教科版九年级下册《11.1 能量守恒定律-11.2 能量转化的方向性和效率》同步练习卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1.如图所示,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。下列说法正确的是( )
A. 电动机把电能转化为机械能
B. 电动机把光能转化为机械能
C. 太阳能板把光能转化为机械能
D. 百叶窗开合过程中机械能守恒
2.关于能量的转移和转化,下列判断正确的是( )
A. 热量可以从低温物体转移到高温物体
B. 能量转移和转化没有方向性
C. 电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用
D. 汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
3.各种形式的能量都不是孤立的,它们可以在一定条件下发生转化,且能量的转化是有方向的,下面几幅图按能量转化的顺序,排列正确的是( )
燃煤电厂空调树林太阳
A. B. C. D.
4.生活中能量转化的实例很多,下列描述中,错误的是( )
A. 摩擦生热是把机械能转化为内能
B. 摩擦起电是把电能转化为机械能
C. 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D. 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
5.如图所示反映了一只白炽灯正常工作时能量转化情况,下列说法错误的是( )
A. 图中括号内的能量应该是光能
B. 生活中使用这种灯泡电能的利用效率高
C. 生活中使用这种灯泡不利于节能
D. 这种白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率是
6.下列图中,属于内能转化为机械能的是( )
A. 滑下滑梯 B. 弯折铁丝
C. 做功冲程 D. 压缩点火
7.小新和同学一起用粗糙硬纸板搭建了图示的轨道,并将小球从如图位置静止释放,使其自由运动到点位置。关于以上小球运动过程中的说法错误的是( )
A. 点时的动能大于点时的动能
B. 点的机械能等于点的机械能
C. 点的内能小于点的内能
D. 由于受到阻力的作用,从点到点可能保持匀速运动
8.下列关于能量的说法中,正确的是( )
A. 洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B. 电水壶工作时是将内能转化为电能
C. 用热水泡脚,身体会感觉暖和,说明内能可以转移
D. 能量无论是转化还是转移,能量总和会逐渐减少
9.以下四幅图中,关于能量转化说法错误的是( )
A. 图甲所示,过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B. 图乙所示,水电站将水的机械能转化为电能
C. 图丙所示,自行车运动员奋力蹬车时,人体内的一部分化学能转化为动能
D. 图丁所示,汽车在刹车过程中,刹车片会发热,将内能转化为动能
10.下列说法中错误的是( )
A. 能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B. 能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
C. 只要有能的转化和转移,就一定遵从能量守恒定律
D. 任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中,消耗多少某种形式的能量,就能得到多少其他形式的能量,而能的总量是保持不变的
11.下列说法中不正确的是( )
A. 热量可能自发地从低温物体传到高温物体
B. 机械效率、热机效率跟能量转化效率是一回事
C. 能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生
D. 只有开发和利用新能源才能实现人类可持续发展
12.根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是( )
A. 出膛的子弹射穿木板,以更快的速度继续前进
B. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年
C. 两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,继续冲上右斜面
D. 电水壶里的水沸腾了,给该电水壶断电,水的沸腾却永远不会停止
二、填空题:本大题共3小题,共6分。
13.各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化,请按下表中示例完成表格
能量转化 实 例
干电池对外供电
用电熨斗熨衣服
光能转化为化学能
14.如图所示是抽水蓄能电站原理的示意图,它通过上下两个水库将水循环利用,不仅能像常规水电站一样发电,还能像水泵站那样抽水蓄能。抽水蓄能电站实现了______能和______能之间的相互转化。
15.如图所示,加热试管使水沸腾,观察到小叶轮转动起来。
这个实验说明:燃料的______能转化为______能,传给水,水沸腾变成水蒸气,水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气的______能转化为叶轮的______能。
三、计算题:本大题共4小题,共32分。
16.某汽车的最低油耗可达最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量.温馨提示:表示获得的能量需要消耗汽油已知汽油的热值为.
求:
的汽油完全燃烧时放出的热量为多少?
该汽车发动机的效率最高可达多少?结果保留整数
17.用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子,稳定后松手,头不动如图所示,铁锁由开始位置沿弧线向另一侧的最高点运动,然后再从往回运动。
从点到最低点点的过程中,铁锁的动能、重力势能如何变化?
从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。
在此过程中,机械能是否守恒?能的总量是否守恒?
18.当今太阳能热水器已经在我国北方城乡用得非常普遍了,如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里,能将、水加热到请解答:水的比热容为,水的密度为
热水器中水的质量是多少?
在此过程中,水吸收了多少热量?
若此期间太阳辐射到热水器的热量为,则该热水器的效率是多少?
