20.3 能量的转化与能量守恒 达标练习-2025-2026学年沪粤版物理九年级下册

20.3能量的转化与能量守恒 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的 2．有关能量的转化和守恒定律，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．根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变 C．“摩擦生热”是创造内能的过程，说明能量可以从无到有创造出来 D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用 3．太阳内部的氢原子在超高温度下释放巨大的核能，并且时刻向外辐射热量为地球上生命的存活提供了必不可少的能量。下列关于太阳的说法正确的是（    ） A．太阳能属于可再生能源 B．原子是自然界中的最小微粒不可以再分 C．人晒太阳时会感觉热是因为太阳能转化为光能 D．太阳内部的氢原子发生裂变释放出巨大的能量 4．2025年1月13日，我国太原卫星发射中心使用捷龙三号运载火箭将微厘空间01组卫星发射升空。如图所示，在卫星随火箭加速升空的过程中（　　） A．火箭的燃料燃烧时，内能转化为化学能 B．以火箭为参照物，卫星是运动的 C．卫星的动能增大，重力势能减小，机械能不变 D．卫星的动能增大，重力势能增大，机械能增大 5．甘肃酒泉风电基地是我国第一个千万级风电基地的启动项目，基地中的风力发电机工作时的能量转化为（　　） A．机械能→电能 B．光能→电能 C．电能→机械能 D．电能→内能 6．我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断错误的是（       ） A．甲是“电能” B．乙是“内能” C．丙是“电能” D．丁是“光能” 7．如图所示，小兰将一个橙子用细绳悬挂起来制成单摆，让橙子从点由静止释放，橙子会在、两点之间来回摆动且摆幅越来越小。下列说法正确的是（　　） A．悬挂点到橙子的重心的距离即摆长越短，此单摆的周期越长 B．来回摆动的过程中，橙子的机械能守恒 C．橙子来回摆动的过程中，违背了能量守恒定律 D．假设橙子摆到最高处时所有外力同时消失，橙子将处于静止状态 8．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．电灯发光时，将内能转化为电能 B．电动机工作时，将电能全部转化为机械能 C．摆动的秋千越摆越低，机械能不守恒 D．由于能量总量保持不变，所以机械能不变，于是科学家们发明了永动机 9．下列实例中，属于能量转移的是（   ） A．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 B．两手相互搓一搓，手心发热 C．给电灯通电，电灯发光 D．用暖手宝捂手，手心变热 10．如图是一种新型的风光互补景观照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰挎照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是（　　） A．蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能 B．照明灯工作时，灯是将机械能转化为光能 C．太阳能电池板将电能转化为太阳能 D．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能 二、填空题 11．如题图所示，运动员进行滑雪大跳台训练，从跳台上的A点自由滑下，从B点冲出。运动员在空中 （选填“能”或“不能”）达到C点。整个运动过程，运动员的机械能 ，能量的总量 。（后两空选填“变大”“变小”或“不变”） 12．如图所示，是某款多功能披肩毯，它可以接充电宝实现发热功能，此时它将 能转化为内能，通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使身体变暖。 13．如图是多米诺骨牌，将其按一定间距排列，轻轻碰倒第一张小骨牌，骨牌倒下过程中其重力势能转化为 能，前一张骨牌会将部分能量 （转化/转移）至后一张，如此“连锁反应”，最终使最大的骨牌被推倒。 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．华为手机拥有反向无线充电的技术。如图所示，现将手机甲置于手机乙之上，就能给手机甲充电，此时的甲手机相当于电路中的 （填电路元件名称），此时乙手机的能量转化情况主要是 能转化为 能。 三、实验题 16．请完成下列填空。 (1)如图甲，是一种设想中的永动机。从能量守恒的角度可知它 （选填“能”或“不能”）一直工作下去，因为能量 （选填“会”或“不会”）凭空产生。 (2)如图乙，将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开，该现象说明分子间存在 。 (3)如图丙，用注射器抽取液体后堵住针筒口，用力推动活塞，发现内部的液体很难被压缩，该现象说明分子间存在 。 四、综合题 17．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： 。 18．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”）。 19．如图所示，是大海中的“枪虾”。天生拥有一大一小不成比例的两个螯，体长不到5cm，但却是天生的海洋“枪手”。当捕捉猎物时，它的螫能以108km/h的速度快速闭合，并喷射出一道32m/s的高速水流，而高速水流会形成极小的低压气泡，这些气泡从发出到破裂的时间极短，而且爆破的时候温度会达到4700℃，并伴随“啪嗒”的巨响（响度可达210dB，比真正的枪声还高），普通的小鱼、小虾、小螃蟹非死即晕，很难逃脱。 (1)“枪虾”快速闭合螫，喷射水流并发出巨大的声音，这个过程中涉及的能量转化有哪些？ (2)“枪虾”喷射水流形成气泡，气泡爆破时温度快速升高，这个过程中是通过什么方式改变内能？ 学科网（北京）股份有限公司 《20.3能量的转化与能量守恒》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B A D A B D C D D 1．C 【详解】A．由图可知，小球弹起高度越来越小，是因为运动过程中机械能转化为内能，如：空气阻力、与地面碰撞的能量损失，但整个系统的总能量是守恒的（机械能 + 内能的总量不变），并非能量不守恒，故A错误； B．在小球的运动过程中，与空气摩擦做功、与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，散失到了空气中和地面上，所以小球的机械能总量会减小，故B错误； C．小球运动时，因空气阻力摩擦、与地面碰撞，一部分机械能转化为内能，如：小球和空气的内能增加，导致机械能减少，弹起高度降低，故C正确； D．能量守恒定律是普遍成立的自然规律，不需要建立在特定条件之上。小球的现象只是机械能与内能的转化，总能量始终守恒，是没有条件的，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】A．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； B．据能量守恒定律，能量不能凭空产生或消失，所以宇宙中的能量总和不变，故B正确； C．“摩擦生热”是将机械能转化为内能的过程，不是创造出来的，故C错误； D．火箭升空时，燃料燃烧将内能转化为火箭的机械能，其势能和动能都增大，这是因为燃料燃烧将化学能转化为火箭的机械能，系统的总能量守恒，能量守恒定律适用，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】A．太阳能可以源源不断获得，是可再生能源，故A正确； B．原子由原子核和电子组成，原子核又由质子和中子组成，因此原子可以再分，故B错误； C．晒太阳感觉热，是因为太阳能被皮肤吸收后转化为内能，故C错误； D．太阳能量来自核聚变（氢聚变成氦），不是核裂变，故D错误。 故选A。 4．D 【详解】A．火箭的燃料燃烧时，放出热量，化学能转化为内能，故A不符合题意； B．以火箭为参照物，卫星的相对位置不变，是静止的，故B不符合题意； CD．卫星在随火箭加速升空的过程中，质量不变，高度和速度都增大，因此卫星的重力势能增大，动能增大，机械能增大。故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．A 【详解】风力发电机工作时，是利用风的动能（属于机械能）带动发电机的叶片转动，进而使发电机发电，将机械能转化为电能。 故选A。 6．B 【详解】A．甲：风力发电机的作用是将风能（机械能） 转化为电能，故A正确，不符合题意； B．乙：电能到蓄电池，这是电能被用来给蓄电池充电。充电过程中，电能转化为化学能储存在蓄电池中，所以乙化学能，故B错误，符合题意； C．丙：这是蓄电池放电时，将化学能转化为电能，供给路灯，故C正确，不符合题意； D．丁：是路灯工作时，将电能转化为光能（照明），同时也产生少量热能（内能），但主要输出是光能。所以丁是光能，故D正确，不符合题意。 故选 B。 7．D 【详解】A．单摆的周期与摆长有关，悬挂点到橙子的重心的距离即摆长越短，此单摆的周期越短，故A错误； B．让橙子从点由静止释放，橙子会在、两点之间来回摆动且摆幅越来越小，说明来回摆动的过程中，橙子的机械能减小，故B错误； C．橙子来回摆动的过程中，仍然遵循能量守恒定律，橙子的机械能减小，是因为转化为了其他形式的能，故C错误； D．橙子摆到最高处时速度为零，根据牛顿第一定律，若所有外力同时消失，橙子将处于静止状态，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．电灯发光时，消耗了电能，获得了光能，此过程中主要能量转化是电能转化为光能，故A错误； B．