增加接收线圈的匝数。
23．（2023·宁波模拟）走进酒泉戈壁，位于金塔县的多家新能源公司生产的光伏板使昔日毫无价值的荒滩变成了新时代的能源‘高产田”。已知某光伏板的部分规格参数如表所示，其工作时的能量转化情况为 。若其达到峰值时输出电能的84%用于供给某养生壶工作，则用时10min能把质量为0.5kg、初温为20℃的水最高加热至 ℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)]
峰值功率/W 200
峰值电压/V 27
峰值电流/A 7.4
额定工作温度/℃ 43±2
外形尺寸/mm 1480×990×50
【答案】太阳能转化为电能；68
【知识点】能量的相互转化和转移；热量的计算
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）首先根据W=Pt计算光伏板10min输出的电能，再根据Q=ηW计算出水吸收的热量，最后根据公式Q=cm△t计算水升高到的温度。
【解答】（1）已知某光伏板的部分规格参数如表所示，其工作时的能量转化情况为：太阳能转化为电能。
（2）光伏板10min输出的电能W=Pt=200W×600s=120000J；
水吸收的热量：Q=ηW=120000J×84%=100800J；
根据公式Q=cm△t得到：100800J=4.2×103J/(kg.℃)×0.5kg×（t-20℃）；
解得：t=68℃。
三、实验探究题
24．（2022九上·舟山月考）斜面在生活生产中常见，在科学实验中也常有，以下多个科学实验都用到了斜面。
（1）如图甲所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响。小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3，它们的大小关系是 。
（2）如图乙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下，是为了探究动能与 的关系。
【答案】（1）
（2）速度
【知识点】能量的相互转化和转移；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关，即高度越大，小车的速度越大，据此分析解答。
【解答】（1）小车的质量相同，在斜面上的高度相同，则小车的重力势能相等。当小车从斜面上滑下后，重力势能转化为动能，则小车的动能相等。当小车静止时，它的动能全部转化为克服阻力做功，因此小车克服阻力做功相等，即W1=W2=W3；
（2）如图乙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下，则它到达水平面时的速度大小不同，则是为了探究动能与速度的关系。
25．（2020七上·杭州月考）小明想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系，将两个斜面AO与OB对接成如图所示装置，进行实验。
①让质量为5克的小球，在斜面AO上高H处静止释放，沿斜面滚下，经O点滚上斜面OB，测量小球达到的最大高度h，将数据记录在表中；改变斜面OB的倾角θ，重复实验；
②用质量为7克的小球重复上述实验，将数据记录在表中。
实验序号 小球质量 /克 小球在斜面AO上释放高度H/厘米 斜面OB的倾角θ 小球在斜面OB上的最大高度/厘米
1 5 10 40 9.0
2 30 8.6
3 20 8.0
4 7 10 40 9.0
5 30 8.6
6 20 8.0
（1）比较实验1、2、3(或4、5、6)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与 有关。
（2）比较实验 (选择序号)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。
（3）如果斜面没有摩擦，小球在斜面OB能达到的量大高度是 厘米。
【答案】（1）斜面OB的倾角θ
（2）1、4(或2、5或3、6)
（3）10
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）比较实验1、2、3中哪个因素发生改变即可；
（2）根据控制变量法的要求选择对比实验；
（3）根据能量转化和守恒定律判断。
【解答】（1）根据实验1、2、3可知，小球的质量相同，小球在斜面上释放的高度相同，就是斜面OB的倾角不同，因此得到结论：小球在斜面OB上能达到的最大高度与斜面OB的倾角θ有关。
（2）探究小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量是否有关时，必须控制小球释放的高度和斜面倾角相同，而改变小球的质量，故选1、4(或2、5或3、6)；
（3）如果斜面没有摩擦，那么小球的机械能就保持不变，因此当它爬上斜面OB时的最大重力势能与在A点时的势能相同，也就是在OB上达到的最大高度等于A点的高度10cm。
26．（2020·龙湾模拟）风能是一种潜在的新能源，风力发电机可以将获得的风能转化为化学能储存在蓄电池中，风力发电机都有一定的能量转化效率。为了研究“风力发电机的能量转化效率是否与风轮叶片数量有关？”小明利用电风扇、秒表、风力发电机模型、电量表(可准确测量蓄电池充电百分比)按照图甲方式进行如下实验。
①将图乙中单叶式风轮安装在风力发电机模型上；
②闭合电风扇开关，调节电风扇档位使其风速最大，计时20分钟，测量并记录蓄电池电量变化；重复3次实验并计算蓄电池电量变化平均值；
③分别换用图乙中双叶式、三叶式风轮，重复步骤②；
④处理相关数据得到“蓄电池含量与时间的关系”如图丙。
（1）本实验通过观察并记录 来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）分析图丙，解释我国大型风力发电厂均采用三叶式风轮发电，其依据是 。
（3）“叶尖速比”为风轮叶片尖端运动速度与风速之比，叶尖速比会影响风力发电机的能量转化效率。当单叶式风轮的叶尖速比为λ时，其能量转化效率达到最大值，已知该风轮半径为r(如图丁)，风轮每秒钟转动2圈，应将风速控制在 时能使该单叶式风力发电机能量转化效率达到最大值(用字母λ、r表示)。
【答案】（1）相同时间内蓄电池电量变化量
（2）当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高
（3）4πr/λ
【知识点】能量的相互转化和转移；能量利用效率
【解析】【分析】（1）电风扇的转速相同，即相同的时间内产生的风能相同；蓄电池电量增加越多，说明风能转化为电能的比例越大，即能量转化效率越高。
（2）根据丙图确定风轮叶片数和能量转化效率的关系即可；
（3）根据题干定义可知，叶尖速比=；首先计算出风轮叶片尖端的速度，再根据这个公式计算风速即可。
【解答】（1）本实验通过观察并记录相同时间内蓄电池电量变化量来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）根据图丙可知，在20min内，三个叶片的转化效率为20%，此时最高，那么得到结论：当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高，因此我国石油三叶式风轮发电；
（3）风轮转动一周经过的距离为2πr，那么风轮尖端的速度为：；
根据公式叶尖速比=得到,
；
解得：。
27．（2022·龙港模拟）如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。小明利用圆珠笔开展了以下实验研究。
实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系，实验数据记录如下表：
序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x(mm) 弹簧弹力F(N) k
