第十四章 第3节 能量的转化和守恒-【众相原创】2024-2025学年九年级全一册物理分层练（人教版）广西专版

九全·第十四章 １９　 　　　　 第３节　能量的转化和守恒 一阶 基础巩固分点练 知识点１　能量的转化和转移 １．下列能量转化的过程，属于机械能转化为内能 的是 （Ｄ） Ａ．给电池充电　　　　Ｂ．爆竹燃烧 Ｃ．用电池供电 Ｄ．搓手取暖 ２．中国力争在２０３０年前实现“碳达峰”。为了践 行绿色低碳发展，某市推行纯电动汽车（如 图）。汽车蓄电池充电过程中将 （Ｃ） Ａ．机械能转化为电能 Ｂ．电能转化为机械能 Ｃ．电能转化为化学能 Ｄ．化学能转化为电能 ３．如图是智能控温加热手套，该手 套核心元件是新一代安全柔性 加热片，采用内置可充电锂电池 供电。下列用电器工作时利用的能量转化与 柔性加热片相同的是 （Ｃ） Ａ．电风扇　Ｂ．电视机　Ｃ．电饭锅　Ｄ．洗衣机 ４．下列现象中，发生能量转移的是 （Ｄ） ５．下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能 的转化的过程是 （Ａ） Ａ．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷 Ｂ．闭合开关后，灯泡发光 Ｃ．烧水时，水蒸气顶起壶盖 Ｄ．给手机电池充电 ６．判断下列物体具有能量的名称。 ①在水平地面上滚动的铅球：　动能　； ②静止悬挂在室内的电灯：　重力势能　； ③玩具汽车中被卷紧的发条：　弹性势能　； ④在空中飞行的波音７４７客机：　动能和重力 势能　。 知识点２　能量守恒定律 ７．有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装 置及能量的分析正确的是 （Ｂ） Ａ．能的总量是不变的，我们不需 要节约能源 Ｂ．如果没有能量补充，装置最终 会停下来 Ｃ．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 Ｄ．装置中小球的动能和重力势能不会相互 转化 ８．如图为中国 ０３式远火弹道导弹发射时的情 景。导弹引爆后会产生极大的破坏力，引爆时 炸药的　化学　能被释放出来，转化为内能、 光能等，这一过程中能量的总量　不变　（选 填“变小”“不变”或“变大”）。 二阶 拓展提升综合练 ９．如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一 个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给 手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下 列说法错误的是 （Ｄ） Ａ．太阳能电池板将太阳能转化为 电能 Ｂ．给蓄电池充电将电能转化为化 学能 Ｃ．蓄电池放电将化学能转化为电能 Ｄ．                                                 小风扇工作将化学能转化为机械能 　　　　 ２０　 众相原创 分层练· 广西物理（ＲＪ） １０．下列有关能量转化的说法中正确的是 （Ａ） Ａ．对手机电池充电，是将电能转化为化学能 Ｂ．电动机工作时，是将机械能转化为电能 Ｃ．钻木取火，是将内能转化为机械能 Ｄ．酒精燃烧，是将内能转化为化学能 １１．如图是小明同学用“思维导图”总结的知识要 点，其中①、②、③内容空缺，请在下列选项中 选出合理一项，补充在图中空缺部分 （Ｂ） Ａ．①热传递　②做功 Ｂ．②热传递　③化学能 Ｃ．①做功　　③热量 Ｄ．①热传递　③化学能 １２．人们在房屋装修过程中用到了一种打孔工 具———冲击钻。