14.3 能量的转化和守恒（考点分层练）-2024-2025学年九年级物理全一册同步分层练习（湖南专用，人教版）

14.3� �能量的转化和守恒 基础训练 知识点一 能量的转化 1．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功发射。火箭发射使用的液体燃料偏二甲肼，点火后火箭加速上升，10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞船太阳能电池帆板顺利展开工作。下列有关飞船发射过程的说法中正确的是（　　） A．使用偏二甲肼的液体燃料是因为燃料的热值低 B．燃料燃烧将内能转化为化学能 C．飞船加速上升将燃料燃烧的内能转化为飞船的机械能 D．太阳能电池帆板把太阳能转化为化学能 2．2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（　　） A．热机做功冲程 B．钻木取火过程 C．水力发电过程 D．物体上抛过程 3．食物给人体提供能量表现在：食物的化学能转化为 能，用来维持体温；化学能还转化为 能，用来提供人跑步、行走的动力；化学能还转化为 能，用于维持人体神经活动。 知识点二 能量的转移 4．下列四幅图中仅发生能量转移的一组是（　　） ①试管内的冷水放入热水中变热 ②煤气炉将冷水烧热 ③火箭发射升空 ④一个球上升一个球下降（不考虑摩擦影响） A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 5．下列现象中属于能量转移的是 ，属于能量转化的是 。 ①煤炭燃烧    ②热水自然冷却    ③搓手取暖    ④灯泡发光 知识点三 能量守恒定律 6．下列对能量转化与守恒分析错误的是（　　） A．水电站主要将机械能转化为电能 B．由能量守恒定律可知，永动机是不可以制造成功的 C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 D．由于能量不会凭空消失，所以内燃机会将内能全部转化成机械能 7．如图所示，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（　　） A．滚摆上升过程中，它的重力势能减小，动能增加 B．滚摆下降过程中，它的动能减小，重力势能增加 C．实验过程中滚摆会逐渐停下来，说明能量不守恒 D．这个实验说明动能和重力势能可以相互转化 8．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．在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 D．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 9．中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水，下球中装有乙醚（极易汽化），汽化后气压增大将乙醚压入上球，重心上移“低头喝水”；上下球通过管连通，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。“饮水鸟” （选填“是”或“不是”）永动机，其能量转化 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 10．《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制篱车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，—顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。从能量转化的角度，筒车的工作原理可以理解为将水的 能转化为水的重力势能。筒车“昼夜不息”， （能/不能）说明它就是永动机。 能力提升 11．让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。 （1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是 （变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）； （2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于 状态（平衡/非平衡）； （3）实验中所用小球的重力为 N。由a点到b点，动能变化量 （大于/小于/等于）重力势能变化量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 14.3� �能量的转化和守恒 基础训练 知识点一 能量的转化 1．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功发射。火箭发射使用的液体燃料偏二甲肼，点火后火箭加速上升，10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞船太阳能电池帆板顺利展开工作。下列有关飞船发射过程的说法中正确的是（　　） A．使用偏二甲肼的液体燃料是因为燃料的热值低 B．燃料燃烧将内能转化为化学能 C．飞船加速上升将燃料燃烧的内能转化为飞船的机械能 D．太阳能电池帆板把太阳能转化为化学能 【答案】C 【详解】A．火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，主要的原因是它具有较大的热值，完全燃烧相同质量的该液体燃料时，可以释放出更多的热量，故A错误； B．火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为火箭升空的机械能，故B错误； C．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，通过做功，把内能转化为飞船的机械能，故C正确； D．太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，所以是将太阳能转化为电能的过程，故D错误。 故选C。 2．2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（　　） A．热机做功冲程 B．钻木取火过程 C．水力发电过程 D．物体上抛过程 【答案】A 【详解】火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，该过程为内能转化成机械能。 A．热机做功冲程中内能转化成机械能，故A符合题意； B．钻木取火过程机械能转化成内能，故B不符合题意； C．水力发电过程为机械能转化成电能，故C不符合题意； D．物体上抛过程中克服阻力做功，机械能转化成内能，故D不符合题意。 故选A。 3．食物给人体提供能量表现在：食物的化学能转化为 能，用来维持体温；化学能还转化为 能，用来提供人跑步、行走的动力；化学能还转化为 能，用于维持人体神经活动。 【答案】 内 动（机械） 电 【详解】[1]食物在体内“燃烧”时，一部分用来维持体温，这是把食物的化学能转化为内能。 [2]食物在体内“燃烧”时，一部分用来提供人跑步、行走的动力，这是把食物的化学能转化为机械能。 [3]食物在体内“燃烧”时，一部分用于维持人体神经活动，这是把食物的化学能转化为电能。 知识点二 能量的转移 4．