1 50 2 0.5 0.25
2 100 4 1 0.25
实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）；
②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）；
③笔继续上升到离桌面2cm的最高处（见位置c）开始下落。
（1）实验一表中的“k”应该填入的项目是： 。
（2）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置之间 。（选填“ab”或“bc”）
（3）若不计一切摩擦，请说明从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况 。
【答案】（1）F/x（N/mm）
（2）ab
（3）a到b，机械能不变，b到c机械能增大
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）将“k”列的数值与前面的数据比较，从而找到对应的项目；
（2）当物体受到的合力的方向与运动方向一致时，做加速运动；但合力为零时，加速停止，此时物体的速度达到最大。
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】（1）分析表格数据可知，k列的数值是弹力与弹簧压缩量的比值，因此填入的项目为：F/x（N/mm）；
（2）在开始的一段时间内，弹簧的弹力大于重力，此时合力向上，与运动方向一致，作加速运动。随着弹力的减小，当弹力与重力相等时，此时合力为零，加速停止，即此时速度最大。但是此时弹簧还没有恢复原长，因此外壳的最大速度在ab之间。
（3）若不计摩擦，从a到b时，笔壳保持静止状态，此时机械能不变。从b到c时，笔壳腾空而起，此时动能和重力势能都增大，则此时的机械能增大。
28．（2023·温州模拟）随着电动汽车的进一步发展，越来越多的家庭开始购买电动汽车，并安装汽车充电桩。
（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为 。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有 （列举一点）。
（3）铁电池一次充电后能提供 50 千瓦时电能，其电能转化率为 80%，若电动车保持最大牵引力 1800N，理论上充一次电能航行的路程为 米。
【答案】（1）化学能（内能）
（2）放电时间长或电压更稳定
（3）80000
【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）根据能量转化的知识解答；
（2）从放电时间长短和电压的稳定性等角度分析；
（3）根据W有=Wη计算转化成的机械能，最后根据计算航行的路程。
【解答】（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为化学能（内能）。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有：放电时间长或电压更稳定。
（3）铁电池一次充电后转化而成的机械能：W有=Wη=50×3.6×106J×80%=1.44×108J；
理论上充一次电航行的路程为：。
四、解答题
29．（2023·秀洲模拟）自2023年1月1日起，非标电动自行车已经不能上道路行驶。下图是某一电动自行车的相关数据。
整车 整车质量 40千克
最高车速 25千米/时
蓄电池 电压 48伏
容量 12安·时
电动机 额定电压 48伏
额定功率 240瓦
（1）电动自行车的充电规范事关财产和生命安全。常见的陋习就是充电时间过长，因为充电时电能转化为 ，使电池内部的电压增加，导致温度升高，易引发安全事故。
（2）一位质量为50千克的人骑此车时，如果车轮胎与地面接触的总面积为0.01米2，则此时整车对地面压强为多大？
（3）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功。电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，则该电动自行车蓄电池充满一次电后最多能连续电动行驶多远？
【答案】（1）化学能和热能
（2）解：F=G=mg=90kg×10N/kg=900N
答：此时整车对地面压强为9×104Pa。
（3）解：W=W总×η=48伏×12安×3600秒×80%=1658880J
答：该电动自行车最多能连续电动行驶4.1472×104米。
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）将车和人的质量相加得到总质量，再根据F=G总=m总g计算出车对地面的压力，最后根据公式计算车对地面的压强。
（3）首先根据W总=UIt计算出充满电时电池的能量，再根据W=W总η计算转化成的机械功，最后根据公式计算行驶的路程。
【解答】（1）电动自行车的充电规范事关财产和生命安全。常见的陋习就是充电时间过长，因为充电时电能转化为化学能和热能，使电池内部的电压增加，导致温度升高，易引发安全事故。
30．（2023·江山模拟）碳排放一般指温室气体排放，造成温室效应，使全球气温上升。我国体现大国责任，推动以二氧化碳 为主的温室气体 减排。二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。
（1）植物的光合作用是自然界消耗二氧化碳的最重要途径之一，人们称其为地球上最重要的能量转化过程：
①写出植物光合作用的文字表达式： ；
②此转化过程是否遵守能量守恒定律？ （选填“遵守”或“不遵守”）；
（2）你能为实现“碳中和”目标做些什么？（至少2点） 。
（3）为实现“碳中和”目标，未来，风能、太阳能和生物质能将成为主要的能源来源。某小区路灯利用与太阳能电池板相连的蓄电池作电源，其电压为、容量为（表示安小时），若路灯的规格为“12V24W”。如果电池充满后给灯泡供电，电量下降至20%停止工作，电池充满一次可以供路灯工作多少小时？
【答案】（1）二氧化碳+水有机物+氧气；遵守
（2）绿色出行、随手关灯。
（3）路灯的规格为“12V，24W”，路灯的额定电流是，
如果电池充满后给灯泡供电，电量下降至20%停止工作，电池充满一次可以供路灯工作的时间是：
。
【知识点】光合作用的原料、条件和产物；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）①根据二氧化碳和水在光照、叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气进行分析；
②根据自然界的能量是守恒的进行分析；
（2）根据生活中常见的减少二氧化碳的排放的方法进行解答；
（3）根据P=UI，按路灯的规格计算出路灯的电流，然后计算工作的时间。
【解答】
（1）①二氧化碳和水在光照、叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气，文字表达式为：二氧化碳+水有机物+氧气 ；
②自然界的能量是守恒的，所以这个过程能量守恒；
（2）为实现“碳中和”目标的做法是：绿色出行、随手关灯、使用节能灯、不使用一次性的筷子和包装袋、节约用水和用粮、少开空调。
1 / 1初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第8节 能量的守恒与转化 同步练习
一、单选题
1．（2023九上·舟山月考）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球通过M、N两点时的速度大小相等
D．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
