第二十章能源与能量守恒达标练习----2025-2026学年沪粤版物理九年级下册

第二十章能源与能量守恒 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．为防止化石燃料枯竭后出现能源危机，同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论，你认为错误的是（       ） A．积极研究和寻找新能源 B．减少工农业能源用量 C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电效率 D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施 2．有关能量守恒定律，下列说法中正确的是（    ） 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过程 C．能量在转化的过程中总量越来越少 D．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 3．下列现象与能量转化的说法对应错误的是（    ） A．木材燃烧发光发热；内能转化为化学能和光能 B．用锯锯木头，锯条变热了；机械能转化为内能 C．植物进行光合作用；光能转化为化学能 D．电动机通电后转动起来；电能转化为机械能 4．如图所示，碳的耗用量称为“碳足迹”。一般情况下，排放的二氧化碳越多，以及我们所使用的消耗品。以下做法可以减少“碳足迹”的是（　　） A．减少一次性餐具的使用 B．以私家车出行代替公共交通工具 C．大量使用天然气等燃料 D．将生活垃圾进行焚烧处理 5．以下是小倩总结的几个能量转移的情景，其中错误的是（    ） A．绿萝进行光合作用，是将光能转化为化学能 B．给手机充电，是将电能转化为化学能 C．阳光照射太阳能电池时，是将太阳能转化为化学能 D．使用水力发电，是将机械能转化为电能 6．巴黎奥运会中国队全红婵成功卫冕冠军。如图为全红婵跳水过程的轨迹示意图，下列说法正确的是（　　） A．A到B的过程中，动能逐渐减小 B．B点时，动能全部转化为重力势能 C．B点到C点的过程中，机械能逐渐增大 D．由于存在空气阻力，跳水过程中的能量转化不遵守能量守恒定律 7．如图是小徽学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机，下列说法不正确的是（　　） A．能量在转化的过程中总量越来越少 B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能 C．能量的转化和转移都是有方向的 D．轮子的转动说明永动机是不可以实现的 8．人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。目前人类直接利用太阳能的方式是（　　） A．利用太阳能集热器直接把水加热 B．利用太阳能形成的风使风车发电 C．利用太阳能汽车，把太阳能直接转化为机械能 D．利用太阳能电池，把太阳能直接转化为化学能 9．关于能量和能源，下列说法错误的是（　　） A．氢弹利用的是聚变在瞬间释放的能量 B．原子弹爆炸时发生的是不加控制的核裂变，并产生次声波 C．太阳能和核能都是未来理想能源的重要方向，是可再生能源 D．能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，所以要节约能源 10．如图是核电站工作情况的流程图，以下关于核电站的说法错误的是（    ） A．核电站是利用可控的核裂变发电的 B．核电站将核能全部转化为电能 C．核废料要埋在人烟稀少的地方 D．核泄漏会引发严重的环境污染 二、填空题 11．我国正在大力开发新能源，广西很多地区都安装了大型风力发电机，发电机的扇叶使用了强度高、密度 （选填“大”或“小”）的碳纤维材料制作，风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 12．给手机充电时是把 能转化为 能。华为手机具有反向无线充电功能，点击“无线反向充电”按键可实现无线充电，该按键的功能相当于电路中的 （开关/导线）。用一台华为手机为另一台手机充电时，华为手机相当于电路中的 （电源/用电器）。 13．二氧化碳（）爆破是工程建设中环保的爆破技术。起爆前利用高压泵使通过压缩方式发生液化，流入爆破筒内。如图所示，通电后电加热管发热，液态迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔喷出，实施爆破，这一过程相当于内燃机的 冲程，整个过程中 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 14．习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电是将 能转化为电能；核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核 （选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用，核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 15．