18.3 能量转化的基本规律 巩固练习-2025-2026学年苏科版物理九年级下册

18.3能量转化的基本规律 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题 1.如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质,将发热包放到水中,会放出大量的热。有关该自热火锅的说法不正确的是( ) A.生石灰与水反应放出大量的热是将化学能转化为内能 B.打开盒盖时会冒出“白气”,是水蒸气液化形成的 C.加热时,温度从发热包传递给食物 D.食物被加热时,温度升高,内能增大 2.关于能量的转化和守恒,下列说法正确的是( ) A.柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能 B.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生 C.由能量守恒定律可知,永动机总有一天可以制造成功 D.自然界中各种能量在不断地相互转化,人类在不断地消耗各种能量,所以总能量在不断减少 3.夏天,人睡在石床上比睡在木床上感到舒服的原因是( ) A.石床光滑 B.石床比木床凉一些 C.石床比木床能量转移的效果好 D.石床比木床能量转移的效果差 4.关于光能的利用,下列说法错误的是( ) A.绿色植物将光能转化为化学能 B.太阳能热水器将光能转化为内能 C.太阳能电池将光能转化为化学能 D.太阳能路灯将光能转化为电能 5.如图所示实验过程中,试管口的木塞被水蒸气冲出,下列说法不正确的是( ) A.木塞被水蒸气冲出的过程类似于热机的压缩冲程 B.试管口出现的白雾是水蒸气液化形成的 C.水蒸气对木塞做功,木塞的机械能增加 D.该实验过程既有能的转化过程,又有能的转移过程 6.近年来,我国在科技和工程领域取得了许多成就,下列说法不正确的是( ) A.华龙一号利用核裂变释放核能,原子核由质子和中子构成 B.玉龙涡轴航空发动机能将航空燃油燃烧放出的热量全部转化为机械能 C.超级计算机的芯片是由半导体材料制成的 D.空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电,太阳能属于可再生能源 7.下列有关说法正确的是( ) A.压缩冲程中柴油机汽缸里的气体内能减小 B.物体吸收热量后,内能增大,温度一定升高 C.搓手时感到暖和是因为产生了热量 D.给手机充电时是将电能转化为化学能 8.永州大道两旁,安装了两盏“风光互补”景观节能灯,如图所示,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是( ) A.太阳能电池板是将太阳能转化为电能 B.小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能 D.蓄电池在夜晚供电时,将电能转化为化学能 9.为了公民的安全,国家对骑摩托车或电瓶车的规定为:出行要戴头盔(头盔外部材料坚硬,内部材料松软),不超速行驶。下面解释不正确的是( ) A.头盔内部材料松软,发生碰撞时增大头部的受力面积,减小压强 B.超速行驶的摩托车惯性大,容易导致交通事故的发生 C.摩托车在紧急刹车时,机械能转化为内能 D.电瓶车总质量越大、速度越大时,动能越大,发生交通事故时将造成更大的伤害 10.关于能量,下列说法正确的是( ) A.能量既可以凭空消失,也可以凭空产生 B.能量在转化和转移过程中,能量的总量不断减少 C.因为能量守恒,所以“永动机”可以制成 D.水轮机带动发电机发电,是将机械能转化为电能 二、填空题 11.中国在文昌航天发射场用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器。火箭飞行约2167秒后,成功将天问一号探测器送入预定轨道,运载火箭使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。下表是一些燃料的热值。 燃料 热值 燃料 热值 汽油 煤油 柴油 氢 (1)运载火箭运送飞船升空的过程中,从能量转化的角度来看,燃料燃烧的化学能转化成 能;再转化成火箭的 能; (2)某火箭发射时携带了液态氢燃料,求这些燃料完全燃烧放出的热量; (3)若这些热量全部被水吸收,能将多少千克初温为20 的水加热至沸腾 ?[,当地大气压为1标准大气压] 12.