12.5 能量的转化与守恒-【练测考】2025-2026学年九年级上册物理（鲁科版五四制·新教材）

练测考九年级物理上册LK 第五节 能量 要点梳理 一、能量的转化：在一定条件下，自然界中各种 形式的能量是可以相互 的。 二、能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不 会凭空产生，它只会从一种形式 为 其他形式，或者从一个物体 到另一 个物体，而在转化和转移的过程中，能量的 总量 基础夯实 知识点一能量的转化和转移 1.教材改编题指出下列现象中能量的转化的 形式。 (1)电动机带动水泵抽水是 能转化 为 能； (2)汽车突然紧急刹车停住是 能转 化为 能； (3)用毛巾反复擦背，感觉后背热了是 能转化为 能； (4)利用木柴烧水的过程是 能转化 为 能； (5)钻木取火是 能转化为 能； (6)植物发生光合作用时是 能转化 为 能； (7)发电机发电过程中 能转化为 能。 2.下列事例中，属于能量转移的是 A.两手相互搓一搓，手心发热 B.水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 C.用嘴对手心吹气，手心变热 D.流星与空气摩擦，发光发热 知识点二能量守恒定律 3.关于能量守恒定律，下列说法正确的是() A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的 相互转化 B.能量守恒定律只适用于能量转化的过程 C.“摩擦生热”创造了热，并不符合能量守恒 定律 48 的转化与守恒 D.按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永 远不会增减 4.关于能量守恒定律，下列说法中正确的是 () A.能量可以凭空消失 B.能量可以凭空产生 C.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律 D.能量在转化和转移过程中，能量的总量保 持不变 5.教材素材改编永动机真的存在吗？有人设 计出如图所示的“永动机”。实际上，这种永 动机 (选填“能够”或“不能够”)永远 工作下去。因为能量既不会凭空消灭，也不 会凭空产生，它只会从一种形式 为 其他形式，或者从一个物体 到其他 物体，而在这两个过程中，能量的总量保持 不变。 综合运用 6.物理学与社会发展(2024·济南长清区开 学)如图所示是一种太阳能背包。它的前面 有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可 以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供 电。下列说法错误的是 () A.太阳能电池板将太阳能转化为电能 B.给蓄电池充电将电能转化为化学能 C.蓄电池放电将化学能转化为电能 D.小风扇工作将化学能转化为机械能 7.物理与生活（2024·济南市中区一模)如图 1所示是某型号手电筒风扇。只闭合照明开 关时，照明灯亮起；只闭合风扇开关时，风扇 单独工作。图2是手电筒风扇工作时的能量 流向示意图，电池充电时，将能量以化学能的 形式储存，工作时给电动机和照明灯供电。 对图2方框中能量形式判断正确的是()》 风扇 照明灯 图1 电动机丙 甲充电 电池 化学能 电池乙 供电 照明灯丁 图2 A.甲是“内能” B.乙是“电能” C.丙是“光能” D.丁是“机械能” 8.(2024·济南三模改编)自然界中的能量形式 多种多样，能量不但可以从一个物体转移到 其他物体，而且可以从一种形式转化为其他 形式。下列实例中关于能量转化和转移的分 析，不正确的是 () A.使用冷水冷却汽车发动机，内能发生了转移 B.蓄电池持续放电的过程中，电能发生了转移 C.从滑梯上滑下臀部发热，机械能转化为内能 D.水从高处泻落冲击水轮机，机械能发生转移 9.(2024·济南章丘区月考改编)小华同学将生 活中常见的例子与能量的转化联系起来，其 中对应关系不正确的是 ) A.弯折铁丝一机械能转化为内能 B.保温瓶的瓶盖蹦起一内能转化为机械能 C.燃料燃烧一化学能转化为内能 D.干电池供电—电能转化为化学能 10.物理学与社会发展世界上还有许多欠发 达地区至今用不上电。美国哈佛大学的学 生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过 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是 第十二章内能与热机 A.动能电能→化学能→光能 B.电能→动能→化学能→光能 C.动能→电能→光能→化学能 D.电能→动能→光能→化学能 11.