第十四章 第3节 能量的转化和守恒-【提分教练】2024-2025学年九年级物理全一册同步精导优化与设计方案（人教版）

第3节 能量的转化和守恒 知识点1 能量的转化 1.(2023·镇江)即将建成的镇江仑山湖抽水 蓄能电站,在用电低谷时利用多余的电能, 将山下的水抽往山上的水库实现“蓄能”;在 用电高峰时释放山上的水来发电。该电站 可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化 为水的 ( ) A.重力势能 B.内能 C.动能 D.化学能 2.(2023·聊城)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 ( ) 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 3.(2024·乐陵市校级开学)下列有关能量转 化或转移的说法正确的是 ( ) A.电动机通过热传递的方式将电能转化为 机械能 B.古人钻木取火是通过做功将机械能转化 为内能 C.内燃机是通过做功的方式将机械能转化 为内能 D.冬天搓手感到手掌发热,这是通过热传 递的方式将机械能转化为内能 4.(2023·东营)2023年5月17日,我国用长 征三号乙运载火箭成功发射第56颗北斗导 航卫星。在卫星发射过程的点火加速上升 阶段,发生的能量转化是:燃料的 能转 化 为 内 能,然 后 再 转 化 为 卫 星 的 能。 知识点2 能量守恒定律 5.(2024·祁阳县期中)关于能量守恒定律,下 列说法中正确的是 ( ) A.能量可以凭空消灭,也可以凭空产生 B.永动机是可以制造出来的 C.热机的工作过程不遵循能量守恒定律 D.能量转化和转移过程中,能量的总量保 持不变 6.(2023·淮北月考)根据能量守恒定律,下列 情形中可能发生的是 ( ) A.出膛的子弹射穿木板,以更快的速度继 续前进 B.不考虑空气阻力时,小球从光滑的 U形 槽斜面由静止滚下后,会永不停息地在 两侧来回运动 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 29 第十四章 内能的利用 C.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 D.孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默 地走了几十年 7.有人设想的“永动机”如图所示。下列对该 装置开始转动后的分析正确的是 ( ) A.装置所具有的机械能始终不变 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.(2023·成都模拟)如图所示是小球在地面 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,说明小球在 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.在小球的运动中,有一部分机械能转化 成了内能 D.此过程说明了能量守恒定律是需要建立 在一定的条件之上才能成立的 9.(2023·武昌区期末)不同形式的能量可以 在一定条件下相互转化,如图中给出了两个 实例,请你做一些补充。圆圈内 A的能量 形式是 能,圆圈内B的能量形式是 能,序号⑤的实例有 (选填“摩擦生热”或“燃料燃烧”)。大量事 实表明,能量在转化和转移的过程中,能量 的总量 (选填“变小”“不变”或“变 大”)。 10.(2023·甘德县校级期末)电风扇通电后, 扇叶旋转,一段时间后,电动机的外壳温度 升高,则下列有关能量转化和守恒的说法 正确的是 ( ) A.电能全部转化为机械能,总的能量守恒 B.电能一部分转化为机械能,另一部分转 化为内能,总的能量守恒 C.电能全部转化为内能,总的能量守恒 D.电能转化为机械能和内能,机械能守恒 11.(2023·永定区期末)2023年9月26日, 东枫举办了第一次科技运动会,运动会项 目包括投石机攻城、纸桥承重、反冲小车、 气弓箭打靶、水火箭比高等项目,其中水火 箭项目中,小吕同学表现优异,他把气体打 入密闭的容器内,使得容器内空气的气压 增大,当超过橡皮塞与瓶口接合的最大程 度时,瓶口与橡皮塞自由脱离,箭内水向后 喷出,获得反作用力射出 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 30 物理九年级全一册 A.在打气过程中,内能转化为机械能 B.水火箭上升过程中克服空气阻力做功, 内能减小 C.