第3节 能量的转化和守恒-【新课程能力培养】2024-2025学年九年级上册物理同步练习（人教版）

第十四章 内能的利用 1.能量的转化 ① 摩擦生热 ： 机械能转化为内能 ； ② 水轮发电机 ： 机械能转化为电能 ； ③ 电动机 ： 电能转化为机械能和内能 ； ④ 光合作用 ： 光能转化为化学能 ； ⑤ 燃料燃烧 ： 化学能转化为内能 ； ⑥ 电灯 ： 电能转化为内能和光能 ； ⑦ 电热器 ： 电能转化为内能 ； ⑧ 太阳能电池 ： 太阳能转化为电能 ； ⑨ 电池充电 ： 电能转化为化学能 ； ⑩ 电池放电 ： 化学能转化为电能 。 2.能量守恒定律 （ 1 ） 内容 ： 能量既不会凭空消灭 ， 也不会凭空产生 ， 它只会从一种形式转化为其他形式 ， 或 者从一个物体转移到其他物体 ， 而在转化和转移的过程中 ， 能量的总量保持不变 。 （ 2 ） 适用范围 ： 大到天体 ， 小到原子核 ， 也无论是物理学问题还是化学 、 生物学 、 地理学 、 天文学的问题 ， 所有能量转化和转移的过程 ， 都遵从能量守恒定律 。 （ 3 ） 应用 ： “ 第一类永动机 ” 不可能实现 。 基础巩固 达标闯关 知识点 1 能量的转化 1. 判断下列物体主要具有能量的名称 。 （ 1 ） 在水平公路上行驶的汽车 。 （ 2 ） 发光的电灯 。 （ 3 ） 正在沸腾的水 。 （ 4 ） 空中下落的皮球 。 2. 目前新能源汽车在全球范围内受到了越来越多的关注 ， 众多汽车制造商纷纷加入新能 源汽车的研发和生产中 。 电动汽车充电时 ， 是将电能转化为 能 ， 电动汽车行驶时 ， 主要将电能转化为 能 。 3. 下列关于能量转化的实例 ， 说法正确的是 （ ） A. 发电机发电将电能转化为机械能 B. 电动机转动将机械能转化为电能 C. 燃料燃烧将化学能转化为内能 D. 给蓄电池充电将化学能转化为电能 知识点 2 能量守恒定律 4. 大量研究表明 ， 能量可以从一个物体转移到其他物体 ， 也可以从一种形式转化为其他 形式 ， 而自然界中能量的总量是 的 ； 但由于能量的转化或转移具有 ， 因而 人类可利用的资源是有限的 ， 所以我们仍然要注意节约能源 。 第 3 节 能量的转化和守恒 知识清单 031 九年级 人教版上册 5. 下列属于内能转移的是 （ ） A. 双手摩擦生热 B. 泡热水取暖 C. 植物光合作用 D. 用电灯照明 6. 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. 在小球运动的过程中 ， 有一部分机械能转化成了内能 D. 小球最终会静止 ， 这说明小球具有的机械能凭空消失了 能力提升 综合拓展 1. 英国某冒险家利用一周时间登上荒凉的冰岛 ， 既经历了炽热高温的火山 ， 又经历了极 度寒冷的冰川 ， 展示了他在荒野上的生存技巧 。 下列相关说法正确的是 （ ） A. 他用 “ 摩擦生火 ” 的方法获得热实质是内能的转移 B. 炽热高温的火山和极度寒冷的冰川都具有内能 C. 炽热高温的火山比极度寒冷的冰川含有的热量多 D. 他经过寒冷的冰川过程时 ， 温度会从身体转移给水 2. （ 多选 ） 如图所示是某科技馆的一台 “ 永动机 ”， 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 ” 推动 “ 永动机 ” 转动 ， 离开热水后形状记忆合金迅 速复原 。 下列关于该 “ 永动机 ” 的说法正确的是 （ ） A. 该 “ 永动机 ” 转动过程中 ， 不消耗能量 ， 不遵循能量守恒定律 B. 该 “ 永动机 ” 转动过程中 ， 将内能转化为机械能 C. 