11.2 能量守恒定律 同步练习-2025-2026学年教科版物理九年级下册

11.2能量守恒定律 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．我们日照市推行“环保节能新时尚”活动，下列原理分析正确的是（　　） A．骑行自行车上安装的发电机是把机械能转化为内能 B．实验室里的太阳能电池充电是把太阳能转化为电能 C．替代电热水器的太阳能热水器是将太阳能转化为电能 D．学校里使用的水冷空调是利用做功改变物体的内能 2．下列说法正确的是（　　） A．破镜不能重圆，是因为分子间存在斥力 B．物体温度越低，所含有的热量越少 C．物体只吸收热量而不对外做功，温度一定升高 D．各种形式的能量的总和一定守恒 3．疫情防疫期间，某市防控人员使用如图所示的小型电动无人机向管控区投递防疫物资，当无人机携带药品箱沿竖直方向匀速上升时（空气对药品箱的阻力忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．药品箱的机械能增大 B．无人机对药品箱不做功 C．药品箱的内能增大 D．无人机上的电动机将机械能转化为电能 4．枪虾的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光。在这个过程中，没有涉及的能量转化是（   ） A．机械能转化为声能 B．机械能转化为内能 C．光能转化为化学能 D．机械能转化为光能 5．如图所示是一款环保灯——重力灯，将18kg的重物挂在绳端，重物距地面2m高，松手后在0.5h时间内匀速下落着地，重物下落时拉动绳子带动发电机转动，使3只规格均为“1.5V 0.05W”的小灯泡正常发光，则下列说法正确的是（　　） A．每次下落0.5h产生的电能为90J B．每次下落过程中发电机输出电能为360J C．本重力灯机械能转化为电能的效率为75% D．本设计实现了无需消耗其他外界能量就能获得源源不断电能的目标 6．下列四种设备中，其中利用内能转化为机械能实现对外做功的是（　　） A．洗衣机 B．电视机 C．收音机 D．柴油机 7．如图所示是一标有“3V 15mA”字样的无线光电鼠标，它主要由两部分组成，分别是插在电脑usb接口上的接收器和操控电脑的鼠标。关于图中鼠标下列论述正确的是（　　） A．鼠标正常工作电压为6V B．鼠标的接收器与电脑其他各接口间为串联关系 C．鼠标休眠不工作是通过增大功率来达到省电的目的 D．鼠标充电的过程是电能转化为化学能的过程 8．下列有关能量转化的表述中，正确的是（　　） A．蓄电池充电时化学能转化为电能 B．电饭锅工作时电能转化为内能 C．匀速上升的电梯中的人，动能转化为重力势能 D．汽油机做功冲程中，机械能转化为内能 9．如图所示，在2021春晚舞台设置154块超高清LED（发光二极管）大屏幕分布于观众席后区上方，形似“穹顶”，下面说法正确的是（　　） A．154块LED屏幕是串联在一起的 B．LED发光时，几乎不发热，属于超导体材料 C．LED具有单向导电性，利用它可以判断电源正负极 D．LED工作时主要将电能转化为内能 10．关于下列四种现象中能量转化的说法正确的是（　　） A．电流通过电热丝时发热是核能转为内能 B．烧水时，水蒸气顶起壶盖过程中是机械能转化为内能 C．燃烧汽油时是内能转化为化学能 D．给电动自行车的蓄电池充电是电能转化为化学能 二、填空题 11．如图是长征2F火箭托举神舟12号飞船成功发射时的情景。火箭中用氢气做燃料主要的优点是它的______高，完全燃烧100kg的液态氢放出的热量是______J（氢气的热值q液氢=1.43×108J/kg）。火箭中的燃料燃烧时，将化学能转化为燃气的______能。 12．现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较______（选填“大”或“小”）的热值，燃烧时能满足火箭的动力需求，且燃烧产物只有水，是理想的高能清洁燃料。火箭升空过程中的能量转化为：燃料的化学能→______能→机械能。 13．生活离不开科学，科学与生活息息相关。如图所示为我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋（Bi2Te3）/纤维素复合热点薄膜电池”，它能充分贴合人体体表，实现利用体表散热为智能手环供电。此电池的能量转化是______。 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．在能源危机和环境污染的双重压力下，发展新能源汽车早已经是迫在眉睫的事情了，现阶段发展油电混合动力汽车，也是成为了我们生活中比较常见的步伐工具。 （1）给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于___________（选填“用电器”或“电源”）； （2）汽车发动机为汽油发动机，它把汽油燃烧产生的___________能部分转化为___________能，再通过传动机械将动力传给车轮使汽车行驶； （3）而电动车，是通过蓄电池来提供电能，通过电动机得到动力，电动机的电源采用的是48V的电压，如果使用12V的蓄电池，则应将___________个蓄电池___________联。 三、实验题 16．制作简易汽轮机模型 （1）项目分析：制作前应考虑以下问题： ①可以用____________作热源； ②工作物质是：______________； （2）设计制作：向易拉罐内部注入半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐，用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 （3）测试实验：用热源加热，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→__________________。 （4）实验改进： 调整后再次测试，发现风扇转动得很慢。请写出一个你认为可行的解决方案_____________。 四、综合题 17．2025年5月25日，深圳龙华后浪新天地投用由深圳市绿霸科技研发的智能无线充电路墩，首批投放15个。如图甲所示，这类路墩为圆形实心结构，兼具休憩、无线充电、智能交互与亮化功能。其中无线充电采用Qi协议，功率约5-10W，可给手机提供应急补电服务，如图乙。已知某款手机电池容量为5000mAh，电池电压约为3.7V。 (1)若该手机电池剩余电量为0，用此路墩10W的无线充电功能将其充满。不计能量损耗，理论上充满这款手机需要多少时间？ (2)若充电过程中能量损耗为18%，仍用10W无线充电功能将手机持续充电18.5分钟，求充入的电能占手机电池满电量电能的百分比。 (3)结合初中物理知识与生活实际，分析该智能无线充电路墩在充电功能上的核心优势与不足。（任答两点即可） 18．风光互补路灯系统是我国很多高速公路都有安装的“自给”型电力系统，该系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有太阳时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电时电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。 太阳能电池板 风力发电机 普通蓄电池 LED灯 电池板面积 0.5m2 最大限制风速 12m/s 额定电压 12V 额定电压 24V 光电转化效率 20% 最大输出功率 400W 电池容量 150Ah 额定功率 60W （1）风力发电机利用风力发电时将___________能转化为电能，原理是___________； （2）当太阳光照射到电池板表面处的功率为1200W/m2时，太阳能电池板的输出电功率为多少W___________？ （3）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比（风速在规定范围内），当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率为___________W；从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些___________？（答出一点即可） （4）如果把两个充满电的蓄电池串联起来给其中一个LED灯供电，当电池容量降低到最大容量的20%时，就不再提供电能，此电池组能让一个LED灯连续工作多少h？___________ 19．俯卧撑运动能提高人体生理机能。如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆： （1）此杠杆的支点为 ______（选填“O”、“A”或“B”）点。 （2）若该同学质量为50千克，那么他将身体撑起，每只手受到支持力至少为多少牛？（写出计算过程）( ) （3）做俯卧撑运动时，该同学消耗的化学能 ______（选填“大于”、“等于”或“小于”）克服自身重所需的能量。 学科网（北京）股份有限公司 《11.2能量守恒定律》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D A C C D D B C D 1．B 【详解】A．发电机是把机械能转化为电能的装置，故A错误； B．太阳能电池充电时把太阳能转化为电能，故B正确； C．