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。冲击钻在工作过程中，其能量转化关 系是 （Ｄ） Ａ．内能转化为机械能 Ｂ．内能转化为电能 Ｃ．只有机械能和内能的转化 Ｄ．有电能、机械能和内能的 转化 １３．我国某厂商研制的非插电式混合动力汽车采 用了如下设计：当车辆轻载行驶时，车辆系统 将自动调节，利用内燃机输出的多余功率驱 动电机发电，所产生的电可以经功率转换器 为蓄电池充电，从而有效地降低每百公里油 耗，该过程的能量转化是 （Ｃ） Ａ．内能→机械能→化学能→电能 Ｂ．内能→电能→内能→电能 Ｃ．内能→机械能→电能→化学能 Ｄ．内能→动能→内能→化学能 １４．科技发展 如图甲和乙所示分别是我国研发 出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　内　 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　太阳　 能转化为电能，以上能量的转化过程中，能的 总量　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 这两种车与汽油机相比优点是　环保　。 （说出一点即可） 甲 　 乙 １５．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 重球。他认为由于右侧重球距离轴较远，即 重力的　力臂　较大，转轮会沿　顺时针　（选 填“顺时针”或“逆时针”）方向越转越快，根 据　能量守恒定律　，无需精确测量就能判 定他的这一设想是不可能实现的。 三阶 核心素养情境练 １６．科学思维 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　内　能转化为　电　能。 利用这套装置，最终热水的内能　不能够　 （选填“能够”或“不能够”）全部转化成风扇 的机械能。温差发电　遵守　（选填“遵守” 或“不遵守”）能量守恒定律。                                                    书 ２５　 　 参考答案·物理（ＲＪ） 分层作业本 第十三章　内能 第１节　分子热运动 一阶　基础巩固分点练 １．Ｃ　２．Ｂ　３．Ｄ　４．扩散　剧烈　５．Ｄ　６．Ｂ　７．Ｃ 二阶　拓展提升综合练 ８．Ｄ　９．Ａ　１０．Ｂ　１１．Ｄ　１２．Ｃ　１３．分子在不停地做无规则运动　重力　引力　拉伸 三阶　核心素养情境练 １４．Ａ 第２节　内　能 一阶　基础巩固分点练 １．Ｃ　２．Ｂ　３．Ａ　４．Ａ　５．Ａ　６．Ｄ　７．Ｄ　８．Ｂ　９．增大　做功　１０．热传递　扩散 二阶　拓展提升综合练 １１．Ｂ　１２．Ｂ １３．热量　温度　内能　１４．大于　熔化要吸收热量　１５．Ⅰ　不存在 三阶　核心素养情境练 １６．变大　外界对汽缸内的空气做功，空气内能变大，温度升高　１７．（１）乙　（２）甲　热传递 第３节　比热容 !"#$%&'()* 一阶　基础巩固分点练 １．热量　液体升高的温度 ２．（１）物质吸收热量的多少　（２）大于　（３）沙子　（４）控制变量法　转换法 ３．Ｂ　４．Ｄ　５．１千克的酒精在温度升高（或降低）１℃时所吸收（或放出）的热量是２．４×１０３Ｊ　２．４×１０３ 二阶　拓展提升综合练 ６．Ｃ　７．Ｄ　８．Ｄ　９．ＢＣ １０．晶体　相同　不相同　小于　１１．（１）停表　（２）４２　（３）Ａ　１２．（１）Ｃ　（２）不同　甲　大于 !+#$%()*,-./)0,12 一阶　基础巩固分点练 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ａ　４．Ｂ　５．Ｄ　６．Ｂ ７．不变　不变 ８．