初中物理粤沪版九年级下册3 能的转化与能量守恒练习

20.3能的转化与能量守恒同步练习沪科版初中物理九年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是

A.  B.
C.  D.

2. 如图所示，是某校新安装的太阳能路灯，关于太阳能路灯，下列表述不正确的是

A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
B. LED灯将电能转化为光能
C. 蓄电池白天将化学能转化为电能
D. 在使用太阳能路灯整个过程中，能量是守恒的
 

3. 2019年11月3日，我国成功利用“长征四号乙”运载火箭将“高分七号”卫星顺利送入预定轨道，该卫星是我国首颗亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星。下列说法中正确的是

A. 火箭点火发射瞬间，火箭发射台喷射水是利用水的升华吸热降低发射台的温度
B. 在卫星随火箭升空的过程中，其机械能转化为内能
C. 穿越大气层时，火箭克服摩擦，将机械能转化成内能
D. 火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的比热容

4. 如图所示，是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯，下列解释合理的是

A. 小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能
B. 照明灯是将光能转化电能
C. 光电池板是将光能转化为电能
D. 蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
 

5. 2021年5月15日，我国“天问一号”着陆器搭载“祝融号”火星车，经过“大气摩擦降落伞反推力”等制动过程减速后，成功着陆火星的平坦区域。下列关于着陆器的说法正确的是

A. 使用降落伞减速的过程中，“天问一号”的惯性逐渐减小
B. 减速着陆过程中，“天向一号”的重力势能转化为动能
C. 着陆后，着陆器对水平面的压力和所受重力是一对平衡力
D. 与大气摩擦减速过程中，“天向一号”的机械能转化为内能

6. 下列关于能量的转化说明正确的是

A. 太阳能电池板白天工作是将光能转化为化学能
B. 萤火虫发光是将内能转化为光能
C. 植物进行光合作用是将光能转化为内能
D. 给手机锂电池充电是将电能转化为化学能

7. 根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是

A. 出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B. 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
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. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表，指针一直运动下去

8. 关于材料、能量和能源，下列说法正确的是

A. 太阳能属于不可再生能源 B. 二极管是用超导材料制成的
C. 核电站是利用核聚变发电的 D. 能量的转移与转化具有方向性

9. 如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是忽略空气阻力

A. 他的重力势能转化成了动能
B. 他的重力势能转化成了动能和内能
C. 他的重力势能减小，动能增大，机械能不变
D. 他的重力势能减小，动能不变，机械能减小
 

10. 现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是

A. 机械能转化为电能，再转化为光能
B. 电能转化为机械能，再转化为光能
C. 机械能转化为光能，再转化为电能
D. 光能转化为机械能，再转化为电能

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图甲和乙所示分别是我国研发出的首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车，甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的          能转化为机械能，乙车顶部的“巨型”叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将          能转化为电能，以上能量的转化过程中，能的总量          填“变大”“变小”或“不变”。
    
    
    
     

12. 蒸汽机工作时将内能转化为机械能，电视机工作时将电能转化为光能、声能和内能，任何机器都是能量转移或转化的设备。能量的转移或转化过程中，其总量          。能源危机产生的根源是能量的转移和转化具有方向性。不能说明能量转移和转化具有方向性的实例是          填序号。

A.热量总是自动地从高温物体传到低温物体

B.足球被踢出后向前滚动

C.人活动过程中消耗的生物质能，不可能自动回归身体

13. 2019年10月1日国产攻击隐身无人机在国庆70周年阅兵中首次亮相，如图所示。机身上的隐身涂层能够吸收雷达电磁波，把电磁能转化为          选填“机械能”或“内能”，达到“隐身”效果，配备的大功率喷气发动机能让其短距离起降，在其起飞的过程中          能转化为          能。

14. 导弹拦截系统是各国在军事领域着重研究的对象，拦截弹在云端运动过程中，是做曲线运动，燃料助推拦截弹，燃料的          转化为拦截弹的机械能。拦截弹在整个运动过程中，会受到空气的摩擦力，一部分机械能转化为          ，但能量的总量是          选填“变小”“不变”或“变大”的。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图1所示是一个内壁光滑且密闭绝热的金属圆筒，左端固定在墙上，现在先用力F向左推活塞，使活塞从A位置运动到最左端C位置。撤销力F后，活塞又被圆筒内气体推回到A位置。请在图2中作出活塞从A运动到C再返回A过程中金属圆筒内的气体内能随位置变化的大致关系图象。绝热：表示没有热量传递。坐标原点为内能零起点。

16. 请将能量转化类型与其对应的实例或装置用线连起来。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾。
    等水沸腾后，你观察到的现象是______。
    整个实验中能量的转化或转移情况是：
    __________________。
    在实验中为了安全，你认为应采取的措施是______。
    这个实验，展示了人类利用内能的过程，其主要应用是______。
18. 珠珠同学利用如图所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。