生物航煤是以动植物油脂、餐饮废油等为原料生产的航空燃油。生物航煤燃烧时将化学能转化为内能,但内能不能自发地转化为化学能,说明能量的转化具有 。在能量转化和转移的过程中,能量的总量 。 13.豆浆机的机头主要由一个电热器和一个电动机带动的打浆器组成,制作豆浆的过程是先加热,再打浆,再加热煮熟,即加热和打浆交替进行。由此可知,豆浆机加热过程中,电能转化为 能,若把2kg的清水放入豆浆机中,从20 加热到70 ,水吸收的热量是 J,若这些热量全部由酒精燃烧提供,不考虑热量损失,则需要 kg的酒精。[c水=4.2 103J/(kg )、q酒精=3.0 107J/kg] 14.某新型太阳能发电装置首次使用柔性电池板作为能量来源,电池板把太阳能直接转化为 能;当电池板接收太阳能的功率为1.5 105 W时,发电效率达35%,则展开8s后能够接收太阳能 J,可提供电能 J。 15.目前,我国核电站只能利用原子核的 (选填“聚变”或“裂变”)释放的核能来发电。核动力航母是我国目前需要攻克的技术难题,其动力原理是反应堆通过核反应,产生大量的热量,用来给水蒸气加热,高温水蒸气推动轮机转动,从而推动庞大的航母前进。核反应是将核能转化为 能,再利用高温水蒸气做功,转化为 能。 三、实验题 16.如图所示,在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出。 (1)在这个过程中,燃料的化学能转化为 能,传给水和水蒸气,水蒸气把塞子冲出,水蒸气的 能转化为塞子的机械能。 (2)在水沸腾过程中,水的内能 (选填“增加”、“减少”或“不变”),水的温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。 (3)这个实验基本展示了 机的工作原理。 四、综合题 17.阅读材料,回答问题。 “智轨”电车 2023年9月6日,全球首列氢能源“智轨”电车(三编组)正式亮相海外,无需铺设有形轨道,采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段 “智轨”电车(三编组)创新采用了70MPa储氢系统和大功率燃料电池系统,还配备钛酸锂电池,实现能量的循环利用。 “智轨”电车部分参数如下表:(三编组即三节车厢编组) 项目 参数 车重(含人) 满载 51吨 最大载客量 60kg/人 300人 储氢罐 每节编组 1个 车轮 每节编组 4个 续航 满氢满电综合续航 245km 锂电续航 35km (1)激光雷达感知技术与毫米波感知技术都是通过信号发射端向环境发射电磁波,然后信号接收系统接收到来自环境 回来的信号而获得车辆周边环境的信息; (2)“智轨”电车制动时,锂电池回收制动能量的过程是 转化为电能,并最终转化为化学能; (3)若“智轨”电车(三编组)满载时,每个车轮接触地面面积为250cm2,则电车对水平地面的压强是 Pa;(g取10N/kg) (4)已知某燃油公交车(满载60人),平均油耗为30L/100km,汽油的二氧化碳排放量为2.5kg/L。某两地区相距为18km(三编组)替代公交车运送300人时,可减少二氧化碳排放量为 kg; (5)在进行“智轨”电车续航测试实验时,电车分别以35km/h和70km/h匀速直线行驶18km,已知电机功率P与汽车速度v的关系如图2所示,则速度35km/h和速度为70km/h行驶时的能耗之比为 。(电车能耗指的是消耗的能量与里程之比) 18.项目化学习小组以节能、环保、智能为主题对学校花卉大棚进行升级改造: (1)安装太阳能电池板,将太阳能转化为 能,为大棚里的用电器供电; (2)如图甲所示,花卉大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收更多的太阳热量,同学们决定用水墙替换土墙。这是因为水的 较大; 【安装补光系统】 (3)同学们查阅资料发现:光照强度过低时作物生长缓慢,需启动补光灯。为实现自动控制,同学们找到一款光敏电阻,其阻值随光照度变化规律如下表所示,分析数据可知,随着光照强度的减弱,该光敏电阻的阻值 (选填“增大”或“减小”); 光照度(勒克斯) 5 10 15 20 25 30 光敏电阻R2阻值( ) 60 30 20 15 12 10 (4)同学们利用上述光敏电阻设计的电路如图乙所示。其工作原理是:工作电路中开关S2的状态由R2两端的电压决定,闭合开关S1,当光照度降低时,光敏电阻R2两端电压也随之变化,当光敏电阻R2两端的电压达到3伏,开关S2就自动连接触点c,使补光灯点亮。