第十四章 第1节 能量的转化与守恒-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级全一册物理(人教版2024)

比热容 11. (1) 饮水机里的水吸收热量,温度 升高,通过热传递的方式改变了自身 内能 (2) 储水桶底部受到的压强 p=ρ水gh =1.0×103 kg/m3 × 10N/kg×0.2m=2.0×103Pa,硅胶 垫上受到的压力F=pS=pπR2= 2.0 × 103Pa× 3.14 × (3×10-3m)2≈0.057N (3) 浮子 受力平衡,G+F=F浮,代入数据可 得,F浮 =20×10-3kg×10N/kg+ 0.057N=0.257N (4) 300mL的水 的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3× 300×10-6m3=0.3kg,水吸收的热 量 Q吸 = cmΔt = 4.2 × 103J/(kg·℃)×0.3kg×(100℃- 25℃)=9.45×104J 第十四章　内能的利用 第1节　能量的转化与守恒 1. C 2. D 3. 不可能 违背了能量守恒定律 4. 能量守恒 不可以 方向性 5. 大于 小于 小于 解析:物体的 机械能等于物体动能与势能的总和。 皮球在地面弹起的过程中,因为与地 面碰撞,要损失一部分能量,所以,机 械能总量要减小。A 点的皮球落到 地面后弹起,再升到与A 点高度相同 的B 点时,因为皮球质量不变,所处 高度相等,所以皮球在两点的重力势 能相等,但因为皮球从A 点落到地面 再弹起时,损失了一部分能量,所以, 皮球在A 点时的机械能要大于在B 点时的机械能,又因为皮球在两点的 重力势能相等,因此,皮球在A 点时 的动能大于在B 点时的动能。物体 质量越大,所处的高度越高,其重力势 能就越大。同一个皮球,质量不变,因 为C点高度小于D 点高度,所以在C 点时的重力势能小于在D 点时的重 力势能。皮球从C 点落到地面再弹 起时,损失了一部分能量,所以,它在 D 点时的机械能小于在C 点时的机 械能。 6. C 解析:电烤炉取暖是利用电流 的热效应工作的,是电能先转化为内 能,内能通过热传递转移到人体,故A 错误;钻木取火是通过做功的方式将 机械能转化为内能,故B错误;热水 泡脚,是通过热传递的方式将水的内 能转移到脚上,增大脚部的内能,故C 正确;对着手哈气取暖,是通过热传递 改变手的内能的,故D错误。 7. A 解析:下球中乙醚汽化的过程, 吸收热量,是通过热传递的方式改变 了内能大小,故A错误,符合题意;饮 水鸟和外界有能量交换,不是凭空动 起来的,因此根据能量守恒定律可知, 饮水鸟不是永动机,其能量转化过程 符合能量守恒定律,若没有能量补充, 则饮水鸟最终会停下来,故B、D正 确,不符合题意;若空气温度变得很 低,饮水鸟内的乙醚汽化太慢,气压变 小,很难将乙醚压入上球,饮水鸟的重 心不能上移,则饮水鸟会慢慢地停下 来,故C正确,不符合题意。 8. A 解析:足球在被踢开的过程中, 其内部的装置工作,是将动能转化为 电能;然后将电能转化为化学能并储 存在蓄电池中;蓄电池供LED灯发光 时,将化学能转化为电能,电能再转化 为光能。故A正确。 9. 不能 筒车工作时消耗了水的动 能,将水流的动能转化为筒车的机械 能 解析:能的总量守恒,永动机是不 可能实现的,筒车工作时消耗了水的 动能,将水流的动能转化为筒车的机 械能,所以不能说明它是永动机。 10. (1) 先变大再变小 (2) 非平衡 (3) 1 小于 解析:(1) 小球在下落 的过程中,从P 点到a点,加速下落, 从a点开始,橡皮筋逐渐发生弹性形 变,橡皮筋所受弹力由小变大,当重力 大于弹力时,小球受到的合力向下,小 球加速下落;当弹力等于重力时,小球 受到的合力为0,速度达到最大;当弹 力大于小球重力时,合力向上,小球开 始做减速运动。由此可知,小球下落 速度的变化情况是先变大后变小;由 于小球的质量不变,因此小球动能的 变化情况是先变大再变小。(2) 当橡 皮筋的伸长量最大即弹性势能最大 时,小球速度减小为0,小球受力不平 衡,所以处于非平衡状态。(3) 由图 丙可知,在b点时小球的速度是最大 的,重力等于弹力;此时橡皮筋的伸长 量Δh=hb-ha=0.5m-0.4m= 0.1m,橡皮筋每受到0.1N的拉力就 伸长1cm,则 弹 力 F= 0.1m0.01m× 0.1N=1N,因此小球的重力为1N。 根据能量守恒定律可知,由a点到b 点,小球减少的重力势能转化为小球 的动能和橡皮筋的弹性势能,则小球 的动能变化量小于重力势能的变 化量。 第2节　热　机 1. D 2. A 判断热机冲程的方法 一看气门开闭;二看活塞运动 方向。 3. B 解析:飞轮转速3600r/min= 60r/s,因为飞轮转动2转为一个工作 循环,对外做功1次,完成4个冲程, 所以内燃机每秒钟曲轴转动60转,完 成30个工作循环,燃气对活塞做功 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 6 14 第1节　能量的转化与守恒 ▶ “答案与解析”见P6 1. 