14.3 能量的转化和守恒 - 2024—2025学年人教版物理九年级全一册

2024—2025学年九年级物理人教版14.3 能量的转化和守恒 一、单选题 1．我国成功完成“神舟九号”飞船试验．飞船搭载长征二号火箭升空，航天员在太空中生活10天后返回．飞船的返回舱返回到大气层中时要解决飞船表面与大气摩擦产生高温（达上千摄氏度）的问题，保证返回舱不被烧毁．飞船最终在内蒙古自治区安全降落．关于“神舟九号”飞船试验，涉及能量的问题下列陈述正确的是 A．飞船的太阳能电池板为航天员在太空生活提供电能，太阳能电池板将电能转化为太阳能 B．飞船搭载火箭从发射塔开始加速升空的过程中，飞船的重力势能和动能都增加 C．飞船返回舱返回到大气层中时有加速下落的过程，这个过程中返回舱的重力势能减小，动能增大，机械能不变 D．飞船返回舱与大气摩擦时要设法保持舱内温度适宜宇航员生存，一种可能的办法是：让舱的外层发生某些放出热量的物态变化，使舱内温度不致于过高 2．如图所示三种现象过程中都涉及能量转化，下列分析正确的是（　　） A．图甲中的塞子被弹起时，机械能—内能 B．图乙就压缩冲程，内能—机械能 C．图丙是压缩冲程，化学能—内能—机械能 D．图丙是做功冲程，化学能—内能—机械能 3．下列物理知识不正确的是（   ） A．燃料的燃烧过程中，燃料的化学能转化为机械能 B．漂浮在大洋中的巨大冰山非常寒冷，但它也具有内能 C．气球爆裂时，气球内的气体对外做功，内能减小，温度降低 D．不同燃料的成分不同，贮存的化学能也不同 4．我国长征系列火箭成功地把多颗卫星发射到预定的轨道，火箭点火后，高温高压燃气迅速膨胀向外喷出，燃气的温度下降，火箭则获得推力高速上升，并达到一定速度，在这个过程中，下列哪一说法是正确的(    ) A．燃气的一部分内能转化为箭身的机械能 B．燃气的全部内能转化为箭身的机械能 C．燃气的一部分机械能转化为内能 D．燃气的全部机械能转化为内能 5．下列关于能量转化的实例，你认为说法不正确的是（  ） A．水轮机带动发电机发电：机械能转化为电能 B．电动自行车行驶：电能转化为机械能 C．钻木取火：机械能转化为内能 D．给蓄电池充电：化学能转化为电能 6．在一个现代化的科技展览馆中，里面有一群充满好奇心的中学生在技术人员的带领下，正在进行一次别开生面的科技探索之旅，展馆中有很多的现代化设备，其中涉及到了多种能量转化和热学方面的知识，下面这些说法中不正确的是（　　） A．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气的混合物，柴油机只吸入空气 B．蓄电池充电时，电能转化为化学能 C．长征五号系列火箭用液态氢作燃料主要是因为液态氢具有较高的比热容 D．汽车散热器常用水作冷却剂，当汽车散热器散热时，通过热传递改变了水的内能 7．以下说法正确的是（　　） A．炎热的夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉爽是因为水的比热容比沙子大 B．燃料燃烧不完全时的热值小于完全燃烧时的热值 C．四冲程内燃机工作时四个冲程都需要靠燃料来完成 D．荡秋千时越荡越低最后静止不动，所以在这个过程中能量是不守恒的 8．2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。神舟十六号航天员乘组在与神舟十七号航天员乘组完成在轨轮换任务后，于10月31日成功返回东风着陆场。下列说法正确的是（　　） A．在火箭燃料燃烧的过程中，内能转化为化学能 B．在大气层内的降落过程中，返回舱与空气摩擦是机械能转化成内能 C．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液氢含有大量的热量 D．火箭加速上升过程中，载人飞船的机械能不变 9．下列实例中，属于内能转化为机械能的是 A．煤炭的燃烧 B．锯铁管时锯条发热 C．放烟火时，礼花腾空而起 D．植物进行的光合作用 10．我国的天宫二号空间实验室已于2016年9月15日在酒泉卫星发射中心发射成功,发射天宫二号的长征二号F-T2火箭使用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料的(　　) A．热值大 B．比热容大 C．密度大 D．以上说法都不正确 11．小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（　　） A．水沸腾时，壶盖被掀起，这是机械能转化为内能 B．煤气燃烧越充分，其热值越大 C．壶内水温度升高的过程中内能增大 D．性能好的燃气灶热机效率能达到100% 12．电灯工作一段时间消耗的电能全部转化为光能和内能，描述的物理规律是（　　） A．欧姆定律 B．焦耳定律 C．能量守恒定律 D．机械能及其转化 13．关于能量转化的实例，下列说法正确的是 A．给蓄电池充电是化学能转化为电能 B．