2．（2023九上·舟山月考）第二十四届“冬奥会”在北京和张家口成功举办。以下四图是运动员在本届“冬奥会”上参加不同比赛项目时的情景，关于他们比赛时所涉及的科学知识，下列说法正确的是（ ）
A．甲图：擦刷冰面是为了增大摩擦
B．乙图：花样滑冰运动员的重力和对冰面的压力是一对平衡力
C．丙图：跳台滑雪运动员在下落过程中运动状态不变
D．丁图：速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其机械能增加
3．如图是世界上第一台漂浮风力涡轮发电机，它的外形好似一个长翅膀的巨型甜甜圈，它内装氢气，中央采用类似螺旋推进器的叶片，漂浮在距地面350米的高空，并通过高强度的导线向地面输电。关于漂浮风力涡轮发电机，下列四种说法中不正确的是（ ）
A．内装氢气，可能是利用了氦气密度比空气小的性质
B．能量转化过程为：风能→叶片的机械能→电能
C．漂浮在350米的高空发电是利用了此高空的风力更大同时更稳定的特点
D．通过导线向地面输电时，金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的
4．（2023·湖州）2023年5月11日，天舟六号货运飞船与空间站完成对接。这是我国改进型货运飞船首发船，其发射成功意义重大。下列说法正确的是（ ）
A．起飞时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B．对接完成后，以空间站为参照物，飞船是静止的
C．货物从地面运到空间站，其质量与重力都保持不变
D．完成对接后，空间站绕地球运动时运动状态保持不变
5．（2023九下·金华月考）如图是某排球比赛中的情景，下面说法正确的是（不计空气阻力）
A．运动员在跳起拦网的过程中，势能转化为动能
B．运动员拦网成功，说明了力能改变物体的运动状态
C．排球在空中飞行的过程中，受到平衡力的作用
D．排球离开手后能继续往前飞行，是因为排球受到惯性作用
6．（2023·嘉兴模拟）如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内，夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（ ）
A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能
B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能
C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能
D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料
7．（2023·定海模拟）如图所示，某同学用注射器疏通篮球的气门芯。把针头插入篮球中，发现注射器活塞自动弹出，飞行一段距离。下列有关说法正确的是（ ）
A．该过程中活塞的机械能守恒
B．活塞在飞行过程中受到篮球的推力
C．该过程中篮球内气体内能增加
D．飞行过程中，活塞的运动状态发生了改变
8．（2023·西湖模拟）在2022年北京冬奥会上中国小将苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台金牌，下列关于 该运动的说法正确的是（ ）
A．比赛时，运动员从超过40米的助滑区出发是为了获得较大的初速度
B．在运动中，运动员脚上穿着面积较大的单板，有利于减小落地时的冲击力
C．运动员运动到最高点时，动能为零
D．运动员下落过程中，重力势能全部转化为动能
9．（2023·西湖模拟）如图弹簧左端固定，用力将木块压缩弹簧到O点，静止释放后木块在水平地面上向右滑行，经弹簧原长为S1点，继续滑行至S2点停下。木块从O点开始运动所经过的路程为S，则在整个运动过程中木块和弹簧所具有的机械能总量(E)与木块经过的路程(S)的关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2023·宁波模拟）以色列创新团队 Wi-Charge 最新研发的红外无线充电技术，可以在没有任何充电线或充电底座的情况下，同时为房间内的多个电子设备充电，该无线充电技术通过红外光束的传播距离来传送电力，日常使用时，只需要把红外光发射器安装到天花板上，将拇指大小的接收器安装在电子设备上，发射器就可以向覆盖范围内的所有接收器发射聚焦、安全的红外光束，接收器捕获到光线后，利用内置的光伏电池将其转化为电力。以下说法正确的是（ ）
A．该接收器能接受到发射器的信息，是因为红外线的热效应
B．光伏电池是将化学能转化为电能
C．电的传播速度比光的速度慢
D．无线充电的电压是220V
11．（2023九下·永康模拟）2023年3月31日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭成功将遥感三十四号04星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列说法错误的是（ ）
A．喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对相互作用力
B．火箭在加速上升过程中仍然具有惯性
C．以发射架为参照物，运载火箭是运动的
D．火箭上升过程中，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
12．（2023·萧山模拟） 如图，现有粗糙水平面上有一个轻质弹簧。弹簧左端固定在墙壁上，右边连接一木块，当弹簧自然伸长时右端在O点。如图，将木块拉至A点后放手，第一次木块向左运动，最远能达到B点。下列说法正确的是（ ）
A．A至O的过程中木块动能不断增加
B．A至B的过程中弹簧弹性势能不断减小
C．木块的动能和弹簧的弹性势能之和不变
D．当小球最后静止时，木块可能在O点的左侧或右侧
13．（2023·南浔模拟）能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的分析正确的是（ ）
A．电能→化学能 B．重力势能→动能
C．电能→机械能 D．内能→机械能
14．（2023·宁波模拟） 自2022年秋季开始，劳动课成为中小学的一门独立课程。课程要求学生要学会做一些家常菜，如番茄炒蛋。关于炒菜过程中涉及到的知识，下列判断错误的是（ ）
A．切西红柿的锋利刀刃可以增大压强
B．用铁锅炒菜是因为铁的比热容大
C．天然气燃烧时将化学能转化为内能
D．炒菜过程中鸡蛋的内能变大
15．（2023·舟山模拟）为全力打造“西湖蓝”，杭州对环境进行了全面整治，如：大力推广使用各类清洁能源、新能源等。目前杭州纯电动公交已占运营车辆的90%左右。下列有关叙述合理的是（ ）
A．电能、核能、汽油属于新能源
B．用汽油做燃料的汽车排出的废气主要对人体消化道造成严重影响
C．大量使用纯电动公交可以减少尾气排放
D．纯电动公交在充电过程中将化学能转化为电能
16．（2023·杭州模拟）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（ ）
A．都通过氧化反应释放出能量
B．都将其他形式的能转化为化学能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
二、填空题
17．（2023·宁波模拟） 2022年，工程师开发出一种“可穿戴微电网”，当人体运动时，穿戴设备通过摩擦发电，这些电可以收集并存储起来为小型电子设备供电。“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是 能转化成电能，该过程中能量 (填“守恒”或“不守恒”)。
18．小灯泡发光的能量转化是 ，三峡水电站发电机工作时的能量转化是 .