电子测高仪随水火箭上升,给电子测高 仪充电时,电能转化为化学能 D.水火箭下降时降落伞打开,匀速下降, 此过程中不遵守能量守恒定律 12.(2024·雨花区校级开学)自然界中的能量 有多种,它们之间的转化也是非常普遍的, 下列有关说法正确的是 ( ) A.电风扇工作,机械能主要转化为电能 B.冬天在室外,我们搓手取暖,将机械能 转化为内能 C.水轮机带动发电机发电,是将电能转化 为机械能 D.西红柿电池,是将电能转化为化学能 13.如图所示是某科技馆的 一台“永动机”,它由5根 轻杆和转轴构成,轻杆的 末端装有形状记忆合金 制成的叶片,进入热水后因叶片伸展“划 水”而转动,离开热水后形状记忆合金迅 速复原。关于该“永动机”,下列说法正确 的是 ( ) A.科技发展制造出了“永动机” B.转动会使水温升得更高 C.记忆合金是一种新型化合物 D.水的内能转化为转轮的机械能 14.(2023·沧州南皮县月考)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 消 失 了,但 能 量 的 总 量 是 (选填“变小”“不变”或“变大”)的。 15.(2023·洪泽区校级模拟)电动自行车骑行 过程中将 能转化为机械能,而在 刹车过程中,因摩擦将机械能转化为地面、 轮胎和空气的 。转化后,这些能 将无法再自动转化为使电动车行驶所需要 的能量,这种现象说明能量的转化具有 性,但在能量的转化或转移过程 中,能的总量保持 。 16.用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拉到 如图所示的位置,稳定后松手,手不动,铁 锁由开始位置a沿弧线ac 向另一侧的最 高点c运动,然后再从c往回运动。 (1)从a点到最低点b点的过程中,铁锁的 动能、重力势能如何变化? (2)从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回 时能否碰到手; (3)在此过程中,机械能是否守恒? 能的总 量是否守恒? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 31 第十四章 内能的利用 17.能源既是国家经济发展的命脉,也是国家 发展战略的重要支柱。我省多地有效调整 能源结构,稳步发展安全高效的能源体系, 合理利用如下三种发电方式,并取得了显 著成效。 (1)与C相比,A、B发电的共同优点是 (写一条)。 (2)A的能量转化方式是把 能经 过一系列变化转化成电能。 18.(2023·广州天河区期中)如图所示是物理 学家焦耳设计并制作实验装置的示意图, 装置中的两个配重的重力不等,释放后,大 配重下降,小配重上升。通过反复对调左 右两个配重,会使动叶轮不停地转动,导致 热量计中水的温度上升,从而实现能量转 化。实验中某次测得数据如下:小配重的 重力为100N,大配重的重力为520N,每 升降1次大小配重各自移动的距离为1m, 热量计中水的质量为500g。热量计与外 界没有热交换。 升降次数与水温变化的关系如表: 升降 次数 1 2 3 4 5 6 温度变 化/℃ 0.190.380.570.760.951.14 (1)请计算配重升降一次对动叶轮做的功 是 J。 (2)水温度升高0.2℃吸收的热量是 J。 (3)根据第一组数据减小的机械能 (选填“大于”“等于”或“小于”)增加的内能。 这是因为 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 章末整合提升 内 能 的 利 用 热 机 热机原理:将 能转化为 能的机械。 汽油机的工作过程可分为四个冲程: 、 、 、 。 热机的效率 燃料的热值 定义:1kg某种燃料 燃烧放出的热量。 符号:q。 单位:J/kg,读作 。 燃料完全燃烧放出热量的计算公式: 。 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 热机的效率:用来做 功的那部分能量与 之比。 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 能量的转 化和守恒 能量的转化。 能量守恒定律:能量既不会凭空 ,也不会凭空 ,它只会从一 种形式转化为 形式,或者从一个物体转移到 物体,而在转 化和转移的过程中,能量的总量 。 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 32 物理九年级全一册 3.