2024教科版物理九年级下学期课时练--能量守恒定律（有解析）

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2024教科版物理九年级下学期
第十一章　物理学与能源技术
1　能量守恒定律
基础过关全练
知识点1　形形色色的能量
1.出行是人们工作、生活必不可少的环节,出行的工具多种多样,使用的能源也不尽相同。自行车、电动自行车和燃油汽车所消耗能量的类型分别是(　　)
①生物质能　②核能　③电能　④太阳能　⑤化学能
A.①③⑤　　　　　　B.①④⑤
C.①②③　　　　　　D.①③④
知识点2　不同形式能量的相互转化
2.【新独家原创】劳动节,小明在家帮忙做家务。他观察到的下列现象中,能量转化的说法正确的是 (　　)
A.洗衣机甩干衣服时,将内能转化为机械能
B.液化气燃烧时,其化学能转化为机械能
C.电饭锅在煮饭时,电能转化为内能
D.用砂轮磨刀时,将内能转化为动能
3.(2023吉林德惠一模)工人使用冲击钻工作时,钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁,打出圆孔,如图所示。在这个过程中的主要能量转化是　 (　　)
A.机械能→电能→内能
B.机械能→内能→电能
C.电能→内能→机械能
D.电能→机械能→内能
4.【跨学科·物理学与工程实践】(2023云南昆明八中模拟)全球最大的混合式抽水蓄能项目——四川省雅砻江两河口混合式抽水蓄能项目已正式开工建设。抽水蓄能电站在用电低谷期用电能将水抽至上游水库,在用电高峰期再放水至下游水库发电的水电站,其工作原理如图所示。下列有关说法,正确的是 (　　)
A.抽水时电能全部转化为水的动能
B.发电时水的势能最终转化为电能
C.抽水蓄能水电站选址时不需要考虑水量的问题
D.水轮机的效率可以达到100%
5.如图是“神舟十一号”飞船搭乘“长征二号”F遥十一运载火箭发射升空时的壮观情景。火箭喷气发动机自带燃料和氧化剂,所带的燃料的热值很　　　　(选填“大”或“小”),燃烧时将燃料的　　　　能转化为燃气的　　　　能,再转化为火箭和飞船的　　　　能。自带氧化剂是因为大气层外是　　　　的。
知识点3　能量守恒定律
6.(2023安徽北师大蚌埠附中期末)如图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是 (　　)
A.小球弹起的高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒
B.根据能量守恒定律,在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C.在小球的运动过程中是通过做功的方式使内能增加的
D.小球和地面之间发生撞击,所以小球的热量会增加
7.(2023黑龙江克东期末)“天宫课堂”已成为我国空间站的优秀科普活动。2022年3月23日,王亚平在第二次太空授课液桥演示实验中(如图甲),将两块透明板上的水球接触后形成液桥,从分子角度而言,这是因为分子间存在　　　　。2022年10月12日进行的太空授课中,陈冬将工具T字扳手在空中旋转后,扳手时而头朝下,时而头朝上,翻转不停(如图乙),这个现象中“会翻身的扳手”　　　　(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
　
8.【跨学科·物理学与日常生活】(2023山东济南历城二模)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。
知识点4　永动机是不可能实现的
9.(2023河南新郑期末)冬天晒太阳感觉暖和,这是能量的　　　　;搓手感觉暖和,这是能量的　　　　。不可能造出永动机的原因是它违背了　　　　　　　。
10.【学科素养·科学态度与责任】(2023江苏盐城盐都一模)如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”。轮子边缘上通过可以自由转动的铰链等距安装了12个相同的活动短杆,杆端分别套上相同的重球。他认为由于右侧重球距离轴较远,即重力的　　　　较大,转轮会沿
　　　　(选填“顺时针”或“逆时针”)方向越转越快,根据　　　　　　　,无需精确测量就能判定他的这一设想是不可能实现的。
11.【学科素养·科学态度与责任】(2023河南唐河二模)现代电动汽车为了节能,都安装了能量回收装置,在汽车刹车时带动发电机,为汽车提供后续运动的能量。有人认为,只要不断改进,这种汽车就可以一边行驶,一边发电,永远运动下去。你认为此观点是　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升全练