解：（１）由图可知，前１０ｍｉｎ该物质的初温为２０℃、末温为５０℃，该物质的质量ｍ＝１００ｇ＝０．１ｋｇ，吸收的热量Ｑ吸 ＝７．２×１０ ３Ｊ， 则该物质的比热容ｃ＝ Ｑ吸 ｍ（ｔ－ｔ０） ＝ ７．２×１０ ３Ｊ ０．１ｋｇ×（５０℃－２０℃）＝２．４×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）； （２）水吸收的热量Ｑ水吸 ＝Ｑ吸 ＝７．２×１０ ３Ｊ， 由Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ得，水升高的温度Δｔ＝ Ｑ水吸 ｃ水ｍ水 ＝ ７．２×１０ ３Ｊ ４．２×１０３Ｊ／（ｋｇ·℃）×０．０５ｋｇ ≈３４℃。 二阶　拓展提升综合练 ９．Ｃ　１０．Ｃ　１１．Ｄ　１２．Ｄ　１３．小于　６．３×１０４Ｊ　１４．６．２　１６８０　１５．３．７７×１０４ 第十三章　复习与巩固 思维导图构建体系 ①高　②分子　③原子　④无规则运动　⑤引力　⑥斥力　⑦动　⑧分子势　⑨温度　⑩质量　瑏瑡做功　瑏瑢热传递　瑏瑣转移 瑏瑤热传递　瑏瑥热量　瑏瑦质量和升高的温度乘积　瑏瑧种类　瑏瑨状态　瑏瑩ｃ＝ＱｍΔｔ 　瑐瑠Ｊ／（ｋｇ·℃）　瑐瑡ｃｍ（ｔ－ｔ０）　瑐瑢ｃｍ（ｔ０－ｔ） 广西中考题型突破 １．ＢＣ　２．Ｄ　３．无规则　引力　４．扩散　斥力　５．扩散　剧烈　６．Ｂ　７．Ｂ　８．ＣＤ ９．热传递　运动　１０．热传递　不同　１１．熔化　热传递　１２．Ｂ　１３．Ｄ　１４．Ｄ　１５．Ｄ １６．大　低　１７．比热容　２．１×１０４　１８．扩散　４．２×１０５　１９．有　８．４×１０５　２０．０．４６×１０３　无关　２１．１∶２　０．８×１０３ ２２．解：（１）铁块降低的温度Δｔ铁 ＝ｔ０铁 －ｔ＝８０℃－３０℃＝５０℃； （２）铁块放出的热量Ｑ放 ＝ｃ铁ｍ铁Δｔ铁 ＝０．４６×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×１ｋｇ×５０℃＝２．３×１０４Ｊ； （３）不计热量损失，液体吸收的热量Ｑ吸 ＝Ｑ放 ＝２．３×１０ ４Ｊ，液体升高的温度Δｔ液 ＝ｔ－ｔ０液 ＝３０℃－２０℃＝１０℃， 则这种液体的比热容ｃ液 ＝ Ｑ吸 ｍ液Δｔ液 ＝２．３×１０ ４Ｊ ２ｋｇ×１０℃＝１．１５×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）。 ２３．解：（１）质量为１０ｋｇ的水受到的重力Ｇ＝ｍｇ＝１０ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝１００Ｎ； （２）３０℃的水加热到５０℃吸收的热量Ｑ吸 ＝ｃ水 ｍΔｔ＝ｃ水 ｍ（ｔ－ｔ０）＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×１０ｋｇ×（５０℃－３０℃）＝８．４×１０５Ｊ。 ２４．Ｂ　２５．Ｂ　２６．（１）天平　（２）２６　（３）加热时间　（４）Ｂ　（５）Ａ　（６）６×１０５　（７）水的比热容比冰的大 第十四章　内能的利用 第１节　热　机 一阶　基础巩固分点练 １．Ａ　２．功　不属于　３．Ｃ　４．Ｂ　５．减小　做功　６．做功　做功　７．４　１　２　柴油机 二阶　拓展提升综合练 ８．Ｄ　９．Ｃ　１０．Ｄ　１１．做功　减少　１２．内能转化为机械能　做功　１３．汽化　增大　２ 三阶　核心素养情境练 １４．Ｂ　１５．做功　内能转化为机械能 第２节　热机的效率 一阶　基础巩固分点练 １．Ａ　２．化学　１．２６×１０８　３．４．２×１０７　１２５　４．８．７×１０９　２９０　５．５．０４×１０４　小于　酒精不可能完全燃烧 ６．Ｃ　７．提高　做功　不变　８．