21.1 能量的转化与守恒 同步练习-2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

21.1能量的转化与守恒 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．图甲是一款小轿车。图乙是其汽油机的转速表，转速表的示数反映了汽油机曲轴每分钟的转动次数。图丙是该汽油机的能量流向图。下列说法正确的是（   ） A．该汽油机的效率是28% B．该汽油机的吸气冲程只吸入空气 C．该汽油机工作时能量不守恒 D．该汽油机1min对外做功750次 2．下列对能量转化的描述不正确的是（　　） A．发电机工作：机械能——电能 B．蓄电池放电：电能——化学能 C．萤火虫发光：生物质能——光能 D．内燃机工作：化学能——内能——机械能 3．海南国际自贸港正在大力发展新能源电动汽车。电动汽车充电时，电能转化为（　　） A．化学能 B．机械能 C．内能 D．光能 4．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 5．智能手机带给我们海量信息，这些信息是否科学就需要我们用所学知识去辨别。例如图是某视频的截图，它展示了“在水平路面匀速行驶的电动汽车车顶上安装有4组风力发电机，车边跑边发电，能够大幅提升续航能力”的做法，下列网友的评论你认为最科学的是（　　） A． B． C． D． 6．如图是课外兴趣小组的同学在跨学科实践活动中制作的“蒸汽船”模型，把盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜质容器底部加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶，则下列说法正确的是（   ） A．“蒸汽船”运动时能量转化与热机的做功冲程相同 B．水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 C．“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 D．采用铜制容器来加热是因为铜金属具有良好的导电性 7．下列关于声的说法不正确的是（　　） A．甲图中发声的喇叭使小纸片“跳舞”，说明发声体在振动 B．乙图中燃煤发电厂在发电过程中将煤炭的机械能转化为电能 C．丙图中倒车雷达，是利用声波传递信息 D．丁图中摩托车的消声器，是在声源处控制噪声 8．下列四个现象中，属于内能转化为机械能的是（　　） A．压缩点燃棉花 B．蒸汽顶起壶盖 C．冬天搓手取暖 D．压缩冲程 9．如图所示的生活现象包含许多物理知识，下列说法正确的是（　　） A．图-1，用水冷却发动机是利用了水的比热容小的特点 B．图-2，小朋友滑下滑梯后头发竖起是由于同种电荷相互排斥 C．图-3，多芯线是利用增大导线的横截面积来增大电阻的 D．图-4，用电热水壶烧水，电能主要转化为光能 10．如图是一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（　　） A．动能电能化学能光能 B．电能动能化学能光能 C．化学能电能光能动能 D．电能动能光能化学能 二、填空题 11．如图是神舟十六号载人飞船发射升空的情景，火箭推进器使用液态氢作为燃料，是因为其_______大。返回舱穿越大气层的过程中舱体的温度升高，内能_______（选填“增大”或“减小”），从能量转化的角度分析，这是返回舱的_______能转化为内能。 12．某老师发明新能源自行车，不用脚蹬，只要有空气就能跑。他将空气压缩后存储在高压气罐中，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车。该车在行驶时将 ______ 能转化为自行车的______能。空气动力自行车行驶时完全不依赖汽油或电池，______（选填 “违背”或“不违背”）能量守恒定律。 13．如图所示是某科技馆展出的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的叶子实际上是一个高效光电转换器，光电转换器的能量转化过程是______转化成______（填能量名称），该过程中能量的总和______（填“增加”“减少”或“保持不变”） 14．抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。它可将电网负荷低谷时的多余电能转变为电网高峰时期的高价值电能。将水抽至上水库时，水的_______________能增大，在用电高峰时转化为电能。这个过程中能量的总量是___________的。 15．东北铁锅炖深受大家喜爱，已知干木柴的热值为1.2107J/kg，某次炖煮使用干木柴15kg，则 (1)干木柴燃烧时将化学能转化为______，燃烧过程中干木柴的热值______； (2)炖煮锅内食物是通过______的方式改变内能； (3)若锅内食物吸收的热量为8.1107J，则本次炖煮的效率为______。 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．某同学在笔记中记录了如下错题，请你帮他找出错误之处，分析错因并写出正确的解答过程。 