19．如图是牛顿小组同学用一款形状记忆合金、五根轻杆、转轮、转轴、热水设计而成的装置。他们设想，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而”划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想 (选填”能”或”不能”)实现，理由是 。
20．（2023九下·永嘉月考）如图是一款锂电池电动自行车，锂离子电池可充电。
（1）Li2MnO4是锂电池的材料之一。Li2MnO4中Li的显+1价，则Mn的化合价为 。
（2）使用电池提供动力骑行该车时，电能主要转化为车的 能。
（3）用如图所示向上的力将后轮略微提起，其中最省力的是 。
21．（2023·宁波模拟）如图所示为高速公路旁的一处紧急避险车道，实则为向上的斜坡。当高速运行的车辆遇刹车失灵时，可以冲上避险车道使车辆停止。请你用所学科学知识分析：
（1）避险车道上铺上砂石，增大了 ，从而增大了摩擦力，使汽车能很快的停下来；
（2）刹车失灵的汽车冲上避险车道，汽车的动能转化成内能和 。
22．（2023·临安模拟）全球首段光伏路面在山东济南投入运营，该路面可为公路照明设备供电，还能通过路面结冰检测系统，实时感知道路面结冰情况，从而自动开启电力加热系统，及时除去道路冰雪，保障出行安全，未来还是电动汽车的“移动充电宝”。
甲 乙
（1）如图甲所示光伏路面中的太阳能电池板可将太阳能转化为 能。
（2）在未来，电动汽车可在光伏路面上移动充电。如图乙所示，光伏路面中的太阳能电池板产生的电流流经连续发射线圈时，产生电磁场。汽车底盘中的接收线圈接收电磁场，产生感应电流，并充入车载电池中，实现电动汽车边行驶边充电，电动车接收线圈中产生电流是利用 现象。
（3）为提高汽车充电速度，你有哪些合理的建议 (写出其中一条)
23．（2023·宁波模拟）走进酒泉戈壁，位于金塔县的多家新能源公司生产的光伏板使昔日毫无价值的荒滩变成了新时代的能源‘高产田”。已知某光伏板的部分规格参数如表所示，其工作时的能量转化情况为 。若其达到峰值时输出电能的84%用于供给某养生壶工作，则用时10min能把质量为0.5kg、初温为20℃的水最高加热至 ℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)]
峰值功率/W 200
峰值电压/V 27
峰值电流/A 7.4
额定工作温度/℃ 43±2
外形尺寸/mm 1480×990×50
三、实验探究题
24．（2022九上·舟山月考）斜面在生活生产中常见，在科学实验中也常有，以下多个科学实验都用到了斜面。
（1）如图甲所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响。小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3，它们的大小关系是 。
（2）如图乙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下，是为了探究动能与 的关系。
25．（2020七上·杭州月考）小明想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系，将两个斜面AO与OB对接成如图所示装置，进行实验。
①让质量为5克的小球，在斜面AO上高H处静止释放，沿斜面滚下，经O点滚上斜面OB，测量小球达到的最大高度h，将数据记录在表中；改变斜面OB的倾角θ，重复实验；
②用质量为7克的小球重复上述实验，将数据记录在表中。
实验序号 小球质量 /克 小球在斜面AO上释放高度H/厘米 斜面OB的倾角θ 小球在斜面OB上的最大高度/厘米
1 5 10 40 9.0
2 30 8.6
3 20 8.0
4 7 10 40 9.0
5 30 8.6
6 20 8.0
（1）比较实验1、2、3(或4、5、6)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与 有关。
（2）比较实验 (选择序号)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。
（3）如果斜面没有摩擦，小球在斜面OB能达到的量大高度是 厘米。
26．（2020·龙湾模拟）风能是一种潜在的新能源，风力发电机可以将获得的风能转化为化学能储存在蓄电池中，风力发电机都有一定的能量转化效率。为了研究“风力发电机的能量转化效率是否与风轮叶片数量有关？”小明利用电风扇、秒表、风力发电机模型、电量表(可准确测量蓄电池充电百分比)按照图甲方式进行如下实验。
①将图乙中单叶式风轮安装在风力发电机模型上；
②闭合电风扇开关，调节电风扇档位使其风速最大，计时20分钟，测量并记录蓄电池电量变化；重复3次实验并计算蓄电池电量变化平均值；
③分别换用图乙中双叶式、三叶式风轮，重复步骤②；
④处理相关数据得到“蓄电池含量与时间的关系”如图丙。
（1）本实验通过观察并记录 来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）分析图丙，解释我国大型风力发电厂均采用三叶式风轮发电，其依据是 。
（3）“叶尖速比”为风轮叶片尖端运动速度与风速之比，叶尖速比会影响风力发电机的能量转化效率。当单叶式风轮的叶尖速比为λ时，其能量转化效率达到最大值，已知该风轮半径为r(如图丁)，风轮每秒钟转动2圈，应将风速控制在 时能使该单叶式风力发电机能量转化效率达到最大值(用字母λ、r表示)。
27．（2022·龙港模拟）如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。小明利用圆珠笔开展了以下实验研究。
实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系，实验数据记录如下表：
序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x(mm) 弹簧弹力F(N) k
1 50 2 0.5 0.25
2 100 4 1 0.25
实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）；
②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）；
③笔继续上升到离桌面2cm的最高处（见位置c）开始下落。