吉林市举办了“世界锅包肉大赛”，厨师制作锅包肉时使用的天然气属于 能源；锅包肉出锅时香味四溢，这是 现象。 三、实验题 16．向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有 喷出时，扇叶就转动起来。 四、综合题 17．据公安部2024年7月8日发布的统计数据，成都以超600万辆的汽车保有量位居全国第一。小成家里新购置了一台新能源汽车，元旦节全家自驾游玩。 (1)汽车在平直的公路上匀速行驶时，小成看到仪表盘显示“16kW·h/100km”（如图甲所示）。小成爸爸踩刹车减速，小成惊讶地发现仪表盘显示“﹣36kW·h/100km”（如图乙所示）。汽车的电耗为什么会显示为负数？这是新能源汽车的动能回收功能，电动机可以将车辆减速时的机械能转化为电能并储存于蓄电池中。下列与新能源汽车有关的说法，错误的是：___________。 A．汽车充电时，电能转化为蓄电池的化学能 B．“16kW·h/100km”说明汽车每行驶100km消耗电能16kW·h C．汽车在加速和刹车过程中，电动机工作情况相同 (2)小成家新能源汽车的电池容量是66kW·h，他们利用直流快速充电桩以恒定功率进行充电，将电池电量从22%充至80%，用时30 min，则快速充电时的功率为 W。 (3)新能源车需要充电，我国每年发电量中大部分来自火力发电，同样会排放二氧化碳等温室气体。在二氧化碳排放方面，新能源车和燃油车谁相对较为环保呢？跨学科实践小组查询到，国家电网数据显示我国由火力发电获取电能的二氧化碳排放系数约为0.6kg/(kW·h)，即每消耗1kW·h电能相当于排放0.6kg的二氧化碳。燃油车行驶时的二氧化碳排放系数约为0.4kg/km，即每行驶1km相当于排放0.4kg的二氧化碳。小成以自家新能源汽车的电耗“16kW·h/100km”计算，每行驶10km，新能源汽车相当于排放 kg的二氧化碳。因此，在二氧化碳排放方面，新能源车与燃油车相对较为环保的是 车。 18．不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图所示。请你判断以下事例中发生的能量转化（只需考虑最主要的能量转化），并将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 (1)电热水器工作时： 。 (2)钻木取火： 。 (3)给手机充电时： 。 (4)植物吸收太阳光进行光合作用： 。 (5)烧水时水蒸气顶起壶盖： 。 19．蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械能的往复式动力机械，它的出现曾引发了第一次工业革命。直到20世纪初，才逐渐被内燃机和汽轮机等替代。 (1)如图1是思接千载的小萍设计的简易蒸汽机模型，燃料燃烧后加热水产生水蒸气，易拉罐的一侧开小孔后让蒸汽喷出，推动风车转动。此时工作物质是 （选填“酒精”或“水蒸气”），该模型可以看成是 （选填“内燃机”或“外燃机”）； (2)图2中汽油机的四个冲程，其中 （选填A/B/C/D）冲程与图1实验中的能量转化方式相同。该四冲程汽油机工作时转速为600r/min，则说法正确的是 （填选项）； A．分钟做功100次，共有600个冲程 B．秒共40个冲程，曲轴转10圈 C．分钟完成300个工作循环，做功150次 D．秒做功5次，曲轴转10圈 (3)在挑选时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。如图所示为发动机的能量流向图，这个发动机的效率是 。“涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，能有效提升燃油的利用率。由此可见“涡轮增压”是采取 （填选项“A”或“B”）的方法来提高热机效率的； A．使燃料更充分燃烧    B．减少热损失。 (4)如图是一种可用于卫星的光发动机的工作原理图，密闭气室中在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，而在无光条件时则发生逆反应。由此，控制光照即可实现活塞往复运动。在该光发动机工作过程中能量的总量 （选填“增加”、“减少”或“不变”）。 学科网（北京）股份有限公司 《第二十章能源与能量守恒》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D A A C A A A C B 1．B 【详解】AD．解决能源问题有两条出路：一是要把现有的能源利用好，提高利用率；二是要积极开发新能源，寻找替代能源，故AD正确，不符合题意； B．减少工农业能源用量看似节约了能源但不利用工农业生产的发展，故B错误，符合题意； C．输电过程要损耗部分电能，如果利用超导体送电，可以减少输电过程中能量损失，提高输电效率，故C正确，不符合题意。 故选B。 2．D 【详解】A．能量守恒定律适用于自然界中所有形式的能量转化和转移，不只是机械能与内能的相互转化，故A 错误； B．能量守恒定律既适用于能量转化过程，也适用于能量转移过程，故B 错误； C．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，总量保持不变，既不会增加也不会减小，故C 错误； D．