20.3 能的转化与能量守恒 2024—2025学年沪粤版九年级下册物理

2024—2025学年九年级下册物理沪粤版20.3 能的转化与能量守恒 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列有关能量守恒的说法中正确的是（　　） A．摩擦生热创造了热，不符合能量守恒定律 B．能量守恒只适用于机械能与内能的相互转化 C．不可能造出永动机，是因为它违反了能量守恒定律 D．热机的工作过程不遵循能量守恒定律 2．关于能量与能源，下列说法中正确的是（　　） A．能量小的物体可以将能量传给能量大的物体 B．能量在转化或转移的过程中，总量会减少 C．随着科学技术的发展，最终可以实现能量的转化效率达到 100% D．核能和太阳能一样都是不可再生能源 3．核能发电是利用铀原子核裂变时释放出的核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机转子发电。核能发电的能量传递和转化过程是（　　） A．核能，内能，机械能，电能 B．核能，机械能，内能，电能 C．核能，化学能，机械能，电能 D．核能，内能，化学能，电能 4．如图是一款太阳能LED灯，下列相关说法错误的是 A．LED灯是由半导体材料制成的 B．太阳能电池板把太阳能转化为电能 C．太阳能是可再生能源 D．太阳能是太阳内部发生核裂变释放的能量 5．关于太阳能的转化，下列说法中错误的是 A．太阳能可转化为风能和水能 B．太阳能可转化为动植物的化学能 C．太阳能可转化为核能和地热能 D．太阳能可转化为物体的内能 6．下列有关能量转化或转移的说法中正确的是(　  　) 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的方式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．冷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 7．关于能量转化的说法，不正确的是（　　） A．用锤子砸石头，石头发热——机械能转化为内能 B．将金属片插入西红柿做成水果电池向外供电——电能转化为化学能 C．电饭锅工作——电能转化为内能 D．电风扇工作——电能转化为机械能 8．有关“能源、材料与社会”的下列说法中不正确的是（　　） A．能量是守恒的，故不会有能源危机 B．能量转移与转化具有方向性 C．半导体可以用来制作LED灯 D．利用核裂变原理修建核电站 9．在物理研究中，常通过一定的探究来认知某一定律，其中通过探究“电流与电压、电阻的关系”来认知的定律是 A．牛顿第一定律 B．欧姆定律     C．焦耳定律      D．能量守恒定律 10．下列叙述中，有的是经过科学证明的事实，有的是各抒己见的观点，其中属于观点的是（　　） A．核能是安全、洁净、廉价的能源 B．太阳每天向地球辐射大量能量 C．能量在转化或转移过程中总量保持不变 D．“永动机”不可能制成 11．下列关于能量的说法，正确的是（  ） A．电水壶工作时，将内能转化为电能 B．“神舟十号”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变 C．金属汤勺放在热汤中，汤勺温度升高，这说明内能是可以转移的 D．小孩从滑梯上滑下，机械能不变 12．下列四种现象中，只有能的转移而不发生能的转化过程的是(     ) A．冬天，用手摸户外金属时感到凉 B．植物吸收太阳光进行光合作用 C．汽车紧急刹车停住后，车胎发热 D．双手互搓，手心发烫 13．如图是某科技馆的一台“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”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是 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．在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中错误的是（    ） A．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体 B．做功和热传递改变物体内能的实质是相同的 C．做功和热传递改变物体内能的效果是一样的 D．能量在转移和转化的过程中，能的总量保持不变 15．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是 A．在自然界中不是所有能量都能利用 B．能量的利用是有条件的，也是有代价的 C．不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反 D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力 二、填空题 16．“永动机”不能实现，是由于它违背了 ．燃料燃烧时，释放到空中的能量不能再有效利用说明能量转化具有 ． 17．各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，请你仿照图中给出的两个示例，写出电能转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化为内能的实例： (1) 在工作过程中电能转化为机械能； (2) 在使用过程中化学能转化为电能； (3) 在工作过程中将光能转化为内能。 18．秸秆是一种相对清洁的可再生能源，是最具开发利用潜力的新能源之一，具有较好的经济、生态和社会效益．