错题记录 错题改正 某商家在宣传一款价格低廉的“自发热石墨烯”保暖内衣时，声称该内衣内含石墨烯材料，穿戴时无需消耗其它能量，凭借石墨烯特殊的物质结构和极好的热稳定性，就能凭空产生热量，在任何时间和环境中都能实现“自发热”功能。请你利用所学的物理知识，判断该商家对“自发热”功能的宣传是否科学，并解释其原因。 答：该商家的宣传具有科学性。利用石墨烯特殊的物质结构和极好的热稳定性，无需消耗能量即可产生热量，是可以实现“自发热”功能。 错误之处：___________。 错因分析：___________。 正确解答：___________。 18．如图甲所示为人们所喜爱的电动自行车，它轻便、节能、环保。只要将图甲中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。 (1)图乙是电动车的充电插口，内有金属插脚，在使用过程中绝不能拿硬币、手等去触碰；图丙是电动车的局部电路图。如果硬币碰到充电插口的两个金属插脚，可能会造成蓄电池______（选填“短路”或“断路”），从而导致______（选填“蓄电池”或“控制器”）损坏；如果人体触碰蓄电池两极，人______（选填“有”或“无”）危险； (2)给电动车充电时，电瓶相当于______（选填“电源”或“用电器”），将______能转化为______能。 19．如图甲所示是抽水蓄能电站，这种电站是在高处挖一个水库，利用电力负荷低谷（用电量少）时的电能抽水至山顶水库（如图乙所示），在电力负荷高峰期（用电量多）再放水至山下水库发电（如图丙所示），又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，提高能量的利用率。 某纯抽水蓄能电站山顶水库进出水的管口在水库底部，没有或只有少量的天然来水进入山顶水库，山顶水库蓄满水的深度为，不考虑抽水过程中山下水库的水位变化，不考虑阻力的影响，请回答： (1)抽水蓄能电站是将电能转化成水的______能储存。 (2)求蓄满水后水对山顶水库库底的压强。 (3)电动泵将水抽到山顶水库消耗的电能为，存储一段时间后，山顶水库的水从山顶流下经发电机得到的电能为。请判断与的大小关系，并阐述你的判断理由。 (4)如果你是设计师，为了提高蓄能电站的能量利用率，你将从哪些方面进行改进，写出一条你的改进措施，并用相关物理知识做出解释。 学科网（北京）股份有限公司 《21.1能量的转化与守恒》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A A C A B B B A 1．A 【详解】A．热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的百分比。根据图丙的能量流向图，该汽油机的效率，故A正确； B．该车是汽油车，其发动机是汽油机，汽油机的吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故B错误； C．因为能量守恒定律是普遍规律，所以该汽油机工作时能量是守恒的，故C错误； D．由图乙中的转速表可知，指针指向0.75，单位是“×1000r/min”，所以此时汽油机曲轴的转速 该汽油机是四冲程内燃机，在一个工作循环中，曲轴转动2圈，对外做功1次。汽油机曲轴的转速为，即内曲轴转动圈，因此，汽油机在内对外做功的次数为次，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】A．发动机工作时，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能，故A正确，不符合题意； B．蓄电池放电时，蓄电池相当于电源，是将化学能转化为电能，故B错误，符合题意； C．萤火虫发光时，将自身的生物质能（化学能）转化为光能，故C正确，不符合题意； D．内燃机工作时，燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．A 【详解】电动汽车的电池在充电时，消耗电能并转化成了电池中的化学能储存起来。 故选A。 4．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。 5．C 【详解】A．电动汽车电池容量有限，行驶中需持续消耗电能，无法“用不完”。故A不符合题意； B．汽车靠电机驱动，风力发电机仅发电，无法直接提供推力。 故B不符合题意； C．行驶中空气阻力随速度增加，发电机发电功率远低于增加的阻力做功，实际会缩短续航。 故C符合题意； D．电池可同时放电和充电（如制动能量回收），但需满足能量净输入，否则会因损耗导致续航下降。故D不符合题意。 故选C。 6．A 【详解】AC．当铜管向右喷蒸汽时，“船体”向左运动，这个过程的能量转化是内能转化为机械能。这与热机做功冲程的能量转化相同，故A正确，C错误； B．水在沸腾时，一部分水吸收热量变为水蒸气，剩余的水内能减小，但水和水蒸气总的能量不变，符合能量守恒定律，故B错误； D．用铜制容器是因为铜的导热性好，能快速传递热量给水，与铜的导电性无关，故D错误。 故选A。 7．B 【详解】A．声音是由物体的振动产生的，发声的喇叭使小纸片“跳舞”，说明发声体在振动，故A正确，不符合题意； B．燃煤发电厂发电过程中，煤炭燃烧是化学能转化为内能，再通过蒸汽推动汽轮机（内能转化为机械能），最后发电机将机械能转化为电能，故B错误，符合题意； C．