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，用手摸户外的铁块时感到冷 B．植物吸收太阳光进行光合作用 C．水蒸气会把壶盖顶起来 D．闭合开关，电灯会发光 2．如图中有关能量转化说法正确的是（　　） A．甲与丙都是内能转化为机械能 B．乙是把机械能转化为内能，内能在减少 C．甲与丁都是内能转化为机械能 D．甲是把机械能转为内能，内能在增加 3．黄河流域生态保护和高质量发展成为了重大的国家战略，如图是黄河上游最大的水电站——龙羊峡水电站开闸泄洪的场景，下列描述不正确的是（　　） A．水电站能将水的机械能转化为电能 B．泄洪时，水奔涌而下，水的重力势能减小，动能增大 C．按照能源分类，水能属于一次能源 D．科技进步可以使水电站的能源利用率达到 4．如图，小刚对子弹击穿木板靶心前后，子弹能量变化的问题进行思考．有如下四点看法： （1）动能减少，是因为有部分机械能转化成内能； （2）动能减少，是因为子弹的机械能增加了； （3）动能减少，是因为子弹克服摩擦做了功； （4）子弹的机械能不变． 你认为他的看法中，正确的有几点（　　） A．1点 B．2点 C．3点 D．4点 5．如图所示为新型太阳能公共卫生间，该卫生间的照明全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里．其能量转化和存储的方式是    (　　) A．太阳能转化为光能，再转化为电能 B．太阳能转化为电能，再转化为化学能 C．太阳能转化为内能，再转化为化学能 D．太阳能转化为电能，再转化为光能 6．如图所示，将水壶放在燃气灶上烧水，下列说法中正确的是（　　） A．燃气燃烧时将燃料的化学能完全转化为水的内能 B．烧水的过程中，水的温度升高时内能增加 C．烧水的过程中，水含有的热量变多 D．水沸腾后继续吸收热量时，温度升高，内能不变 7．我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法不正确的是（　　） A．能量是与物体运动有关的物理量 B．物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C．不同形式的能量之间可以互相转化 D．能量可以从一个地方转移到另一个地方 8．为了改善驻东海某岛礁边防战士的工作、生活条件,在岛上安装了太阳能电池板,白天太阳能电池板给蓄电池充电；晚上蓄电池为探照灯供电．关于白天与晚上的能量转化形式正确的是： A．白天 太阳能电能化学能 B．白天 太阳能内能电能 C．晚上 化学能电能太阳能 D．晚上 化学能电能化学能 9．在我们家乡的公路上有时能看到这样的照明灯。如图，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　） A．光电池板将电能转化为光能 B．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 C．照明灯将内能转化为电能 D．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能 10．如图所示，国产“和谐号”动车进站前的减速过程分两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，在这期间关闭动力，列车依靠惯性前行并带动发电机发电，速度从250km/h减至90km/h；第二阶段采用传统的“机械刹车”，速度从90km/h不断减小直至停下来。国产“和谐号”动车在进站前减速的整个过程中，发生的能量转化情况主要是（　　） A．第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：动能转化为内能 B．第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：动能转化为内能 C．第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：内能转化为动能 D．第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：内能转化为动能 11．以下情景中，将电能转化为机械能的是（　　） A．核电站利用反应堆产生内能 B．电动机通电转动的过程 C．光伏电池充电的过程 D．汽油机的做功冲程 12．小明对新型LED灯带很好奇，取一段剖开后发现，灯带中的LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的.他取下其中一只LED灯接在电池两端没有亮，对调电池正负极后亮了，用手试摸，点亮的灯几乎不发热.以下推断符合上述实验事实的是（ ） A．LED灯可以直接在交流电下工作 B．LED灯主要是将电能转化为内能 C．电源适配器是将交流电转变为直流电 D．灯带中一只LED灯断路后其他灯还亮 13．如图为武汉市轻轨一号线某车站的设计方案，与站台相连接的轨道为一个小的坡度，据工程师介绍，这样能有效地提高能量的利用率．对此下列说法不正确的是(　　) A．列车进站时动能减小，势能增大 B．列车出站时势能减小，动能增大 C．列车出站时势能增大，动能减小 D．列车出站时把进站时积聚的能量转化成出站所需的能量 14．如图所示，是设想中的“永动机”，它通过高处的水从A口流出时，水流冲击叶片转动，叶片的转动带动B处的砂轮转动，打磨刀片，同时带动C处的抽水器工作，将低处的水抽到高处从D口流出，从而循环工作。该“永动机”工作过程中，下列说法正确的是（　　） A．水流冲击叶片转动，把机械能转化为内能 B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，说明“永动机”工作时制造了能量 C．相同时间内，A、D两口流出水的质量相等 D．这款“永动机”违背了能量守恒定律 15．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，足球在运动过程中，下列分析正确的是（　　） A．在B点时只受重力作用，且动能不为零 B．在A、D两点动能可能相等 C．在A、B、C、D四点，D点重力势能最小，动能最大 D．在运动过程中，既有动能和势能的相互转化，也有机械能和内能的相互转化 二、填空题 16．汽车为人类文明作出了巨大贡献，但同时也对自然生态环境造成了污染．