18.3 能量转化的基本规律 同步练习-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．下列说法正确的是（　　） A．扩散现象只发生在气体之间 B．色拉油加热后比热容变大 C．永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律 D．内燃机的做功冲程，机械能转化为内能 2．小聪在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg·℃），则下列说法中正确的是（　　） A．酒精燃烧的过程是内能转化为化学能 B．c乙=2.4×103J/（kg·℃） C．0-8min乙吸收的热量为3.36×104J D．该酒精灯的加热效率为28% 3．如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．电池在充电时相当于电源 B．图乙中a、b均为电能，且大小 C．图乙中d为机械能 D．风扇单独工作的过程中，风扇的工作效率 4．如图为街边美食——碳烤鸡蛋。当烤一段时间后，会听到“砰”的一声鸡蛋壳被内部的气体崩裂开来，同时在裂纹处散发一缕白气。以下有关说法中正确的是（　　） A．碳燃烧的过程中，将内能转化为化学能 B．烤制鸡蛋的过程中，利用做功的方法把鸡蛋烤熟的 C．鸡蛋崩裂的过程中，与火箭升空过程的能量转化相同 D．鸡蛋崩裂的过程中，鸡蛋内部的气体的内能增大 5．下列关于能量转化和守恒的说法中，正确的是（　　） A．水力发电过程中，内能转化为电能 B．手机充电过程中，电能转化为机械能 C．柴油机做功冲程中，内能转化为机械能 D．热机的工作过程不遵循能量守恒定律 6．如下表是某型号手机快充充电器的部分参数。利用“充电电流电压显示计”来测量该快速充电器将某一手机电池从零电量到充满电的过程中输出的电流和电压，并绘制如图甲、乙所示图像。下列有关说法错误的是（   ） 额定输入电压 输出    A．该快充充电器的最大输出功率为 B．充电器为手机充电时，手机电池相当于用电器 C．充电器为手机充电时，电流通过手机电池，把电能转化为化学能 D．若不计电能损耗，前充电消耗的电能为 7．神奇的“饮水鸟”能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚，乙醚吸收空气中的热量汽化后，下球气压增大，将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移，“低头喝水”，如图乙，此时上、下球连通，气压相同，乙醚流回下球，恢复图甲状态，如此反复。则（   ） A．“饮水鸟”低头过程中将机械能转化为电能 B．如果没有能量补充，“饮水鸟”会停止运动 C．“饮水鸟”在运动的过程中不涉及能量的转化 D．“饮水鸟”不遵循能量守恒定律 8．关于能源和信息，下列说法正确的是（　　） A．太阳能、风能、水能、核能、天然气等都属于可再生能源 B．我国自主建立的北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信息的 C．无人驾驶汽车行驶不需要消耗能量 D．医院内常利用红外线灭菌 9．下列关于能的转化和守恒的叙述，正确的是（　　） A．电风扇工作时，将机械能转化为电能 B．汽车匀速下坡时，机械能守恒 C．汽油机做功冲程中，机械能转化为内能 D．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能 10．自行车、电动自行车、燃油小轿车消耗的能量的类型分别是（　　） A．生物质能、太阳能、化学能 B．生物质能、电能、化学能 C．生物质能、核能、化学能 D．生物质能、电能、太阳能 二、填空题 11．如图甲所示，一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连.质量为m的物体从离水平面高h的A点由静止释放，最后静止于水平面上的C点，长为，如图乙所示，若在水平面上的D点处再连接一个光滑的圆弧槽，且长为，物体从A点由静止释放，第一次到达左侧圆弧槽的E点，之后再下滑直至最终静止。甲图中，物体在段运动时，克服阻力做功，将动能转化为_______能，直至动能为零；乙图中，最后物体静止于水平面上的位置距B点_______m。 12．第19届亚运会首次使用废碳再生的绿色燃料甲醇作为主火炬塔燃料，甲醇燃烧过程中将化学能转化为________能，其热值________。 13．据报道，某年过年期间有儿童往下水道扔鞭炮，酿成严重的人员伤亡事故（危险请勿模仿！）。