（1）实验一表中的“k”应该填入的项目是： 。
（2）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置之间 。（选填“ab”或“bc”）
（3）若不计一切摩擦，请说明从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况 。
28．（2023·温州模拟）随着电动汽车的进一步发展，越来越多的家庭开始购买电动汽车，并安装汽车充电桩。
（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为 。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有 （列举一点）。
（3）铁电池一次充电后能提供 50 千瓦时电能，其电能转化率为 80%，若电动车保持最大牵引力 1800N，理论上充一次电能航行的路程为 米。
四、解答题
29．（2023·秀洲模拟）自2023年1月1日起，非标电动自行车已经不能上道路行驶。下图是某一电动自行车的相关数据。
整车 整车质量 40千克
最高车速 25千米/时
蓄电池 电压 48伏
容量 12安·时
电动机 额定电压 48伏
额定功率 240瓦
（1）电动自行车的充电规范事关财产和生命安全。常见的陋习就是充电时间过长，因为充电时电能转化为 ，使电池内部的电压增加，导致温度升高，易引发安全事故。
（2）一位质量为50千克的人骑此车时，如果车轮胎与地面接触的总面积为0.01米2，则此时整车对地面压强为多大？
（3）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功。电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，则该电动自行车蓄电池充满一次电后最多能连续电动行驶多远？
30．（2023·江山模拟）碳排放一般指温室气体排放，造成温室效应，使全球气温上升。我国体现大国责任，推动以二氧化碳 为主的温室气体 减排。二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。
（1）植物的光合作用是自然界消耗二氧化碳的最重要途径之一，人们称其为地球上最重要的能量转化过程：
①写出植物光合作用的文字表达式： ；
②此转化过程是否遵守能量守恒定律？ （选填“遵守”或“不遵守”）；
（2）你能为实现“碳中和”目标做些什么？（至少2点） 。
（3）为实现“碳中和”目标，未来，风能、太阳能和生物质能将成为主要的能源来源。某小区路灯利用与太阳能电池板相连的蓄电池作电源，其电压为、容量为（表示安小时），若路灯的规格为“12V24W”。如果电池充满后给灯泡供电，电量下降至20%停止工作，电池充满一次可以供路灯工作多少小时？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】力是否做功的判断；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】机械能包含动能和势能，势能大小与高度和质量有关，高度越高，质量越大，势能越大，动能大小与速度和质量有关。质量越大，速度越大，动能越大。物体受到力的作用且在力的方向上有距离通过，就说这个力对物体做功了。
【解答】AB、由题图可知，小球从P点由静止释放，能到达最右侧的Q点，Q点的高度要小于P点的高度，则小球在Q点的重力势能要小于在P点的重力势能，小球的速度为0，动能为0，则小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能，这说明小球在运动的过程中，机械能变小了；小球在左侧斜面向下运动的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，由于机械能逐渐变小，所以重力势能没有全部转化为动能，故AB错误；
C、小球通过M、N两点时，高度相同，质量不变，则重力势能相同，由于机械能逐渐变小，则M点的机械能要大于N点的机械则M点的机械能要大于N点的机械能，所以M点的动能要大于N点的动能，即M点的速度大于N点的速度，故C错误；
D、小球从P点向Q点运动的过程中，支持力方向垂直于速度方向，物体在支持力的方向上没有通过距离，所以支持力不做功，故D正确。
故选：D。
2．【答案】D
【知识点】能量的转化与守恒定律；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】增大摩擦力的方法有：增大压力或者增加接触面的粗糙程度。平衡力是指两个大小相等，方向想反，作用在同一物体上的两个力。运动状态包含运动速度和运动方向。机械能包含动能和势能，动能大小与物体质量，速度有关，势能大小和物体质量以及高度有关。
【解答】A.队员在冰壶前方“刷冰”，使冰面形成水膜，其目的是通过使接触面脱离的方法来减小冰壶与冰面间的摩擦力，不符合题意；
B.花样滑冰运动员的重力和对冰面的压力作用在两个物体上，不是一对平衡力，不符合题意；
C.跳台滑雪运动员在下落过程中运动速度和方向都发生改变，运动状态改变，不符合题意；
D. 速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大；高度不变，重力势能不变，因此机械能增加，符合题意。
故选：D。
3．【答案】D
【知识点】密度及其特性；基本电路与电路图；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】 氢气是氢元素形成的一种单质，化学式H2，分子量为2。常温常压下氢气是一种无色无味极易燃烧且难溶于水的气体。氢气的密度为0.089g/L，只有空气的1/14，是世界上已知的密度最小的气体。所以氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充）。氢气与电负性大的非金属反应显示还原性，与活泼金属反应显示氧化性。能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
【解答】A.氦气密度小于空气密度，所以充有氦气的发电机能够漂浮在空中，故A正确。
B.在发电过程中，风吹动叶片转动，风能转化为叶片的动能，叶片带动发电机发电，机械能转化为电能，故B正确。
C.离地面高的地方空气流动得快而稳，故C正确。
D.通过导线向地面输电时，金属导体中的电流是由负电荷定向移动形成的，故D错。
故答案为：D.