太阳能热水器是将太阳能转化为内能，故C错误； D．学校里使用的水冷空调是利用热传递改变环境的内能，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A．破镜不能重圆，是因为分子间距离太大，分子之间作用力太小，故A错误； B．热量是个过程量，不能用含有来表述，故B错误； C．物体只吸收热量而不对外做功，温度可以不变，如晶体吸热时，温度不变，故C错误； D．根据能量守恒定律，能量不会无缘无故的消失，也不会无缘无故的产生，能量的总和保持不变，故D正确。 故选D。 3．A 【详解】A．药品箱的质量一定，速度一定，动能不变；高度增加，重力势能增加；动能和势能统称机械能，所以药品箱的机械能增大，故A正确； B．无人机携带药品箱沿竖直方向匀速上升，无人机对药品箱有竖直向上的拉力，并且药品箱在拉力方向上通过了距离，因此无人机对药品箱做了功，故B错误； C．因空气对药品箱的阻力忽略不计，没有对药品箱做功，也没有传递给药品箱热量，所以药品箱的内能不变，故C错误； D．无人机上的电动机将电能转化为机械能，故D错误。 故选A。 4．C 【详解】A．枪虾大螯合上挤出水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间发出很大的声音，这个过程将机械能转化为了声能，故A不符合题意； B．气泡在破裂瞬间会产生高温，说明物体的内能增加，这个过程将机械能转化为了内能，故B不符合题意； C．光能转化为化学能是指利用光能来发生化学反应，从而储存能量的过程，题干描述的现象是发光，是能量的释放，而不是吸收光能储存化学能，没有涉及该能量转化，故C符合题意； D．气泡在破裂瞬间还会发出一道极短的光，这个过程将机械能转化为了光能，故D不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】AB．3只灯泡正常发光时的总功率 P=3×0.05W=0.15W 每次下落0.5h产生的电能为 W电=Pt=0.15W×0.5×3600s=270J 故AB错误； C．重力做的总功 WG=Gh=mgh=18kg×10N/kg×2m=360J 则装置把重力做的功转化为电能的效率 故C正确； D．能量的利用过程，本质是能量的转移或转化过程，在转移或转化过程中，总量是不变的，但由于能量的转化和转移具有方向性，所以不需要消耗能量就能源源不断对外做功的“永动机”违背了能量守恒定律，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．洗衣机工作过程中将电能转化为机械能，故A不符合题意； B．电视机工作过程中将电能转化为光能和声能，故B不符合题意； C．收音机工作过程中将电能转化为机械能，故C不符合题意； D．柴油机工作过程中柴油燃烧释放的内能转化为机械能，从而实现对外做功，故D符合题意。 故选D。 7．D 【详解】A．由“3V  15mA”知：鼠标正常工作时的电压是3V，故A错误； B．鼠标的接收器与电脑其他各接口间互不影响，为并联关系，故B错误； C．根据可知，鼠标休眠不工作是通过减小功率来达到省电的目的，故C错误； D．鼠标充电的过程消耗电能，将电能转化为化学能的过程，故D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．蓄电池充电时相当于用电器，将电能转化为化学能，故A错误； B．电饭锅工作时将电能转化为内能，故B正确； C．匀速上升的电梯中的人，质量不变、速度不变，所以动能不变，因此不是动能转化为重力势能，故C错误； D．汽油机做功冲程中，将燃气的内能转化为机械能，故D错误。 故选B。 9．C 【详解】A．154块LED屏幕是并联在一起的，故A错误； BC．LED（发光二极管）的导电性能介于导体和绝缘体之间，属于半导体材料，具有单向导电性，利用它可以判断电源正负极，LED（发光二极管）本身的发热量极低，故C正确，B错误； D．LED工作时主要将电能转化为光能，同时产生一小部分内能，故D错误。 故选C。 10．D 【详解】A．电流通过电热丝时，电能会被消耗减小，电热丝会发热，内能增大，则电流通过电热丝时发热是电能转为内能，故A错误； B．烧开水时，壶盖被水蒸气顶起，是因为水蒸气对壶盖做功，这时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故B错误； C．汽油燃烧时化学能减小，内能增大，则该过程是将化学能转化为内能，故C错误； D．给电动自行车的蓄电池充电时，消耗电能，蓄电池化学能增大，则该过程是电能转化成化学能，故D正确。 故选D。 11． 热值 1.43×1010 内 【详解】[1]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。 [2]100kg氢气完全燃烧放出的热量： [3]燃料燃烧是一种化学变化，将化学能转化为燃气的内能。 12． 大 内 【详解】[1]液态氢具有较大的热值。热值指单位质量燃料完全燃烧释放的热量，氢的热值较高，能提供大量能量满足火箭动力需求。 [2]火箭升空时，燃料燃烧先将化学能转化为内能（热能），再通过热机做功转化为机械能，推动火箭运动。 13．内能转化为电能 【详解】根据该电池实现利用体表散热为智能手环供电可知，此电池的能量转化是内能转化为电能。 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． 用电器 化学 内 4 串联 【详解】（1）[1]给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，相当于用电器。 （2）[2][3]汽车发动机为汽油发动机，它把汽油燃烧时产生化学反应，释放化学能，产生热量，即化学能转化为内能。 （3）[4][5]并联电路中，各支路的两端电压相等；串联电路中，电路的总电压等于各个用电器的电压之和，故电动机的电源采用的是48V的电压，如果使用12V的蓄电池，则应将4个蓄电池串联，4个12V蓄电池串联组成电源电压为 16． 酒精灯 水 机械能 换用火焰更旺的热源 【详解】（1）[1]此处需要能持续提供热量的工具，选用酒精灯作热源是合适的。酒精灯的火焰温度稳定，能持续给易拉罐加热，使罐内的水吸收热量、温度升高，最终汽化成水蒸气，为装置工作提供动力。 [2]实验的核心动力来源是水受热汽化产生的水蒸气：水被加热后变成水蒸气，体积膨胀从笔管喷出，从而推动扇叶转动，所以整个装置的工作物质是水。 （3）[3]热源燃烧的过程，是其内部燃料的化学能转化为内能；这些内能传递给罐内的水，使水吸热汽化成水蒸气，内能转移到水蒸气中；当水蒸气从笔管高速喷出时，会对扇叶施加推力，此时水蒸气的内能转化为扇叶的机械能，带动扇叶转动，因此此处填机械能。 （4）[4]风扇转动慢，本质是水蒸气喷出的动力不够。换用火焰更旺的热源，比如用酒精喷灯代替普通酒精灯，能更快地提升罐内水的温度，加速水的汽化过程，产生更多、流速更快的水蒸气，从而增大对扇叶的推力，让扇叶转动得更快。 17．(1)6660s (2)13.67% (3) 见解析 【详解】（1）根据公式，已知电池电压，电池容量5000mAh = 5A×3600s，则手机电池充满电储存的电能 已知无线充电功率，不计能量损耗时，由可得，充满这款手机需要的时间 （2）根据公式，，，则用10W无线充电功能将手机持续充电18.5分钟消耗的电能 因为充电过程中能量损耗为18%，所以充入手机电池的电能 手机电池满电量电能，则充入的电能占手机电池满电量电能的百分比为 （3）优势： 1．无线充电无需接线，操作便捷； 2．功率适配应急补电需求，短时间可补充基础通话电量； 3．路墩集成休憩、亮化功能，充电场景更实用。 不足： 1．5-10W 功率较低，充满电池耗时较长； 2．无线传能存在能量损耗，充电效率低于有线充电； 3．手机需与充电区域精准贴合，使用时位置受限。 18． 机械 电磁感应现象 120W 50 环保 48h 【详解】（1）[1][2]风力发电机的工作原理是电磁感应现象，该过程中，机械能转化为电能。 （2）[3]由题意可知，电池板面积为0.5m2，太阳光照射到电池板表面处的功率为 光电转化效率为20%，则太阳能电池板的输出功率 太阳能电池板的输出电功率为120W。 （3）[4]风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比（风速在规定范围内），即，当时的功率，则 当v=6m/s时，风力发电的输出功率 风力发电的输出功率为50W。 [5]这种风光互补路灯利用太阳能和风能发电，节约资源，环保，且易安装。 （4）[6]两个充满电的蓄电池串联消耗的电能供LED灯使用，只有电池容量的80%提供能量，则 由蓄电池和LED灯的参数可知 则时间为 此电池组能让一个LED灯连续工作的时间为48h。 19． O 150 大于 【详解】（1）[1]同学在做俯卧撑运动时，可将他视为一个杠杆，会绕着O点运动，所以此杠杆的支点为O点。 （2）[2]该同学的重力为 G=mg=50kg×10N/kg=500N 由图可知，阻力臂为l2=0.9m，动力臂为 l1=0.9m+0.6m=1.5m 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得，动力F1为 每只手受到支持力为 （3）[3]做俯卧撑运动时，该同学不仅克服自身重力，还有身体骨骼间的摩擦做功，所以该同学消耗的化学能 大于克服自身重所需的能量。 学科网（北京）股份有限公司 $