第二十章 能源与能量守恒 单元练习 -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.关于能源、信息和航天,下列说法正确的是( ) A.太阳能、核能和地热能都是可再生能源 B.核动力潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力的 C.弯曲的光导纤维也能传输信息,是因为光的不断折射 D.“天宫课堂”授课时,依靠电磁波与地面之间进行信息传递 2.以下各种形式的能源中,属于二次能源的是( ) A.风能 B.水能 C.电能 D.核能 3.位于河南省南召县的天池抽水蓄能电站已全部投产发电,如图是其工作示意图,用电低峰时,电动机利用多余电能将水提升至高处;用电高峰时,水下降带动发电机发电。下列说法正确的是( ) A.用电高峰时,将电能转化为机械能 B.用电低峰时,将机械能转化为电能 C.上水库的高度一定,其容积越大,可储存的电能越多 D.电动机消耗的电能和发电机输出的电能完全相等 4.早在宋朝我国劳动人民就发明了如图所示的“走马灯”,它的原理是空气被蜡烛加热,形成上升气流,推动灯顶上的叶片带动画面转动。下列说法中正确的是( ) A.蜡烛燃烧过程中存在着化学能转化为内能的过程 B.“走马灯”能够转动,其能量转化与汽油机的压缩冲程相同 C.热空气对叶片做功后,热空气温度会升高 D.“走马灯”中空气温度升高是通过做功实现的 5.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 6.2024年2月7日,中国第五个南极考察站秦岭站(如图所示)开站,填补了中国在南极罗斯海区域的考察空白。下列有关说法正确的是( ) A.秦岭站选用隔音效果好的建筑材料,目的是在声源处减弱噪声 B.秦岭站的太阳能电池背面可以利用积雪反射的太阳光发电 C.可以用水银(熔点为-39 )温度计测量-45 的气温 D.罗斯海中的一块冰熔化成水时,质量不变,密度变小 7.对物质世界和科技发展的一些认识,下列说法不正确的是( ) A.英国物理学家汤姆逊发现了电子,为现代物理学和电子技术的发展奠定了基础; B.人工智能机器人的芯片主要由半导体材料制成,半导体的导电性介于导体和绝缘体之间 C.核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能 D.在摩擦起电的过程中带正电的物体失去了电子 8.如图,两个圆圈表示两种能源分类方式,下列能源中,属于A处的是( ) A.电能 B.风能 C.石油 D.天然气 9.下列说法不正确的是( ) A.电风扇工作时,发生的能量转化主要是电能转化为机械能 B.电饭煲的工作原理是将电能转换为内能 C.干电池放电时,在电池内部发生的能量转化主要是电能转化为化学能 D.太阳能发电站发电时,发生的能量转化主要是太阳能转化为电能 10.关于能量的转移和转化,下列判断正确的是( ) A.能量转移和转化没有方向性 B.消耗掉的内能可以收集起来再利用 C.在外界的影响下,热量可以从低温物体转移到高温物体 D.汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车 二、填空题 在厦门山海步道的潋滟风光之间,悄然坐落着一些能充电、会唱歌、自带WiFi的智能座椅。阳光充足时,智能座椅上的太阳能电池板为蓄电池充电;游客需要时,蓄电池可为各类随身电器供电,如图。完成下面小题。 11.太阳能电池板为蓄电池充电过程中,蓄电池相当于电路中的( ) A.开关 B.电源 C.导线 D.用电器 12.智能座椅上的蓄电池充电和供电过程中主要能量转化流程如图所示。下列判断正确的是( ) A.①光能 B.②内能 C.③机械能 D.④化学能 13.如图甲是运动员在2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下,从B点冲出,如图乙所示。 (1)运动员的质量为50kg,从60m高跳台上滑下过程运动员的重力做功 J; (2)下滑过程中,考虑跳台的摩擦力,滑雪板的内能将 ;运动员运动到B点时,假设一切外力消失,运动员将 ;(选填“保持静止”或“沿原运动方向匀速直线运动”) (3)从A点滑下过程中若不计一切阻力(包括跳台阻力和空气阻力均不计),运动员在空中 (选填“能”或“不能”)达到与A点高度相同的C点。 14.目前,我国海洋能开发重点是潮汐能和波浪能。潮流能主要利用海水的水平流动来发电,它 (选填“属于”或“不属于”)可再生能源。 15.2025年5月,世界最大规模液态空气储能项目——青海格尔木液态空气储能示范项目进入调试阶段,其项目原理如下图所示,其中A为 ,B为 。 