4．【答案】B
【知识点】质量及其特性；参照物及其选择；力的作用效果；重力及其方向；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识判断；
（2）根据参照物的知识判断；
（3）根据质量和重力的特点判断；
（4）运动状态改变包括：静止变运动，运动变静止，速度大小改变和运动方向改变。
【解答】A.起飞时，燃料的化学能不能全部转化为火箭的机械能，因为热量有损失，故A错误；
B.对接完成后，以空间站为参照物，飞船的位置保持不变，因此它们是静止的，故B正确；
C.货物从地面运到空间站，虽然位置发生改变，但是质量不变。所有的物体在太空中都处于失重状态，因此重力会减小为零，故C错误；
D.完成对接后，空间站绕地球运动时，速度大小和方向不断改变，那么它的运动状态保持不断改变，故D错误。
故选B。
5．【答案】B
【知识点】力的作用效果；惯性；平衡力的辨别；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）物体由于运动而具有的能量叫做动能，物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能，物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
（2）力的作用效果为可以使物体发生形变以及可以改变物体的运动状态。
（3）惯性是物体本身具有的一种保持原来运动状态不变的性质。
【解答】A.运动员在起跳拦网的过程中，属于体内的化学能转化为动能。故选项错误。
B.运动员拦网成功，排球的运动方向发生了改变，说明力可以改变物体的运动状态，故选择正确。
C.排球在空中飞行的过程中，由于不计空气阻力，因此排球只受到重力的作用，故选项错误。
D.惯性是物体本身具有的一种保持原来运动状态不变的性质，排球继续飞行是由于排球具有惯性，而不能说是受到惯性作用。故选项错误。
故答案为：B。
6．【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移；合金与合金的性质；塑料、橡胶、纤维等有机合成材料的特点
【解析】【分析】（1）根据合金的优点判断；
（2）（3）根据能量转化的知识判断；
（4）有机合成材料包括合成塑料、合成橡胶和合成纤维。
【解答】A.灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能，例如耐腐蚀性强，故A正确；
B.夜晚蓄电池给路灯供电时将电能转化为光能，故B错误；
C.白天给蓄电池充电时将光能转化为电能，故C错误；
D.灯的塑料属于有机合成材料，而铝合金不属于有机合成材料，故D错误。
故选A。
7．【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识判断；
（2）对活塞进行受力分析即可；
（3）物体对外界做功，内能减小；外界对物体做功，内能增大；
（4）运动状态的改变包括：由静止变运动，由运动变静止，运动速度大小变化和运动方向变化。
【解答】根据图片可知，活塞在飞行过程中，克服空气阻力做功，将机械能转换为内能，故A错误；
活塞在飞行过程中，与篮球分离，不受篮球的推力，故B错误；
篮球内气体对活塞做功，将内能转换为机械能，因此活塞的内能减小，故C错误；
飞行过程中，活塞的运动方向和速度不断发生改变，即运动状态发生改变，故D正确。
故选D。
8．【答案】A
【知识点】增大或减小压强的方法；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据重力势能和动能的转化分析；
（2）减小压强的方法：① 减小压力；②增大接触面的粗糙程度；
（3）注意分析水平方向上的速度是否为零；
（4）注意机械能和内能的转化。
【解答】A.比赛时，运动员在助滑区从高处滑下时，重力势能会转化为动能，从而使其跳起时获得较大的初速度，故A正确；
B.在运动中，运动员脚上穿着面积较大的单板，不能减小落地时的冲击力，但是可以减小落地时的压强，故B错误；
C.运动员到达最高点时，他在竖直方向上的速度为零，但是水平方向上的速度不为零，即动能不为零，故C错误；
D.运动员下落过程中，重力势能会转化为动能和内能，故D错误。
故选A。
9．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】根据能量转化的知识，结合功的计算式W=fs分析判断。
【解答】在整个运动过程中，弹簧的弹性势能先转化为木块的机械能和内能，然后木块的机械能再全部转化为内能，即木块和弹簧具有的机械能总量是不断减小的，直至为零。木块减小的机械能等于克服摩擦阻力做的功，则木块和弹簧具有的机械能剩余量为：W'=E-fs=-fs+E。
观察发现，木块和弹簧具有的机械能剩余量与木块经过的路程s之间为一次函数关系，即图像为一条斜线，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
10．【答案】A
【知识点】光的传播速度与光年；紫外线、红外线；电压；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据红外线的性质判断；
（2）根据能量转化的知识判断；
（3）根据光的传播速度判断；
（4）根据电压的知识判断。
【解答】A.该接收器能接受到发射器的信息，是因为红外线的热效应，故A正确；
B.光伏电池是将光能转化为电能，故B错误；
C.电的传播速度和光的速度相同，故C错误；
D.无线充电的电压比手机电池的电压稍高，大约在5V左右，故D错误。
故选A。
11．【答案】D
【知识点】参照物及其选择；力的作用是相互的；惯性；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）相互作用力的概念大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。
（2）物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，惯性是一切物体的属性。
（3）判断物体是运动还是静止，先选取某一物体作为参照物，相对于这个参照物，如果物体的位置发生了变化，就认为它是运动的；否则，就认为它是静止的。
（4）火箭的发射过程中，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。
【解答】A.喷出气体对火箭的作用力作用在火箭上，方向向上；火箭对喷出气体的作用力作用在喷出的气体上，方向向下，这两个力属于一对相互作用力，故选项正确，不符合题意。
B. 一切物体都具有惯性，故选项正确，不符合题意。
C.以发射架为参照物，火箭和发射架之间的相对位置发生了变化，因此火箭是运动的，故选项正确，不符合题意。
D.火箭上升过程中，火箭的燃料燃烧将部分化学能转化为内能，再将部分内能转化为火箭的机械能，不是全部转化，故D错误，符合题意。
故答案为：D。
12．【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据力与运动的关系确定木块的速度变化，进而确定动能变化；
（2）弹性势能大小与物体发生弹性形变的程度有关；