电动车在行驶过程中将电能转化为机械能 C．汽油机的做功冲程是机械能转化为内能 D．水轮机带动发电机发电是电能转化为机械能 14．2022年11月30日，神舟十五号载人飞船发射取得圆满成功，两个航天员乘组首次实现“太空会师”（如图1），从此开启了中国空间站长期有人驻留时代。关于长征二号F遥十五运载火箭发射的过程（如图2），下列说法正确的是（　　） A．火箭使用的燃料热值较小 B．火箭发动机效率达100% C．燃料燃烧时，将化学能转化为内能 D．大量“白气”是先液化后汽化的现象 15．下列现象的描述，正确的是（    ） A．  活塞迅速下压，通过做功增大气体内能 B．  汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 C．  塞子冲出，通过热传递增大塞子机械能 D．  水轮机可以永远转动，该装置创造动能 二、填空题 16．一手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量4000mA•h。充电时手机电池中 能转化为 能。 17．如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程能量是由 能转化为 能。人骑电动自行车下坡时重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过 的方式改变刹车片的内能. 18．“和平”号空间站完成使命后，安全坠入南太平洋海域，当“和平”号进入稠密大气层时，燃起了熊熊大火，这是将 能转化为 能，在“和平”号坠入南太平洋的过程中，它的 能增加， 能减少，而能的总量 ． 19．《流浪地球》是我国一部科幻大片，影片讲述了人类齐心协力在地球表面建造了上万座行星发动机，让地球脱离原来的太阳系，寻找适合人类生存新家园的故事。地球发动机加速前进的过程中，将燃料燃烧后的内能转化为地球的 能，此时发动机向后喷射燃气，地球会向前推进，说明 。 三、计算题 20．当今太阳能热水器已经在广大城乡用得非常普遍了，如图所示；已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100kg水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （1）太阳能热水器是将太阳能转化为 能； （2）在此过程中，水吸收了多少热量？ （3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？ 21．从210 m处自由下落的雨滴，如果下落过程中重力对它做功的40％用来增加雨滴的内能，它落到地面时，温度升高了多少？（取g＝10 N/kg） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D A A D C A B C A 题号 11 12 13 14 15 答案 C C B C A 1．B 【分析】（1）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．机械能=动能+势能； （2）判断能量的转化过程，关键看清该过程中消耗了那种形式的能量，进而又产生了那种形式的能量即可； （3）在自然界中的六种物态变化中，熔化、汽化和升华是吸热的，液化、凝固和凝华是放热的． 【详解】A、太阳能电池板工作时，需要太阳能同时产生电能，故是将太阳能转化为电能的装置，故A错误； B、飞船搭载火箭从发射塔开始加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度变大，故其动能变大，其质量不变，高度增加，故其重力势能变大，故B正确； C、飞船返回舱返回到大气层中时有加速下落的过程，由于其与空气摩擦，所以有一部分机械能转化为了内能，故机械能不守恒，故C错误； D、飞船返回舱与大气摩擦时要设法保持舱内温度适宜宇航员生存，即常在返回舱的外部涂上一种特殊的物质，即让这些物质熔化、汽化或升华，让其吸收热量使舱内温度不致于过高，故D错误． 故选B． 2．D 【详解】A．塞子被弹起时，热水瓶内水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，所以瓶内水蒸气的内能会减小，故A错误； B．乙图中，此时两个气门都关闭，活塞由下向上运动，压缩汽缸内气体，则该冲程是压缩冲程，即是把机械能转化为内能的过程，故B错误； CD．丙图中，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，可以判断是做功冲程，此冲程中燃料的化学能转化成燃气的内能，再转化成机械能，故C错误，D正确。 故选D。 3．A 【详解】A．燃料燃烧是化学变化，燃料燃烧过程中使燃气温度升高内能增加，将化学能转化为内能，故A错误；符合题意； B．