19.氢气动力汽车环保、高效,一辆氢气动力试验汽车的总质量为,内汽车在水平路面上匀速行驶了,消耗了的氢气。此过程汽车发动机产生的牵引力为,氢气的热值取,取。求:
汽车消耗了的氢气产生多少热量;
牵引力做功的功率;
汽车发动机的效率。
四、综合题:本大题共1小题,共10分。
20.小明同学将普通的小灯泡与灯接在电路中,测量得知二者电功率相等。但小明观察发现小灯泡发光较暗,灯较亮;再用手摸一下,小灯泡较热,灯几乎不怎么热。请用能量转化的知识解释:实际功率相同的小灯泡与灯,为什么小灯泡比灯暗?
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:
、电动机工作时,消耗了电能,获得了机械能,电能转化为机械能,故A正确,B错误;
C、太阳能板,在光照时发电,太阳能转化为电能,故C错误;
D、百叶窗开合过程中,由于需要克服摩擦做功,部分机械能转化为内能,所以机械能不守恒,故D错误。
故选:。
太阳能板工作时太阳能主要转化为电能,电动机工作时电能主要转化为机械能,百叶窗开合过程中要克服摩擦做功,部分机械能转化为内能,即机械能不守恒。
本题考查太阳能的利用,以及能量的转化是基础题。
2.【答案】
【解析】解:、热量不可以自发的从低温物体转移到高温物体,在外界的影响下,热量可以从低温物体转移到高温物体,例如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下,热量可以从低温物体转移到高温物体,故A正确。
B、能量转移和转化有方向性,故B错误;
C、电取暖器辐射到房间里的热量被人和房间吸收,由于内能的转移具有方向性,所以这部分内能难以再利用,故C错误;
D、汽车刹车时,由于摩擦,汽车的动能转化为地面、空气的内能,这些能量会散发到周围的环境中,无法再回收利用,因此不能驱动汽车,故D错误。
故选:。
本题考查能量转化和转移的一个特点:方向性,达到正确理解能量转化和转移的方向性的要求。
3.【答案】
【解析】解:
各种形式的能量都不是孤立的,它们可以在一定条件下发生转化,且能量的转化是有方向的,地球上大多数能量都直接或间接来自于太阳能,植物通过光合作用,将太阳能转化为自身的生物质能,再经过地壳变动在地质作用下,最终形成煤炭,发电厂将煤炭的化学能转化为电能,家用电器再将电能转化为其它形式的能,故四幅图中能量的转化顺序为:太阳树林燃煤电厂空调;即序号为,故C正确。
故选:。
可以从自然界直接获取的能源叫一次能源,不能从自然界直接获取必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源,根据一次能源和二次能源概念和能量转化的方向性进行排列。
本题难度不大,主要是理解地球上的能量都是直接或间接来自于太阳能,并能准确进行分类和判断其转化顺序。
4.【答案】
【解析】解:、摩擦生热是克服摩擦做功,把机械能转化为内能,故A正确;
B、摩擦起电是电子的转移,可以把机械能转化为电能,故B错误;
C、电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能,故C正确;
D、燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能,故D正确。
故选:。
解决此题的关键是知道各种现象的能量储存方式和转化方式。判断减小的能和获得的能分别是哪一个。
自然界中的能量都以各种形式的能储存起来,在一定条件下可以相互转化。
5.【答案】
【解析】解:
A.从白炽灯的工作方式及能量转化图知,的电能转化成了的内能和的光能,所以图中括号内的能量应该是光能,故A正确;
从能量转化图可知,转化为的内能为,而光能只有,所以该灯泡的电能利用效率低,不利于节能,故B错误、C正确;
D.这种白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率,故D正确。
故选:。
从白炽灯的工作方式看,电能转化为内能和光能两部分;
从能量转化图中我们就可看到转化为光能的部分只占少部分,其效率较低;
从能量转化图和效率计算公式可以计算出转化效率。
本题考查了电能的转化情况以及其效率的计算,从图中获取有用的信息是关键。
6.【答案】
【解析】解:
、滑下滑梯、弯折铁丝、压缩点火都属于对物体做功,将机械能转化为内能,使物体的内能增加、温度升高;故ABD不符合题意;
B、内燃机的做功冲程中,燃料燃烧释放的内能转化为活塞的机械能,对外做功,故C符合题意。
故选:。
做功和热传递都可以改变物体的内能,做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
克服摩擦做功可以使机械能转化为内能,使物体的内能增加、温度升高;气体膨胀对外做功,气体的内能减小,转化为机械能。
本题的关键是明确做功的实质是能量的转化,物体对外做功是将内能转化为机械能,对物体做功是将机械能转化为内能。
7.【答案】
【解析】解:、小球从到的过程中上升阶段,动能会转化为重力势能,所以点时的动能大于点时的动能,故A正确;
B、由题意可知,小球在运动过程中受到摩擦力的作用,所以小球的机械能会逐渐减小会转化为内能;