现在蒙城县内运营的出租车大部分都改用以天然气为燃料的汽车．请你说出以天然气为燃料汽车的优点：① ② ． 17．能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量 ，这称为 。 18．以下现象： ①煤炭燃烧； ②热水变凉； ③搓手取暖； ④摩擦起电； ⑤温度计测温度。 属于能量转移的是 ，属于能量转化的是 。 19．汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能，这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 性的，但在能量的转化和转移过程中，能的总量 （选填“不断减少”、“保持不变”或“不断增加”）。 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．随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电。放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数： (1)若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？ (2)若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？ (3)当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到70%。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。 风力发电机 太阳能电池组件 最小启动风速 1.0m/s 太阳能电池 180W 最小充电风速 3.0m/s 太阳能转换效率 15% 最大限制风速 12.0m/s 蓄电池 400A*h12V 最大输出功率 400W 大功率LED路灯 80W12V 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21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 A A D B B B B A D A 题号 11 12 13 14 15 答案 B C C D B 1．A 【分析】认清能量的转移和转化的区别： 能量的转移是同一种能量从一个物体转移到另一种物体或从同一物体的一部分转移到另一部分，能量的形式不变． 能量的转化则是能量从一种形式转化为另一种形式，能量的形式发生了改变． 【详解】A. 手摸户外金属时发生了热传递，使手的内能减小，金属的内能增加，热传递过程是内能转移的过程，符合题意；B. 植物吸收太阳光进行光合作用，将太阳能转化为植物的化学能，不符合题意；C. 水蒸气把壶盖顶起来，是水蒸气对外做功，将内能转化为壶盖的机械能，不符合题意；D. 电灯发光，消耗电能发光发热，将电能转化为内能、光能，不符合题意；故选A. 2．A 【详解】甲是对试管内的水加热，使其温度升高，内能增大，当内能增大到一定程度，就把塞子推出来，即内能转化成机械能。乙是活塞压缩棉花做功，使其内能增大，机械能转化成内能。丙是汽油瞬间燃烧，产生高温高压燃气，燃气推动活塞做功，内能转化成机械能。丁是对气体做功，气体内能增加，将机械能转化为内能，故BCD错误，A正确。 故选A。 3．D 【详解】A．水电站发电时，消耗了机械能，获得了电能，故将水的机械能转化为电能，故A正确，不符合题意； B．泄洪时，水奔涌而下，此过程中，水的质量不变，高度降低，速度变大，故水的重力势能减小，动能增大，故B正确，不符合题意； C．水能可以直接从自然界获得，它们属于一次能源，故C正确，不符合题意； D．能量在利用过程中，总会有一部分能量未被利用而损失掉，所以对能源的利用率不会达到100%，故D错误，符合题意。 故选D。 4．B 【详解】试题分析：机械能和内能可以相互转化，子弹在运动击穿木板靶心时受到靶的阻力，子弹克服阻力做功，把机械能转化为内能，使子弹的机械能减小，内能增大． 考点：机械能和内能的转化 5．B 【详解】太阳能电池板把太阳能转化成电能，它还能把多余的能量储存在蓄电池里，是指把多余的电能转化成化学能储存在蓄电池里．故选B. 【点睛】不同形式的能之间是可以相互转化的，在转化和转移的过程中能的总量不变． 6．B 【详解】A．燃气燃烧时将燃料的化学能一部分转化为水的内能，一部分会转化为水壶和空气的内能，故A错误； B．烧水的过程中，水吸收热量，温度升高，内能增大；故B正确； C．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误； D．水在沸腾过程中，吸收热量，内能增加，温度保持不变，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】AB．能量与物体的运动形式有关，从宏观到微观，物质运动形式的多样性（如机械运动、分子运动、电磁运动等），决定了能量形式的多样性，即物质运动的多样性与能量形式的多样性之间有关系，故A正确，不符合题意；故B错误，符合题意； C．由能量守恒定律可知，不同形式的能量之间可以互相转化，故C正确，不符合题意； D．由能量守恒定律可知，能量可以从一个地方转移到另一个地方，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．A 【详解】白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用；所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能； 在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能，再转化为光能使用． 故选A． 9．D 【详解】A．光电池板工作时，消耗了太阳能，获得了电能，是将光能转化为电能，故A不符合题意； B．蓄电池在夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，故B不符合题意； C．照明灯工作时，消耗了电能，获得了光能，将电能转化为光能，故C不符合题意； D．