下水道内往往会聚积大量沼气（主要成分是甲烷，易燃），被鞭炮点燃后炸飞井盖，将___________能转化为___________能，十分危险。假设下水道内沼气体积为2dm3，沼气热值为2.7×107J/m3，爆炸时10%的能量用来对井盖做功，最多能把质量90kg的井盖炸到___________m的高度，砸下来后果不堪设想。（g取10N/ kg） 14．如图所示的“永动机”______（填“能”或“不能”）实现永动，原因是它违反了自然界中一个重要的规律，这就是______。 15．如图所示，在试管内装适量的水，用软木塞塞住加热使水沸腾一段时间，水蒸气会把软木塞冲开。 （1）酒精燃烧时，化学能转化为______能； （2）水的温度升高，这是利用______的方式增加了水的内能； （3）水蒸气冲开木塞后，在试管口出现“白雾”是因为水蒸气______（填物态变化）； （4）水蒸气冲开软木塞的过程中，其能量转化情况是：______。 三、实验题 16．图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。跨学科项目小组想利用图乙中电源、小灯泡、开关、电位器（相当于滑动变阻器）制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 (1)在连接电路时，小灯泡与电位器应该______（选填“串联”或“并联”）； (2)请你用笔画线代替导线将图乙电路补充完整。要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮。图中A、B、C为电位器的三个接线柱； (3)小洋按要求正确连接电路制成台灯后发现，变阻器电阻最大时，灯泡仍发光，说明此时电路中______（填“有”或“没有”）电流，于是他设想在电阻片某一端加上一层绝缘层、保证灯泡可以调到熄灭、此时绝缘层应靠近图中______（填“A”或“C”）端； (4)与白炽灯相比，如果用LED灯做光源将电能转化为______能的效率更高； (5)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。请你帮他们提出一条改进措施：______。 四、综合题 17．涡轮喷气发动机如图所示为某轴流式涡喷发动机，其结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。其中压气机与涡轮装在同一条转轴上。工作时，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室。这部分气体在燃烧室中与燃料燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出推动飞机飞行。一架搭载某涡轮喷气发动机的飞机，其部分参数如下表。其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。 热效率η1 36% 推进效率η2 64% 航空燃油热值q 5.0×107J/kg （1）喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为___________能，从而提供动力。空气流过压气机时内能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）关于涡轮喷气发动机，下列说法中正确的是___________ ； A．进气道中吸入的是空气和燃气的混合气体 B．燃料耗尽后还可利用压气机压缩气体推动涡轮转动 C．尾喷管中喷出的气流对飞机做功 （3）已知上述飞机所受空气阻力与运行速度的关系如图乙所示，当飞机以200m/s的水平速度匀速巡航时，在巡航1h的过程中，需要多少kg的航空燃油___________？ （4）若涡轮喷气发动机的功效是指发动机提供给飞机的推力与发动机机械功率的比值，则其功效为多少___________N/W。 18．阅读材料，回答问题。 智能机器人 智能机器人有相当发达的“大脑”，具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。此外，它还有效应器，通过电动机使手、脚、鼻子、触角等动起来。智能机器人能用人类语言同操作者对话，能调整自己的动作以达到操作者所提出的要求。 机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，如图甲所示为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，R1为定值电阻，RB为磁敏电阻，阻值随外界磁场强弱变化而改变。 