20.3 能的转化与能量守恒 ----2024-2025学年沪粤版物理九年级下学期

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．下列对能量转化的描述不正确的是（   ） A．摩擦生热属于机械能转化为内能 B．发电机工作属于电能转化为机械能 C．光合作用属于光能转化为化学能 D．蓄电池充电属于电能转化为化学能 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 5．我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将遥感卫星十七号发射升空，卫星顺利进入预定轨道．下列有关卫星说法中正确的是（  ） A．卫星通过接收与发射超声波与地面互相传递信息 B．卫星上板状的两翼是太阳能电池板，它能把太阳能转化为电能供卫星使用 C．火箭发射卫星利用了燃料的内能转化为化学能 D．卫星进入轨道后能量不再变化 6．2020年5月5日，我国“长征五号”B运载火箭在海南文昌发射成功。关于火箭发射过程中所包含的物理知识，正确的是（　　） A．发射前，火箭对发射台的压力和发射台对火箭的支持力是一对平衡力 B．发射前，火箭受到的重力和火箭对发射台的压力是一对相互作用力 C．火箭加速升空的过程中，机械能不守恒 D．火箭加速升空的过程中，动能转化为重力势能 7．小华看到厨师在做“番茄炒鸡蛋”这道菜，想到其中蕴含很多物理知识，你认为她理解正确的是 （　　） A．拿鸡蛋去磕碗沿，结果却是蛋壳破了，说明力的作用是相互的 B．红色的番茄发出红光，黄色的蛋黄发出黄光 C．切番茄用的菜刀，刀把上有花纹，是为了减小摩擦 D．利用天然气灶炒菜，是将天然气的内能转化为化学能 8．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 9．小科自制了一个“电池秋千”，如图所示，他用铜线圈做一个秋千，线圈下方放一块永久磁铁，线圈通电后，就能不停地摆动。下列有关叙述正确的是（　　） A．该电池秋千的工作原理和电动机类似 B．电池秋千摆动过程中机械能转化为电能 C．电池秋千摆动到最低点时动能最小 D．改变磁体的两极可以使电池秋千摆动得更快 10．风光互补路灯（如图）依靠风力和太阳光发电来提供电能，其尾翼使风轮能绕竖直轴在水平面内自动转向风来的方向。下列有关分析错误的是（    ） A．风力发电利用了电磁感应现象 B．太阳能发电是将太阳能转化成电能 C．尾翼的主要作用是平衡风轮 D．与传统路灯相比，该路灯更节能环保 11．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是 A．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年 B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 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．LED灯带在装饰材料中被广泛应用，灯带中的LED灯串联后经电流适配器接入照明电路，如图所示。她取下一只LED灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，但用手触摸几乎不发热。以下推断符合上述事实的是（　　） A．一只LED正常工作的电压是220V B．灯带中一只LED灯断路后其它灯还亮 C．LED灯工作时主要是将内能转化为光能 D．LED灯具有单向导电性 14．下列有关热机的说法中不正确的是 A．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率 B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性 C．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程 D．热机的大量使用会造成环境污染 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．干电池和蓄电池对外供电是将 能转化为 能；蓄电池充电时是将 能转化为 能． 17．汽车在刹车过程中，因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的 ．转化后，这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有 性，但在能量的转化或转移过程中，能的总量保持 ．． 18．人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能，如图所示画出了太阳能转化的方框图，其中矩形表示太阳能的转化方式，椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能所转化的另一种形式的能．请填写正确的术语：① ；② ；③ ． 19．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是 图。汽油燃烧时， 能转化为 能。 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．风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久． 下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池扳将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率． 风力发电机 太阳能电池板 蓄电池 最小启动风速 1.0m/s 电池板的面积 0.5m2 蓄电池容量 150A·h 最小充电风速 2.0m/s 光电转化效率 16% 额定电压 12V 最大限制风速 12.0m/s 最大输出功率 400W （1）风力发电机是根据 原理发电的，利用风力发电时，是将 能转化为电能 （2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为 W （3）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W此时风速为 m/s． （4）充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为100W时，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电的时间不能超过 h （5）某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯的规格为“12V、70 W”路灯共1000盏，每天正常工作10 h，则一天消耗的电能为 kW•h 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27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 B A A B B C A C A C 题号 11 12 13 14 15 答案 D C D A B 1．B 【详解】A．摩擦生热的过程要消耗机械能，获得内能，是将机械能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．发电机工作过程，消耗了机械能，得到电能，属于机械能转化为电能，故B错误，符合题意； C．光合作用消耗了太阳能，使植物获得生长的能量（化学能），故C正确，不符合题意； D．蓄电池充电时消耗电能，获得化学能，是将电能转化为化学能的过程，故D正确，不符合题意。 选择B。 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．