关于能量及能量之间的转化,下列说法中错 误的是 ( ) A. 拦河大坝使水位升高,增大了水的重力 势能 B. 各种形式的能在一定条件下都可以相互 转化 C. 热传递改变物体的内能是不同形式的能 的相互转化 D. 能量在转化和转移的过程中总会有损耗, 但能量的总量保持不变 2. (2024·济南期末)下列现象中,机械能转化 为内能的是 ( ) A. 用电暖器取暖 B. 晾晒棉被 C. 用煤气灶烧水 D. 钻木取火 (第3题) 3. 著名科学家达·芬奇曾设计 过这样一种装置,如图所示, 车轮里面安装着一些倾斜的 滑道,用来装十几个金属球, 它们在运行过程中会保持滚 动,并且总是朝着特定的方向使轮子旋转,这 样就可以使装置不停地转动下去。这样的装 置 (填“可能”或“不可能”)实现,理 由是 。 4. (2024·烟台期末)现在很多电动汽车为了节 能安装了一套“能量回收装置”,在刹车时,该 装置可带动发电机发电。有人认为,只要不 断改进,这种汽车就可以一边行驶,一边发 电,所产生的电能又可以供给电动机转动,从 而永远运动下去,这种观念违背了 定律。在汽车刹车制动时,其轮胎与地面摩 擦会产生大量内能,但这些内能 (填 “可以”或“不可以”)自动转化成机械能供汽 车运动,这是因为能量的转移和转化具有 。 5. (2024·无锡一模)将皮球从离地某 一高度的O 点处水平抛出,球落地 后又弹起。它的部分运动轨迹如图 所示,皮球经过同一高度的A、B 两点时,在 A 点时的动能 在B 点时的动能,皮 球在C 点时的重力势能 在D 点时 的重 力 势 能,皮 球 在 D 点 时 的 机 械 能 在C 点时的机械能。(填“大于” “小于”或“等于”) (第5题) 6. (2024·湖南)有关能量的转移、转化和利用, 下列说法中正确的是 ( ) A. 电烤炉取暖,是电能转移到人体 B. 钻木取火,是内能转化为机械能 C. 中医提倡的热水泡脚,是通过热传递的方 式增大脚部的内能 D. 用嘴对着手哈气取暖,主要是通过做功的 方式增大手的内能 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(人教版)九年级全一册 第十四章　内能的利用 15 7. 跨学科实践·工程实践 (2024·郑州期末)中国 古代玩具饮水鸟的结构如图甲所示。它的神 奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球 中装有乙醚(乙醚极易汽化),乙醚吸收空气 中的热量汽化后气压增大,将乙醚压入上球, 饮水鸟的重心上移而“低头喝水”,如图乙所 示;此时上下球连通,气压相同,乙醚流回下 球,恢复图甲状态,如此反复。下列说法中, 不正确的是(饮水鸟的头部四周包有棉花,图 中未画出) ( ) (第7题) A. 下球中乙醚汽化的过程,是通过做功的方 式改变了内能大小 B. 饮水鸟不是永动机,其能量转化过程符合 能量守恒定律 C. 若空气的温度变得很低,饮水鸟内的乙醚 汽化太慢,饮水鸟会慢慢地停下来 D. 如果没有得到能量补充,那么饮水鸟最终 会停下来 8. 某大学的学生设计并制作了一种发电足球, 足球在被踢开的过程中,其内部装置能够发 电,并将产生的电能储存在蓄电池中,用来点 亮LED灯,该过程中的能量转化形式为 ( ) A. 动能→电能→化学能→电能→光能 B. 电能→动能→化学能→电能→光能 C. 动能→电能→光能→化学能→电能 D. 电能→动能→光能→化学能→电能 9. 新情境·古代科技 (2024·运城期中)《天工开 物》是我国古代的科学著作,其中这样写道: “凡河滨有制筒车者,堰陂障流,绕于车下,激 轮使转,挽水入筒,一一倾于枧内,流入亩中。 昼夜不息,百亩无忧。”该段文字描述了筒车 这样一种以水流作动力,用来取水的机械,如 图所示。筒车“昼夜不息”, (填“能” 或“不能”)说明它就是永动机,理由是 。 (第9题) 10. 科学推理 (2024·苏州一模)让一系于橡皮 筋一端的小球从某悬挂点O 的正下方P 点 由静止释放,如图甲所示,整个下落过程中, 橡皮筋所受弹力F 与小球下落高度h的关 系如图乙所示;小球下落的速度v与下落高 度h的关系如图丙所示(不考虑空气阻力)。 已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就 伸长1cm,经测量,小球从P 点下落到a、 b、c三点的距离分别为ha=0.4m,hb= 0.5m,hc=0.7m。 (第10题) (1) 小球从a点到c点的过程中,小球动能 的变化情况是 (填“不变” “变大”“变小”“先变大再变小”或“先变小再 变大”)。 (2) 当橡皮筋的弹性势能最大时,小球处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态。 (3) 实验中所用小球的重力为 N。 由a点到b点,小球的动能变化量 (填“大于”“小于”或“等于”)重力势能变 化量。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十四章　内能的利用