智能机器人的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池等。随着智能机器人技术的不断发展和成熟，它将走进千家万户，服务人们的生活。下表是某机器人的部分参数。 锂电池 电压 24V 容量 10A•h 电动机 额定电压 24V 额定功率 120W (1)给锂电池充电时是将电能转化为_______能；电动机使手、脚、鼻子、触角等动起来是将电能转化为_______能。 (2)控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强度变化的图线如图乙所示，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1也能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中_______（选填“ab”或“bc”）段。 (3)若当剩余电量减为电池容量的10%时，该智能机器人会主动寻找充电器充电，则充满电后至下一次自动充电前，该智能机器人能够连续正常工作的最长时间为_______h。 (4)该智能机器人靠底座轮子驱动，若该智能机器人的驱动电动机线圈电阻为0.2Ω，则电动机正常工作下的发热功率为_______W。 (5)如图丙所示是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图丁所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有_______个。 19．目前有一种备受关注的喷气飞行背包，它以汽油为燃料，汽油燃烧将______能转化为内能，一部分对人和飞行背包做功，还有部分散失到空气中，说明能量的转移和转化具有______。 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 C D C C D B B D B 1．C 【详解】A．不同物质相互接触时，会发生扩散，扩散现象可以发生在气体、液体、固体之间，故A错误； B．比热容是物质的一种特性，它的大小只与物质的种类和形态有关，故B错误； C．永动机在转动过程中，不可避免的要克服摩擦，所以不可能永远转动下去，违背能量守恒定律，不可能制成，故C正确； D．内燃机的做功冲程，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．酒精燃烧的过程是化学能转化为内能，故A错误； B．由图乙可知，甲的沸点为100℃，所以，甲液体为水；由于单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，由乙图可知，质量相等的甲乙两种液体升高相同的温度甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，由 可知，乙的比热容为甲比热容的一半，即c乙=2.1×103J/（kg·℃），故B错误； C．0-8min乙吸收的热量为与甲（水）吸收的热量相同为 故C正确； D．乙从20℃加热至沸腾需要10min，吸收的热量 4g酒精完全燃烧放出的热量为 该酒精灯的加热效率为 故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A．电池充电时，是消耗电能，把电能转化为化学能储存起来，此时电池是用电器；只有放电（供电）时，电池才是提供电能的电源，故A错误； B．图乙中，电池在充电时电能转化为化学能，所以a为电能；电池供电时化学能转化为电能，故b为电能；a是充电时输入的电能，b是电池供电输出的电能；充电过程中会有部分电能转化为内能损耗，放电过程也会有能量损耗，所以输入的电能a一定大于输出的电能b，故B错误； C．图乙中b～d为照明灯工作过程，照明灯工作时，将电能转化为光能和内能，故C错误； D．从图乙可知，电池供电输出的电能是b，b分为供给电动机的电能和供给照明灯的电能，风扇单独工作时照明灯不工作，供给照明灯的电能为0，即d=0，此时输入电动机的电能就是b，因此效率，故D正确。 故选D 。 4．C 【详解】A．碳燃烧放热，碳的化学能转化为内能，故A错误； B．烤制鸡蛋的过程中，鸡蛋吸收热量，温度升高，内能增大，是利用热传递来改变内能的方法把鸡蛋烤熟的，故B错误； CD．鸡蛋崩裂是因为内部的气体对蛋壳做功，鸡蛋内部的气体的内能减小，气体的内能转化为机械能，与火箭的升空原理相同，故C正确，D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．水力发电过程中，是将水的机械能转化为电能，故A错误； B．手机充电过程中，电能转化为化学能储存在手机电池中，故B错误； C．