如图，秸秆发电机组能量转化流程是秸秆的 能转化为燃气的内能，高温高压的燃气推动机组转动发电，内能转化为 能最后转化为 能． 19．如图所示是“风光互补路灯”。这种路灯顶部多出了两顶“小帽子”，一顶是小型风能发电机，它实现了将 能转化为 能；一顶是太阳能电池板，它实现了将 能转化为电能。这两顶“帽子”既可以独立发电，也可以联合发电。互补路灯照明系统已经广泛应用于道路、小区照明。 三、计算题 20．美国《科学美国人》杂志曾在《地球的能量资源》一文中提供如表17-1所示数据: 表 17-1 到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路 请选用以上数据计算: (1)地球对太阳能的利用率约为 . (2)通过光合作用，每年有 kJ的太阳能转化为化学能(每年365天). 21．现在许多家庭浴室使用天然气热水器来加热水。某同学家安装了天然气热水器，在一次使用时，进入热水器前水的温度是10℃，流出热水器热水的温度为40℃，所用水的质量为20kg。求： （1）分析天然气燃烧加热水的过程中，能量的转化和转移情况； （2）水从热水器中吸收了多少热量？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] （3）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少体积的天然气？(天然气的热值q=4×107J/m3) 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 《2025年2月19日初中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A D C B B A B A 题号 11 12 13 14 15 答案 C A D B D 1．C 【详解】A．“摩擦生热”不是创造了热，而是机械能转化为内能，符合能量守恒定律，故A错误； B．能量守恒定律适用于任何能量的转化和转移，故B错误； C．永动机违背了能量守恒定律，所以不可以制造出来，故C正确； D．热机的工作过程跟所有能量转化转移过程一样，都遵循能量守恒定律，故D错误。 故选C。 2．A 【详解】A．能量的转化和转移是有方向性的，能量大小不是传递的依据，能量小的可以将能量传递给能量大的，故A正确； B．根据能量守恒定律，能量在转化或转移的过程中，总量是不变的，故B错误； C．由于在能量的使用过程中，不可避免的会损失一部分能量，所以能量转化效率达不到100%，故C错误； D．核能是不可再生能源，但是太阳能是可再生能源，故D错误。 故选A。 3．A 【详解】核能发电的能量传递和转化过程是，核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故BCD错误，A正确。 故选A。 4．D 【详解】A．LED灯的主要材料为发光二极管，为半导体材料，故A正确，不符合题意； B．太阳能电池板的作用为吸收太阳能，转化为电能供灯工作，故B正确，不符合题意； C．对于人类而言，太阳能属于可再生能源，故C正确，不符合题意； D．太阳能是太阳内部发生的核聚变释放的能量，故D错误，符合题意。 5．C 【详解】除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能．故选C． 6．B 【详解】电动机消耗电能，输出机械能，是通过做功的方式将电能转化为机械能；A说法错误；古人钻木取火时消耗机械能，最后木头温度升高，内能增大，是通过做功的方式将机械能转化为内能，B说法错误；内燃机是通过做功的方式将内能转化为机械能，C说法错误；冷天搓手感到手掌发热，消耗机械能，人的手掌发热内能增加，这是通过做功的方式将机械能转化为内能，D说法错误；答案选B． 7．B 【详解】A．用锤子砸石头，石头发热，这一过程中，将机械能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．将金属片插入西红柿做成水果电池向外供电这一过程中，消耗了水果中的化学能，转化为电能，故B错误，符合题意； C．电饭锅工作时，消耗电能，温度升高，内能增大，将电能转化为内能，故C正确，不符合题意； D．电风扇工作时，消耗电能，风扇的叶片转动，具有机械能，主要将电能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．A 【详解】A．能量在使用中发生转化和转移，但转化和转移的过程是具有方向性的，也会发生危机，此选项错误； B．能量转化和转移过程是具有方向性，此选项正确； C．LED节能灯的核心元件发光二极管是用半导体材料制成的，此选项正确； D．核电站是利用可控的核裂变释放的核能发电的，此选项正确； 故选A。 9．B 【详解】A．牛顿第一定律是通过探究力和物体运动关系来认知的，故A不符合题意； B．欧姆定律是通过探究电流与电压、电阻的关系来认知的定律。故B符合题意； C．焦耳定律是通过探究电流产生的热量与什么因素有关来认知的，故C不符合题意； D．能量守恒定律是揭示能量的转移、转化和守恒的规律，故D不符合题意。 故选B。 10．A 【详解】ABCD．“太阳每天向地球辐射大量能量”是明显存在的事实，“能量在转化或转移过程中总量保持不变”和“永动机不可能制成”经过科学证明的事实，而核能存在安全问题和污染问题，这种说法只是一种观点，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11．