14.3 能量的转化和守恒 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

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．图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭，图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是（    ） A．使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C．水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的 2．据2021年9月29日澎湃新闻，广西南宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列有关该装置的分析正确的是（　　） A．根据能量守恒定律，该装置会一直转动下去 B．如果没有能量补充，该装置最终会停下来 C．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 D．不靠任何能量补充，该装置可实现1度电变为10度电 3．如图，从斜面滚下的小球在推动水平面上的木块前进一段距离后，二者都静止．则 A．球和木块的机械能都消失了 B．球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变 C．球和木块的机械能转化成内能，但能的总量保持不变 D．以上说法都不对 4．关于下列各图中所涉及到的能量转化进程，描述不正确的是（　　）    A．图甲中水力发电时，机械能转化为电能 B．图乙中搓手取暖时，机械能转化为内能 C．图丙中给手机充电时，化学能转化为电能 D．图丁中电水壶给水加热时，电能转化为内能 5．随着时代的发展，用电来驱动的新能源小轿车走进千家万户，这种汽车的驱动原理跟常见的电风扇相同。则该新能源汽车在行驶过程中的能量转化是（    ） A．电能转化为机械能 B．机械能转化为电能 C．机械能转化为内能 D．内能转化为机械能 6．一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹，子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中，关于此过程中的能量转化，下列说法不正确的是 （　　） A．火药的化学能转化为燃气的内能 B．燃气的内能转化为子弹的机械能 C．空中上升时，子弹的机械能会不断增加 D．子弹下落时其机械能最后转化为空气、土地和子弹的内能 7．生活中能量转化的实例很多.下列描述中，错误的是（　　） A．摩擦生热是把机械能转化为内能 B．植物的光合作用是将光能转化为化学能 C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能 D．给蓄电池充电时，化学能转化为电能 8．2021年4月29日，由长征5号B遥二运载火箭搭载中国空间站天和核心舱在我国文昌航天发射场发射升空，准确进入预定轨道，任务取得成功。在火箭和天和核心舱加速上升过程中有关能量转化分析正确的是（     ） A．天和核心舱的动能和重力势能都增大 B．天和核心舱的重力势能都转化为动能 C．运载火箭和天和核心舱的重力势能不断增大，动能一直不变 D．燃料燃烧放出的热量全部转化为火箭和天和核心舱的机械能 9．下列关于热、热值和热机效率的描述，正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可以增大其热值 B．物体吸收的热量越多，其比热容就越大 C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D．燃料燃烧将内能转化为化学能 10．关于电能与其他形式能的相互转化，下列说法中正确的是(　　) A．火力发电站是把燃料的化学能转化为电能 B．蓄电池充电时化学能转化为电能 C．电动机是把机械能转化为电能 D．发电机是把电能转化为机械能 11．下列说法中错误的是 A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵守能量守恒定律 C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D．任何一种形式的能在转化为其它形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能量，就能得到多少其它形式的能量，而能的总量保持不变 12．北京时间2022年6月5日10时44分，长征二号F运载火箭从酒泉卫星发射中心直上云霄，将神舟十四号载人飞船成功送入预定轨道。下列说法中正确的是（　　） A．火箭加速升空过程中，将机械能转化为内能 B．燃料燃烧的过程主要将内能发生了转移 C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容较大 D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值较大 13．下列关于图中所示现象的描述或解释正确的是（　　） A．图甲中小孔成的是倒立的虚像 B．图乙中漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律 C．图丙中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加 D．图丁中气体在流速大的地方压强小 14．2023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 15．如图所示，2023年5月10日“天舟六号”货运火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（　　）    A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象 B．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大 C．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓 D．火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能 二、填空题 16．