该 “ 永动机 ” 转动过程中 ， 将机械能转化为内能 D. 当水温与合金温度相同时 ， 该 “ 永动机 ” 将停止转动 素养探究 综合实践 1. 2023 年 9 月正式开通的光谷空轨旅游专线是中国首条悬挂式 单轨线路 ， 如图所示 ， 光谷空轨旅游专线的技术创新之一是在国内首 次应用了飞轮储能型地面再生能量吸收装置 ， 当客车到站刹车时 ， 飞 轮也带动发电机发电 。 飞轮储能的本质是将 能转化为 能 。 2. 如图所示的孔明灯 ， 点燃底部的蜡烛后它会自动升空 。 关于这一过程 ， 下列说法正确 的是 （ ） A. 蜡烛燃烧将化学能转化为内能 B. 孔明灯升空过程中的能量转化与内燃机的压缩冲程相同 C. 孔明灯匀速升空过程中动能不断增加 D. 孔明灯能自动升空说明能量可以凭空产生 第 6 题图 第 2 题图 记忆 合金 热水 第 1 题图 第 2 题图 032 参考答案 t=t 0 +Δt=30 ℃+4.6 ℃=34.6 ℃ 。 （ 3 ） 水的比热容大 ， 相同 质量的水和其他物质比较 ， 升高相同的温度时 ， 水吸收的 热量多 ， 故用水来给烧红的铁块降温 。 22. （ 1 ） B （ 2 ） ① 盐冰 减少 ② 热传递 泡沫塑 料 ③0 第十四章 内能的利用 第 1 节 热 机 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 化学 内 热传递 做功 内 机械 2. B 3. （ 1 ） 吸气 做功 压缩 排气 甲丙乙丁 （ 2 ） 1 2 2 （ 3 ） 乙 丙 （ 4 ） 做功 飞轮惯性 （ 5 ） 做功 60 240 4. AD 【 能力提升 综合拓展 】 1. 压缩 E 2. 做功 1800 3. AC 4. BD 【 素养探究 综合实践 】 1. 热传递 压缩 2. B 3. BCD 4. C 5. ABD 第 2 节 热机的效率 【 基础巩固 达标闯关 】 1. （ 1 ） 质量为 1 kg 的汽油完全燃烧放出的热量为 4.6× 10 7 J 相同 （ 2 ） 化学 内能 热值 （ 3 ） 烟煤 2. 6.72×10 5 1.6×10 -2 3. A 4. D 5. A 6. C 7. BC 8. 解 ： （ 1 ） Q 放 =mq 汽油 =10 kg×4.6×10 7 J/kg=4.6×10 8 J 。 （ 2 ） 由 浊= W Q 放 得 ， W=浊Q 放 =30%×4.6×10 8 J=1.38×10 8 J 。 【 能力提升 综合拓展 】 1. 9×10 5 42 2. C 3. AD 4. 解 ： （ 1 ） Q 吸 =c 水 mΔt=4.2×10 3 J/ （ kg · ℃ ） ×2 kg× （ 80 ℃ -20 ℃ ） =5.04×10 5 J 。 （ 2 ） 由 浊= Q 吸 Q 放 得 ， Q 放 = Q 吸 浊 = 5.04×10 5 J 36% =1.4×10 6 J ， q= Q 放 V 气 = 1.4×10 6 J 0.035 m 3 =4×10 7 J/m 3 。 【 素养探究 综合实践 】 1. 热值 化学 2. 2.268×10 5 7.56 3. 解 ： （ 1 ） Q 放 =m 偏二甲肼 q 偏二甲肼 =1500 kg×4.2×10 7 J/kg= 6.3×10 10 J 。 （ 2 ） 由 浊= Q 吸 Q 放 得 ， Q 吸 =30%Q 放 =30%×6.3×10 10 J=1.89× 10 10 J ， 由 Q 吸 =cmΔt ， m 水 = Q 吸 cΔt = 1.89×10 10 J 4.2×10 3 J/ （ kg · ℃ ） ×15 ℃ = 3×10 5 kg 。 