12.【新素材·现代科技】(2021山东东营中考,8,★☆☆)5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星,这标志着我国首台火星车“祝融号”开启探索之旅。下列表述与实际不相符的是 (　　)
A.火星车表面铺设“纳米气凝胶”板,是利用了该材料密度极小、导热性极差的属性
B.火星车上安装的“蝴蝶型”太阳能帆板可将太阳能转化为电能
C.着陆器在临近火星表面悬停时,它受到的力一定是平衡力
D.着陆器下降至着陆点的过程中,动能变大,重力势能变小,机械能变小
13.(2023安徽长丰一检,11,★☆☆)下列说法正确的是 (　　)
A.温度越高的物体含有的热量越多
B.搓手取暖是通过做功的方式改变了手的内能
C.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
D.火箭升空时,其势能和动能都增大,能量守恒定律不适用
14.(2023江苏扬州中考,18,★☆☆)请补全下面知识结构图。
15.(2023辽宁本溪期中,17,★☆☆)如图,这是班里的“智多星”小明同学制作的一款由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴、热水设计而成的装置,他设想轻推转轮后,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,判断的依据是　　　　定律。
16.(2023广西北海期末,21,★★☆)用两块铜片、热电偶、电动机(带风扇)组成一个电路,铜片1插在90 ℃热水中,铜片2放在空气中,如图所示,半分钟左右风扇发生转动,这就是温差发电现象。温差发电的实质是　　　　能转化为　　　　能。利用这套装置,最终热水的内能
　　　　(选填“能”或“不能”)全部转化成风扇的机械能。温差发电
　　　　(选填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律。
素养探究全练
17.【物理观念】空气能热水器,又称“热泵”,其工作原理如图所示,工作过程中液态媒质在蒸发器里迅速变成气态,然后经过压缩机将其压缩成高温高压的气体,最后在冷凝器中重新变成液态,达到给水箱中的水加热的目的。“能效比”是衡量热泵性能的重要指标,它是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值。如表为某种型号“空气能热水器”的部分参数,该热水器在正常工作时,进水温度为20 ℃,出水温度为50 ℃,每小时可出热水100 L。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
型号 AS2-01
出水温度(℃) 50
额定功率(W) 1 000
额定电压(V) 220
出水量(L/h) 100
(1)热泵工作后,水箱中的水温度升高,这是通过　　　　(选填“做功”或“热传递”)的方式增加水的内能;
(2)热泵在正常工作时,会使周围的空气温度　　　　(选填“升高”或“降低”),正常工作1小时,热泵消耗的电能为　　　　J;
(3)该热泵正常工作1小时,流经冷凝器中的水吸收的热量为　　　　J,能效比为　　　　;
(4)热泵在正常工作过程中,水吸收的热量大于热泵消耗的电能,这个过程是否违背能量守恒定律:　　(选填“是”或“否”)。
答案全解全析
基础过关全练
1.A　自行车的动力来自骑车者本身,消耗的是人的生物质能;电动自行车的电动机工作时需要消耗电能;燃油汽车消耗燃油的化学能来获得动力。故A正确。
2.C　洗衣机甩干衣服时,将电能转化为机械能;液化气燃烧时,其化学能转化为内能;用砂轮磨刀时,将动能转化为内能。故A、B、D错误,C正确。
3.D　冲击钻工作的过程中,电流做功,钻头在电动机带动下转动,电能转化为机械能;同时电动机内部线圈还会发热,一部分电能会转化为内能;钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔的过程中,钻头受到摩擦力的作用,克服摩擦力做功,机械能转化为内能;所以冲击钻在工作的过程中有电能和机械能、内能的转化。故D正确。
4.B　抽水蓄能时,将电能转化为水的机械能储存起来;发电时可以将水的重力势能重新转化为电能,在能量的转化过程中,有能量的散失,电能不会全部转化为水的动能,A错误,B正确;抽水蓄能水电站主要是靠水能来发电,只有在保证有充足的水量以及蕴含的水能发电时可达到一定的效率才能使发电站正常运转,C错误;水轮机工作过程中需要克服摩擦力做功,所以其效率不可能达到100%,D错误。
5.大　化学　内　机械　真空
解析　运载火箭采用的燃料热值很大,燃烧时可释放出更多的热量;火箭升空过程的能量转化为燃料的化学能转化为燃气的内能,燃气的内能转化为火箭和飞船的机械能。大气层外是真空的,而燃料燃烧需要氧气,因此要自带氧化剂。