反之,当光照度增强到一定值时,开关S2就会自动连接触点b,使补光灯熄灭;控制电路和工作电路中电源电压分别为4.5V和220V。根据花卉大棚实际情况,同学们准备当光照度为15勒克斯时开启补光电路,则控制电路中定值电阻R1的阻值为 。若要使补光灯在光照度更低时才能开启,R1应选用阻值 (选填“更大”或“更小”)的电阻; 【补光电路优化】 (5)在实际操作过程中同学们发现:该电路还不能根据光照度的变化任意调整补光灯启动时间。请你根据图乙电路提出一条改进措施 。 19.为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。汽车上的很多元件都涉及了很多物理知识,比如,控制速度的“油门”系统、刹车系统、转向灯、油量表、速度表等。请回答: (1)如图汽车变阻器上旋钮滑片的材料应选用 (选填“导体”或“绝缘体”) (2)汽车方向盘左侧有一个控制车转向灯的操纵杆,当向下拨操纵杆时,左前和左后转向灯同时闪,向上拨操纵杆时,右前和右后转向灯同时闪,这个操纵杆在这个电路中相当于 。他结合车转弯时的现象和生活中的实际情况分析,左前和左后转向灯应该 比较合理(选填“串联”或“并联”)。 (3)汽车在行驶的过程中要对汽车上的蓄电池进行充电,那么在蓄电池充电的过程中将 能转化为 能。 (4)如图中的、、为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,电流变大而加快电动机的转速,则电路中、应分别与旋钮变阻器的 接线柱相连(选填“、”或“、”或“、”); (5)为了提醒驾驶员汽车后备箱的开、关情况,汽车上设置了“后备箱指示灯”以提醒驾驶员。当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;后备箱未关好时,相当于断开开关,指示灯发光,下列电路符合要求的是_。 A. B. C. D. 学科网(北京)股份有限公司 《18.3能量转化的基本规律》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A C C A B D A B D 1.C 【详解】A.生石灰与水反应会放出大量的热,此反应过程中的能量转化关系是化学能转化为内能,故A正确,不符合题意; B.“白气”,是盒内冒出的水蒸气上升过程中遇冷液化形成的小水滴,故B正确,不符合题意; C.加热时,热量从发热包传递给食物,热传递过程中传递的是能量,不是温度,故C错误,符合题意; D.食物被加热时,吸收热量、温度升高,其内能增大,故D正确,不符合题意。 故选C。 2.A 【详解】A.柴油机在压缩冲程中活塞向上运动,进、排气门都关闭,将机械能转化为内能,故A正确; B.能量不可以凭空产生,只能转化或转移,故B错误; C.根据能量守恒定律可知,能量不可能凭空产生,也不会凭空消失,永动机违反了能量守恒定律,所以不可能制造成功,故C错误; D.根据能量守恒定律可知,能量不可能凭空产生,也不会凭空消失,人类只是在能量转化的过程中利用能量,能量的总量保持不变,故D错误。 故选A。 3.C 【详解】夏天,温度比较高,石床比木床能量转移的效果好,人躺在石床上,身体的热量很快被石床传递,起到更好的散热效果,所以人感到更舒服。故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 4.C 【详解】A.绿色植物的光合作用是将太阳的光能转化为生物体内的化学能,故A正确,不符合题意; B.太阳能热水器吸收太阳能,使水的温度升高、内能增加,实现了光能到内能的转化,故B正确,不符合题意; C.太阳能电池消耗了太阳能,产生了电能,故是将太阳能转化为电能的过程,故C错误,符合题意; D.太阳能路灯利用其顶部的太阳能电池板将光能转化为电能,为自身供电,故D正确,不符合题意。 故选C。 5.A 【详解】A.木塞被水蒸气冲出的过程中,水蒸气的内能转化为木塞的机械能,类似于热机的做功冲程,故A错误,符合题意; B.试管口出现的白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故B正确,不符合题意; C.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为木塞的机械能,木塞的机械能增加,故C正确,不符合题意; D.在这个实验中,当加热试管时,试管内的水汽化成水蒸气。