16.波浪蕴含着巨大的能量,如果将波浪具有的能量充分利用,将会节省大量的煤炭、石油等资源。波浪具有能量,它属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)。波浪发电装置如图,它将波浪具有的 能转化成电能。 三、实验题 17.跨学科实践 制作简易调光台灯模型 调光台灯因能根据需求调节亮度,成为居家常用电器。同学们组建项目小组,遵循“项目提出、项目分析、项目实施、展示交流”的学习流程,研究了串联电路的分压原理,收集材料(如干电池组、滑动变阻器、小灯泡、开关、导线等),组装了如图所示的简易调光台灯模型。 实验时,用导线依次连接干电池组、滑动变阻器、小灯泡和开关,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,观察到小灯泡的亮度能随滑片位置变化而变化。滑片向某一方向移动时,小灯泡变亮;向相反方向移动时,小灯泡变暗,初步实现了“调光”功能。 (1)简易调光台灯工作过程的能量转化情况为: 内能和光能。 (2)在某次测试时,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不亮,出现这种现象的原因可能是 。(答出一条即可) (3)在展示交流环节,同学们发现台灯调光时存在亮度调节范围小的问题。请你帮助他们提出一个可以增大亮度调节范围的可行性措施: 。 四、综合题 18.串联式混动汽车的蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车;汽油机仅带动发电机发电,产生的电能一部分输入电动机驱动汽车,另一部分还能通过发电机向蓄电池充电。 并联式混动汽车汽油机和电动机分属两套独立的工作系统,蓄电池通过电动机能单独驱动汽车,汽油机也能直接给汽车提供动力,两套系统还能同时工作驱动汽车。 (1)如图甲、乙中, 为串联式油电车, 的效率高。 某品牌并联式油电车进行性能测试,该车在汽油机单独工作时,在1600N的牵引力驱动下,沿平直路以20m/s的速度匀速行驶了4.6km,消耗了0.4kg汽油。() (2)牵引力做的功; (3)汽油机的效率; (4)若系统提供的动力一定,油箱油量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路程的长短?请结合乙图的工作流程,以其中一套工作系统为例,从能量转化的角度结合功的相关知识分析说明。 19.2025年3月,国家卫健委提出将持续推进“体重管理”三年行动。 (1)(身体质量指数)是国际上常用的衡量人体胖瘦程度和健康风险的简易指标,计算公式为:。中国成人BMI分类标准如表所示: BMI范围 体重分类 健康风险 体重过低 营养不良、免疫力下降风险 正常范围 健康风险最低 超重 高血压、糖尿病风险. 肥胖 血管疾病、代谢综合征风险 某质量80kg,身高的成年男性,其身体质量评估为 (填“体重过低”“正常范围”“超重”或“肥胖”)。为践行健康生活,该男子开始通过跑步锻炼身体,跑步时闻到的花香是 (填“分子”“原子”或“物体”)的扩散现象。跑步时膝关节承受的冲击力约为体重的4倍,换用鞋底面积是原来倍的缓震跑鞋后,跑步时对地面的压强将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)卡路里是衡量能量的单位,专门用于量化食物提供的能量或人体消耗的能量。1卡路里(1卡)定义为使1g水温度升高所需的热量,即 J,人体维持体温的能量主要源于食物化学能转化成的 能。小华吃了一个200千卡的苹果,他想通过爬楼梯消耗能量,假设爬楼功率为150W,需持续运动约 (填“600”“6000”或“60000”)秒才能消耗这些能量。[水的比热容是] 20.氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。一辆氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min,消耗了0.6kg氢燃料。已知q氢=1.4 108J/kg。则: (1)氢燃料燃烧将燃料的 能转化为 能。 (2)这辆公交车在这5min里的牵引力做功多少J? (3)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量是多少J? (4)该氢能源公交车的热机效率是多少? 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 D C C A A B C B C C 1.D 【详解】A.