声音可以传递信息和能量，倒车雷达，是利用声传递信息，故C正确，不符合题意； D．摩托车的消声器，是在声源处控制噪声，防止噪声产生，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．B 【详解】A．压缩点燃棉花属于机械能转化为空气的内能，空气内能增加，温度升高，通过热传递将热量传递给棉花，棉花燃烧，故A不符合题意。 B．蒸汽顶起壶盖的原理为蒸气的内能转换为壶盖的机械能，故B符合题意。 C．冬天搓手取暖的原理为机械能转换为内能，使得手的温度升高，故C不符合题意。 D．热机的压缩冲程的能量转换为机械能转换为内能，故D不符合题意。 故选 B。 9．B 【详解】A．用水冷却发动机是利用了水的比热容大的特点，故A错误； B．小朋友滑下滑梯后，下滑过程中头发与空气摩擦，头发带上了同种电荷，同种电荷相互排斥。所以头发竖起是由于同种电荷相互排斥，故B正确； C．多芯线是利用增大导线的横截面积来减小电阻的，故C错误； D．用电热水壶烧水，电能主要转化为内能，故D错误。 故选B。 10．A 【详解】球被踢时，具有动能，内部装置发电，将动能转化为电能，电能储存在蓄电池中，是将电能转化为化学能，点亮LED灯时，化学能转化为电能，再转化为光能。所以能量转化形式是动能→电能→化学能→光能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11． 热值 增大 机械 【详解】[1]液态氢作为火箭燃料，是因为其热值大，即单位质量的液态氢完全燃烧能释放更多的热量，能为火箭提供充足的动力。 [2]返回舱穿越大气层时，温度升高，而内能与温度有关，同一物体，温度越高，内能越大，因此内能增大。 [3]返回舱穿越大气层时，与空气摩擦，速度减小，高度降低，机械能减小，其运动的机械能转化为返回舱的内能，导致温度升高。 12． 内 机械 不违背 【详解】[1][2]压缩空气存储在高压气罐中，此时空气具有内能。驱动自行车时，空气的内能通过膨胀做功转化为自行车的机械能。 [3]空气动力自行车行驶时消耗了空气的内能，将空气的内能转化为机械能，能的总量不变，不违背能量守恒定律。 13． 太阳能 电能 保持不变 【详解】[1][2]汽车顶部的叶子安装的是高效光电转换器，它吸收太阳能，产生电能，是把太阳能转化为电能的装置。 [3]根据能量守恒定律可知，该过程中能的总量保持不变。 14． 机械 守恒 【详解】[1]将水抽至上水库时，水的位置升高，重力势能增大，机械能增大，在用电高峰时转化为电能。 [2]根据能量守恒定律，这个过程中能量的总量是保持不变的。 15．(1) 内能 不变 (2)热传递 (3)45% 【详解】（1）[1]干木柴燃烧时发生化学反应，将化学能转化为内能。 [2]燃料的热值是燃料本身的一种性质，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否燃烧无关，故燃烧过程中干木柴的热值不变。 （2）煮炖锅内食物时，食物吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式改变内能的。 （3）干木柴燃烧放出的热量为 则本次煮炖的效率为 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． 该商家的宣传具有科学性 该商家的宣传违背了能量守恒定律 该商家的宣传不具有科学性。石墨烯产生的热量是需消耗能量的 【详解】[1][2][3]根据能量守恒定律可知，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一物体，或从一种形式转化为另一种形式；该商家宣传中提到“凭借石墨烯特殊的物质结构和极好的热稳定性，就能凭空产生热量”违背了能量守恒定律，故该商家的宣传不具有科学性，故正确解答应为：该商家的宣传不具有科学性，石墨烯产生的热量是需消耗能量的。 18．(1) 短路 蓄电池 有 (2) 用电器 电 化学 【详解】（1）[1]用硬币碰到充电插口的两个金属插脚，是通过硬币将蓄电池的正极与负极直接连接在一起，造成电源短路。 [2]蓄电池短路，释放电流过大，可能会损坏蓄电池。 [3]人体的安全电压不高于36V，而蓄电池的电压为48V，远高于安全电压，所以如果人体触碰蓄电池两极，有危险。 （2）[1]给电动车电瓶充电时，电瓶消耗电能，是用电器。 [2][3]充电时，电流流过电瓶，电瓶中物质发生化学变化，将能量以化学能的形式贮存起来，充电过程中是将电能转化为化学能。 19．(1)重力势 (2) (3)。理由见解析 (4)见解析 【详解】（1）抽水蓄能电站把水抽到高处，水的重力势能增大，是将电能转化成水的重力势能储存。 （2）蓄满水后水对山顶水库库底的压强 （3）[1][2]。电动泵将水抽到山顶水库，消耗的电能有一部分转化成水的机械能，还有一部分变成内能使电动机发热，这一环节损耗一部分能量。水从山顶流下经发电机发电的过程中，水的重力势能只能有一部分转化成电能，部分转化成水的动能，还有一部分转化为内能使发动机发热，这个环节又要损失一大部分能量，所以。 （4）在水下流的通道上安装多级发电机。水在流过每一级发电机时都可以将部分水的机械能转化成电能，减少能量的损失。 学科网（北京）股份有限公司 $