第 3 节 能量的转化和守恒 【 基础巩固 达标闯关 】 1. （ 1 ） 动能 （ 2 ） 光能 （ 3 ） 内能 （ 4 ） 重力势能 （ 或动能 ） 2. 化学 机械 3. C 4. 不变 方向性 5. B 6. C 【 能力提升 综合拓展 】 1. B 2. BD 【 素养探究 综合实践 】 1. 机械 电 2. A 第十四章测试题 一 、 选择题 1. C 2. A 3. D 4. B 5. B 6. C 7. ACD 8. BCD 9. ACD 二 、 填空题 10. 不变 不可能 11. 做功 比热容 12. 热值 4.2×10 8 13. 10 做功 14. 化学 减少 15. 内 不变 16. 8.6×10 7 20% 17. 1.176×10 6 0.056 三 、 实验题 18. （ 1 ） 自下而上 （ 2 ） ① 乙 、 丙 ② 相同 加热时 间的长短 ③b 质量相等的 a 、 b 两种液体 ， 加热相同时 间时 ， b 升温较少 （ 3 ） ① 甲 、 乙 ② cm （ t 2 -t 1 ） m 1 ③ 不可 靠 ， 由于燃料很难完全燃烧部分热量会散失等因素会导致 液体吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量 ， 使所测热值 偏小 四 、 综合题 19. 解 ： （ 1 ） Q 放 =m 燃油 q=1200 kg×4×10 7 J/kg=4.8×10 10 J 。 （ 2 ） 由 P= W t 得 ， W=Pt=1.5×10 7 W×1600 s=2.4×10 10 J 。 （ 3 ） 浊= W Q 放 = 4.8×１0 １0 J 2.4×10 10 J =50% 。 20. 解 ： （ 1 ） Q 吸 =cmΔt=4×10 3 J/ （ kg · ℃ ） ×5 kg× （ 100 ℃ -10 ℃ ） =1.8×10 6 J 。 （ 2 ） Q 放 =qm′=1.2×10 7 J/kg×0.5 kg=6×10 6 J ， 浊= Q 吸 Q 放 = 1.8×１0 ６ J ６×１0 ６ J =30% 。 （ 3 ） Q 放 ′=Q 吸 =1.8×10 6 J V= Q 放 q = 1.8×10 6 J 4×10 7 J/m 3 =0.045 m 3 。 21. （ 1 ） 热值 减少 （ 2 ） 化学 （ 3 ） 做功 吸收 （ 4 ） ①3.08×10 12 ②1.584×10 6 第十五章 电流和电路 第 1 节 两种电荷 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 电荷 吸引轻小物质 2. 两 负 异 3. 同种电荷相互排斥 是否带电 正 4. D 5. D 6. A 7. B 8. 变小 电荷 9. D 10. AC 【 能力提升 综合拓展 】 1. 带电 同 排斥 2. B 3. D 4. A 5. C 6. （ 1 ） 失去 （ 2 ） 排斥 （ 3 ） 负 【 素养探究 综合实践 】 1. B 2. （ 1 ） 带电 （ 2 ） 导体 （ 3 ） 重力 带电体 能吸引轻小物体 3. 如果直接用塑料容器装运汽油 ， 汽油与容器壁摩擦 ， 会使塑料容器与汽油带上异种电荷 。 塑料是绝缘体 ， 电荷 聚集在容器上 。 当电荷聚集到一定程度时 ， 塑料容器和汽 油上的异种电荷会产生放电现象 ， 形成电火花 ， 当温度达 到汽油着火点时 ， 会引起汽油燃烧 ， 甚至爆炸 。 因此 ， 严 谨直接用塑料容器装运汽油 。 第 2 节 电流和电路 【 基础巩固 达标闯关 】 1. B A A B 2. 正电荷定向移动 正极 用电器 负极 3. 发光二极管 不发光 4. D 175