核能的核燃料不能源源不断地在环境中获取,属于不可再生能源,故A错误; B.核裂变可控,因此核潜艇是利用原子核发生裂变来获取动力的,故B错误; C.弯曲的光导纤维也能传输信息,是因为光发生了反射,故C错误; D.电磁波可以在真空中传播,也可以传递信息,所以天宫站和地面之间的信息传递是通过电磁波完成的,故D正确。 故选D。 2.C 【详解】一次能源:直接来自自然界而未经加工转换的能源,例如化石燃料、风能、太阳能、水能、生物燃料、核能;二次能源:由一次性能源直接或间接转换而来的能源:煤气、氢能、电能、汽油、沼气。因此属于二次能源的是电能。故ABD不符合题意,C符合题意。 故选C。 3.C 【详解】A.用电高峰时,水下降带动发电机发电,将机械能转化为电能,故A错误; B.用电低峰时,电动机利用多余电能将水提升至高处,将电能转化为机械能,故B错误; C.上水库的高度一定,其容积越大,可储存的水量越大,高度一定时,重力势能越大,储存的电能越多,故C正确; D.电动机运行过程中会有部分能量损耗,故消耗的电能和发电机输出的电能不相等,故D错误。 故选C。 4.A 【详解】A.蜡烛燃烧的过程中会发生化学变化,将化学能转化为内能,故A正确; B.“走马灯”能够转动,是热空气的内能转化为了灯的机械能,其能量转化与汽油机的做功冲程相同,故B错误; C.热空气对叶片做功后,热空气的内能减小,故其温度会降低,故C错误; D.“走马灯”中空气温度升高是因为蜡烛对它加热,是通过热传递实现的,故D错误。 故选A。 5.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。 6.B 【详解】A.秦岭站选用隔音效果好的建筑材料,目的是在传播过程中减弱噪声,故A错误; B.为提高发电效率,秦岭站的太阳能电池背面可以利用积雪反射的太阳光发电,故B正确; C.-45 低于水银的熔点,不能用水银温度计测量-45 的气温,故C错误; D.冰熔化成水时,质量不变,密度变大,故D错误。 故选B。 7.C 【详解】A.汤姆逊通过实验发现电子,证实原子可分,为现代物理学奠定基础,故A正确,不符合题意; B.半导体导电性介于导体与绝缘体之间,芯片主要材料为半导体(如硅),故B正确,不符合题意; C.核电站通过核裂变释放能量,而非核聚变,故C不正确,符合题意; D.摩擦起电中,物体失去电子带正电,得到电子带负电,故D正确,不符合题意。 故选C。 8.B 【详解】由图可知,A处的能源既属于一次能源,又属于可再生能源。电能需要由一次能源加工、转换得到,属于二次能源,石油和天然气一旦被消耗,短期内很难从自然界中得到补充,属于不可再生能源;风能可以直接从自然界中获取利用,而且风能可以长期提供,属于可再生能源。故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 9.C 【详解】A. 电风扇工作时,消耗电能,主要获得机械能,还得到一小部分内能,故发生的能量转化主要是电能转化为机械能,故A正确,不符合题意; B. 电饭煲工作过程中,消耗了电能,获得了内能,故电饭煲的工作原理是将电能转换为内能,故B正确,不符合题意; C. 干电池放电时,可以向外提供电能,在电池内部发生的能量转化主要是化学能转化为电能。故C错误,符合题意; D. 太阳能发电站发电时,利用太阳能产生电能,发生的能量转化主要是太阳能转化为电能,故D正确,不符合题意。 故选C。 10.C 【详解】A.能量转移和转化是有方向性的,例如内能不能自动地从低温物体转移到高温物体,燃料燃烧时,化学能转化为内能,但这些内能无法自动地再次转化为化学能,故A错误; B.消耗掉的内能不能收集起来再利用,因为能量的转化和转移具有方向性,故B错误; C.在外界的影响下,热量可以从低温物体转移到高温物体,比如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下,能将热量从低温物体转移到高温物体,故C正确; D.汽车刹车时,由于摩擦,汽车的动能转化为地面、空气的内能,这些内能会散发到周围环境中,无法再自动收集起来驱动汽车,这是因为能量的转移和转化具有方向性,故D错误。 故选C。 11.D 12.C 【解析】11.太阳能电池板为蓄电池充电过程中,蓄电池消耗电能,在电路中消耗电能的元件是用电器,所以此时蓄电池相当于电路中的用电器。故ABC不符合题意,D符合题意。 故选D。 12.太阳能电池工作过程中将太阳能转化为电能,供用电器使用;蓄电池充电过程中将电能转化为化学能储存起来;蓄电池供电过程中将化学能转化为电能,供用电器使用;小风扇工作过程中主要将电能转化为机械能;LED灯工作过程中将电能转化为光能。