6.C　小球运动过程中弹起的最高点越来越低,说明最高点的重力势能越来越小,同时落地时的速度越来越慢,也就是落地时的动能越来越小,所以小球的机械能减少;机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功,与地面撞击做功,将部分机械能转化成了内能,但能量的总量是守恒的,故A、B错误,C正确;小球和地面之间发生撞击,所以小球的内能会增加,热量是一个过程量,不能说“热量增加”,D错误。
7.引力　遵循
解析　将两块透明板上的水球接触后形成液桥,这是因为分子之间存在着相互作用的引力;所有能量转化和转移过程,都遵守能量守恒定律,“会翻身的扳手”在运动的过程中,遵循能量守恒定律。
8.做功　化学　遵循
解析　摔炮与地面发生碰撞时,地面对摔炮做功,使摔炮内能增加,温度升高,导致火药爆炸。爆炸时火药的化学能转化为其他形式的能量,爆炸过程遵循能量守恒定律。
9.转移　转化　能量守恒定律
解析　冬天晒太阳感觉暖和,这是能量的转移,是通过热传递改变物体的内能;搓手感觉暖和,这是能量的转化,是通过做功改变物体的内能;机器在运转时都会产生热,热向四周扩散,成为无用的能量;如不补给能量,任何运动着的机器都会停下来,因此,不可能造出永动机的原因是它违背了能量守恒定律。
10.力臂　顺时针　能量守恒定律
解析　右侧重球离轴较远,即对应的力臂较大,左侧重球离轴较近,对应的力臂较小,而球的重力相等,即左侧球的重力与力臂的乘积比右侧球的重力与力臂的乘积小,那么转轮会沿顺时针方向转动。魔轮在转动时,存在能量损失,部分机械能转化为内能,根据能量守恒定律,魔轮在无外力作用时,不会越转越快。
11.错误的　能量在转化的过程中,一部分能量对外做功,一部分能量散失,能量的总量不变,但可利用的能量减少,因此不可能永远运动下去
解析　在汽车刹车时带动发电机,发电机将机械能转化为电能,再转化为蓄电池的化学能储存起来。由于在能量的转化过程中,有能量的散失,所以汽车不能永远运动下去,这种观念违背了能量守恒定律。
能力提升全练
12.D　利用密度极小、导热性极差的材料,能减小火星车的质量,当外界温度过高或过低时,使火星车维持一个适宜的温度;太阳能帆板可以将太阳能转化为电能;火星车悬停时运动状态没有发生改变,故其受到平衡力作用;下降过程中,着陆器质量不变,速度变小,则动能变小,同时高度降低,则重力势能变小,故机械能变小。故选D。
13.B　热量是指热传递过程中,物体传递能量的多少,是一个过程量,不能说“含有”“具有”,A错误;搓手取暖,克服摩擦做功,是通过做功的方式使手的内能增加,B正确;人们对太阳能的开发和利用,是将太阳能转化为电能、内能等其他形式的能量,不能说明能量可以凭空产生,C错误;火箭升空时,其势能和动能都增大,是由燃料燃烧释放的内能转化而来的,这一过程能量守恒定律同样适用,D错误。
14.(1)转移　(2)做功　(3)弹性势能
解析　(1)热传递的实质是能量的转移。(2)做功的实质是能量的转化。(3)动能和势能可以相互转化,包括动能和重力势能之间的转化,以及动能和弹性势能之间的转化。
15.不能　能量守恒
解析　由于能量的转化或转移具有方向性,如果不给它提供热水,消耗部分内能后(或者热水变成了冷水),它也就不转了,因此永动机违背了能量守恒定律。
16.内　电　不能　遵守
解析　电路中有电流产生,对应的电能是由热水的部分内能转化来的,即温差发电的实质是内能转化为电能;利用这套装置,热水的内能除了转化成风扇的机械能外,还有一部分能量散失掉了,所以最终热水的内能不能全部转化成风扇的机械能;能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律,任何能量的转化都遵守能量守恒定律。
素养探究全练
17.(1)热传递　(2)降低　3.6×106　(3)1.26×107　3.5　(4)否
解析　(1)热传递的实质是能量的转移,做功的实质是能量的转化,所以水箱中的水温度升高,是通过热传递的方式增加水的内能;(2)热泵工作时,根据题意可知,会使空气内能减少,温度降低;热泵正常工作1 h消耗的电能W=Pt=1 000 W×1×3 600 s=3.6×106 J;(3)水吸收的热量Q吸=
c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.0×103 kg/m3×0.1m3×(50 ℃-20 ℃)=
1.26×107 J,热水器的能效比为==3.5;(4)能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律,任何能量的转化和转移都遵守能量守恒定律,故热泵遵循能量守恒定律。
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