解:(1)水吸收的热量为; 根据二力平衡的条件,牵引力:F=f一103N;消耗 Q=cn(-t)=4.2x101(k·C)x20 kx 2kg汽油,汽车放出的热量为: (75°C-25C)-4.2X101: Q-m-2kt4.5t101.kg-9t10$. Q4.4.2×101_8.4×10°1. (2)Q-50% 汽油机的效率为30%,转化成的有用功; 50% W-Q-30%t9$101-2.7t101. 需要的天然气体积为: Q8.48101-0.24m。 由W一F;得,汽车可以行驶的路程: -W2.78101-2.7×10*m: V。 1 3.5×101/m{ 10N 4.解:(1)水吸收的热量: (2)汽油完全燃烧放出的热量:Q-9×10{}J,由题知 Q=rm(-fo)-4.2×10”J/(kg·C)X1kg 发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出 X(80C-20C)-2.52X101; 的热量的42%,且这些能量全部被水吸收,则水吸收 (2)不计热量捐失,金属块放出的热量与水吸收的热 的热量:Q -Q -42%xQ-42%x9X101 量相等,即Q-Q-2.52×101. 3.78×101. 由Q-cm(t。-7)得,金属块的比热容: 由Q一cm△:得,水升高的温度: Q Q 2.52×1051 3.78×101 △一 (来 4.2×10J.(kg·C)×200kg -=45C: 10]J/(kg·C); (3)由题意可知,两种情况下汽车所做的有用功W (3)由Q三cm可得,水升高的温度 相同, 1.05×101 由W-nQ可得,W-nQ1-nQ· --25C. m 4.2×10*1/(kg·C)x1kg 即:30%mq-40%m'q. *'-80C+25C-105C100C. 所以效率提高后消耗汽油的质量: '_30%×2kg-1.5kg。 在一个标准大气压下水的沸点为100C,所以水混又 升高了*'-100C-80C-20C 40% 5.解:(1)锅炉内300kg的水吸收的热量;Q 8.(1)机械(2)15km(3)5.06×10] (4)35.6% cn(-1o)-4.2x10$/kg·C)x300kg×(100 第3节 -20°C)-1.008×1081; 能量的转化和守恒 (2)煤完全燃烧放出的热量; 1.A 2.D 3.B $ -qn-3t101/kg$11.2-3.36t10$1 4.化学 机械 此锅妒的效率: 08100%-1.008×101100%-30%; 5.D 6.B 7.B 8.C ”Q 9.内 电 摩擦生热 不变 3.36×1081 10.B 11.C 12.B 13.D (3)不计热损失,Q-Q,即: 14.化学能 内能 不变 cn:(-to)-cn(to-t), 15.电 内能 方向 不变 即,4.2×10I(kg.C)5k×(-20 C)=4.2$ 16.(1)从a点到b点,铁锁的重力势能逐渐减少,动能逐 101'(kg.C)×3kg×(100C- 渐增加。 解得:t-50C。 (2)不能,因为铁锁从a点到c点和由c点返回到a 6.解:(1)水升高的温度为 点的过程中,要克服空气阻力做功,一部分机械能转 Q 1.68X101 r- --40C. 化为内能,机械能减少,铁锁返回时不能到达a点 can 4. 2×101/(kg.C)X100kg 所以铁钝摆回时不能碰到手。 水的末温为1-t。+△-16C+40C-56C; (3)铁锁在摆动过程中,有一部分机械能转化为内 (2)由题知,天然气完全燃烧放出热量的80%被水 能,所以机械能不守恒:但整个过程中能的总量是守 吸收, 恒的。 即Q-Q×80%. 17.(1)节约资源(或绿色环保/无废淹废气排放) 则天然气完全燃烧放出的热量: (2)风 Q1.68X10I-2.1×101. 18.(1)420(2)420(3)大于 Q-80% 克服摩擦傲功,消耗了 80% 部分机械能 由Q一V可得热水器平均每天消耗天然气的体积: 章末整合提升 V_ 要点知识建构 7.解:(1)如果该车满载乘客时总质量是2t,其重力为; 内 机械 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气 G-mg-2000kgx10 Nkg-2x10tN. 冲程 完全 焦每千克 Q-m 有用 燃料完全 匀速行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍,受到 燃烧放出的热量 消失 产生 其他 其他 保持 的阻力为:/-0.05G-0.05×2$×10N-10N 不变 3