（3）主要克服摩擦将机械能转化为内能；
（4）根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.根据图片可知，从A到O的过程中，弹簧的形变程度减小，则弹力减小。当弹力大于摩擦力力时，木块做加速运动。当弹力等于摩擦力时，加速停止，此时速度最大，动能最大。由于此时依然存在形变，因此这个点肯定在AO之间。此后，弹力小于阻力，木块做减速运动，动能减小，故A错误；
B.从A到B的过程中，弹簧先缩短再被压缩，即它的形变程度先减小后增大，那么弹性势能先减小后增大，故B错误；
C.在木块运动的过程中，由于克服阻力做功，因此木块的机械能会有一部分转化为内能，即木块的动能和弹性势能的和不断减小，故C错误；
D.根据图片可知，如果木块在到达O点前动能就变成0了，那么它可能静止在O点的左侧或右侧，故D正确。
故选D。
13．【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判断。
【解答】A.水果电池将化学能转化为电能，故A错误；
B.瀑布倾泻时，将水的重力势能转化为水的动能，故B正确；
C.在电磁感应现象中，将机械能转化为电能，故C错误；
D.钻木取火时，将机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
14．【答案】B
【知识点】增大或减小压强的方法；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）增大压强的方法：增大压力或减小受力面积；
（2）铁的导热能力强；
（3）根据能量转化的知识判断；
（4）温度升高，内能增大；温度降低内能减小。【解答】A.切西红柿时，锋利的刀刃通过减小受力面积方式增大压强，故A正确不合题意；
B.用铁锅炒菜是因为铁的导热能力强且比热容小，故B错误符合题意；
C.天然气燃烧是化学能转化为内能的过程，故C正确不合题意；
D.炒菜过程中，鸡蛋吸热增加了内能，故D正确不合题意。
故选B。
15．【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；新能源及其开发与利用
【解析】【分析】 新能源主要包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能。以及海洋表面与深层之间的热循环等。
【解答】A. 核能属于新能源，电能和汽油不属于新能源，A错误；
B.用汽油做燃料的汽车排出的废气主要对人体呼吸道造成严重影响，B错误；
C.大量使用纯电动公交可以减少尾气排放，正确；
D.纯电动公交在充电过程中将电能转化为化学能，D错误；
故答案为：C.
16．【答案】B
【知识点】自然界中的氧循环和碳循环；能量的相互转化和转移；氧化反应
【解析】【分析】（1）根据氧化反应的分类来分析；
（2）根据化学反应中的能量变化来分析；
（3）根据燃烧与呼吸作用来分析；
（4）根据能量守恒来分析。【解答】A.人的呼吸作用是缓慢氧化，汽油的燃烧是剧烈氧化，都属于氧化反应释放能量，故A正确不合题意；
B.燃烧和呼吸作用都是将化学能转化为其他形式的能，故B错误符合题意；
C.含碳燃烧可将氧气转化为二氧化碳，呼吸作用将氧气转化为二氧化碳，因此这两个过程都参与自然界的碳循环和氧循环，故C正确不合题意；
D.化学变化都遵循能量的转化和守恒定律，故D正确不合题意。
故选B。
17．【答案】机械；守恒
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据能量转化和守恒定律分析解答。
【解答】“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是机械能转化成电能，该过程中能量守恒。
18．【答案】电能转化为光能和热能；水能转化为电能
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化和转移的知识解答。
【解答】小灯泡发光的能量转化是将电能转化为光能和热能，三峡水电站发电机工作时的能量转化是激昂水能转化为电能。
19．【答案】不能；违背了能量守恒定律
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】使用机械就要存在能量损失，根据能量转化和守恒定律分析解答。
【解答】根据题意可知，转轮在转动过程中肯定存在摩擦，因此存在能量的损失，则我认为这个设想不能实现，理由是：违背了能量守恒定律。
20．【答案】（1）+6
（2）机械
（3）FA
【知识点】能量的相互转化和转移；杠杆的平衡条件；元素化合价的规则与计算
【解析】【分析】（1）在化学式中，正负化合价的代数和为零；
（2）根据能量转化的知识分析；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力臂越长，则动力越小。
【解答】（1）在化学式 Li2MnO4 中，Li的显+1价，O的化合价为-2，根据正负化合价代数和为零得到：（+1）×2+x+（-2）×4=0，解得：x=+6价，
（2）使用电池提供动力骑行该车时，电能主要转化为车的机械能。
（3）根据图片可知，当提起后轮时，前轮相当于支点，车的重力为阻力，此时FA到支点的距离最大，则它的动力臂最长，因此最省力。
21．【答案】（1）接触面的粗糙程度
（2）重力势能
【知识点】影响摩擦力大小的因素；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（2）重力势能与质量和高度有关，据此分析解答。
【解答】（1）避险车道上铺上砂石，增大了接触面的粗糙程度，从而增大了摩擦力，使汽车能很快的停下来；
（2）刹车失灵的汽车冲上避险车道，汽车的质量不变高度增大，则重力势能增大，那么汽车的动能转化成内能和重力势能。
22．【答案】（1）电能
（2）电磁感应
（3）增加太阳能电池板的面板面积、增加接收线圈的匝数
【知识点】电磁感应；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据发电机的工作原理解答；
（3）提高汽车的充电速度，即增大充电电流，可从电池板的面积和电磁感应的角度分析改进建议。
【解答】（1）如图甲所示光伏路面中的太阳能电池板可将太阳能转化为电能。
（2）电动车接收线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
（3）为提高汽车充电速度，即增大充电电流，
①增大充电电压，即增加太阳能电池板的面积；
②增加接收线圈的匝数。
23．【答案】太阳能转化为电能；68
【知识点】能量的相互转化和转移；热量的计算
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）首先根据W=Pt计算光伏板10min输出的电能，再根据Q=ηW计算出水吸收的热量，最后根据公式Q=cm△t计算水升高到的温度。
【解答】（1）已知某光伏板的部分规格参数如表所示，其工作时的能量转化情况为：太阳能转化为电能。
（2）光伏板10min输出的电能W=Pt=200W×600s=120000J；
水吸收的热量：Q=ηW=120000J×84%=100800J；