小球在地面弹跳，小球弹起的高度会逐渐减小，同时小球变热。根据能量守恒定律，小球把一部分 能转化成 能，但总的能量不变。 17．2021年5月15日，中国探测器成功着陆火星。如图甲，“祝融号”火星车驶离平台的过程中，其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙两张照片，照相机的镜头相当于一个 透镜，拍摄过程中相机镜头逐步 （选填“向外伸”或“向内缩”）。火星车上的太阳能电池板可以将光能转化成 能，供火星车使用。 18．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功发射（如图）。火箭从地面向上发射过程中，燃料燃烧所产生的 能转化成火箭的机械能。火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的 。 19．我国新一代大推力运载火箭选用液态氢做燃料， 这主要利用了液态氢的 特点，和其它燃料相比，在燃料质量相同时，燃烧后能将更多的 能转化为火箭的机械能，使火箭飞的更高、更快． 三、计算题 20．若家用天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 求（1）完全燃烧0.1m3天然气放出的热量是多少？ （2）若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.1m3天然气可使初温为25℃，质量为5kg的水温度升高多少度？（当时气压为一个标准大气压） 21．小星家用的太阳能热水器，水箱中装有质量是200kg的水。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为50℃。求（不考虑热量损失）： （1）水箱中水吸收的热量； （2）如果水吸收的这些热量，由燃烧天然气来提供，而天然气放出的热量有40%被吸收，则需要完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值为3.0×107J/m3） 22．天宝高速公路全长l36km，一辆汽车以80km/h的速度匀速行驶，从天水到宝鸡消耗8.5kg汽油．请问： （1）汽车行驶了多少小时? （2）若这些汽油完全燃烧，放出的热量是多少?(q汽=4.6×107J/kg) （3）请你从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由． 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 B C C A C D A C A 题号 11 12 13 14 15 答案 A D D B B 1．B 【详解】A．向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，能量转化方式是相同的，故A正确，不符合题意； B．水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，故B错误，符合题意； C．水火箭升空过程中水从尾部的金属管向下喷出对瓶做功，将内能转化为水火箭的机械能故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律可知，水火箭向上飞向空中的过程中，内能转化成水瓶的动能和重力势能，由于摩擦一部分转化成内能，在整个过程中能量总量是保持不变的，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．B 【详解】A．发电时由于克服摩擦做功，会有一部分能量转化为内能，根据能量守恒定律，装置不能一直转动下去，故A错误； B．如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故B正确； C．发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，但在转化过程中，总的能量是守恒的，故C错误； D．根据能量守恒定律可知，不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置是不可能实现的，故D错误。 故选B。 3．C 【分析】当小球从斜面滚下时，重力势能转化为动能，在小球与木块共同前进的过程中，机械能再转化为内能，据此即可解答 【详解】根据能量守恒定律知道，能量是不会消失的，故A错误；最后小球和木块都静止了，则说明小球和木块的机械能减小了，故B错误；由于小球跟斜面、小球和木块与水平面间都有摩擦存在，小球和木块都要克服摩擦做功，使机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故C正确；既然C正确，故D是错误的，故选C． 4．C 【详解】A．水力发电时，通过发电机，将机械能转化为电能，故A正确，不符合题意； B．搓手取暖时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故B正确； C．给手机充电时，消耗电能，获得化学能存储起来，是将电能转化为化学能，故C错误； D．电水壶给水加热时，将电能转化为内能，故D正确。 故选C。 5．A 【详解】该新能源汽车在行驶过程中，消耗电能，产生机械能，能量转化是电能转化为机械能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．C 【详解】A．火药燃烧时，消耗化学能，产生内能，将化学能转化成内能，故A正确，不符合题意； B．燃气的内能推动子弹做功，将内能转化为子弹的机械能，故B正确，不符合题意； C．子弹在上升的过程中需要克服摩擦阻力做功，一部分机械能会转化为内能，所以子弹的机械能会不断减小，故C错误，符合题意； D．子弹在下落的过程中，需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为空气和子弹的内能；下落土地中的过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为土地内能。故D正确，不符合题意。 故选C。 7．D 【详解】A．摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故B正确，不符合题意； C．电动机带动水泵把水送到高处，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．