18.4 能量转化的基本规律 同步习题 2024-2025学年苏科版物理九年级下册

18.4能量转化的基本规律 同步习题 2024-2025学年苏科版物理九年级下册 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示的四种家用电器中，主要将电能转化为机械能的是 A．电饭锅 B．电熨斗 C．电风扇 D．电水壶 2．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（    ） A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 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．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年 3．为保护环境，控制和消除大气污染，在普及煤气和天然气使用的同时，更要注意安全，若门窗紧闭的厨房内一旦发生煤气大量泄漏，极易引起爆炸．当你从室外进入厨房嗅到煤气异味时，下列操作中，你认为最安全的是 (   ) A．立即开启抽油烟机排出煤气，关闭煤气源 B．立即打开门和窗，关闭煤气源 C．立即打开电灯，寻找泄漏处 D．立即打“110电话”求助． 4．如图所示，在处于自然状态的弹簧上端放置一个铁球，松手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度最大，到达C位置铁球的速度变为零（整个过程中不计能量损耗）。则下列说法中正确的是（　　） A．到达B位置时，铁球所受的合力不为零 B．到达C位置时，铁球的动能和重力势能之和最小 C．从A点到C点的过程中，铁球的动能一直不断减小 D．从B点到C点的过程中，铁球始终受到平衡力的作用 5．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 6．核电站发电需要经过核反应堆、蒸汽轮机、发电机的工作，最终把核能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A．原子核由质子、中子和电子组成 B．核反应堆的作用是把化学能转化为内能 C．经过核反应堆后的能量转化是：内能→机械能→电能 D．发电过程中有大量的能量耗损，因此上述过程中能量不守恒 二、填空题 7．能源既是国家经济发展的命脉，也是国家发展战略的重要支柱。我省多地有效调整能源结构，稳步发展安全高效的能源体系，合理利用图所示三种发电方式，并取得了显著成效。    （1）火力发电常使用煤作燃料，煤、石油等化石能源于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）B的能量转化方式是把 能转化成电能； （3）与C相比，A、B发电的共同优点是 （合理即可）。 8．燃气灶常配备有熄火保护装置，如图甲所示，当燃气灶意外熄火时，自动关闭燃气阀。图乙是燃气灶熄火保护装置的原理示意图，工作时，热电偶热端受热，当冷、热两端有一定温度差时，电磁铁将衔铁吸引过来，通过连杆带动活塞向左移动，压缩弹簧，同时燃气输送至出气口。若炉火意外熄灭，热电偶没有温度差，电磁铁失去磁性释放衔铁，活塞在弹簧作用下关闭进气口，防止燃气外泄。熄火保护装置工作时，热电偶在电路中相当于电源，所发生的能量转化是 ；若电流方向如图乙的箭头方向，则电磁铁D端为 （选填“N”或“S”）极。 9．发电机发电，把 能转化成 能；电动机工作，又把 能转化成 能；使用电熨斗，把 能转化成 能；给电池充电，把 能转化成 能。 10．使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫 ，近年来由于人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的 ，使温室效应加剧，给人类带来了灾难性的后果，人类已经认识到正在积极想办法控制 ． 11．2011年3月11日（农历二月初七）日本本州东海岸附近发生了里氏9级强地震，并引发海啸，造成大量民众的死伤和财产的损失，也使福岛核电站损坏． （1）地震发生当天的月相与下图中的 （选填序号）相近； （2）目前，核电站是利用原子核 时释放的核能转化为电能的原理造成的． 12．天然气燃烧时将 能转化为 能．至少需要消耗 m3的天然气才能将质量为、初温为的水烧开。【标准大气压，，】 三、实验题 13．如图甲的风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成． （1）风机叶片形状像飞机的机翼（如图乙所示），当叶片被风吹动时，由于叶片两面空气流速不同，产生的压强差使图乙中的叶片受到向 （填“上”或“下”）的力使风叶旋转．风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用原理实现机械能转化为电能． （2）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息，正确的有 ． A．只要有风，机组就能产生电能 B．风速过大，机组不会产生电能 C．风速越大，机组发电的功率一定越大 D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变 （3）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量： 平均风速v（m/s） 5 10 15 20 1s内获得的能量E（×104J） 1 8 27 64 ①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是： （用文字描述）； ②当风速为5m/s时，这台风机获得的能量有20%转化为电能，则1s内所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作时间为 . 14．小黄同学对市场上热卖的自发热内衣的宣传产生了质疑．他认为，能量不能凭空产生，如果内衣发热，其内能一定是通过其它能的转移或转化而来的．