2025-2026学年浙教版科学九年级上册 3.8能量的转化与守恒同步练习

2025-2026浙教版科学九年级上册 3.8能量的转化与守恒同步练习 一、选择题 1． 以下四种家用电器中，主要利用电流热效应工作的是(　　) A．洗衣机 B．电风扇 C．电视机 D．电饭煲 2．新能源电动车利用电池提供能量来驱动汽车。电池和汽油中蕴含相同形式的能量，该能量是 A．电能 B．热能 C．机械能 D．化学能 3．某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是 A．汽油机 B．电动机 C．发电机 D．电热水器 4．随着高铁的普及，高铁出行成为人们日常的最佳选择。高铁安全性好、速度快、能耗低，利用电力牵引，不消耗宝贵的石油等液体燃料。高铁运行时能量的转化是(　　) A．水能转化为电能 B．电能转化为机械能 C．电能转化为核能 D．电能转化为内能 5．如图1所示是某型号太阳能路灯。白天该路灯不照明，太阳能电池对蓄电池充电；夜间，路灯开始工作，由蓄电池供电，某同学画出了如图2所示的能量转化流程图。下列选项中分析正确的是（　　） A．甲是“内能” B．乙是“电能” C．丙是“光能” D．丁是“电能” 6．右图所示是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“脚踩”蓄电池，“腰挎”照明灯，下列解释合理的是(　　) A．光电池板是将光能转化为电能 B．照明灯工作时，LED灯是将光能转化为电能 C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 7．如果甲热机的效率比乙热机的效率高，则可以说（　　） 。 A．甲热机的功率比乙热机的大 B．在单位时间内甲热机消耗的燃料比乙热机的少 C．甲热机的转速比乙热机的大 D．甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大 8．2024年11月28日，全球最大的核电基城—“华龙一号”的福建漳州核电1号机组首次并网成功。下面有关核电站的说法正确的是（　　） A．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染 B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C．反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变 D．核能发电发生能量转化：核能→机械能→内能→电能 9．如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率η等于（　　） A． ×100% B． ×100% C． ×100% D． ×100% 10．在如图所示的实验中，用酒精灯给试管加热，试管内水的温度逐渐升高直至沸腾．水沸腾后，橡胶塞从试管口飞出，试管口附近有“白气”产生．关于上述过程中能量的变化情况，下列说法错误的是（　　） A．酒精燃烧的过程，是化学能转化为内能的过程 B．水升温的过程，是通过热传递使内能增加的过程 C．试管口附近出现“白气”的过程，是内能增加的过程 D．活塞飞出的过程，是通过做功使内能转化为机械能的过程 11．如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。当上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列分析正确的是 A．水的机械能始终保持不变 B．水的重力势能增大，动能减小 C．水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能 D．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能 12．“摩擦焊接”是一种新型的焊接技术，其原理为：将两块金属压在一起，其中一块金属高速转动使两块金属的接触面高温熔化从而焊接在一起。则在“摩擦焊接”过程中的主要能量转化是（　　） A．电能转化为化学能 B．化学能转化为电能 C．机械能转化为内能 D．内能转化为机械能 13．（1）发生热传递时热量只能由高温物体传递给低温物体；（2）汽车制动时，由于摩擦，汽车的机械能转变为地面、空气的内能，这些散失到空气和地面的内能，不能自动地用来再次开动汽车，以上两个事实说明能量的转化和转移具有（　　） A．任意性 B．方向性 C．单一性 D．不确定性 14．用导线将开关、灵敏电流计和材质不同的钥匙甲、乙相连，将两钥匙插入橙子中（如图），闭合开关，灵敏电流计指针发生偏转。该橙子电池的电能直接来源于（　　） A．机械能 B．光能 C．核能 D．化学能 15．下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（　　） A．用电炉加热水 B．汽油机的压缩冲程 C．火箭升空的过程 D．双手摩擦发热 二、填空题 16．汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为　 　能并传递到地面和空气中，这些能量不能自动用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有　 　。 