３０％　５．５２×１０７　９．１×１０１２　５０ 二阶　拓展提升综合练 １０．Ａ　１１．Ｃ　１２．１．３８×１０８　６９０　１３．２．４×１０６　１．６８×１０６　１０２　１４．４５　５．４×１０７ １５．解：（１）汽车的总重力Ｇ＝ｍｇ＝２×１０３ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝２×１０４Ｎ； 汽车受到在平均阻力ｆ＝０．０５Ｇ＝０．０５×２×１０４Ｎ＝１０００Ｎ， 汽车在平直公路上匀速行驶时，汽车的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即Ｆ牵 ＝ｆ＝１０００Ｎ， 汽车行驶８０．５ｋｍ时，牵引力做的功Ｗ＝Ｆ牵 ｓ＝１０００Ｎ×８０．５×１０００ｍ＝８．０５×１０ ７Ｊ； （２）汽油的体积Ｖ＝１０Ｌ＝１０ｄｍ３＝０．０１ｍ３， 由ρ＝ｍＶ可知，汽油的质量ｍ汽油 ＝ρＶ＝０．７×１０ ３ｋｇ／ｍ３×０．０１ｍ３＝７ｋｇ， 汽油完全燃烧放出的热量Ｑ放 ＝ｍ汽油ｑ＝７ｋｇ×４．６×１０ ７Ｊ／ｋｇ＝３．２２×１０８Ｊ； （３）汽车发动机的效率η＝ＷＱ放 ×１００％＝８．０５×１０ ７Ｊ ３．２２×１０８Ｊ ×１００％＝２５％。 小专题培优１　热量、热效率相关计算 １．（１）６．３×１０５　（２）６×１０６　（３）７．５６×１０５　０．０２１ ２．解：（１）铁块升高的温度Δｔ＝５２５℃－２５℃＝５００℃； （２）由Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ可知，铁的比热容ｃ＝ Ｑ吸 ｍ铁Δｔ ＝６．９×１０ ５Ｊ ３ｋｇ×５００℃＝０．４６×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）； （３）由题意可知，酒精完全燃烧放出的热量Ｑ放 ＝Ｑ吸 ＝６．９×１０ ５Ｊ， 由Ｑ放 ＝ｍｑ可知，需要酒精的质量ｍ酒精 ＝ Ｑ放 ｑ酒精 ＝ ６．９×１０ ５Ｊ ３．０×１０７Ｊ／ｋｇ ＝０．０２３ｋｇ。 ３．解：（１）完全燃烧０．０６ｍ３天然气所放出的热量Ｑ放 ＝Ｖ天然气ｑ＝０．０６ｍ ３×４×１０７Ｊ／ｍ３＝２．４×１０６Ｊ； （２）由η＝ Ｑ吸 Ｑ放 ×１００％可知，水吸收的热量Ｑ吸 ＝ηＱ放 ＝７０％×２．４×１０ ６Ｊ＝１．６８×１０６Ｊ； （３）由Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ可知，水吸收后可能升高的温度Δｔ＝ Ｑ吸 ｃ水ｍ水 ＝ １．６８×１０ ６Ｊ ４．２×１０３Ｊ／（ｋｇ·℃）×５ｋｇ ＝８０℃； 由于Δｔ＝ｔ－ｔ０，则水的末温ｔ＝Δｔ＋ｔ０＝８０℃＋３０℃＝１１０℃＞１００℃； １个标准大气压下，水沸腾时的温度保持１００℃，所以水升高到的温度为１００℃。 ４．解：（１）由图可知，经过６ｍｉｎ时间加热后水温由２０℃达到８０℃，则水吸收的热量 Ｑ吸 ＝ｃ水ｍ（ｔ－ｔ０）＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×２０ｋｇ×（８０℃－２０℃）＝５．０４×１０６Ｊ； （２）０．６ｋｇ的氢燃料完全燃烧放出的热量Ｑ放 ＝ｍ氢ｑ＝０．６ｋｇ×１．４×１０ ８Ｊ／ｋｇ＝８．４×１０７Ｊ； （３）公交车所做的功Ｗ＝ηＱ放 ＝８．４×１０ ７Ｊ×６０％＝５．０４×１０７Ｊ， 由Ｐ＝Ｗｔ可知，公交车行驶时间ｔ＝ Ｗ Ｐ＝ ５．０４×１０７Ｊ １４００００Ｗ ＝３６０ｓ。 ５．解：（１）由ｖ＝ｓｔ可得，汽车匀速行驶的距离ｓ＝ｖｔ＝２５ｍ／ｓ×２００ｓ＝５０００ｍ； （２）汽车牵引力所做的功Ｗ有用 ＝Ｐｔ＝９２×１０ ３Ｗ×２００ｓ＝１．