科学态度与责任为了节能环保，“圆梦”小 组想设计一种“自动发电的电动车”代替传 统燃油车，将一小型发电机紧靠车轮处放 置，转动的车轮可以带动发电机运转发电， 发出的电又继续供给电动机，这样电动车就 可以一直自动运动下去。请你判断该设计 方案是 (选填“可行”或“不可行”) 的，你判断的理由是 12.新情境2025年1月20日18时11分，我 国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载 火箭，成功将云遥一号37一40星发射升空， 卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满 成功。在卫星发射过程的点火加速上升阶 段，发生的能量转化是：燃料的 能转 化为内能，然后再转化为卫星的 能。 素养培优 13.科学思维(2024·东营东营区期末改编) 用两块铜片、热电偶、电动机（带风扇）组成 一个电路，铜片1插在90℃热水中，铜片2 放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发 生转动，这就是温差发电现象。温差发电的 实质是 能转化为 能。利 用这套装置，最终热水的内能 （选 填“能够”或“不能够”)全部转化成风扇的机 械能。温差发电 (选填“遵循”或 “不遵循”)能量守恒定律。 热电偶 铜片1 铜片2 4910.B【解析】热值是燃料的一种特性，与燃烧情况、放出热量 的多少无关，故A、C错误；使燃料燃烧更充分，可以增大有 效利用的能量，可以提高热机的效率，故B正确；热值取决 于燃料种类，与外界条件无关，而燃料的燃烧情况、能量的 损失都会影响热机效率，即热机效率不是定值，与外界条件 有关，故D错误。 11.C【解析】由图可知，有用功的效率7=100%一33%一 30%一7%=30%，故A错误；1kg的汽油完全燃烧时释放 的能量为Q效=gm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×10J,而 汽油不可能完全燃烧，放出的热量比4.6×10J少，故B错 误；利用废气的能量及减小摩擦，可以提高有用功，增加热 机的效率，故C正确；压缩冲程中，压缩汽油和空气的混合 物，将机械能转化为内能，故D错误。 12.小于不变 【解析】取相同质量mo,由图可知，↑Q小 /B Q4<QB,根据g-9可知，9A<9B,热 m 叶 A 值是燃料的特性，只与燃料的种类有Q分 关，与其是否燃烧和燃烧是否充分无0mo m/kg 关，所以在燃烧的过程中，A燃料的热值将不变。 13.7×10-4不变20 【解析】由Q:=mg可知，千木柴的质量：m= Q q千木柴 8.4X10】=7X10kg;由于燃料的热值是燃料本身 1.2×10J/kg 的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量以及燃烧 情况无关，所以当干木柴燃烧了一半，剩余干木柴的热值不 变，还是1.2X10J/kg。由Q=Q微=c米m△t可得，水温 度升高：出=Q题 8.4×103J c水m4.2×103J/(kg·℃)×100X103kg 20℃。 14.做功2 【解析】汽油机四个冲程中将内能转化为机械能的是做功冲 _W有园X100%可知，汽油完全燃烧放出的热量： 程，由=Q Q效= W者题=2.3X10」=9.2X102J,由Q=mg可知， 25% 消耗汽油的质量：m=9生=82X10L=2kg。 9汽满4.6X10J/kg 15.3.36×10533.6% 【解析】水吸收的热量：Q吸=c水m水（t一to)=4.2× 103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;天 然气完全燃烧放出的热量：Q:=Vg=0.025m3X4X 10J/m3=1×10J,燃气炉烧水的效率：”=0= 3.36×10J=33.6%。 1×106J 变式不变40 【解析】热值是燃料的特性，与燃料的质量无关，所以燃料燃 烧提供火箭升空所需的能量，本身质量不断减小，热值不变。 100g液态氢完全燃烧释放出的热量：Q#=m氢9氯= 0.1kg×1.4×103J/kg=1.4×10J,水吸收的热量：Qm= 7Q我=60%×1.4X10J=8.4×10J,由Q=cm△t得水 的质量为m家=Q级 8.4×105J c*d42X10J/kg·℃)X50℃ 40kg。 16.(1)水的质量酒精和碎纸片的质量(2)1.2×10 (3)小存在热损失或者燃料没有完全燃烧 【解析】(1)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热 量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相 等、两个烧杯相同。 (2)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热 量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以 将水的温度升高10℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍， 所以碎纸片的热值为1.2×10J/kg。 (3)因为烧杯、空气吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所 以测得的热值会偏小。 17.解：(1)水吸收的热量为 Q吸=c水m水(t-to)=4.2×103J/(kg·℃)×1kgX (100℃-31℃)=2.898×105J. (2)燃料燃烧放出的热量为 Q题_2.898X105J=6.9X10J Q放 0.42 该燃料的热值为g=Q生-69X10J=2.3× m燃料0.03kg 10J/kg。 素养培优 18.解：(1)以20m/s的速度匀速行驶了54km,行驶过程中汽 车所用的时间为：=三=54X10m=270s, v 20 m/s 此次行驶过程中牵引力做的功W=Pt=20×103W× 2700s=5.4×10J。 (2)已知汽油的热值是4.5×10J/kg,完全燃烧4kg的汽 油放出的热量Q=qm=4.5×10'J/kg×4kg=1.8× 108J。 (3)该款汽车发动机的效率)一Q ×100%=5.4X10J W 1.8×108J1 100%=30%。 第五节能量的转化与守恒 要点梳理 一、转化 二、转化转移保持不变 基础夯实 1.(1)电机械(2)机械内(3)机械内(4)化学内 (5)机械内(6)太阳化学(7)机械电 【解析】(1)电动机带动水系把水抽到高处，消耗电能，水的机 械能增加，电能转化为机械能。 (2)汽车突然紧急刹车是摩擦生热现象，机械能转化为内能。 (3)用毛巾反复擦背，感觉后背热了，是将机械能转化为 内能。 (4)利用木柴烧水的过程，是将化学能转化为内能。 (5)钻木取火是摩擦生热现象，是将机械能转化为内能。 (6)植物发生光合作用，是将太阳能转化为化学能。 (7)发电机发电，是将机械能转化为电能。 2.C【解析】冬天手冷时，搓搓手就暖和了，是做功改变了物 体的内能，是能量的转化过程，A不符合题意；水沸腾后，壶 盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能， 是能量的转化过程，B不符合题意；用嘴对手心吹气，手心变 3 热，是嘴里吹出的热气的内能转移到了手上，热传递改变了 物体的内能，是能量的转移过程，C符合题意；流星与空气摩 擦，发光发热，是做功改变了物体的内能，是能量的转化过 程，D不符合题意。 3.D【解析】能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相 互转化，故A错误；能量守恒定律既适用于能量转化过程， 又适用于能量的转移过程，故B错误；“摩擦生热”是将机械 能转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故 C错误；根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故D正 确。 4.D【解析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故A、B 错误；能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转 化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故C错误；一个 物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，在能量转移 和转化的过程中能量的总量是保持不变的，故D正确。 5.不能够转化转移 【解析】能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产 生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体 转移到另一个物体，在转移和转化过程中，能量的总量保持 不变。 综合运用 6.D【解析】太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A正确； 给蓄电池充电，蓄电池将电能转化为化学能，故B正确；蓄 电池放电，将化学能转化为电能，故C正确；小风扇工作时 将电能转化为机械能，故D错误。 