随着水蒸气的温度逐渐升高,其内能增大,最终,水蒸气对木塞做功,将其冲出,这个过程实现了水蒸气的内能向木塞的机械能的转化,这表明在这个过程中发生了能的转化,即机械能和内能的相互转化。同时,在这个过程中也发生了能的转移,当水被加热时,它从酒精灯火焰吸收热量,这导致了水的温度升高,内能增加,这个过程是通过热传递的方式实现的,即内能从高温的酒精灯火焰转移到了低温的水中。因此,该实验过程既有能的转化过程,又有能的转移过程,故D正确,不符合题意。 故选A。 6.B 【详解】A.“华龙一号” 是核电机组,利用核裂变释放核能;而原子核一般是由质子和中子构成的(普通氢原子核除外,它只有 1 个质子,没有中子)。故A正确,不符合题意; B.玉龙涡轴航空发动机是一种热机,热机在工作时必然存在热量损失(如废气带走的热量、摩擦生热等),无法将燃料燃烧放出的热量全部转化为机械能,其效率总小于100%,故B错误,符合题意; C.芯片的主要材料是半导体,常见的是硅,故C正确,不符合题意; D.空间站的太阳能电池板可将太阳能转化为电能;太阳能可以从自然界源源不断地获取,属于可再生能源。故D正确,不符合题意。 故选 B。 7.D 【详解】A.内燃机的压缩冲程,机械能转为为汽缸内气体的内能,气体内能增大,故A错误; B.物体吸收热量后,内能增大,温度不一定升高,比热水沸腾过程和晶体熔化过程,物体吸收热量,但温度保持不变,故B错误; C.搓手时感到暖和是因为做功使物体的内能增大,温度升高了,故C错误; D.给手机充电,将电能转化为手机电池的化学能,故D正确。 故选D。 8.A 【详解】A.太阳能电池板的作用就是将太阳能转化为电能,这是符合其工作原理的,故A符合题意; BC.小风扇是风力发电机,是将机械能转化为电能,而不是用来给太阳能电池板散热的,也不是将电能转化为机械能,故BC不符合题意; D.蓄电池在夜晚放电时,是将化学能转化为电能,而不是将电能转化为化学能,故D不符合题意。 故选A。 9.B 【详解】A.头盔内部材料松软,发生碰撞时增大头部的受力面积,根据 知,可以减小对头部的压强,故A正确,不符合题意; B.惯性大小只与质量有关,与速度大小无关,故B错误,符合题意; C.摩托车在紧急刹车时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,故C正确,不符合题意; D.电瓶车总质量越大、速度越大时,电瓶车的动能越大,发生交通事故时对外做功越多,将造成更大的伤害,故D正确,不符合题意。 故选B。 10.D 【详解】A.能量既不能凭空产生,也不会凭空消失,故A错误; B.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B错误; C.“永动机”违背了能量守恒定律,所以“永动机”不可以制成,故C错误; D.水轮机带动发电机发电,消耗了水的机械能,转化为了电能,因此是将机械能转化为电能,故D正确。 故选D。 11. 内 机械 【详解】(1)[1][2]燃料燃烧时,将化学能转化为内能,再将内能转化为火箭的机械能。 (2)[3]燃料完全燃烧所放出的热量 所以燃料完全燃烧所放出的热量是。 (3)[4]燃料燃烧所放出的热量全部被水吸收,则 水的质量是 12. 方向性 保持不变 【详解】[1]生物航煤燃烧时将化学能转化为内能,由于能量的转化具有方向性,所以内能不能自发地转化为化学能。 [2]在能量转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,这是能量守恒定律。 13. 内 4.2 105 1.4 10-2 【详解】[1]豆浆机在加热过程中,消耗了电能,水得到了内能,因此是电流做功将电能转化为内能。 [2]水吸收的热量为 Q吸=c水m(t-t0)=4.2 103J/(kg ) 2kg (70 -20 )=4.2 105J [3]若这些热量全部由酒精燃烧提供,不考虑热量损失,则 Q放=Q吸=4.2 105J 则需要酒精的质量 14. 电 1.2 106 4.2 105 【详解】[1]太阳能电池板可以通过阳光照射,将太阳能直接转化为电能。 [2][3]展开8s后能够接收太阳能 可提供电能 15. 裂变 内 机械 【详解】[1]目前人类能通过控制中子的数目及运动速度来控制核裂变的反应速度,而核聚变还无法控制,所以我国核电站只能利用原子核的裂变释放的核能来发电。 [2][3]由题意可知,核反应是将核能转化为高温水蒸气的内能,再利用高温水蒸气做功,转化为轮机转动的机械能。 