如图甲，让同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放，目的是使小车到达水平面时具有相同的________；

实验时，可观察到同一辆小车所受阻力越大，小车在水平面上滑行的距离越________选填“大”或“小”；

分析三次实验可知，物体所受阻力越小，速度减小得越________选填“慢”或“快”。可推理得出：在水平面上运动的小车，如果受到的阻力为零，它将做________运动；

如图乙，换用质量不同的小车A、B，从斜面的某一高度由静止释放，设法使两辆小车滑到斜面底端时获得相同的动能，当它们在不同水平表面停下来时，发现两小车在水平面运动的距离相同，由此可知________选填“A”或“B”小车的质量更大。A、B两小车在水平面运动过程中克服摩擦力做功________选填“相等”或“不相等”。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 如图所示是某款便携式电热饭盒，其工作原理：通过电加热片把水加热至沸腾，再借助水蒸气来加热食物。其部分工作参数如表所示，求：

用该电热饭盒的高温档加热满盒饭菜需要消耗多少电能？
在的过程中，电加热片将水的温度升高了，水吸收的热量是多少？
此次热饭菜的过程中加热水的效率是多少？保留一位小数






 

20. 可燃冰的主要成分是甲烷，的可燃冰可转化生成的甲烷气体。已知甲烷气体的热值是我市公交车以天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总重力是40000N，那么可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以的速度匀速行驶匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的倍。求：
    公交车匀速行驶时所受到的平均阻力为多大？
    这段时间内公交车牵引力所做功的功率？
    可燃冰可转化生成的的甲烷气体如果完全燃烧可以释放多少热量？

这段时间内公交车发动机的效率是多大？

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】 迅速下压活塞时，活塞对封闭气体做功，机械能转化为内能，故A符合题意；电风扇工作时消耗了电能，主要转化为机械能，故B不符合题意；电暖器工作时，电能转化为内能，故C不符合题意；水蒸气对活塞做功，水蒸气的内能转化为活塞的机械能，故D不符合题意。选A。
 

2.【答案】C
 

【解析】白天，太阳能电池板给蓄电池充电，太阳能电能化学能；晚上，蓄电池给灯供电，将化学能转化成电能，再转化为光能，故A、B正确，C错误；能量是守恒的，不会凭空消失，也不会凭空产生，所以在使用太阳能路灯整个过程中，能量是守恒的，故D正确。选C。
 

3.【答案】C
 

【解析】解：A、火箭点火发射瞬间，火箭发射台是利用水的汽华吸热降低发射台的温度，故A错误；
B、在火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；
C、穿越大气层时，火箭克服摩擦做功，将机械能转化成内能，故C正确；
D、火箭的发动机选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量，故B错误。
故选：C。
利用水汽化吸热，对发射台起到降温的作用；
根据消耗能量与得到能量是什么来判断能量的转化情况；
克服摩擦做功，机械能转化为内能；
根据氢燃料是热值最大的燃料来判断为什么选用液态氢。
本题既考查了火箭发射过程中的能量转化和机械能变化情况，同时也考查了对燃料热值的了解，属基础知识的考查，难度不大。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能；“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能；同时照明灯消耗电能而发光，即是将电能转化为光能，所以明确“风光互补”景观节能灯的各部分功能后，即可得知C选项正确。
故选：C。
自然界中的风能和太阳能是能量巨大的资源，现在科学家都在设计装置利用它们的能量；
风扇式发电机可以通过风吹动扇片转动，把风能转化为电能；
太阳能电池可以把太阳能转化为电能。
风能和太阳能都是清洁能源，且能量取之不尽用之不竭，能够巧妙的设计利用是关键。
 

5.【答案】D
 

【解析】解：
A、“天问一号”探测器减速过程中，质量不变，则惯性不变，故A错误；
BD、减速着陆过程中，高度减小，速度减小，“天向一号”的机械能克服摩擦转化为内能，故B错误、D正确；
C、着陆器对水平面的压力和所受重力没有作用在同一物体上，不是一对平衡力，故C错误。
故选：D。
物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，一切物体都有惯性；惯性的大小只与物体的质量有关；
物体的速度减小，动能减小；
二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，四个条件缺一不可。
该题考查了对惯性大小、能量的转化以及平衡力等知识的理解，是一道综合题，但难度不大。
 