电动机工作时，消耗电能，获得了机械能，但同时电动机的线圈会发热，此过程中消耗的电能绝大部分转化为机械能，少部分转化为内能。即电动机工作时电能没有全部转化为机械能，故B错误； C．摆动的秋千越摆越低，原因是秋千在运动过程中与空气摩擦有一部分机械能转化成了内能，机械能的总量逐渐减少，所以秋千的机械能不守恒，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量的总量保持不变，但是机械工作过程中，由于摩擦等因素的存在，总会有一部分机械能转化成了其它形式的能，能量有损失，所以永动机不可能发明出来，故D错误。 故选C。 9．D 【详解】A．水沸腾以后，壶盖被水蒸气顶起，是因为水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能，属于能量的转化，故A不符合题意； B．两手相互搓一搓，手心发热，是做功改变了手的内能，机械能转化为内能，属于能量的转化，故B不符合题意； C．给电灯通电，电灯发光，是由电能转化为光能和内能，属于能量的转化，故C不符合题意； D．用暖手宝捂手，手心变热，是因为暖手宝的内能转移到了手心，是热传递改变了物体的内能，属于能量的转移，故D符合题意。 故选D。 10．D 【详解】A．蓄电池在放电时，由自身的化学能转化为电能，故A错误； B．LED灯工作时，是将电能转化为光能，故B错误； C．太阳能电池板是将太阳能（光能）转化为电能，故C错误； D．风力发电机工作时，通过风带动“小风扇”旋转，将机械能转化为电能，故D正确。 故选D。 11． 不能 变小 不变 【详解】[1][2]滑雪大跳台训练中，因为存在阻力，运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能变小，所以不能达到和A点等高的C处。 [3]能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，而总的能量保持不变。 12． 电 热传递 【详解】[1][2]“披肩毯”接入充电宝正常工作时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能；使用“披肩毯”时，身体吸收热量，身体会变暖，这是通过热传递的方式增加身体的内能。 13． 动 转移 【详解】[1]骨牌倒下时，所处高度减小，重力势能减小，从而获得速度，动能增大，所以，骨牌倒下过程中，其重力势能转化为动能。 [2]前一张骨牌倒下后停止运动，后一张骨牌由静止变为运动，所以前一张倒下的骨牌能量会转移到后一张骨牌上。 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． 用电器 化学 电 【详解】[1]在反向无线充电过程中，手机甲作为能量接收方，从手机乙获取电能并存储到其电池中。因此，甲手机在电路中扮演消耗电能的角色，相当于用电器。 [2][3]乙手机作为能量发送方，其内部电池的化学能转化为电能。 16．(1) 不能 不会 (2)引力 (3)斥力 【详解】（1）[1][2]根据能量守恒定律，能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 在图甲所示的设想中的永动机，它在工作过程中没有外界能量的输入，却期望能持续不断地对外输出能量（如持续带动其他机械做功等），这违背了能量守恒定律，因为能量不会凭空产生。所以从能量守恒的角度可知它不能一直工作下去，因为能量不会凭空产生。 （2）将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。 这是因为铅块的分子间距离在紧压时达到了一定程度，使得分子间产生了引力，这种引力将两个铅块紧紧地结合在一起，该现象说明分子间存在引力。 （3）用注射器抽取液体后堵住针筒口，用力推动活塞，发现内部的液体很难被压缩。 这是因为液体分子间存在一定的距离，当试图压缩液体时，分子间的距离会进一步减小，此时分子间就会表现出斥力，阻碍液体被进一步压缩，该现象说明分子间存在斥力。 17．(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 。 18．(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。 19．(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）“枪虾”闭合螯，肌肉的化学能转化为螯的动能（机械能）；螯快速闭合喷射水流，机械能传递给水流（水的动能）；水流形成气泡，气泡破裂发出巨响，水的动能转化为声能；同时气泡破裂产生高温，部分能量转化为内能；因此涉及的能量转化有：化学能转化为机械能，水的动能转化为声能、内能。 （2）气泡爆破时间极短，气泡内部气体被剧烈压缩，对气体做功，内能增加，温度升高。这是通过做功的方式改变内能。 学科网（北京）股份有限公司 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