小风扇利用风力发电，消耗了机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故D符合题意。 故选D。 10．A 【详解】第一阶段减速过程中，由于速度变小，所以动能变小，由于继续行驶并带动发电机发电，故将一部分动能转化为电能。列车在第二阶段机械制动过程中，列车的质量不变，其速度减小，其动能减小，故其所具有的机械能减小，据摩擦生热知，所以该过程中减小机械能转化成了内能。 故选A。 11．B 【详解】A．核电站利用反应堆产生内能，将核能转化为内能，故A不符合题意； B．电动机通电转动的过程，将电能转化为机械能，故B符合题意； C．光伏电池充电的过程，将光能转化为电能，故C不符合题意； D．汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 12．C 【详解】试题分析：开始灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，说明LED灯是具有单向导电性的二极管，一点接在直流电下工作，故A不符合题意；由于用手试摸时，灯泡不发热，所以主要是将电能转化为光能的，故B不符合题意；电源适配器是将交流电转变为直流电的装置，故C符合题意；因为灯带中的LED灯是串联的，所以灯带中一只LED灯断路后其它灯也不能工作，故D不符合题意；故应选C． 【考点定位】电路连接的判断 13．C 【详解】解答：列车进站时，因为地势越来越高，列车的动能转化成重力势能；列车出站时，是由高处向低处运动，重力势能又转化成了动能，进站时要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能减小．本题选择错误的，ABD都是正确的，故选C. 故选C. 【点睛】动能和重力势能是可以相互转化的，物体由低处向高处运动，动能转化成重力势能；反之，重力势能转化成动能． 14．D 【详解】A．水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能，故A错误； B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，这是机械能转化为内能，不是“永动机”工作时制造了能量，故B错误； C．水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了，所以相同时间内，A、D两口流出水的质量不相等，故C错误； D．设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，故D正确。 故选D。 15．B 【详解】Ａ．根据在B点前后的运动路径，在B点时足球有一定的速度，没有处于静止状态，故足球除受到重力外，足球还受到空气阻力的作用，故A错误； BC．图中足球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能，而机械能等于动能与势能之和，D点比A点高度低，所以D点的重力势能小，则其动能有可能与A点的动能相等，故B正确，C错误； D．图中足球的高度越来越小，说明有机械能的损失，机械能转化为内能。在运动过程中，存在动能和势能的相互转化，但不存在内能转化为机械能，故D错误。 故选B。 16． 节能 环保 【分析】从实际的角度分析，汽车使用天然气有很多优点：节能，环保，方便等等． 【详解】天然气具有方便、清洁、便于储存等，热效率高，节省能源，燃烧后的产物只有二氧化碳和水，对环境污染小． 17． 不变 能量守恒定律 【详解】[1][2]能量在转化或转移过程中不会变多或者变少，只是从一个物体转移到另一物体或者从一种形式转化为另一种形式，即能量在转移或转化过程中总量是守恒的，遵循能量守恒定律。 18． ②⑤ ①③④ 【详解】[1][2]①煤炭燃烧是化学变化，化学能转化为内能，属于能量的转化； ②热水变凉，热水放出热量，温度降低，属于能量的转移； ③搓手取暖，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于能量的转化； ④摩擦起电，机械能转化为电能，属于能量的转化； ⑤温度计测温度，温度计吸收或放出热量，属于能量的转移； 综上所述，属于能量转移的是②⑤，属于能量转化的是①③④。 19． 方向 保持不变 【详解】[1]汽车在刹车过程中，机械能可以自发地转化为地面和轮胎的内能，但这些内能将无法自发地转化为汽车的机械能，这说明自发的能量转化过程是有一定方向性的。 [2]由能量守恒定律可知，在能量的转化和转移过程中，能的总量保持不变。 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)42h；(2)240W；(3)150W 【详解】(1)充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电路输出。蓄电池的供电容量 W=UQ=12V×400A•h×（90%-20%）=12V×400A×3600s×（90%-20%）=1.2096×107J 由 知道，可供灯具正常发光时间 (2)太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，所以太阳能电池板每1m2发电功率为 由表格数据知道，15%P太=P电，所以1m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率 (3)蓄电池的电量由20%充到70% W′=12V×400A•h×（70%-20%）=12V×400A×3600s×（70%-20%）=8.64×106J 由 知道，风力发电机发电为 W电机=P电机t=50W×12×3600s=2.16×106J 太阳能电池板发电 W太阳能=W′-W电机=8.64×106J-2.16×106J=6.48×106J 所以发电功率 答：(1)仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光42h； (2)当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率为240W； (3)当风速6.0m/s时，持续光照12h，太阳能电池板发电的平均功率为150W。 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 $$