6.【答案】D
 

【解析】解：
A、太阳能电池板白天工作是将光能直接转化为电能，故A错误；
B、萤火虫发光是将化学能转化为光能，故B错误；
C、绿色植物的光合作用，将光能转化为化学能储存在体内，故C错误；
D、给手机锂电池充电时，电池相当于是用电器，是将电能转化为化学能，故D正确。
故选：D。
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。例如电饭锅、电暖气等都是将电能转化为内能；电动机类将电能转化为机械能。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：A、子弹射穿木板的情景中，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、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，将动能转化为重力势能，故C正确；
D、机械表工作靠表内弹簧片的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会一直默默地走下去，故D错误。
故选：C。
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具体形式是解答此类问题的关键。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：A、太阳能可供人类长期使用，属于可再生能源，故A错误；
B、二极管是用半导体材料制成的，故B错误；
C、核电站是以铀为燃料，利用核反应堆把铀原子核裂变产生的能量转化为水和水蒸气的内能，又把内能转化为发电机的机械能，最终机械能转化为电能，故C错误；
D、能量的转移与转化具有方向性，如消耗掉的内能不能收集起来再利用，因此要节约能源，故D正确。
故选：D。
太阳能可源源不断从自然界获得，因此属于可再生能源；
半导体可以做出许多电子元件，例如二极管、三极管等；
将原子核裂变释放的核能转变为电能的系统和设备，通常称为核电站；
能量在转化和转移的过程中具有方向性。
本题考查能源的分类、半导体材料的应用、核电站的发电原理、能量转移与转化的方向性，是一道基础题。
 

9.【答案】D
 

【解析】解：A、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，所以不是动能和势能的转化，故错误；
B、在该过程中，动能不变，势能减小，即机械能变小，即是将机械能转化为内能的过程，故错误；
C、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，即机械能变小，故错误；
D、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，即机械能变小，故正确；
故选：D。
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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。
 

10.【答案】A
 

【解析】

【分析】
根据题意结合能量的转化分析即可。
本题考查了学生对充电电池中能量转化的了解与掌握，是联系生活实际的基础题目。
【解答】
穿上鞋走路时，具有机械能，鞋会发光，具有光能；根据题意可知，该鞋发电鞋的工作原理是电磁感应现象，先是机械能转化为电能，电能又转化为光能；
故BCD错误，A正确；
故选：A。  

11.【答案】内 

太阳 

不变

【解析】由题可知，空气动力汽车在工作时将空气的内能转化为车的机械能；乙车的顶部安装的是高效光电转换器，它是把太阳能转化为电能的装置。能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或是从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量不变。
 

12.【答案】保持不变 

B

【解析】解：能量在转化和转移过程中总量保持不变。能量的转移和转化具有方向性，如热量能自发地从高温物体传到低温物体；人活动过程中消耗的生物质能，不可能自动回归身体，A、C不符合题意；足球被踢出后向前滚动是由于惯性，B符合题意。
 

13.【答案】 内能 

内 

机械

【解析】解：由题意可知，机身上的隐身涂层能够吸收雷达电磁波，把电磁能转化为内能，从而达到“隐身”效果；无人机配备的大功率喷气发动机属于热机，在其起飞的过程中将燃料燃烧释放的内能转化为机械能。
 

14.【答案】化学能 

内能 

不变

【解析】解：燃料助推拦截弹时燃料的化学能转化为拦截弹的机械能；拦截弹在整个运动过程中，会受到空气的摩擦力，一部分机械能转化为内能，所以它的机械能是变小的；根据能量守恒定律可知，能量的总量是保持不变的。
 

15.【答案】解：活塞从A运动到C的过程中，活塞压缩金属筒内的气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体的内能变大，由于内壁光滑且密闭绝热，则机械能全部全部转化为内能，在C点时，气体内能最大；活塞从C返回到A的过程中，金属筒内的气体推动活塞做功，内能转化为机械能，气体的内能减小，由于内壁光滑且密闭绝热，则内能全部转化为机械能；所以从A点开始时和结束时的内能是相同的；由于任何物体都有内能，故气体的初始内能不为零，如图所示：

 

【解析】对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，物体的内能会减少。
本题考查了做功改变物体内能、能量的守恒，属于基础知识。
 

16.【答案】解：太阳能热水器将光能转化为内能，太阳能电池板将光能转化为电能，电暖炉将电能转化为内能，木柴燃烧将化学能转化为内能。
故答案为：

 

【解析】看清能量转化前物体具有什么能，能量转化后物体具有什么能，然后确定能量的转化过程。
本题主要考查对能量转化方式的了解，能量转化现象在生活中比较普遍，在解题时要针对具体的情况明确能量转化的方向，然后具体分析。
 

17.【答案】塞子冲出，管口有“白气”生成  酒精的化学能转化为内能  酒精灯火焰的内能转移给水和水蒸气  水蒸气对塞子做功，水蒸气内能转化为塞子机械能  塞子不要塞得太紧  热机
 