C 【详解】电水壶工作时，将电能转化为内能，故A错误； “神舟十号”飞船在加速升空过程中，因为速度增大，高度升高，所以它的动能和重力势能都增加，即机械能增加，故B错误；金属汤勺放在热汤中，汤勺温度升高，利用热传递改变物体的内能，这是能量的转移，故C正确；小孩从滑梯上滑下，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以其机械能变小，故D错误，故选C． 点睛：本题考查的是对于能量中改变方式与各能量的影响因素的理解和掌握，难度不大． 12．A 【详解】A. 冬天，用手摸户外金属时感到凉，是热传递的过程，即内能从手转移到金属，没有能的转化，故A符合题意； B. 植物吸收太阳光进行光合作用，太阳能转化为化学能，有能的转化，故B不符合题意； C. 汽车紧急刹车停住后，车胎发热，是摩擦生热，即机械能转化为内能，有能的转化，故C不符合题意； D. 双手互搓，手心发烫，是摩擦生热，即机械能转化为内能，有能的转化，故D不符合题意； 故选A． 【点睛】牢记改变物体内能的两种方式是解题的关键，即热传递和做功，两种方式对于内能的改变是等效的，两种方式很容易区分，做题不难． 13．D 【详解】由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗内能（或者如果热水变成了冷水），它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律．故选D． 14．B 【详解】A．热传递具有方向性，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，一直到温度相同为止，故A正确，不符合题意； BC．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体内能上是等效的，做功改变物体内能实质上是机械能和内能的相互转化，热传递改变内能的实质是能量的转移，二者实质不同，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．根据能量转化和守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少，故D正确，不符合题意。 故选B。 15．D 【详解】A. 因为能量的转移和转化具有方向性，在自然界中不是所有能量都能利用，如海水的内能无法利用，故A正确； B. 能量的利用是有条件的，也是有代价的，如内能的转移只能由高温物体到低温物体，且传统能量的使用造成了环境的严重污染，故B正确； C. 热传递的唯一条件是存在温度差，所以不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反，故C正确； D. 汽车刹车时，车的动能转化为内能，但这些内能不能再收集起来利用，说明能量的转化具有方向性，故D错误； 故选D． 【点睛】理解能的转移、转化及能量守恒的规律，虽然能的总量不变，但由于能量的转移和转化具有方向性，使用过后的能量不能再自发的回到原来的形式再次利用． 16． 能量守恒定律 方向性 【详解】永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律．燃料燃烧，化学能转化为内能，释放到空中的这些能量不能再利用说明能量转化具有方向性． 【点睛】根据能量守恒定律的内容解答．明确转化和转移．转化能的形式发生变化，转移能的形式不变．能量可以相互转化，能量转化具有方向性． 17． 电风扇 干电池 太阳能热水器 【详解】(1)[1]电风扇通电转动时，消耗电能，将电能转化为机械能。 (2)[2]干电池在使用过程中，消耗化学能，将化学能转化为电能。 (3)[3]太阳能热水器在使用过程中，能使水温升高，是将太阳的光能转化为水的内能。 18． 化学 机械 电 【详解】秸秆发电机组能量转化流程是： 秸秆具有化学能，通过燃烧转化为内能，即秸秆的化学能转化为燃气的内能； 高温高压的燃气推动机组转动发电，即内能转化为机械能； 机械能再通过发电机，利用电磁感应原理转化为电能． 19． 风 电 太阳 【详解】[1][2]小型风能发电机，消耗风能，风推动发电机的轮片转动，进而产生电能，它实现了将风能转化为电能。 [3]太阳能电池板，消耗太阳能，产生电能，它实现了将太阳能转化为电能。 20． 23.3％ 1.26×10 18 【详解】（1）从图中可知水循环、大气流动、植物光合作用过程中利用太阳能，所以地球对太阳能的利用率为：×100%23.3%；（2）光合作用每秒转化为化学能40×1010kJ，一年为31536000s，所以通过光合作用每年太阳能转化为化学能的量为：4×1010kJ/s×31536000s＝1.26×1018kJ． 点睛：（1）地球对太阳能的利用率为100；（2）由每秒利用的能量可以计算每年利用的能量． 21．（1）见解析；（2）2.52×106J；（3）0.09m3 【详解】解：（1）天然气燃烧时，化学能转化为内能；给水加热时，属于内能的转移，即热传递； （2）水吸收的热量为 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(40℃-10℃)=2.52×106J (3)由题知 Q放×70%=Q吸 放出的热量为 由公式Q放=Vq可知，需要天然气的体积为 答：（1）天然气燃烧时，化学能转化为内能；给水加热时，属于内能的转移，即热传递；（2）水从热水器中吸收了2.52×106J的热量； （3）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗0.09m3的天然气。 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 $$