一切物体都具有内能，故漂浮在大洋中的巨大冰山非常寒冷，但它也具有内能，故B正确；不符合题意； C．物体对外做功内能降低，故气球爆裂时，气球内的气体对外做功，内能减小，温度降低，故C正确；不符合题意； D．燃料的成分不同，则热值不同，相同质量的燃料在完全燃烧时放出的热量是不同的，贮存的化学能也不同，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．A 【详解】火箭点火后，高温高压燃气迅速膨胀向外喷出，燃气的温度下降，火箭则获得推力高速上升，并达到一定速度，燃气温度降低，火箭机械能增加，A说法正确；因火箭上升时与空气摩擦做功，故燃气的全部内能只有一部分转化为箭身的机械能，B说法错误；火箭运行时燃气的内能转化为机械能，CD说法错误；答案选A． 5．D 【详解】A．水电站里水轮机带动发电机发电，消耗水轮机的机械能，产生电能，故是将机械能转化为电能的过程，故A正确，不符合题意； B．电动自行车行驶时，消耗电能，获得机械能，是电能转化为机械能，故B正确，不符合题意； C．钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故C正确，不符合题意； D．给蓄电池充电的过程中，消耗了电能，获得了化学能，即电能转化为化学能，故D错误，符合题意。 故选D。 6．C 【详解】A．根据汽油机和柴油机的异同可知，柴油机吸气 冲程吸入的只是空气，柴油通过喷油嘴来喷出，而 汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A正确，A不符合题意； B．蓄电池充电时，消耗电能，因此是电能转化为 化学能，故B正确，B不符合题意； C．长征五号系列火箭用液态氢作燃料主要是因为 液态氢具有较高的热值，燃烧相同质量的液态氢，与其他燃料相比可以放出更多的热量，故C错误，C符合题意； D．汽车散热器常用水作冷却剂，当汽车散热器散 热时，水吸收热量，温度升高，内能增大，因此是 通过热传递改变内能的，故D正确，D不符合题意。 故选C。 7．A 【详解】A．炎热的夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉爽，是因为水的比热容比沙子大，吸收相同热量时沙子的温度升高更大，故A正确； B．热值是物质的一种属性，与燃料燃烧是否充分无关，故B错误； C．四冲程内燃机工作时只有做功冲程需要靠燃料来完成，其余三个冲程靠飞轮的惯性完成，故C错误； D．荡秋千时越荡越低最后静止不动，在这个过程中能量是守恒的，机械能转化为其他形式的能，故D错误。 故选A。 8．B 【详解】A．火箭的燃料燃烧的过程是化学能转化为内 能，故A错误； B．在大气层内的降落过程中，克服摩擦力做功，是机械能转化成内能，故B正确； C．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，故C错误； D．火箭加速上升的过程中，载人飞船的质量不变，速度变大，动能变大，高度增加，重力势能变大，故机械能变大，故D错误。 故选B。 9．C 【详解】试题分析：A．煤炭的燃烧，化学能转化为内能；B.锯铁管时锯条发热，机械能转化为内能；C．放烟火时，礼花腾空而起，内能转化为机械能； D．植物进行的光合作用，太阳能转化为化学能，选C． 考点：能量的转化 点评：解决本题的关键是熟知各种能量的转化，难度不大． 10．A 【详解】发射天宫二号的长征二号F-T2火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的燃料时，氢燃料可以释放出更多的热量，故A正确 【点睛】本题考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析． 11．C 【详解】A．水沸腾时，壶盖被掀起，这是内能转化为机械能，故A错误； B．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故B错误； C．壶内水温度升高的过程中，水分子运动剧烈，内能增大，故C正确； D．因为有能量损失，燃气灶热机效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 12．C 【详解】电灯工作一段时间，消耗90J电能，转化为30J的光能和60J的内能，这一过程中能量的总量不变，只是发生了能量的转化，描述的物理规律是能量守恒定律，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 13．B 【分析】本题考查能量的转化 【详解】A．蓄电池的充电过程是将电能转化为化学能储存起来，故A不正确 B．电动车的行驶是靠电提供动力，所以这个过程是电能转化为机械能，故B正确 C．汽油机的做功冲程是提供动力的过程，是将内能转化为机械能，故C不正确 D．