7.B【解析】电池充电时，是将电能转化为化学能，电池分别 给电动机和照明灯供电时，是将储存的化学能转化为电能， 然后将电能分别转化为机械能和光能，故B正确，A、C、D 错误。 8.B【解析】用冷水冷却汽车发动机，冷水吸热，发动机放热， 内能发生了转移，故A正确；蓄电池放电时消耗了化学能， 获得了电能，将化学能转化为电能，故B错误；从滑梯上滑 下臀部发热，是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故C 正确：水从高处泻落冲击水轮机，是水的机械能变成水轮机 的机械能，能量的形式本质上没有变化，属于机械能发生转 移，故D正确。 9.D【解析】弯折铁丝，对铁丝做功，机械能转化为内能，故A 正确；保温瓶内的气体膨胀做功，内能转化为瓶盖的机械能， 故B正确；燃料燃烧时，将其蕴含的化学能转化为内能释放 出来，故C正确；干电池供电时，是将电池的化学能转化为 电能，故D错误。 10.A【解析】球在被踢的过程中，其内部的小发电机工作，是 将动能转化为电能，然后再将电能转化为化学能储存在蓄 电池中，LED灯发光时，蓄电池中的化学能转化为电能再 转化为光能，故A正确，B、C、D错误。 11.不可行违背了能量守恒定律 【解析】根据能量守恒定律可知，能量的利用过程，本质是能 量的转移或转化过程，在转移或转化过程中，能量的总量是 不变的，电动车运动过程中，必须克服摩擦阻力做功，消耗 能量，所以该设想不能成功，最根本的原因是违背了能量守 恒定律。 12.化学机械 【解析】卫星发射过程的，点火加速上升阶段中，燃料的化学 能转化为内能，然后再转化为卫星的机械能。 素养培优 13.内电不能够遵循 【解析】电路中有电流产生，对应的电能是由热水的部分内 能转化来的，即温差发电的实质是内能转化为电能，利用这 套装置，热水的内能除了转化成风扇的机械能外，还有一部 分能量散失掉了，所以最终热水的内能不能够全部转化成 风扇的机械能，能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律， 任何能量的转化都遵循能量守恒定律。 培优专题（二）热量的综合计算 1.温度做功热传递比热容2.1×10 【解析】墨水在温水中比在冷水中扩散快，说明温度越高，分 子的无规则运动越快，分子热运动的快慢与温度有关；冬天 搓手取暖，是通过做功的方式，将机械能转化为内能，从而增 加了手的内能：用热水袋取暖时，热水放出热量，人体吸收热 量，是利用热传递的方法改变人体的内能；水的比热容较大， 相同质量的水与其他物质相比，升高相同温度时，吸收的热 量较多，冷却效果更好，所以汽车发动机用水作冷却剂； 10kg水，温度升高50℃时，水吸收的热量：Q厦=c水m△t= 4.2×103J/(kg·℃)×10kg×50℃=2.1×106J。 2.解：(1)铅块放出的热量： Q放=c铅m铅(to-t)=0.13×103J/(kg·℃)×0.2kg× (98℃-18℃)=2.08×103J. (2)水吸收的热量： Q吸=c水m水(t-to冰)=4.2X103J/(kg·℃)×0.08kg× (18℃-12℃)=2.016×103J。 (3)Q敬>Q吸，水吸收的热量小于铅块放出的热量，说明有热 量散失，例如：容器吸热、周围空气吸热等。 3.2.5×10 【解析】7kg汽油完全燃烧要放出的热量：Q#=g=7kgX 4.5×102J/kg=3.15×108J,由题知，Q顾=Q,由Q厦= cm△可得，m'=Q是」 3.15×108J c*AF4.2X103J/(kg·C)X30℃= 2.5×103kg。 4.105.406.400 7.解：(1)水温下降时，放出的热量为：Q=c水m△t=4,2× 103J/(kg·℃)×6×103kg×(42℃-30℃)=3.024× 108J。 (2)此热量如果靠天然气燃烧放热，则需要天然气的体积 V=Q=3.024X108J 9天气3.2X102j/m=9.45m3。 8.解：(1)0.12m3的天然气完全燃烧放出的热量： Q放=Vg=0.12m3×4.0X10J/m3=4.8X106J。 (2)水吸收的热量： Q吸=7Q放=70%×4.8×105J=3.36×10J。 (3)密闭的锅内水烧开时的温度为： 3.36×105J cm 4.2X10J/(kg·℃)X10kg+2℃- 102℃。 9.解：(1)由题意可知，完全燃烧氢气的质量m复气=0.15kg, 氢气的热值q氢气=1.4×10°J/kg,所以完全燃烧0.15kg氢气 放出的热量为Q做=m数气9数气=0.15kg×1.4×108J/kg 2.1×10J. (2)已知牵引力F=1.0×103N,汽车行驶的路程s=