由到的过程中,小球的机械能会逐渐减小,所以点的机械能大于点的机械能,故B错误;
C、由到的过程中,一部分动能转化为内能,所以点的内能小于点的内能,故C正确;
D、因为斜面不光滑,受到阻力的作用,所以小球有可能受到平衡力作用,则小球从点到点可能保持匀速运动,故D正确。
故选:。
小球从到的过程中,动能会转化为重力势能;
由到一部分动能转化为内能;
由到一部分动能转化为内能;
当小球受到的力是平衡力时,小球做匀速直线运动。
本题考查机械能,以及机械能和内能之间的转化,难度不大。
8.【答案】
【解析】解:、洗衣机工作时,消耗电能,产生机械能,故是将电能转化为机械能的过程,故A错误;
B、电水壶工作时消耗电能,产生内能,故是将电能转化为内能的过程,故B错误;
C、用热水泡脚,内能从热水传递到脚,身体的内能会增加,会感觉暖和,说明内能可以转移,故C正确;
D、根据能量守恒知,能量在转化和转移的过程中,能量的总量会保持不变,故D错误。
故选:。
判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能量;
改变内能的方法是做功和热传递;
能量在转化和转移的过程中,能量的总量会保持不变。
能量转化的过程都是有规律可循的,在平常的学习中要注意总结归纳是解决这一类问题的关键,例如燃料燃烧都是将化学能转化为内能,该类题目比较简单,要掌握做题的思路与方法。
9.【答案】
【解析】解:
A、图甲所示,过山车向下运动时高度减小,速度增大,是重力势能转化为动能,故A正确;
B、图乙所示,水力发电,将机械能转化为电能,故B正确;
C、图丙所示,自行车运动员奋力蹬车时,人体内的一部分化学能转化为动能,故C正确;
D、图丁所示,汽车在刹车过程中,刹车片会发热,将动能转化为内能,故D错误。
故选:。
判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能量。
此题要求学生熟练掌握各种能量的变化。能量转化的过程都是有规律可循的,在平常的学习中要注意总结归纳。
10.【答案】
【解析】解:、能的转化和守恒是一个普遍适用的规律,适用于自然界中任何能量转化。说法错。
B、能的能的转化和守恒定律帮助人类对自然界有了更深的了解,成为人类利用自然的有力的工具。故B说法对。
C、能量守恒定律适用于自然界中的任何能的转化过程,不论是转化还是转移都一定遵守能量守恒定律。故C说法对。
D、能量不会消失,只会从一种能变成另一种能,故消耗多少某种能即能以其他能的形式表现出来,即总量保持不变。故D说法对
故选:。
本题考查能量守恒定律,由其内容和意义可选出答案。
审题要清楚,本题选择的是错误的,这是我们做题时很多同学易出现的错误。
11.【答案】
【解析】解:
A、能量的转移和转化具有方向性,热量只能自发地从高温物体传到低温物体,不能自发地从低温物体传到高温物体,故A错误;
B、根据机械效率的公式可求得机械效率,热机效率及能量转化效率都是指总能量转化为有用能量的百分比,其本质是一回事,故B正确;
C、根据能量守恒定律,能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,能量只会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,在能量的转移和转化过程中,能的总量是不变的。故C正确;
D、能源问题是困扰人类可持续发展的一个重要因素,只有开发和利用新能源才能实现人类可持续发展,故D正确。
故选:。
热量总是从高温物体传到低温物体;
根据机械效率的公式,,可求得机械效率;能量转化效率是总功转化为有用功的百分比。据此判断;
根据能量守恒定律的观点做出判断;
开发和利用新能源是实现人类可持续发展关键。
本题重点考查了对热传递、能机械效率等概念、对能量守恒定律、对能源与人类可持续发展关系等的了解,有一定综合性,但难度不大。
12.【答案】
【解析】解:
A、子弹射穿木板的情景,子弹高速运动,说明子弹具有动能,由于摩擦生热会使动能减小,它的速度减慢,故A错误;
B、机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能,几天就会消耗完毕,不会默默地走了几十年,故B错误;
C、两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,由于具有动能,会继续冲上右斜面,将动能转化为部分重力势能,故C正确;
D、在电水壶的使用过程中,消耗了电能,而水的温度升高,内能增加,断电后,水不再吸收热量,水的沸腾会停止,故D错误。
故选:。
能量既不会创生,也不会消灭,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变,这就是能量守恒定律。各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的。
熟知能量守恒定律,并知道能量的转化和转移的方向性是解答此类问题的关键。
13.【答案】解:干电池对外供电是化学能转化为电能;电熨斗工作时消耗电能,温度升高,所以电熨斗将电能转化为内能;光合作用是通过消耗光能来得到化学能的,因此将光能转化为了化学能.