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． 5．B 【详解】A. 卫星是通过接收与发射电磁波与地面互相传递信息的；所以A错误；B. 卫星上板状的两翼是太阳能电池板，它能把太阳能转化为电能供卫星使用；所以B正确；C. 火箭发射卫星利用了燃料的化学能转化为内能；所以C错误；D. 动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，卫星进入轨道后绕地球以椭圆形轨道运行，所以卫星的机械能不断变化；所以D错误．故选B. 点睛：火箭是热机的一种，工作时，燃料的化学能转化为燃气的内能，高温高压的燃气推动火箭升空，燃气的内能转化成火箭的机械能；动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，卫星进入轨道后绕地球以椭圆形轨道运行，所以卫星的机械能不断变化． 6．C 【详解】A．发射前，火箭对发射台的压力和发射台对火箭的支持力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故A错误； B．发射前，火箭受到的重力和火箭对发射台的压力方向相同，不是一对相互作用力，故B错误； C．火箭加速升空的过程中，高度增大，速度增大，动能与重力势能增大，机械能增大，则机械能不守恒，故C正确； D．火箭加速升空的过程中，高度增大，速度增大，动能与重力势能均增大，燃料的内能转化为火箭的动能与重力势能，故D错误。 故选C。 7．A 【详解】A．拿鸡蛋去磕碗沿，结果却是蛋壳破了，说明鸡蛋受到力的作用，进而说明力的作用是相互的。符合题意； B．红色的番茄发出红光，黄色的蛋黄发出黄光，是错误的，因为不透明物体颜色是由它反射色光决定的； C．切番茄用的菜刀，刀把上有花纹，刻有花纹的目的是增大摩擦不是为了减小摩擦； D．利用天然气灶炒菜，是将天然气的化学能转化为内能。 故选A。 8．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． 9．A 【详解】A．由题图可知，该电池秋千的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，与电动机的工作原理相同，故A正确； B．电池秋千摆动过程中消耗了电能，得到了机械能，所以是将电能转化为机械能，故B错误； C．电池秋千摆动到最低点时，速度最大，动能最大，故C错误； D．改变磁体的两极无法改变磁力的大小，故D错误。 故选A。 10．C 【详解】A．风力发电利用了风轮叶片切割磁感线，产生感应电流，是电磁感应现象，故A正确，不符合题意； B．太阳能发电消耗太阳能，产生电能，是将太阳能转化成电能，故B正确，不符合题意； C．尾翼的除了平衡风轮外，主要作用是使风轮能绕竖直轴在水平面内自动转向风来的方向，故C错误，符合题意； D．与传统路灯相比，该路灯依靠风力和太阳光发电来提供电能，更节能环保，故D正确，不符合题意， 故选C。 【点睛】 11．D 【详解】A．机械表工作是靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，所以，不会默默地走了几十年，故A不符合题意； B．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，温度升高，内能增加，断电后，水不再继续吸收热量，所以，沸腾会停止，故B不符合题意； C．子弹高速运动时，由于摩擦生热会使动能减小，速度减慢，故C不符合题意； D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，故D符合题意。 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．D 【详解】A．LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的，所以一只LED灯的工作电压小于220V，故A错误； B．由于灯带中的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B错误； C．由于用手试摸，点亮的灯几乎不发热，说明电能几乎没有转化成内能，绝大部分都转化成了光能，故C错误； D．取下一只LED灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，说明LED灯具有单向导电性，故D正确。 故选D。 14．A 【详解】A．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的效率，A错误，符合题意； B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热大的特性，B正确，不符合题意； C．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，C正确，不符合题意； D．热机的使用，使人类对化石能源的依赖很强，现在大气污染的主要途径就是利用化石能源，D正确，不符合题意． 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． 化学 电 电 化学 【详解】蓄电池放电时是化学能转变为电能；给蓄电池充电，是把电能转化为化学能；故答案为(1). 化学    (2). 电    (3). 电    (4). 化学 【点睛】电池充电与放电过程和发动机的发电过程实际上都是能量的转化过程，根据变化前后能量形式分析解题．本题考查了能量的转化，是一道基础题，知道变化前后是什么能量是解题的关键． 17． 内能 方向 不变 【详解】汽车在刹车过程中，因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能．转化后，这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有方向性，但在能量的转化或转移过程中，能的总量保持不变． 【点睛】汽车在刹车过程中需克服摩擦做功，将机械能转化为内能，这些能量无法再转化为使汽车行驶所需要的能量，是因为能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变． 18． 光热转换 太阳能电池 化学能 【详解】通过太阳能集热器把太阳能转化为内能；通过太阳能电池把太阳能转化为电能； 通过光合作用的植物把太阳能转化为化学能． 19． 乙 丙 化学 内 【详解】[1][2]甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。由以上分析不难看出：压缩冲程是机械能转化成内能，与此原理相同的是乙图所示的演示实验。 [3][4]汽油机利用内能来做功的冲程是丙图，燃料燃烧过程是将化学能转化为内能的过程。 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． 电磁感应 机械能 80 6 14.4 700 【详解】(1)[1][2]风力发电机是根据电磁感应原理发电的,，利用风力发电时，是将机械能(风能)转化为电能； (2)[3]电池板吸收的太阳能的功率： P=1000W/m2×0.5m2=500W， 太阳能电池板的输出功率： P′=16%×500W=80W； (3)[4]根据题意可知： = 所以风速： v===6m/s， (4)[5]∵P=UI， ∴I=， 使用时放电至余留20%停止电能输出,放电量： Q=150Ah×(1−20%)=120Ah， 放电时间： t===14.4h. (5)[6] 一天消耗的电能为： W=Pt=701000。 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 $$