给蓄电池充电时把电能转化为化学能，故D错误，符合题意。 故选D。 8．A 【详解】AC．火箭和天和核心舱加速上升，质量不变，速度变大，动能变大；高度升高，重力势能变大，故A正确，C错误； B．天和核心舱加速上升过程中，动能和重力势能都在增大，重力势能没有转化为动能，故B错误； D．燃料燃烧放出的热量一部分转化为火箭和天和核心舱的机械能，还有一部分散热损失，故D错误。 故选A。 9．C 【详解】A．热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，所以使燃料燃烧更充分不可以增大其热值，故A错误； B．比热容是物质的一种特点，与吸收的热量的多少无关，物体吸收的热量越多，其比热容不变，故B错误； C．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故C正确； D．燃料燃烧将化学能转化为内能，故D错误。 故选C。 10．A 【详解】A．火力发电站的工作过程是：燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能，利用内能做功，内能转化为机械能，然后机械能转化为电能，所以火力发电站是把燃料的化学能转化为电能，故A正确； B．蓄电池充电时消耗电能，得到化学能，是把电能转化为化学能，故B错误； C．电动机工作时消耗电能，得到机械能，是把电能转化为机械能，故C错误； D．发电机工作机消耗机械能，得到电能，是把机械能转化为电能，故D错误。 故选A。 11．A 【详解】A. 能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化，这句话是错误的，因为该定律适用于任何能量的变化，故A错误．B. 只要有能的转化和转移，就一定遵守能量守恒定律，故B正确．C. 能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器，我们可以利用它为人类服务，故C正确．D. 任何一种形式的能在转化为其它形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能量，就能得到多少其它形式的能量，而能的总量保持不变．故D正确．故选A. 【点睛】能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变． 12．D 【详解】AB．火箭加速升高的过程中，燃料燃烧时产生高温高压的气体，将化学能转化为内能；高温高压的气体向下喷出，对火箭产生一个向上的作用力，对火箭做功，将内能转化为机械能。故AB错误； CD．发射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氢时，可以释放出更多的热量，故C错误，D正确。 故选D。 13．D 【详解】A．图甲中，小孔成的像，是倒立的实像，故A错误； B．漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律，所以图乙中漫反射的光线杂乱无章也遵循光的反射定律，故B错误； C．图丙中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能转化为软木塞机械能，管内水蒸气的内能减小，故C错误； D．图丁中，一个人往水平方向吹气，而下方的纸片会往上移动，这是在下方大气压的作用，而往上移动，说明上方的大气压小于下方的大气压，上方的空气流速大，则说明了气体在流速大的地方压强小，故D正确。 故选D。 14．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。 15．B 【详解】A．白气是水蒸气液化形成的，故A错误； B．燃气燃烧产生热量，传递给周围的空气，使其内能增大，是通过热传递的方式增大空气内能的，故B正确； C．周围空气温度升高，分子热运动越剧烈，故C错误； D．火箭点火升空过程中是由内能转化为机械能，故D错误。 故选B。 16． 机械 内 【详解】[1][2]小球在地面弹跳时，高度会逐渐减小，机械能减少，小球变热，内能增大，减少的机械能转化为内能。但能的总量不变。 17． 凸 向内缩 电 【详解】[1][2]照相机的镜头是一个凸透镜；由图可知，像越来越小，这说明像距是变小的，物距变大，即照相机的镜头向内缩。 [3]太阳能电池板可以将光能直接转化成电能。 18． 内 热值 【详解】[1]火箭从地面向上发射过程中，消耗内能，产生机械能，将内能转化为机械能。 [2]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。 19． 热值大 内 【详解】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，是因为液态氢的热值较大，和其它燃料相比，燃烧相同质量的燃料，可以释放出更多的热量，即能将更多的内能转化为火箭的机械能； 20．（1）4.2×106J；（2）75℃ 【详解】解：（1）完全燃烧0.1m3天然气放出的热量 Q放=Vq=0.1m3×4.2×107J/m3=4.2×106J （2）根据，水吸收的热量为 Q吸=ηQ放=40%×4.2×106J=1.68×106J 水温度升高 因为水的初温为25℃，标准大气压下水的沸点为100℃，而 80℃+25℃=105℃>100℃ 所以水升高的温度为 Δt=100℃-25℃=75℃ 答：（1）完全燃烧0.1m3天然气放出的热量是4.2×106J； （2）水温度升高75℃。 21．（1）2.52×107J；（2）2.1m3 【详解】解：（1）水吸收的热量 Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃﹣20℃）＝2.52×107J （2）由可得天然气完全燃烧释放的热量 由Q放＝Vq可得，需要天然气的体积 答：（1）水吸收的热量是2.52×107J； （2）至少需要完全燃烧天然气的体积是2.1m3。 22．（1）1.7h；（2）3.91×108J；（3）节约化石类能源；清洁无污染 【详解】（1）汽车行驶的时间t===1.7h； 答：汽车行驶了1.7h； （2）汽油完全燃烧放出的热量是Q=q汽m=4.6×107J/kg×8.5kg=3.91×108J； 答：放出的热量是3.91×108J． （3）使用太阳能可以节约化石类能源；太阳能清洁无污染、安全． 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 $$