第3章 专题特训七 能量转化与转移-【拔尖特训】2025-2026学年九年级全一册科学(浙教版)

103 专题特训七　能量转化与转移 ▶ “答案与解析”见P33 类型一 能量转化与转移的方向性 1. 汽车开动和人的生命活动都需要能量,能量 是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命 活动提供能量的两个过程如图所示,下列分 析中,错误的是 ( ) (第1题) A. 都通过剧烈的氧化反应释放出能量 B. 都将化学能转化为其他形式的能 C. 都参与自然界的碳循环和氧循环 D. 都遵循能量的转化和守恒定律 2. 如图所示,弹簧一端固定在竖直墙面,另一端 固定在置于粗糙水平面的木块上。现将木块 从弹簧原长位置O 点拉至A 点,松手后木块 向右运动,最终将弹簧压缩至B 点(图中未 画出)。请比较lAO 和lOB 的大小关系,并从 能量转化的角度说明理由(不计空气阻力,弹 簧始终在弹性限度内)。 (第2题) 类型二 机械能与内能的转化 (第3题) 3. (2024·宁波镇海模拟) 一水平放置的处于静止 状态的气缸内充满了空 气,在大小为F 的恒力 作用下,活塞沿着粗糙的气缸壁向左运动,下 列说法中,正确的是 ( ) A. 活塞向左运动,气缸内气体分子运动速度 不变,但是气缸内气体的内能增加了 B. 若活塞在恒力F 作用下向左运动了s长 的距离,则活塞克服气缸壁摩擦力做功的 大小W=Fs C. 恒力F 推动活塞向左运动过程中,活塞的 机械能始终保持不变 D. 恒力F 推动活塞向左运动,这一过程中 能量转化形式和四冲程汽油机的压缩冲 程的能量转化相同 (第4题) 4. 如图所示为空心橡胶球从水面 上一定高度a处由静止释放的 情景,其中c点表示橡胶球第 一次刚接触水面,d 点表示橡 胶球所能到达的水面下的最深 处,b点表示第一次反弹后到达的最高位置 (整个过程不计空气阻力)。 (1) 橡胶球从a 点运动到b点的整个过程 中,橡胶球的机械能 (填“守恒”或 “不守恒”)。 (2) 橡胶球下落到c点时的动能 (填“大于”“小于”或“等于”)反弹后到达c点 时的动能。 类型三 电能与内能的转化 5. 由微电脑控制的多功能养生壶的简化电路图 如图所示。发热电阻R2 两端电压通过微电 脑进行调节,发热功率的调节范围是200~ 800W。小明某次使用时选择药膳功能:机器 开始以800W的功率进行加热,经过8min加 热到80℃,然后功率自动调节到200W,再加热 30min直到结束。 (第5题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第3章　能量的转化与守恒 104 (1) L为电源指示灯,标有“2.5V 0.1W” 字样,请计算R1 的阻值。(电源指示灯均正 常工作) (2) 小明该次使用时,从开始加热到结束,整 个过程中发热电阻R2消耗了多少电能? (3) 发热电阻的功率从800W 自动调节到 200W是通过微电脑改变其两端电压来实现 的,已知当功率为800W时发热电阻两端的 电压为220V,则当它的功率变为200W时, 它两端的电压为 V。 类型四 电能与机械能的转化 6. 随着生活水平的提高,扫地机器人 逐步进入普通家庭。扫地机器人具 有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动 返回充电座充电等诸多智能功能。如图所示 为某款扫地机器人,如表所示为铭牌上的部 分参数,请回答下列问题: (第6题) 项 目 参 数 工作电压 15V 功率 30W 电池容量 2000mA·h (1) 电池容量“2000mA·h”是指当工作电 流为 2000mA 时,能持续供电 1h。若充满 电后所有电量用于扫地,则可供机器人持续 正常工作多少时间? (2) 机器人的供电系统设有自动充电功能, 当检测到电池容量低至 10%时会自动返回 充电座充电。返回过程中受到的阻力为 20N,为确保机器人能顺利返回充电,需要充 电时离充电座的最远距离为多少米? (剩余 电池容量的 40%用于克服阻力做功) (第7题) 7. 如图所示为小金研究“电动机 转动是否会对小灯泡的亮度 有影响”的电路图。开始时小 金先抓住电动机的转轴并闭 合开关,观察小灯泡的亮度;接着放开转轴, 让电动机转动,继续观察小灯泡亮度的变化 (已知小灯泡的电阻为R,电动机线圈的电阻 为r,电源电压为U)。请你回答下列问题: (1) 电动机未转动时,t时间内电流在电路中 产生的热量为 (用相关物理量符号 表示)。 (2) 电动机转动时,电流所做的功 (填“大于”“小于”或“等于”)电流在电路中产 生的热量。 (3) 小金判断电动机转动后小灯泡会更亮, 你认为小金的判断正确吗? 请根据学过的知 识予以解释。