16.(1) 内 内 (2) 增加 不变 (3)热 【详解】(1)[1][2]在试管中装些水,用酒精灯加热的过程中,酒精的化学能转化内能,这些内能传递给试管中的水;使得水的内能增加,产生大量的水蒸气,试管内的气体压强增大,大于外界的大气压,水蒸气就会将塞子冲出,即对塞子做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 (2)[1][2]在液体沸腾过程中,水会吸收热量,内能变大,但水的温度不变。 (3)用酒精灯给试管中的水加热过程中,水吸热,温度升高、内能增大,直至沸腾,产生大量的水蒸气,水蒸气膨胀对软木塞做功,软木塞被冲出,在这个实验中,燃料的化学能转化为内能,传给水和水蒸气,水蒸气把塞子冲出去,内能转化为塞子的机械能,所以其实质是将内能转化为机械能的过程,热机工作时的能量转化是将内能转化为机械能。 17.(1)反射 (2)机械能 (3)1.7 106 (4)67.5 (5)7:6 【详解】(1)激光雷达感知与毫米波感知都是通过信号发射端向环境发射电磁波,电磁波遇到障碍物被反射回来,被信号接收系统接收,从而获得车辆周边环境的信息。 (2)“智轨”电车制动是通过电机反向工作实现的,当电车需要减速或停车时,电机将机械能转化为电能,通过电池回收能量,并将电能转化为化学能存储起来。 (3)电车对水平地面的压力为 受力面积为 则电车对水平地面的压强为 (4)每辆公交车行驶18km排放二氧化碳的质量为 所以启用“智轨”电车(三编组)替代5辆公交车运送300人时可减少二氧化碳排放量为 (5)由图可知,在0~60km/h,电车的功率与速度成正比,当速度为35km/h匀速直线行驶时电车的功率为 分别以35km/h和70km/h匀速直线行驶18km的能耗之比为 18.(1)电 (2)比热容 (3)增大 (4) 10 更大 (5)用滑动变阻器或电阻箱替换R1 【详解】(1)太阳能电池板可以将太阳能转化为电能,为大棚里的用电器供电,从而达到节能的目的。 (2)水的比热容比较大,根据可知,升高相同的温度,水吸收的热量更多。 (3)由表格数据可知,光照度增大,光敏电阻R2阻值减小,故随着光照强度的减弱,该光敏电阻的阻值增大。 (4)[1]由题意可知,当光照度为15勒克斯时,光敏电阻R2阻值为20 ,此时会开启补光电路,即此时控制电路中光敏电阻R2两端的电压达到3V。则控制电路中的电流为 控制电路中电源电压为4.5V,则定值电阻R1的阻值为 则定值电阻R1的阻值为 [2]根据串联分压知识可知,光照度更低时,光敏电阻R2的阻值更大,分压更大。光敏电阻R2两端的电压达到3V时控制电路开启,要使补光灯在光照度更低时才能开启,则应该降低光敏电阻R2的分压,因此需要增大定值电阻的分压,即增大定值电阻的阻值,故若要使补光灯在光照度更低时才能开启,R1应选用阻值更大的电阻。 (5)由(4)可知,要调整补光灯启动的光照亮度需要调整定值电阻的阻值,故要根据光照度的变化任意调整补光灯启动时间可以用滑动变阻器或电阻箱来替换R1。 19.(1)导体 (2) 开关 并联 (3) 电 化学 (4)O、E (5)B 【详解】(1)变阻器的旋钮滑片需要能够导电,从而改变电路中的电阻,所以应选用导体。 (2)[1]操纵杆可以控制转向灯电路的通断,就像开关控制电路一样,所以这个操纵杆在电路中相当于开关。 [2]如果左前和左后转向灯串联,其中一个灯损坏,另一个灯也会不亮;而并联时,各灯独立工作,一个灯损坏不影响另一个灯,结合生活实际,左前和左后转向灯应该并联比较合理。 (3)[1][2]蓄电池充电时,消耗电能,内部发生化学变化,将电能转化为化学能储存起来。 (4)驾驶员踩下“油门”时,即旋钮滑片向下滑动时,电路中变阻器阻值减小,要使变阻器阻值减小,应将滑片与O、E接线柱相连,这样当旋钮滑片向下滑动时,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,所以应填“ O 、 E”。 (5)题目要求,当后备箱关好时(闭合开关),指示灯不亮;后备箱未关好时(断开开关),指示灯发光,A图中,闭合开关,指示灯亮,不符合题意;B图中,闭合开关,指示灯被短路不亮,断开开关,指示灯亮,符合题意;C图和D图中,无论开关闭合,还是断开,指示灯常亮,不符合题意;故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 学科网(北京)股份有限公司 $