17．汽车是常用的交通工具之一。汽油机是汽车内的动力装置，通过汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。如图甲所示为汽油机的　 　冲程，在如图乙、丙所示的实验中，与该冲程能量转化相同的是图　 　(填“乙”或“丙”)。 18．在我国青藏高原有一个羊八井地热区，地热电厂承担拉萨市一部分的电力供应任务。其工作流程如图所示，则能量转化过程是内能→　 　能→　 　能。 19． 某老师对书本演示气体对外做功装置进行了改进(如图)：用一个大的塑料瓶，瓶口塞橡皮塞，塞子里面安装气门芯，连接打气筒，在瓶内伸入温度传感器探头，实验时装置气密性良好。 （1） 用打气筒向瓶内打气、在橡皮塞未弹出之前，温度传感器示数　 　(选填“增大”、 “减小”或“不变”). （2） 当橡皮塞弹出时，瓶内出现大量白雾. 根据实验现象可以得出的结论是：物体对外做功，内能　 　(选填“增大”、“减小”或“不变”). 20．化学反应时往往伴随着能量的变化。 （1）暖宝宝(发热贴)撕开包装后里面的铁粉与空气接触发生化学反应，这种物质和氧的反应叫　 　反应，将化学能转化成热能； （2）将锌片(Zn)和碳棒组成的电路，插入稀硫酸中，观察到小灯泡发光了。这个过程中能量如何转化?　 　。 21．如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计） （1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能　 　（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 （2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能　 　（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能　 　。 22．如图甲是我国古代发明的一种取火器----火绒，把木制推杆快速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。如图乙是小科同学建构的汽油机工作原理图。请回答： （1） 选择艾绒作为点火材料，利用艾绒着火点低的性质，艾绒燃烧时将　 　转化为内能。 （2） 取火时，牛角套筒内空气温度会上升，其内能改变的方式是　 　。 （3） 取火后，推杆会自动向右回弹，此过程类似图乙中的　 　(填字母)。 三、实验与探究题 23．学习能量守恒转化后，项目化学习小组利用钢球、棉线、塑料支架、定滑轮等器材制作了一辆重力小车，如图所示。使用时转动车轮，不断将棉线绕在长轴的绕线轮上，直至钢球上升到支架的最高点。然后松手，让钢球下落带动长轴转动从而驱动重力小车行驶。 【分析原理】 （1）支架上最高处的定滑轮作用为　 　。 （2）从能量转化的角度分析，钢球能驱动小车行驶的原因是钢球的　 　转化为小车的动能。 （3）【装置调试】 ①调节2个前轮，重力小车能沿直线运动。 ②将钢球上升到支架的最高点，松手后小车能向前运动，但小车运动距离较短。 【项目改进】 小组为了让重力小车行驶的路程更远，改进小车的方法有　 　。 24．如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。 （1）结合乙图分析，描述打气筒打气5秒后出现的实验现象　 　； （2）有同学认为，图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似，请说出相似处：　 　；以下改变内能的方式中，与BC段不相同的是：　 　。 A．用锤子敲打钉子时，钉子变热 B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起 C．从滑滑梯上处滑落，臀部变热 D．用通电的电炉加热水，水温升高 （3）在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精和水，请判断并说明理由：　 　。 25．新能源汽车因高效环保而成为热点。某科学兴趣小组为探究其原理与性能，开展了“自制电动小汽车”的项目化学习。 他们制定的产品评价表如下： 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 指标一 能实现前进与倒退，且车速可调 能实现前进与倒退，但车速不可调节 只能前进或只能倒退，且车速不可调节 指标二 汽车刹车时能量可回收，且能手动关闭此功能 汽车刹车时能量可回收，但不能手动关闭此功能 汽车刹车时能量不可回收 小组同学利用3D打印机制作了一个汽车模型(如图1)，其内部简化电路如图2所示，其中电源C为可充电电池，在车辆制动时，开关S会自动切换至触点3 进行能量回收。请回答： （1）当开关S接通触点2.调节滑动变阻器滑片向上移动时，车速将　 　。 （2）通过切换开关S能实现前进与倒退功能的原因是　 　。 （3）车辆制动期间，能量转化的形式为____(填序号)。 A．机械能转化为电能 B．电能转化为机械能 （4）对车辆进行测试时，指标一被评为“优秀”，指标二被评为“合格”，为使指标二能达到“优秀”等级，应如何改进电路?　 　