故答案为:
能量转化 实例
化学能转化为电能 干电池对外供电
电能转化为内能 用电熨斗熨衣服
光能转化为化学能 光合作用
【解析】判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能量.
能量转化的过程都是有规律可循的,在平常的学习中要注意总结归纳.例如物体克服摩擦做功,摩擦生热就是将机械能转化成内能.
14.【答案】机械 电
【解析】解:由图可知,把山顶水库的水放下来推动水轮机发电,即将水的机械能转化为电能;同时,电动水泵还可以将山下水库的水抽到山顶水库,即消耗电能,将电能转化为水的机械能;故抽水蓄能电站实现了机械能和电能之间的相互转化。
故答案为:机械;电。
电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库,电能转化成水泵的机械能;水泵的机械能转化成水的动能和重力势能,水从低处升到高处,重力势能增大。
山顶水库的水放下来推动水轮机发电,水的重力势能转化成动能,推动发电机发电,又把机械能转化成电能。
本题要知道抽水蓄能电站的工作原理,最终是实现了机械能和电能之间的相互转化,是解答的关键。
15.【答案】化学 内 内 动
【解析】解:燃料燃烧的过程是化学能转化为内能,这种内能可以被水吸收。水沸腾汽化为水蒸气,高温的水蒸气可以驱动叶轮转动,它自身的温度会降低,内能会减少,而转动又使叶轮具有了动能。
答案为:化学,内,内,动或机械。
能量可以从一种形式转化为另一种形式,也可以从一个物体转移到另一个物体。燃料具有的一般是化学能,物体温度升高增加的是内能,物体因运动而具有的能称为动能。
能量可以在不同形式之间转化,也可以在不同物体之间转移,但要想准确判断,必须首先对各种形式能量的概念有所了解。
16.【答案】解:的汽油完全燃烧时放出的热量:
;
根据题意可知,完全燃烧汽油获得最大有用功的能量为,
汽车发动机的效率:
.
答:的汽油完全燃烧时放出的热量为;
该汽车发动机的效率最高可达.
【解析】根据求出汽油完全燃烧时放出的热量;
根据题意可知消耗汽油获得最大有用功的能量,根据求出发动机的效率.
此题主要考查的是学生对热值和热机效率计算公式的理解和掌握,难度不大.
17.【答案】解:铁锁从点到最低点点的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大。
铁锁从点到点、点再回摆时,有一部分机械能转化为内能,机械能减小了,故不会碰到鼻子。
由以上分析可知,铁锁在摆动的过程中存在能量的损失,机械能不守恒;由能量守恒定律可知,能的总量是守恒的。
答:由点到点时,重力势能减少,动能增加;
不会碰到鼻子;
机械能不守恒;能的总量是守恒的。
【解析】从点到最低点点的过程中,判断铁锁的动能、重力势能如何变化,从动能和重力势能的影响因素考虑:
动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
铁锁在摆动过程中,克服摩擦做功,有一部分机械能转化为内能;只有在不计能量损失的情况下,机械能才守恒;根据能量守恒定律分析能的总量的变化。
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
18.【答案】解:
由得,太阳能热水器中水的质量为:
。
水吸收的热量:
。
该热水器的效率:
。
答:水的质量为;
在此过程中,水吸收了热量;
该热水器的效率是。
【解析】已知水的体积,根据计算水的质量;
知道太阳能热水器中水的质量、初温、末温以及比热容,根据求出水吸收的热量;
知道水吸收的热量和太阳辐射到热水器的热量,根据求出该热水器的效率。
本题考查了密度公式、吸热公式、效率公式的应用,计算过程要注意水体积单位的换算。
19.【答案】解:氢气完全燃烧释放的热量:;
牵引力做的功:,
牵引力的功率:;
汽车发动机的效率:。
答:汽车消耗了的氢气产生的热量为;
牵引力做功的功率为;
汽车发动机的效率为。
【解析】根据求出消耗氢气完全燃烧释放的热量;
知道牵引力的大小和行驶的距离,根据求出牵引力做的功,再根据求出牵引力的功率;
根据求出汽车发动机的效率。
本题考查了功和功率的计算公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用,难度不大。
20.【答案】答:实际功率相同的小灯泡与灯,在相同时间内消耗的电能相同,灯将电能几乎全部转化为光能,而小灯泡将电能转化为光能的同时还有一部分转化为内能,因此,小灯泡比灯暗一些。
【解析】明确两种不同的灯在工作时的能量转化情况,可做出解释。
本题判断的关键是两种灯的能量转化形式不同,明确转化过程中能量的变化情况,可做出判断。
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