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 科学(浙教版)九年级全一册 时间t=WP= 4.899×109J 4800×103W ≈1020.6s,电力动车组行驶的 速度v=252km/h=70m/s,由v=st 可得,电力动车组行 驶的路程s=vt=70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km 第8节　能量的转化与守恒 1. B 2. D 3. 机械 不变 方向 4. B 5. B 解析:由图可知,海水下沉时,活塞向下运动,此时 K1关闭,K2开启,外面的空气被吸入气室;当海水上升时, 活塞向上运动,压缩空气,此时K2 关闭,K1 开启,将空气 压入工作室,此时将海水的机械能转化为空气的内能,推 动涡轮机转动,带动发电机发电。 6. 不会 铁球来回摆动时,动能和势能相互转化,在不受 阻力的情况下,铁球的机械能守恒,其返回到最高点时的 势能与初始状态的势能相等,即铁球所处高度相等,所以 不会撞到脸 7. 机械 能量守恒定律 8. (1) 斜面OB 的倾角θ (2) 1、4(或2、5;或3、6) (3) 10 解析:(2) 探究小球在斜面OB 上能达到的最大高 度与小球质量是否有关时,必须控制小球释放的高度和斜 面倾角相同,而改变小球的质量。(3) 如果斜面光滑,那么 小球的机械能就保持不变,因此当它滚上斜面OB 时的最 大重力势能与在A 点时的重力势能相同,也就是在OB 上 能达到的最大高度等于A 点的高度,为10cm。 9. (1) 刻度尺、温度计 (2) 滑轮存在摩擦(或水向外散热 等合理答案均可) (3) 20 解析:(1) 实验中需要用刻度 尺测量重物下降的高度,用温度计测水升高的温度。 (2) 在实验的过程中,由于滑轮存在摩擦、液体会散热等情 况,使得水内能的增加量小于重物所受重力做的功。 (3) 根据表格可知,1kg重物下降1m,水温升高0.005℃, 则25kg的重物下降1m,水温升高0.125℃,要使水温升 高2.5℃,根据比例可知需下降20m。 专题特训七　能量转化与转移 1. A 2. lAO>lOB,由题意可知,水平面是粗糙的,则木块在运动 过程中,整个装置的机械能不守恒;弹簧被拉伸后具有弹 性,对木块产生拉力,弹簧在恢复原状的过程中对木块做 功,使得木块的速度变大,动能变大,到O 点时弹簧恢复原 状,拉力为0,此过程中弹簧的弹性势能转化为内能和木块 的动能,装置的机械能减小;经过O 点后,木块压缩弹簧, 弹簧会缩短,木块对弹簧做功,木块的动能转化为内能和 弹簧的弹性势能,木块的动能减小,速度变小,到B 点时, 木块的动能为0,速度为0,装置的机械能进一步减小,做的 功更少,所以lAO>lOB 3. D 4. (1) 不守恒 (2) 大于 解析:(1) a点是释放时橡胶球 的最高点,b点是第一次反弹后到达的最高点,橡胶球在两 点的动能都为0,即两者的重力势能就等于它的机械能。 因为b点的高度小于a点的高度,所以橡胶球在b点的重 力势能小于在a点的重力势能,即在b点的机械能小于在 a点的机械能,所以橡胶球的机械能不守恒。(2) 橡胶球 在下落时第一次刚接触水面上c点到反弹后到达c点的过 程中,它受到水的阻力作用,机械能会减小,因此下落到c 点时的动能大于反弹后到达c点时的动能。 5. (1) IL= PL UL= 0.1W 2.5V=0.04A ,I1=IL=0.04A,U1= U-UL=220V-2.5V=217.5V,R1= U1 I1= 217.5V 0.04A= 5437.5Ω (2) 从开始加热到结束,发热电阻R2 消耗的 总电能W总=W2+W2'=P2t2+P2't2'=800W×8× 60s+200W×30×60s=7.44×105J (3) 110 6. (1) 根据P=UI可得,I=PU= 30W 15V=2A=2000mA , t=2000mA ·h 2000mA =1h (2) W=UItη1η2=15V×2A× 3600s×10%×40%=4320J,s=WF= W f= 4320J 20N=216m 7. (1) U2 R+rt (2) 大于 (3) 错误;电动机转动后,电动 机会消耗一部分能量,使得电能转化成的内能减少,故小 灯泡的亮度会变暗 解析:(1) 电动机未转动时,该电路为 两个电阻串联的电路,则此时电路中的电流I= UR+r ;根 据焦耳定律可知,t时间内电流在电路中产生的热量即电 流所做的功,故Q=W=UIt=U UR+rt= U2 R+rt 。(2) 电动 机转动时,电流所做的功主要转化成两部分:一部分转化 为电动机的机械能,另一部分转化为小灯泡和电动机的内 能。故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 33