接着在查阅资料发现：发热内衣的原料是一种特殊纤维材料，当它吸收人体散发的水分时，纤维分子中的亲水基团与水分子结合，水分子的动能降低，同时转换为热能释放出来．为此小黄设计实验进行验证：将三块相同的标有发热字样内衣样品烘干后取出放到室内，并将三个测温探头放入三块样品的相同位置，室内温度保持20℃不变．由于室内空气湿度较大，内衣开始吸湿．经过半小时的数据记录发现，三块内衣样品的升温幅度最高不超过4℃，半小时平均升温值小于3℃． 请问： （1）小黄选用三块相同的内衣样品做实验，其目的是 ． （2）样品内衣增加的内能是 能转化而来的． （3）为了进一步探究不同的纤维吸湿发热性能的高低，本实验将如何改进？ ． 四、科普阅读题 15．阅读下面的短文，回答问题。 垃圾发电 新修订的《北京市生活垃圾管理条例》于2020年5月1日起施行，这对北京市的垃圾分类工作起到了巨大的推动作用。垃圾分类收集能减少环境污染，促进资源循环利用。目前常用的垃圾处理方法之一是利用垃圾发电。垃圾发电分为两类。第一类是对热值较高的废弃物进行高温焚烧，彻底消灭其中的病源性生物和腐蚀性有机物，在高温焚烧过程中产生的高温烟气要经过技术处理，高温烟气释放出的热量给水加热，产生的蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发电。第二类是对不能燃烧的有机物进行厌氧发酵处理，产生的沼气经过干燥脱硫后，再进入沼气内燃机燃烧来带动发电机发电。 2019年6月28日，我国上海老港再生能源利用中心二期项目整套启动，在这里将建立全球规模最大的垃圾焚烧厂。该项目完成并投入运行后，老港再生能源利用中心全厂总焚烧处理生活垃圾达到每年300万吨，焚烧发电每年将可达近1.5×109kW·h。 随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展，垃圾发电方式很有可能成为最经济的发电技术之一，从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。因此，兴建垃圾电厂十分有利于城市的环境保护，尤其是对土地资源和水资源的保护，实现可持续发展。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)垃圾发电应选择热值较 （选填“高”或“低”）的废弃物进行高温焚烧。 (2)在第一类垃圾发电过程中，能量是从 能转化为内能，再转化为 能，最后输出电能。 (3)上海老港再生能源利用中心二期项目完成并投入运行后，其年发电量相当于 kW火电机组一年的发电量。（1年火电机组工作时间按大约7500h计算） 16．阅读短文，回答问题。 海水的利用 地球表面的70%以上是海洋，开发利用海洋有广阔的前景。 潮汐是一种海平面周期性变化现象，海平面每昼夜有两次涨落。人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝，在大坝中间装上水轮发电机组。涨潮时，海水通过大坝流进河，带动水轮发电机发电；退潮时，海水又流回海洋，从相反方向带动水轮发电机发电。法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×108kW·h。 海水淡化和海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟。部分沿海国家许多工业冷却水来自海水。 （1）潮汐发电是将　 　能转化为电能；发电机是应用　 　现象制成的； （2）1吨煤燃烧后可发电2.5×103 kW·h，郎斯电站每年的发电量可节约 吨煤； （3）海水用来作工业冷却用水主要是利用了水的 大的特性； （4）海水淡化是利用海水 来获得淡水的。（填物态变化的名称） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C 【详解】ABD电能转化为内能．C是电能转化为机械能． 2．C 【详解】A．子弹射穿木板，说明子弹运动的速度快，子弹具有动能的动能大，子弹在运动的过程中由于摩擦生热会使一部分动能转化为内能，故子弹运动的速度会越来越慢，故A错误； B．液体沸腾的条件是：达到沸点继续吸热．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误； C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，重力势能转化为动能，到达最低点动能达到最大值，由于具有动能，会继续冲上右斜面将动能转化为重力势能，故C正确； D．机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为动能，几天后弹性势能就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误． 3．B 【详解】A.开启抽油烟机时，会产生火花，引燃煤气，从而发生爆炸，不合要求；B.打开门和窗，使空气流通，煤气浓度降低，更安全，符合要求；C.打电灯时，同样会产生火花，引燃煤气，从而发生爆炸，不合要求；D.打电话会产生火花，引燃煤气，从而发生爆炸，不合要求．故选B. 点睛：掌握煤气泄漏的应急措施，即：打开门窗．煤气泄漏时，首先应该打开门窗，关闭煤气源．千万不能打开电源和使用明火． 4．B 【详解】A．铁球向下运动，当铁球受到的合力向下时，铁球速度越来越快，当铁球受到的合力向上时，铁球速度将越来越小，当铁球速度最大时，合力为零，铁球到达B位置速度最大，所以到达B位置时，铁球所受的合力为零，故A错误； B．到达C位置时，弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律可知，铁球的动能和重力势能之和最小，故B正确； C．从A点到C点的过程中，铁球的速度先增加后减小，所以铁球的动能也是先增加后减小，故C错误； D．从B点到C点的过程中，铁球做减速直线运动，不是平衡状态，所以铁球没有始终受到平衡力的作用，故D错误。 故选B。 5．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。 