水轮机带动发电机转动起来才能产生电能，所以发电机的发电过程机械能转化为电能，故D不正确 14．C 【详解】A．火箭发射时要选用热值大的燃料，燃料完全燃烧时，热值大的提供的内能越大，故A错误； B．火箭发动机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不会达到100%，故B错误； C．燃料燃烧过程中将储存的化学能转化为内能，故C正确； D．高温的火焰喷射到水池里时，水吸热发生剧烈的汽化，产生大量的水蒸气，水蒸气在上升的过程中遇冷温度降低，发生液化，凝结成无数的小水滴，形成“白气”，故D错误。 故选C。 15．A 【详解】A．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，活塞机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高，故A正确； B．乙图是汽油机的压缩冲程，该冲程使机械能转化为内能，故B错误； C．丙图中试管内的水蒸气推动塞子冲出时，内能转化为机械能，通过做功改变塞子的机械能，故C错误； D．高处水槽中水流下时，水的势能转化成了水的动能、装置的机械能、克服摩擦产生的内能等；由于部分机械能转化为内能，则这个机器不能够永远运动下去，它违背了能量守恒定律，故D错误。 故选A。 16． 电 化学 【详解】[1][2]在给手机充电的过程中，消耗了电能，并且利用电池存储起来，故该过程中的能量转化为电能转为了化学能。 17． 机械 内 减小 不变 做功 【详解】[1][2]迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，当空气的温度升高到硝化棉的着火点时，玻璃筒内硝化棉就会燃烧起来，这是通过做功的方法增大空气内能的。 [3]人骑电动自行车下坡时，人和车的质量不变，高度减小，重力势能减小。 [4]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人和车没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于动能和重力势能之和，在水平路面上行驶时，人和车质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，故动能和重力势能之和不变，机械能不变。 [5]刹车时车轮和刹车片摩擦生热，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能。 18． 机械 内 内 机械 保持不变 【详解】“和平”号空间站完成使命后，安全坠入南太平洋海域，当“和平”号进入稠密大气层时，燃起了熊熊大火，这是克服摩擦力做功，即将机械能转化为内能的过程，在“和平”号坠入南太平洋的过程中，它的内能增加，机械能减少；据能量的转化和守恒定律知，能的总量是保持不变的． 【点睛】改变物体内能的方法：一是做功，二是热传递，克服摩擦做功，使物体的内能增加、温度升高；同时对应做功 改变内能是能的转化，即机械能和内能间的转化；而热传递改变内能是能的转移；据能量的转化和守恒定律知，能的总量是保持不变的． 19． 机械 力的作用是相互的 【详解】[1]地球发动机加速前进的过程中，消耗了内能，发动机的机械能增多，故将燃料燃烧后的内能转化为地球的机械能。 [2]发动机向后喷射燃气，给燃气一个向后的力，同时燃气给发动机一个向前的力，带动地球向前推进，说明力的作用是相互的。 20． 内 1.26×107J 30% 【详解】解：（1）太阳能热水器是将太阳能转化为内能。 （2）在此过程中，水吸收的热量 Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（38℃﹣8℃）＝1.26×107J （3）热水器的效率 η＝×100%＝30% 答：（1）太阳能热水器是将太阳能转化为内能； （2）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量； （3）该热水器的效率是30%。 21．0.2℃ 【分析】解答本题的关键是,雨滴从高处下落时重力做的功W，其中40％转化为雨滴的内能Q，列出等式Q＝40％W．根据雨滴下落过程中重力对它做的功为W＝mgh,转化为雨滴的内能为Q＝cmΔt，其中c为水的比热容，m为雨滴的质量，h为雨滴的下落的高度，Δt为雨滴升高的温度，由Q＝40％W，即得cmΔt＝40％mgh,找到了等量关系即可求解． 【详解】重力做的功为：W= mgh 转化为雨滴的内能为：Q＝cmΔt 由题意得：Q=40％W 所以：cmΔt=40％mgh 即：Δt=40％mgh/cm=（40％×10 N/kg×210 m）/［4.2×103Ｊ/（kg·℃）］=0.2℃ 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$