【解析】解：把水加热至沸腾，水蒸气会把软木塞冲出去，高温水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减小，温度降低，管口的水蒸气遇冷液化，形成“白气”；
酒精的燃烧时将化学能转化为内能；热量由火传递给水和水蒸气，使得水和水蒸气的内能增加、温度升高；水蒸气会把软木塞冲出去，水蒸气内能转化为塞子机械能；
水蒸气膨胀时对外做功，若塞子塞的太紧，摩擦力较大，水蒸气的压强较大，容易使试管炸裂；
内能的另一个重要应用是用它来做功内能转化为机械能，因此如今使用的各种热机就是利用这个应用的机器。
故答案为：塞子冲出，管口有“白气”生成；酒精的化学能转化为内能；酒精灯火焰的内能转移给水和水蒸气；水蒸气对塞子做功，水蒸气内能转化为塞子机械能；塞子不要塞得太紧；热机。
燃料燃烧放出热量的过程就是将燃料的化学能转化为内能的过程；改变物体内能的两种方法：对物体做功、热传递，对物体做功物体的内能增加，物体对外做功，物体的内能减少；物体吸收热量内能增加，物体放出热量内能减少；
实验中塞子不能塞的太紧；
内燃机的四个冲程中，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。
掌握改变物体内能的两种方法：做功和热传递，能对整个过程中的能量变化进行分析，并了解液化现象是解答的关键。
 

18.【答案】速度；
小；
慢；匀速直线；
；相等
 

【解析】

【分析】
本题考查了探究“阻力对物体运动的影响”的实验，要注意控制变量法、科学推理法的运用，同时会根据做功的情况分析图乙中实验的现象。
实验中，应通过小车下滑时的位置控制小车到达水平面的初速度相同；
实验中，通过观察小车运动距离的远近来比较小车所受阻力大小的；
小车受到的阻力不同，其最终滑行的距离会不同，表面越光滑，摩擦力越小，运动的距离越远；如果运动小车不受力时，将一直做匀速直线运动；
图乙中，小车到达水平面的动能相同，最终滑行的距离相同，说明小车克服摩擦力做功相同同，接触面的粗糙程度不同，根据摩擦力的影响因素，进一步说明小车的质量不同。
【解答】
要探究阻力对物体运动的影响，需要使小车进入平面时的速度保持相同，让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，就能使小车到达水平面时具有相同的速度。
由甲图可知小车所受阻力越大，小车运动的距离就越小。
由甲图可知，物体所受阻力越小，运动的越远，即速度减小得越慢，在以上实验的基础上，可推理得出：在水平面上运动的小车，如果不受阻力，它将做匀速直线运动。
从斜面的某一高度由静止释放，设法使两辆小车滑到斜面底端时获得相同的动能，当它们在不同水平表面停下来时，动能变为零，A、B两小车在水平面运动过程中克服摩擦力做功相同，两小车在水平面运动的距离相同，根据知，摩擦力相同，小车A的接触面比B的接触面粗糙，相同情况下，A小车的摩擦力大，现摩擦力相同，说明B小车的压力大，故B小车的质量更大。  

19.【答案】解：根据得用该电热饭盒的高温档加热满盒饭菜需要消耗的电能为：
；
水吸收的热量：
；
此过程中电热饭盒的加热效率：
。
答：用该电热饭盒的高温档加热满盒饭菜需要消耗的电能；
在的过程中，电加热片将水的温度升高了，水吸收的热量是；
此次热饭菜的过程中加热水的效率是。
 

【解析】根据算出用该电热饭盒的高温档加热满盒饭菜需要消耗的电能；
知道水的升高的温度以及水的比热容，根据求出水吸收的热量；
利用求出此次热饭菜的过程中加热水的效率。
本题考查了吸热公式、电功公式以及效率公式的应用，是一道中考常见题。
 

20.【答案】解：公交车匀速行驶时所受到的平均阻力；
因为公交车匀速行驶，所以公交车受到的牵引力：
，
公交车行驶速度，
这段时间内公交车牵引力所做功的功率：
；
的可燃冰可转化生成的甲烷气体完全燃烧放出的热量总能量：
；
这段时间内公交车牵引力所做功有用能量：
，
这段时间内公交车发动机的效率：
．
答：公交车匀速行驶时所受到的平均阻力为2000N；
这段时间内公交车牵引力所做功的功率20000W；
的可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧所产生的能量；
这段时间内公交车发动机的效率是．
 

【解析】本题为力学、热学的综合计算题，考查了功的公式、功率公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式以及二力平衡条件的应用，要求灵活选用相关公式．
已知公交车的重力，再根据匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的倍，求出平均阻力；
由题知，匀速行驶中公交车受到的平均阻力，由于公交车匀速行驶，公交车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，知道公交车行驶速度，利用求这段时间内公交车牵引力所做功的功率；
利用求的可燃冰可转化生成的甲烷气体完全燃烧放出的热量总能量；
利用求这段时间内公交车牵引力所做功有用能量，再利用效率公式求这段时间内公交车发动机的效率．