根据公式Q=cm△t得到：100800J=4.2×103J/(kg.℃)×0.5kg×（t-20℃）；
解得：t=68℃。
24．【答案】（1）
（2）速度
【知识点】能量的相互转化和转移；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关，即高度越大，小车的速度越大，据此分析解答。
【解答】（1）小车的质量相同，在斜面上的高度相同，则小车的重力势能相等。当小车从斜面上滑下后，重力势能转化为动能，则小车的动能相等。当小车静止时，它的动能全部转化为克服阻力做功，因此小车克服阻力做功相等，即W1=W2=W3；
（2）如图乙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下，则它到达水平面时的速度大小不同，则是为了探究动能与速度的关系。
25．【答案】（1）斜面OB的倾角θ
（2）1、4(或2、5或3、6)
（3）10
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）比较实验1、2、3中哪个因素发生改变即可；
（2）根据控制变量法的要求选择对比实验；
（3）根据能量转化和守恒定律判断。
【解答】（1）根据实验1、2、3可知，小球的质量相同，小球在斜面上释放的高度相同，就是斜面OB的倾角不同，因此得到结论：小球在斜面OB上能达到的最大高度与斜面OB的倾角θ有关。
（2）探究小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量是否有关时，必须控制小球释放的高度和斜面倾角相同，而改变小球的质量，故选1、4(或2、5或3、6)；
（3）如果斜面没有摩擦，那么小球的机械能就保持不变，因此当它爬上斜面OB时的最大重力势能与在A点时的势能相同，也就是在OB上达到的最大高度等于A点的高度10cm。
26．【答案】（1）相同时间内蓄电池电量变化量
（2）当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高
（3）4πr/λ
【知识点】能量的相互转化和转移；能量利用效率
【解析】【分析】（1）电风扇的转速相同，即相同的时间内产生的风能相同；蓄电池电量增加越多，说明风能转化为电能的比例越大，即能量转化效率越高。
（2）根据丙图确定风轮叶片数和能量转化效率的关系即可；
（3）根据题干定义可知，叶尖速比=；首先计算出风轮叶片尖端的速度，再根据这个公式计算风速即可。
【解答】（1）本实验通过观察并记录相同时间内蓄电池电量变化量来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）根据图丙可知，在20min内，三个叶片的转化效率为20%，此时最高，那么得到结论：当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高，因此我国石油三叶式风轮发电；
（3）风轮转动一周经过的距离为2πr，那么风轮尖端的速度为：；
根据公式叶尖速比=得到,
；
解得：。
27．【答案】（1）F/x（N/mm）
（2）ab
（3）a到b，机械能不变，b到c机械能增大
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）将“k”列的数值与前面的数据比较，从而找到对应的项目；
（2）当物体受到的合力的方向与运动方向一致时，做加速运动；但合力为零时，加速停止，此时物体的速度达到最大。
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】（1）分析表格数据可知，k列的数值是弹力与弹簧压缩量的比值，因此填入的项目为：F/x（N/mm）；
（2）在开始的一段时间内，弹簧的弹力大于重力，此时合力向上，与运动方向一致，作加速运动。随着弹力的减小，当弹力与重力相等时，此时合力为零，加速停止，即此时速度最大。但是此时弹簧还没有恢复原长，因此外壳的最大速度在ab之间。
（3）若不计摩擦，从a到b时，笔壳保持静止状态，此时机械能不变。从b到c时，笔壳腾空而起，此时动能和重力势能都增大，则此时的机械能增大。
28．【答案】（1）化学能（内能）
（2）放电时间长或电压更稳定
（3）80000
【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）根据能量转化的知识解答；
（2）从放电时间长短和电压的稳定性等角度分析；
（3）根据W有=Wη计算转化成的机械能，最后根据计算航行的路程。
【解答】（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为化学能（内能）。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有：放电时间长或电压更稳定。
（3）铁电池一次充电后转化而成的机械能：W有=Wη=50×3.6×106J×80%=1.44×108J；
理论上充一次电航行的路程为：。
29．【答案】（1）化学能和热能
（2）解：F=G=mg=90kg×10N/kg=900N
答：此时整车对地面压强为9×104Pa。
（3）解：W=W总×η=48伏×12安×3600秒×80%=1658880J
答：该电动自行车最多能连续电动行驶4.1472×104米。
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）将车和人的质量相加得到总质量，再根据F=G总=m总g计算出车对地面的压力，最后根据公式计算车对地面的压强。
（3）首先根据W总=UIt计算出充满电时电池的能量，再根据W=W总η计算转化成的机械功，最后根据公式计算行驶的路程。
【解答】（1）电动自行车的充电规范事关财产和生命安全。常见的陋习就是充电时间过长，因为充电时电能转化为化学能和热能，使电池内部的电压增加，导致温度升高，易引发安全事故。
30．【答案】（1）二氧化碳+水有机物+氧气；遵守
（2）绿色出行、随手关灯。
（3）路灯的规格为“12V，24W”，路灯的额定电流是，
如果电池充满后给灯泡供电，电量下降至20%停止工作，电池充满一次可以供路灯工作的时间是：
。
【知识点】光合作用的原料、条件和产物；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）①根据二氧化碳和水在光照、叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气进行分析；
②根据自然界的能量是守恒的进行分析；
（2）根据生活中常见的减少二氧化碳的排放的方法进行解答；
（3）根据P=UI，按路灯的规格计算出路灯的电流，然后计算工作的时间。
【解答】
（1）①二氧化碳和水在光照、叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气，文字表达式为：二氧化碳+水有机物+氧气 ；
②自然界的能量是守恒的，所以这个过程能量守恒；
（2）为实现“碳中和”目标的做法是：绿色出行、随手关灯、使用节能灯、不使用一次性的筷子和包装袋、节约用水和用粮、少开空调。
1 / 1