永动机是指不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器。但根据能量守恒定律，没有能量的输入，就无法持续对外输出能量， 这种机器在理论上和实践中都无法实现 。故D 正确； 故选D。 3．A 【详解】A．木材燃烧，发光发热，是化学能转化为内能和光能，故A错误，符合题意； B．用锯锯木头，过一会锯条变热了，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．植物进行光合作用，是光能转化为化学能，存储在植物体内，故C正确，不符合题意； D．电动机通电后转动起来，是电流做功，将电能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．A 【详解】A．使用一次性筷子，用木材制筷子，植物的光合作用就减弱，所以减少一次性筷子的使用，减少了树木的砍伐，故A符合题意； B．以私家车出行代替公共交通，汽车燃烧的是汽油，这样做也会增大“碳足迹”；故B不符合题意； C．天然气中含有大量碳元素，所以会也会增大“碳足迹”，故C不符合题意； D．生活垃圾进行焚烧处理后会产生大量的二氧化碳等物质，所以这样做也会增大“碳足迹”，故D不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A．光合作用是将光能转化为化学能储存，故A正确，不符合题意； B．手机充电时电池是用电器，此时电能转化为电池的化学能，故B正确，不符合题意； C．太阳能电池是直接将光能转化为电能，而非化学能，故C错误，符合题意； D．水力发电通过水的机械能带动发电机发电，是将机械能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．A 【详解】A．A到B的过程中，跳板的弹性势能、全红婵的动能转化为重力势能，她的速度逐渐减小，质量不变，动能逐渐减小，故A正确； B．由于存在空气阻力，B点时，一部分动能转化为重力势能，还有一部分动能转化为内能，故B错误； C．B点到C点的过程中，由于存在空气阻力，有一部分机械能转化为内能，机械能逐渐减小，故C错误； D．由于存在空气阻力，有一部分机械能转化为内能，但跳水过程中的总能量不变，遵守能量守恒定律，故D错误。 故选 A。 7．A 【详解】A．能量在转化的过程中是守恒的，能的总量保持不变。故A错误，符合题意； B．燃烧是化学变化，酒精燃烧时将化学能转化为内能。故B正确，不符合题意； C．能量的转化和转移是有方向的，如内能在转移时，只能从温度高的物体（物体高温部分）向低温物体（物体的低温部分）转移。故C正确，不符合题意； D．根据能量转化与守恒定律可知，永动机是不可以实现的。这个现象中，轮子的转动，消耗了内能。故D正确，不符合题意。 故选A。 8．A 【详解】A．太阳能集热器将太阳能直接转化为内能（热能）加热水，属于人类直接利用太阳能的方式，故A符合题意； B．风能是太阳能间接转化的能量（太阳加热空气形成风），风车发电是利用间接能源，并非直接利用太阳能，故B不符合题意； C．太阳能汽车是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，并非“直接转化为机械能”，故C不符合题意； D．太阳能电池是将太阳能直接转化为电能，而非化学能（化学能通常是蓄电池储存能量的形式），故D不符合题意。 故选A。 9．C 【详解】A．核聚变的重要应用是氢弹，在聚变的过程中会释放出巨大的能量，故A正确，不符合题意；      B．核裂变的重要应用是核电站，原子弹，裂变是利用可控的链式反应，伴随产生的次声波、地震波和地磁扰动等物理现象，故B正确，不符合题意；     C．太阳能是可再生能源，核燃料很稀少，核能是不可再生能源，故C错误，符合题意； D．能量的转化和转移具有方向性，在转化和转移的过程在会有很难利用的内能，因此，需要节约能源，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．B 【详解】A．核电站是利用裂变的链式反应释放出巨大能量来发电，故A正确，不符合题意； B．核电站在工作时，存在能量的损失，不可能将核能全部转化为电能，故B错误，符合题意； C．核废料具有放射性，因此一般埋在人烟稀少的地方，故C正确，不符合题意； D．核泄漏产生的核废料和放射线会引发严重环境污染，故D正确，不符合题意。 故选B。 11． 小 可再生 【详解】[1]风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用了强度高、密度小的碳纤维材料制作。 [2]可再生能源是能在短时间内形成的能源，风能属于可再生能源。 12． 电 化学 开关 电源 【详解】[1][2]给手机充电时是把电能转化为化学能，化学能在电池中储存起来。 [3]华为手机具有反向无线充电功能，点击“无线反向充电”按键即可实现无线充电，说明该按键对电路起到控制作用，在电路中相当于开关。 [4]用一台华为手机为另一台手机充电时，华为手机提供电能，在电路中相当于电源，另一台手机消耗电能，在电路中相当于用电器。 13． 做功 遵循 【详解】[1]内燃机的做功冲程是内能转化为机械能。这里液态CO2迅速汽化，形成高压气体喷出，对外做功，内能转化为机械能，所以相当于内燃机的做功冲程。    [2]能量守恒定律是普遍适用的，任何能量转化过程都遵循，所以整个过程遵循能量守恒定律。 14． 太阳 裂变 不可再生 【详解】[1]根据能量的转化与守恒可知，光伏发电是将太阳能转化为电能。 [2]已知人类获得核能的方式有核裂变与核聚变，因为核聚变的反应目前还不可控，所以核电站是通过核裂变的方式把核能转化为电能。 [3]根据能源的分类可知，因核能越用越少，不可能短期内从自然界得到补充，故核能是不可再生能源。 15． 不可再生 扩散 【详解】[1]天然气短期内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源。 [2]锅包肉出锅时香味四溢，是由于物质的分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。 16．水蒸气 【详解】当酒精灯加热易拉罐内的水时，水受热沸腾产生大量水蒸气。高温高压的水蒸气从笔尖的小孔中高速喷出，冲击风扇的扇叶，使扇叶转动起来。这个实验模拟了蒸汽机的工作原理，展示了内能转化为机械能的过程。 17．(1)C (2)76560 (3) 0.96 新能源 【详解】（1）A．蓄电池充电过程是电能转化为化学能储存起来，故A正确，不符合题意； B．“16kW·h/100km”的意思是汽车每行驶100km消耗电能16kW·h，故B正确，不符合题意； C．汽车在刹车减速过程中，电动机将机械能转化为电能并储存于蓄电池中，在加速行驶时，电动机将电能转化为机械能。两种情况下电动机的能量转化不同，故C错误，符合题意。 故选C。 （2）小成家新能源汽车的电池容量是66kW·h，他们利用直流快速充电桩以恒定功率进行充电，将电池电量从22%充至80%，用时30min，则快速充电时的功率为=76.56kW=76560W （3）[1][2]根据题意可得每消耗1kW·h电能相当于排放0.6kg的二氧化碳，新能源车每行驶10km，耗电1.6kW·h，因此每行驶10km，新能源汽车相当于排放二氧化碳的质量为 而燃油车每行驶1km相当于排放0.4kg的二氧化碳，因此每行驶10km，燃油车相当于排放4kg的二氧化碳，所以在二氧化碳排放方面，新能源车与燃油车相对较为环保的是新能源车。 18．(1)K (2)C (3)J (4)G (5)D 【详解】（1）（1）电热水器工作时，消耗电能，使水的内能增加，是电能转化为内能。从图中看到，从电能到内能的能量转化对应的字母序号为K 。 （2）（2）钻木取火时，克服摩擦力做功，消耗机械能，产生内能，是机械能转化为内能。从图中看到，从机械能到内能的能量转化对应的字母序号是C 。 （3）（3）给手机充电时，消耗电能，使手机电池内的化学能增加，是电能转化为化学能。从图中看到，从电能到化学能的能量转化对应的字母序号为J 。 （4）（4）植物吸收太阳光进行光合作用，吸收光能，合成有机物，使化学能增加，是光能转化为化学能。从图中看到，从光能到化学能的能量转化对应的字母序号是G 。 （5）（5）烧水时水蒸气顶起壶盖，水蒸气膨胀对外做功，消耗内能，使壶盖获得机械能，是内能转化为机械能。从图中看到，从内能到机械能的能量转化对应的字母序号为D 。 19．(1) 水蒸气 外燃机 (2) C D (3) 25% A (4)不变 【详解】（1）[1][2]燃料燃烧后加热水产生水蒸气，大量的水蒸气会从小孔喷出，推动风车转动，对风车做功，将内能转化为机械能，因此工作的物质是水蒸气。该热机模型是在易拉罐外燃烧燃料，属于外燃机。 （2）[1]图1实验中高温水蒸气推动风车转动，对风车做功，水蒸气的内能转化为风车的机械能。图2汽油机的四个冲程中，C图所示进气门和排气门关闭，活塞向下运动，此时高温高压的燃气推动活塞对外做功，水蒸气的内能转化为活塞的机械能；A图为吸气冲程，没有内能与机械能的转化；B为压缩冲程，发生的能量转化是机械能转化为内能；D为排气冲程，没有内能与机械能的转化。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 [2]AC．一台四冲程内燃机转速为600r/min，已知飞轮每转2转完成1个工作循环，对外做功1次，包含4个冲程，则该内燃机每分钟完成300个工作循环，对外做功300次，包含1200个冲程，故AC错误； BD．一台四冲程内燃机转速为600r/min，则1s飞轮转过的转数是10r，已知飞轮转数与曲轴的转数相同，且飞轮每转2r对外做功1次，包含4个冲程，则该内燃机每秒钟做功5次，曲轴转10r，包含20个冲程，故B错误，D正确。 故选D。 （3）[1]由能量流向图可知燃料完全燃烧放出的能量为 用来做有用功的能量为2000J，这个发动机的效率是 [2]根据题意可知，“涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，能有效提升燃油的利用率，所以本质上是使燃料更充分燃烧，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （4）由题意可知，这种光发动机可以将吸收到的光能最终转化为机械能，根据能量守恒定律，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。故该光发动机工作过程中能量的总量不变。 学科网（北京）股份有限公司 $