８４×１０７Ｊ； （３）１ｋｇ汽油完全燃烧后释放的热量Ｑ放 ＝ｍｑ＝１ｋｇ×４．６×１０ ７Ｊ／ｋｇ＝４．６×１０７Ｊ， 发动机的效率η＝ Ｗ有用 Ｑ放 ×１００％＝１．８４×１０ ７Ｊ ４．６×１０７Ｊ ×１００％＝４０％。 ６．解：（１）每小时出水量为１５０ｍ３，由ρ＝ｍＶ得，水的质量ｍ＝ρ水 Ｖ＝１．０×１０ ３ｋｇ／ｍ３×１５０ｍ３＝１．５×１０５ｋｇ， 水放出的热量Ｑ放 ＝ｃ水 ｍΔｔ＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×１．５×１０５ｋｇ×（９０℃－５０℃）＝２．５２×１０１０Ｊ； （２）由η＝ Ｑ吸 Ｑ放 ×１００％得，天然气放出的热量Ｑ放 ＝ Ｑ吸 η ＝２．５２×１０ １０Ｊ ９０％ ＝２．８×１０ １０Ｊ； （３）由Ｑ放 ＝Ｖｑ得，需要完全燃烧天然气的体积Ｖ＝ Ｑ放 ｑ＝ ２．８×１０１０Ｊ ４×１０７Ｊ／ｍ３ ＝７００ｍ３。 第３节　能量的转化和守恒 一阶　基础巩固分点练 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｃ　４．Ｄ　５．Ａ　６．①动能　②重力势能　③弹性势能　④动能和重力势能　７．Ｂ　８．化学　不变 二阶　拓展提升综合练 ９．Ｄ　１０．Ａ　１１．Ｂ　１２．Ｄ　１３．Ｃ　１４．内　太阳　不变　环保　１５．力臂　顺时针　能量守恒定律 三阶　核心素养情境练 １６．内　电　不能够　遵守 第十四章　复习与巩固 思维导图构建体系 ①内能　②内　③机械能　④汽油机　⑤柴油机　⑥吸气　⑦压缩　⑧做功　⑨排气　⑩热量　瑏瑡质量　瑏瑢完全燃烧　瑏瑣Ｊ／ｋｇ 瑏瑤Ｑ放 ＝ｑｍ或Ｑ放 ＝ｑＶ　瑏瑥有用功　瑏瑦燃烧完全燃烧放出的能量　瑏瑧产生　瑏瑨转化　瑏瑩转移　瑐瑠保持不变 广西中考题型突破 １．Ｃ　２．Ｂ　３．做功　机械能 ４．Ｄ　５．机械　高　６．大　不变　７．１．６８×１０５　１１．２　８．热值　１０００　９．做功　压缩　２５％　１０．５．６×１０１０　８ １１．解：（１）由ｖ＝ｓｔ可知，地效飞机飞行的时间ｔ＝ ｓ ｖ＝ ９０ｋｍ １８０ｋｍ／ｈ＝０．５ｈ； （２）消耗的燃油完全燃烧放出的热量Ｑ放 ＝ｑｍ＝４．５×１０ ７Ｊ／ｋｇ×４０ｋｇ＝１．８×１０９Ｊ； （３）已知发动机的效率为η＝４０％，由η＝ＷＱ放 ×１００％可知，地效飞机做的有用功Ｗ＝Ｑ放 η＝１．８×１０ ９Ｊ×４０％＝７．２×１０８Ｊ， 由Ｗ＝Ｆｓ可知，地效飞机飞行过程的牵引力Ｆ＝Ｗｓ＝ ７．２×１０８Ｊ ９０×１０３ｍ ＝８０００Ｎ， 由二力平衡的条件可知，地效飞机飞行过程中受到的阻力ｆ＝Ｆ＝８０００Ｎ。 １２．解：（１）汽车行驶的速度ｖ＝３６ｋｍ／ｈ＝１０ｍ／ｓ， 因汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力， 所以，由Ｐ＝Ｗｔ＝ Ｆｓ ｔ＝Ｆｖ可得，所受平均阻力ｆ＝Ｆ＝ Ｐ ｖ＝ ９６００Ｗ １０ｍ／ｓ＝９６０Ｎ； （２）因为１ｋＷ·ｈ＝３．６×１０６Ｊ，所以Ｅ电池最大容量 ＝４５×３．６×１０ ６Ｊ＝１．６２×１０８Ｊ， 牵引力做的功Ｗ′＝８０％Ｅ电池最大容量 ＝８０％×１．６２×１０ ８Ｊ＝１．２９６×１０８Ｊ， 汽车在电池充满电的情况下以３６ｋｍ／ｈ的速度最多可行驶的路程ｓ＝ＷＦ＝ １．２９６×１０８Ｊ ９６０Ｎ ＝１．３５×１０ ５ｍ＝１３５ｋｍ； （３）汽车的有用能量Ｗ＝１．２９６×１０８Ｊ， 由η＝ Ｗ有 Ｑ ×１００％可得，燃烧汽油所需能量Ｑ＝ Ｗ η ＝１．２９６×１０ ８Ｊ ２５％ ＝５．１８４×１０ ８Ｊ， 由Ｑ＝ｍｑ可得，所需汽油的质量ｍ＝Ｑｑ＝ ５．１８４×１０８Ｊ ４．６×１０７Ｊ／ｋｇ ≈１１．３ｋｇ。 参考答案 参考答案 参考答案