6．C 【详解】A．原子核由质子、中子组成，故A错误； BC．核反应堆是把核能转化为内能，经过核反应堆后，通过蒸汽机将内能转化为机械能，再经发电机将机械能转化为电能。故B错误，C正确； D．发电过程中有大量的能量耗损，但是只是将一大部分能量转化为热量散失在空气中，依然保持能量守恒。故D错误。 故选C。 7． 不可再生 太阳 绿色环保 【详解】（1）[1]煤、石油等化石能源在短期内都不能得到补充，所以是不可再生能源。 （2）[2]太阳能发电是通过光电转化把太阳能直接转化成电能。 （3）[3]与火力发电相比，风力发电和太阳能发电的共同优点是节约资源、绿色环保、无废渣废气排放。 8． 内能转化为电能 N 【详解】[1]熄火保护装置工作时，热电偶冷、热两端有一定温度差，把内能转化为电能，热电偶在电路中相当于电源，给电磁铁供电，因此电磁铁能够产生磁性将衔铁吸引过来，所以热电偶工作时所发生的能量转化是内能转化为电能。 [2]若电流方向如图乙的箭头方向，根据安培定则可知，电磁铁D端为N极。 9． 机械 电 电 机械 电 内 电 化学 【详解】[1][2]发电机的原理是电磁感应，导体在磁场中做切割磁感线运动，将机械能转化为电能。 [3][4]电动机的原理是通电导体在磁场中受力转动，将电能转化为机械能。 [5][6]电熨斗是利用电热的热效应工作的用电器，将电能转化为内能。 [7][8]给电池充电，电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存在电池中。 10． 温室效应 二氧化碳 氧化碳排放量 【详解】使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫温室效应，常见的温室气体主要有是二氧化碳，此外，还有甲烷、臭氧、氟利昂等，近年来因为人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的二氧化碳气体进入大气使温室效应加剧，给人类带来了灾难性的后果，人类正在积极想办法控制二氧化碳气体的排放量． 因此，本题正确答案是：温室效应；二氧化碳；二氧化碳排放量． 【点睛】(1)温室效应是全球气候变暖趋势的一种物理现象，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称； (2)温室效应主要是因为现代化工业过多燃烧煤炭、石油和天然气放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的；产生温室效应的气体主要是二氧化碳，此外，还有甲烷、臭氧、氟利昂等；(3)减少碳排放有利于改善温室效应状况． 11． B 裂变 【详解】本题考查月相和核能． （1）农历二月初七在上半月，故其月相应是B． （2）核电站是利用核裂变释放能量来发电的，它是利用可控的链式反应控制裂变的速度而进行发电的． 12． 化学 内 0.21 【详解】[1][2]天然气燃烧时将内部储存的化学能通过燃烧的方式释放为内能。 [3]烧开质量为20kg、初温为的水需要的热量为 由Q=Vq可得产生这些热时需要的天然气的体积为 13． 上 BD 风机获得的能量与风速的三次方成正比 20s 【详解】（1）由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力． （2）由丙图知， A．在风很小和很大时，即风速小于V1，大于V3时，不能产生电能．选项错误，不符合题意． B．风速过大，大于V3时，机组不会产生电能．选项正确，符合题意． C．在一定范围内，即在V1和V2之间时，风速越大，机组产生的电功率越大；在一定范围内，V2和V3之间时，机组产生的电功率不变；选项错误，不符合题意． D．风速在一定范围内，即V2和V3之间时，机组产生的电功率可能不变．选项正确，符合题意．故选BD． （3）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比； ②据表格可知，若风速是5m/s时，所获得的能量是W总=10000J， 这台风机获得的能量有20%转化为电能，所以此时所获得的电能是：W电能=W总×20%=2000J； 由P=可得，t===20s； 14． 得出普遍结论 水分子的动能 保持其他条件相同，选取不同的纤维样品进行探究 【详解】[1]取多个样品进行实验，是使实验的结论具有代表性． [2]根据题目中所给的信息，发热内衣吸水时，水分子的动能降低，转化为发热内衣的内能． [3]应用控制变量的方法，探究不同的纤维吸湿发热的性能，应当只改变纤维的种类，而控制其它条件不变． 15． 高 化学 机械 2×105 【详解】(1)[1]垃圾发电应选择热值较高的废弃物进行高温焚烧，单位质量或体积的物质产生的热量较多。 (2)[2][3]在第一类垃圾发电过程中，高温烟气释放出的热量给水加热，产生的蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发电，即能量是从生物燃料的化学能转化为内能，再转化为汽轮机的机械能，最后输出电能。 (3)[4]上海老港再生能源利用中心二期项目完成并投入运行后，焚烧发电每年将可达近1.5×109kW·h，由可知 16． 机械 电磁感应 200000 比热容 先汽化后液化 【详解】（1）[1]根据对潮汐发电的特点可知，水的涨落蕴含巨大的机械能，用它来发电是将机械能转化成了电能。 [2]发电机是应用闭合导体的一部分切割磁感线来产生感应电流，所以利用电磁感应原理制成的。 （2）[3]法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×108 kW·h，1吨煤燃烧后可发电2.5×103 kW·h，所以郎斯电站每年的发电量可节约的煤为 （3）[4]水的比热容大，相同质量的水与其它物质相比，在升高一定的温度时，吸收的热量较多，所以比其他液体作冷却效果好。 （4）[5]海水淡化时，先使海水汽化，形成水蒸气，再让水蒸气液化，从而形成淡水，所以整个过程是利用海水先汽化后液化来获得淡水的。 学科网（北京）股份有限公司 $$