柴油机做功冲程中，高温高压的燃气的内能转化为机械能，故C正确； D．热机的工作过程跟所有能量转化转移过程一样，都遵循能量守恒定律，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．由图可知，充电时的最大电压为10V，最大充电电流为5A，则最大输出功率为，故A正确，不符合题意； B．用充电器给手机充电时，手机电池消耗电能，手机电池相当于用电器，故B正确，不符合题意； C．用充电器给手机充电时，手机电池将电能转化为化学能存储起来，故C正确，不符合题意； D．若不计能量损耗，0~5min时，电压为，电流为，通电时间为，消耗的电能为 5~10min时，电压，电流为，通电时间，消耗的电能为 则0~10min消耗的电能为，故D错误，符合题意。 故选D。 7．B 【详解】A．“饮水鸟”的工作过程是乙醚吸收空气中的热量汽化，内能转化为乙醚蒸气的内能，推动乙醚液体上升，使“饮水鸟”的重心升高，机械能增加，这个过程主要是将内能转化为机械能，不涉及电能的转化，故A错误； B．“饮水鸟”的运动需要不断地从周围空气中吸收热量（能量）来维持，如果没有能量补充，乙醚无法持续汽化，内外压强差不能维持，它就会停止运动，故B正确； C．“饮水鸟”在运动的过程中，存在内能和机械能之间的相互转化，并非不涉及能量转化，故C错误； D．“饮水鸟”和外界有能量交换，不是凭空动起来的，因此根据能量守恒定律可知，“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律，故D错误。 故选B。 8．B 【详解】A．短期内可以从自然界得到补充的能源是可再生能源，核能与天然气短期内不能在自然界得到补充，故不是可再生能源，故A错误； B．卫星通信是用微波来传递信息的，微波属于电磁波，故B正确。 C．汽车发动机工作时将内能转化为机械能，所以无人自动驾驶汽车行驶也需要消耗能量，故C错误； D．紫外线具有杀菌消毒作用，医院内常利用紫外线灭菌，故D错误。 故选B。 9．D 【详解】A．电风扇工作时，将电能转化为机械能，故A错误； B．汽车匀速下坡时，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故B错误； C．汽油机做功冲程，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故C错误； D．绿色植物的光合作用消耗了光能，获得了化学能，将光能转化为化学能，故D正确； 故选D。 10．B 【详解】人骑行自行车消耗生物质能（人的化学能属于生物质能范畴），电动自行车消耗电能（电池提供），燃油小轿车消耗化学能（燃油的化学能）。 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 11． 内 0.2 【详解】[1]物体在粗糙水平面上滑动，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。 [2]因为圆弧槽是光滑的，对在它上面运动的物体没有阻力，故物体在光滑的圆弧槽上滑动时，本身机械能不会减小。甲中，物体在A点开始运动，它具有的机械能在粗糙的平面上克服摩擦运动了3m后消耗尽。在乙图中，物体依然是在A点开始运动，它具有的机械能依然是在粗糙的水面上运动3m后全部转化为内能，故物体自A点开始下滑，到达E点后，再次下滑运动到右面的圆弧槽上某点再次下滑……直到在平面上的运动距离之和为3m时静止。它在水平面上运动时，第一次自B运动到D的距离为0.7m，第二次自D运动到B的距离为0.7m，第三次自B运动到D的距离为0.7m，第四次自D运动到B的距离为0.7m，这四次运动的距离之和为 第五次物体离开B点开始运动，运动的距离为 故物体离开B点运动0.2m后静止，即它静止时离B的距离为0.2m。 12． 内 不变 【详解】[1][2]甲醇燃烧释放热量，是将甲醇的化学能转化为内能；燃料的热值是燃料本身的一种性质，不会随着燃料是否燃烧完全而改变，所以甲醇燃烧时其热值不变。 13． 内 机械 6 【详解】[1][2]下水道内聚积大量沼气，被鞭炮点燃后，产生燃气膨胀会对井盖做功，将燃气的内能转化为井盖的机械能。 [3]下水道内沼气体积为2dm3，燃烧放出的热量为 根据可知，做的有用功为 由可得井盖炸的高度 14． 不能 能量守恒定律 【详解】[1]自然界里无论什么运动都会产生热，热向四周扩散，成为无用的能量，本来的能量减少，如不补给能量，任何运动着的机器都会停下来。 [2]永动机的制造过程违背了能量守恒定律。 15． 内 热传递 液化 内能转化为机械能 【详解】（1）[1]酒精燃烧，将化学能转化为内能。 （2）[2]用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰上吸收热量，水的温度升高，这是用热传递方法增加了水的内能。 （3）[3]“白雾”是小水滴，是水蒸气由气态变成液态小水滴即液化形成的。 （4）[4]水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。 16．(1)串联 (2) (3) 有 C (4)光 (5)换用阻值更大的电位器 【详解】（1）小灯泡与电位器应该串联，通过改变电位器接入电路中的阻值来改变电流，从而达到调节灯光亮度的目的。 （2）要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮，即通过灯泡的电流变大，电位器的电阻变小，因此应连接电位器的B、C接线柱，故如下图所示： （3）[1]灯泡发光的前提是有电流通过灯丝，此时变阻器电阻最大时灯泡仍发光，说明电路中有电流。 [2]要让灯泡调到熄灭，需使滑片滑到绝缘层处时电路断路。电位器的电阻丝为AC段，滑片接B，绝缘层应靠近C端，滑片顺时针滑到C端时，接触绝缘层，电路断开，灯泡熄灭。 （4）与白炽灯相比，LED灯在达到相同光照强度时消耗的电能更少，所以将电能转化为光能的效率更高。 （5）亮度调节范围小，说明电位器的阻值变化范围不足，可以换用阻值更大的电位器。 17． 机械 增大 C 2.25×103kg 3.2×10-3N/W 【详解】（1）[1][2]喷气发动机工作过程中，产生机械能，所以燃料的化学能先转化为内能，然后将内能转化为机械能，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，因此对气体做功，气体的内能增大。 （2）[3]A．根据题中信息可知进气道中吸入的气体是空气，而不是空气与燃气的混合气体，故A错误； B．压缩气体时，机械能转化为内能，不能推动涡轮转动，故B错误； C．由于力的作用是相互的，尾喷管中喷出的气流对飞机有一个向上的力，对飞机做功，故C正确。 故选C。 （3）[4]如图乙所示，当飞机以200m/s的水平速度匀速巡航时，受到的阻力为3.6×104N；飞机受到牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=3.6×104N 在巡航1h的过程中克服阻力做的功 W=fs=fvt=3.6×104N×200m/s×1×3600s=2.592×1010J 根据可得获得的机械能为 航空燃油完全燃烧放出的热量 根据Q放=mq得需要航空燃油的质量 （4）[5]机械功率 因涡轮喷气发动机的功效是指发动机提供给飞机的推力与发动机机械功率的比值，故其功效 18．(1) 化学 机械 (2)bc (3)1.8 (4)5 (5)100 【详解】（1）[1]由题意可得，给锂电池充电时，消耗电路中的电能，锂电池内发生化学反应，所以是将电能转化为化学能贮存起来。 [2]电动机使机器人的手、脚、鼻子、触角等动起来，消耗电路中的电能，手、脚、鼻子、触角等动起来具有机械能，所以是将电能转化为机械能。 （2）由图乙可知，在图像的ab段，磁敏电阻RB的阻值基本不随磁场强度的变化而变化，变化很小；在图像的bc段，磁敏电阻RB的阻值随磁场强度的增大而增大，变化较大；由丙图可知，要使控制电路中的电机稳定转动，就需要输出电流稳定，根据欧姆定律可知，就需要维持定值电阻R1两端的电压稳定；由图甲可知，定值电阻R1与磁敏电阻RB串联，由串联分压原理可知，为维持定值电阻R1两端电压稳定，磁敏电阻RB两端电压也应该随输入电压的变化而发生变化，则磁敏电阻RB的阻值的变化量较大，则由图乙可知，磁敏电阻的正常工作区应对应图中“bc”段； （3）由机器人的参数表可得，锂电池的总容量为 由题意得，该智能机器人充满电后至下一次自动充电前消耗的电能为 由参数表可知，该机器人正常工作时的电功率为，则由公式变形得，该智能机器人能够连续正常工作的最长时间为 （4）由参数表可知，该机器人正常工作时的电功率为，正常工作时的电压为，所以由公式变形得，该机器人电动机正常工作时的电流为 由电功率计算公式可得，电动机正常工作下的发热功率为 （5）由图丁可知，每内对准传感器的齿间隙为1个，则1s内对准传感器的齿间隙的个数为 19． 化学 方向性 【详解】[1]以汽油为燃料，汽油燃烧将燃料中的化学能转化为内能。 [2]在热传递过程中，热量从高温物体传递到低温物体，热量的转移具有方向性，汽油燃烧将化学能转化为内能，一部分对人和飞行背包做功，还有部分散失到空气中，这部分无法利用，故能量的转移具有方向性。 学科网（北京）股份有限公司 $