下列四幅图中仅发生能量转移的一组是（　　） ①试管内的冷水放入热水中变热 ②煤气炉将冷水烧热 ③火箭发射升空 ④一个球上升一个球下降（不考虑摩擦影响） A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】C 【详解】①试管内的冷水放入热水中变热，属于热传递，发生了内能的转移； ②煤气燃烧时，将煤气的化学能转化为内能，之后发生了内能的转移； ③火箭发射升空，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，是能量发生了转化； ④一个球上升一个球下降，属于机械能的转移。符合题意的是①④，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．下列现象中属于能量转移的是 ，属于能量转化的是 。 ①煤炭燃烧    ②热水自然冷却    ③搓手取暖    ④灯泡发光 【答案】 ② ①③④ 【详解】[1][2]①煤炭燃烧时发热，将燃料的化学能转化为内能，属于能量的转化； ②热水自然冷却，是热传递改变水的内能，属于能量的转移； ③搓手取暖，是做功改变物体的内能，机械能转化为内能，属于能量的转化； ④灯泡发光，是电能转化为光能和内能，属于能量的转化。 故属于能量转移的是②，属于能量转化的是①③④。 知识点三 能量守恒定律 6．下列对能量转化与守恒分析错误的是（　　） A．水电站主要将机械能转化为电能 B．由能量守恒定律可知，永动机是不可以制造成功的 C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 D．由于能量不会凭空消失，所以内燃机会将内能全部转化成机械能 【答案】D 【详解】A．水电站是将水流动的机械能最终转化为电能的，故A正确，不符合题意； B．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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化的过程都服从能量守恒定律。所以由能量守恒定律可知，永动机是不可能制造成功的，故B正确，不符合题意； C．太阳能热水器是吸收太阳能来加热水的，是将太阳能转化为内能，故C正确，不符合题意； D．由于能量不会凭空消失，内燃机在将内能转化为成机械能时，会有部分能量转移到空气中，不会全部转化成机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 7．如图所示，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（　　） A．滚摆上升过程中，它的重力势能减小，动能增加 B．滚摆下降过程中，它的动能减小，重力势能增加 C．实验过程中滚摆会逐渐停下来，说明能量不守恒 D．这个实验说明动能和重力势能可以相互转化 【答案】D 【详解】A．滚摆上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能，故A错误； B．滚摆下降过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增加，重力势能转化为动能，故B错误； C．实验过程中滚摆会逐渐停下来，机械能转化成内能，整个过程中能量守恒，但机械能不守恒，故C错误； D．滚摆下降过程中重力势能转化成动能，上升过程中动能转化成重力势能，这个实验说明动能和重力势能可以相互转化，故D正确。 故选D。 8．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．在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 D．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 【答案】D 【详解】AB．由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，能量的总量是不变的，故AB错误； C．小球运动到相同的高度，质量不变，速度不同，动能不同，重力势能相同，故C错误； D．在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故D正确。 故选D。 9．中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水，下球中装有乙醚（极易汽化），汽化后气压增大将乙醚压入上球，重心上移“低头喝水”；上下球通过管连通，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。“饮水鸟” （选填“是”或“不是”）永动机，其能量转化 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】 不是 遵循 【详解】[1][2]“饮水鸟”和外界有能量交换，不是凭空动起来的，因此根据能量守恒定律可知，“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律。 10．《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制篱车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，—顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。从能量转化的角度，筒车的工作原理可以理解为将水的 能转化为水的重力势能。筒车“昼夜不息”， （能/不能）说明它就是永动机。 【答案】 动 不能 【详解】[1] 水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，所以，筒车的工作原理是水的动能转化为水的重力势能。 [2] 根据能量守恒定律，永动机不可能实现，筒车之所以“昼夜不息”，是因为消耗了水流的动能。 能力提升 11．让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。 （1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是 （变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）； （2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于 状态（平衡/非平衡）； （3）实验中所用小球的重力为 N。由a点到b点，动能变化量 （大于/小于/等于）重力势能变化量。 【答案】 先变大再变小 非平衡 1 小于 【详解】（1）[1]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋所受弹力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能变化情况是先变大再变小。 （2）[2]当橡皮筋伸长量最大即弹性势能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态。 （3）[3]由图可知，在b点处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为 Δh=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m 橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为 因此小球的重力为1N。 [4]根据能量守恒可知，由a点到b点，小球减少的重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球的动能变化量小于重力势能的变化量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$