故①是“化学能”、②是“电能”、③是“机械能”、④是“光能”,故ABD错误,C正确。 故选C。 13.(1) (2) 增大 沿原运动方向匀速直线运动 (3)不能 【详解】(1)运动员的质量为50kg,从60m高跳台上滑下过程运动员的重力做功 (2)[1]下滑过程中,考虑跳台的摩擦力,滑雪板克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,滑雪板的内能将增大。 [2]运动员运动到B点时,假设一切外力消失,运动员的速度不变,将沿原运动方向匀速直线运动。 (3)从A点滑下过程中若不计一切阻力(包括跳台阻力和空气阻力均不计),运动员在空中运动过程中,机械能不变;运动员在A点自由下滑,则运动员在A点的速度为0,运动员在A点的机械能等于A点的重力势能;运动员上升到最高点时,具有速度,则运动员上升到最高点时的机械能等于该点的动能与重力势能,则运动员上升到最高点时的重力势能小于A点的重力势能,运动员的质量不变,则运动员上升到最高点时的高度小于A点的高度,故运动员不能达到与A点高度相同的C点。 14.属于 【详解】潮汐能是海水周期性涨落产生的机械能,其能量来源为月球和太阳对地球的引力作用,这种引力是自然界长期稳定存在的自然现象,不会因人类利用而减少或耗尽,因此属于可再生能源。 15. 电能 发电机 【详解】[1]储能过程中,太阳能电池板将太阳能转化为电能,电力驱动电动压缩机压缩空气。 [2]空气内能通过膨胀机将内能转化为机械能,机械能驱动发电机,将机械能转化为电能。 16. 可再生 机械 【详解】[1][2]波浪具有的能量可以从自然界源源不断获得,是可再生能源;在利用波浪发电时,波浪的机械能转化为电能。 17.(1) 化学能 电能 (2)见解析 (3)选用最大阻值更大的滑动变阻器 【详解】(1)[1][2]简易调光台灯工作过程干电池给灯泡提供电能,此过程干电池储存的化学能转化为电能,小灯泡通电发光,电能转化为内能和光能。所以简易调光台灯工作过程的能量转化情况为:化学能 电能 内能和光能。 (2)要利用滑动变阻器调节灯的亮度,实验中滑动变阻器与小灯泡串联,若测试中发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不亮,则可能原因有:小灯泡短路,无电流通过灯泡,灯泡不发光;串联电路中任一处发生断路,无电流通过灯泡,灯泡不能发光。 (3)同一只灯泡,通过的电流越大,灯越亮。要增大亮度调节范围,则需使通过灯泡的电流变化范围更大,可以在电路中换一个最大阻值更大的滑动变阻器,在电源电压一定时,能使电路中的电阻变化范围更大,电路中的电流变化范围更大。 18.(1) 甲 乙 (2) (3)40% (4)会 【详解】(1)[1]由串联式混动汽车的定义(汽油机仅带动发电机发电,产生的电能一部分输入电动机驱动汽车,另一部分还能通过发电机向蓄电池充电)可知,甲为串联式油电车。 [2]并联式混动汽车中,汽油机可直接给汽车提供动力,能量转化环节更少,损耗更小,所以乙的效率高。 (2)已知牵引力,路程 根据做功公式,得牵引力做功 (3)已知汽油质量,汽油的热值,汽油完全燃烧放出的热量 汽油机的效率为 (4)油箱的油量或蓄电池的电量通过能量转化变为汽车所做的功,油量或电量越多,做的功就越多,通过公式,F一定的情况下,W越多,s就越大,所以会影响。 19.(1) 超重 分子 减小 (2) 4.2 内 6000 【详解】(1)[1]该成年男性身高对应的BMI值为 因为,所以该成年男性的身体质量评估为超重。 [2]闻到花香是由于分子在不停地做无规则运动,发生了扩散现象。 [3]跑步时膝关节承受的冲击力约为体重的4倍,换用鞋底面积是原来倍的缓震跑鞋后,跑步时对地面的压力基本没有变化,而受力面积变大,由可知,跑步时对地面的压强将减小。 (2)[1]由题知,1g的水温度升高所吸收的热量为1卡,1g的水温度升高所吸收的热量为 所以1卡 [2]食物提供的能量主要是化学能,人体维持体温的能量主要来源于食物化学能转化成的内能。 [3]小华吃的苹果所含的能量为 假设爬楼功率为150W,需持续运动的时间为 20.(1) 化学 内 (2)4.2 107J (3)8.4 107J (4)50% 【详解】(1)[1][2]氢燃料燃烧时,燃料内部的化学能通过化学反应转化为内能。 (2)由题意可知,功率 时间 则牵引力做功为 (3)氢燃料完全燃烧放出的热量为 (4)由前两问的计算结果可知,该氢能源公交车的热机效率为 学科网(北京)股份有限公司 $