。 26．“能量守恒”是普遍认可的科学知识。小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为了寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，小明进行了如下探究。实验中电源电压不变，装置气密性良好。 【实验步骤】 ①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置； ②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子； ③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A； ④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了10℃时，记录 ? ； ⑤多次更换不同阻值的电热丝并控制电流不变，重复实验并记录相关数据。 【实验记录与处理】 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 电流值(A) 2 2 2 2 2 2 2 2 电阻丝阻值(Ω) 1 2 3 4 5 6 7 8 加热时间(秒) 819 394 221 156 123 101 83 72 电热丝消耗电能与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10 根据上述信息请回答： （1）上下移动搅拌器的目的是　 　。 （2）请将步骤④中“?”处的内容补充完整：　 　。 （3）当电阻丝阻值从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器的滑片应向　 　(填“左”或“右”)移动。 （4）分析表中数据发现，电阻丝阻值不断变大时，电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1，原因是　 　。 27．如图甲所示是研究做功与能量转化关系的装置。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ为水平面，AP段光滑，PQ段粗糙。实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面。将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x，不计空气阻力、滑轮摩擦。 （1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做的功为　 　(用字母表示)。 （2）观察实验，小明提出猜想：木块动能的变化与重物重力做功多少有关。他提出猜想的生活依据是　 　。 （3）为了验证猜想，小明做了以下实验。重物 木块 改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如表： 序号 1 2 3 4 5 6 PA长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.43 0.5 木块在P点的速度平方 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0 ①根据表中数据，在图乙中作出v2与L的图像。已知物体动能的表达式为 分析木块动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是　 　(选填“正确”或“错误”)的，由此得到的结论是　 　。 ②利用实验信息分析，当L=0.8m时，木块在P点获得的动能是　 　J。 四、综合题 28．如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。 （1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过　 　（选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能； （2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　性； （3）“人造太阳”加热功率达1×1012W，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达　 　焦。 29．图1是矿井新型储能方式的示意图，其装置由竖井、电机、重物组成。在电力富余时，电机执行电动机功能，将重物提升至矿井内高处；当需要电能时，让重物下落，带动电机发电，该过程电机执行发电机功能。 （1）储能时，消耗电能，电机工作抬升重物，将电能以　 　形式存储。 （2）当重物上升速度不同时，矿井储能装置的机械效率不同，两者关系如图2所示。当竖井内重物以10米/秒速度上升，储存1.5×107焦耳能量时，需消耗电能为　 　焦耳。 （3）结合图3推测矿井储能装置机械效率随速度的增大在减小的可能原因是　 　。 30．如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=50kg，电源电压U=110V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A。 （1）求该电动机的机械功率； （2）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小； （3）若某次电动机卡住不能转动，电动机容易烧毁，请说明理由。 31．2022年北京冬奥会秉持“绿色、低碳、可持续发展”的理念，使用多项最新科技成果。国家速滑馆利用硫化镉发电玻璃，该玻璃具有光电转化功能和生产成本低、效率高等特点。冰上场馆首次使用最清洁、最低碳的二氧化碳跨临界直冷制冰技术制冰，达到冰面温差不超过 的水平。不但减少了传统制冷剂对臭氧层的破坏，而且使国家速滑馆每年仅制冰一项就节省至少 度电。场内人员使用一个可戴智能“创可贴体温计”，就能实现监测并自动报送体温信息，精确度可达 ，有利于确保防疫安全。 （1）硫化镉发电玻璃能实现了光能转化为　 　。 （2）“制冰”时，工作人员在冰板层下方管道内输入低温液态二氧化碳，并在冰板层表面均匀洒水。“补冰”时，他们又会在冰面上浇水，并喷撒干冰(固态二氧化碳)。下列分析正确的是____(填字母)。 A．“制冰”时液态二氧化碳蒸发，需吸热 B．“补冰”时干冰升华，会放热 C．“制冰”时水凝固，会放热 （3）该体温计3小时可充满电，正常充电电压和电流分别是5 V和1A，持续正常充电3h，电流至少需要做功多少焦耳? （4）若完全燃烧标准煤释放的热量转化为电能的效率为30%，国家速滑馆每年节省 度电，相当于至少节约标准煤多少千克?(标准煤的热值是 32． 短短300年间，人们的出行方式经历了多次质的飞跃： （1）1814年乔治·斯蒂芬森发明了第一台以煤为燃料的蒸汽机车。蒸汽机车是利用蒸汽机，把燃料的　 　转化为内能，再转化为　 　，从而使机车运行； （2）1885年卡尔·本茨发明了第一辆汽油驱动的汽车，该汽油机的效率可达到。若该内燃机完全燃烧0.5千克的汽油能获得机械能　 　焦（汽油热值）；19世纪，乙醇汽油【将乙醇和汽油按体积比进行混合】的使用大大减少了对空气的污染。从物质的分类上看，乙醇汽油属于　 　； （3）我国目前已是世界上最大的新能源汽车出口国，某品牌电车某次充电的平均功率为，充电30分钟，其电耗为，理论上本次充电可行驶　 　千米； （4）若研发核动力汽车，其动力来源为小型核反应堆，反应堆内可通过铀等核燃料的　 　（“核裂变”或“核聚变”）释放能量。 答案解析部分 1．【答案】D 2．【答案】D 3．【答案】A 4．【答案】B 5．【答案】B 6．【答案】A 7．【答案】D 8．【答案】B 9．【答案】C 10．【答案】C 11．【答案】C 12．【答案】C 13．【答案】B 14．【答案】D 15．【答案】C 16．【答案】内；方向性 17．【答案】压缩；丙 18．【答案】机械；电 19．【答案】（1）增大 （2）减小 20．【答案】（1）氧化 （2）化学能转化成电能 21．【答案】（1）不变 （2）增大；先增大后减小 22．【答案】（1）化学能 （2）做功 （3）C 23．【答案】（1）改变力的方向 （2）重力势能 （3）①增加钢球重力；②增加支架高度 24．【答案】（1）橡皮塞弹出，瓶口冒白雾，温度传感器显示温度下降 （2）均为气体对外做功，内能转变为机械能；AC （3）能，通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况 25．【答案】（1）变大 （2）开关S从1切换至2(或2切换至1)，流过电动机的电流方向发生改变，线圈受力方向发生变化，转动方向发生变化 （3）A （4）在电源C的旁边串联一个开关 26．【答案】（1）使水受热均匀 （2）加热时间 （3）左 （4）电流相等时，电阻越大，相等时间内电阻丝产生的热量就越多，升高相同温度，所用时间短，电阻丝产生的热量散失到周围环境中较少 27．【答案】（1）MgL （2）生活中物体下落时的速度会越来越快 （3）正确；木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大；0.72 28．【答案】（1）聚变 （2）方向 （3）2.16×1015 29．【答案】（1）重力势能 （2）2×107J （3）重物提升速度越大，阻力越大，则克服阻力做的功越大，机械效率则越小 30．【答案】（1）解：根据题意可知，电源电压U=110V，电动机线圈的电阻R=4Ω，电路中的电流I=5A， 则电动机的输入功率功率P=UI=110V×5A=550W； 电动机线圈的发热功率P热=I2R=（5A）2×4Ω=100W； 那么电动机的机械功率P机=P-P热=550W-100W=450W。 （2）解：据题意可知，重物的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N； 则重物上升的速度。 （3）卡住后电动机消耗的电能全部转化为内能，使电动机温度升高而损坏 31．【答案】（1）电能 （2）A；C （3）W=UIt=5 V×1 A×3×3600s=54 000 J （4）节约的电能： 由 可知，标准煤完全燃烧需要放出的热量： 由Q放= mq可知，节约标准煤的质量： 。 32．【答案】（1）化学能；机械能 （2）；混合物 （3）500 （4）核裂变 1 学科网（北京）股份有限公司 $