20.3 能量的转化与能量守恒 同步练习 2025-2026学年沪粤版物理九年级下册

20.3能量的转化与能量守恒 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题 1.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. 2.新能源汽车的绿色理念,得到越来越多的客户、同行乃至国家的认同。关于新能源汽车的说法中符合实际的是( ) A.新能源汽车的电动机工作时,电能转化为机械能的效率可以达到 B.点击触摸屏按钮,空调启动,其触摸屏在触摸时相当于空调电路的开关 C.新能源汽车在充电桩上充电时,该汽车的电池相当于充电电路中的电源 D.汽车的左转向的前后两盏灯是同亮同灭,所以它们的连接方式是串联的 3.关于图所示的四个情景,下列说法中不正确的是( ) A.甲图中的现象表明热的物体一定比冷的物体内能大 B.乙图,抽去玻璃板后,两瓶中的气体混合,这种扩散现象表明气体分子是运动的 C.丙图,活塞向下运动,这是内燃机的做功冲程,该过程中是将内能转化为机械能 D.丁图,用酒精灯加热试管中的水至沸腾后,水蒸气将软木塞推出,该过程中的能量转化顺序为化学能——内能——机械能 4.图是小汽车的某款发动机工作原理示意图,点燃发动机的酒精炉后,活塞来回运动就会使车运动起来,甲、乙两款这种发动机的能量参数如图所示,下列分析正确的是( ) ①酒精燃尽后,酒精所产生的能量消失了 ②发动机热气缸内部的气体推动活塞A向外运动,把内能转化为机械能 ③应选择性能更优的甲款发动机 ④应选择性能更优的乙款发动机 ⑤要想提高发动机热机效率,可以让发动机工作更长时间 A.①②④ B.③⑤ C.②③ D.②⑤ 5.下列根据所列现象进行的推测正确的是( ) A.现象:水和酒精混合后总体积变小 推测:分子之间存在引力 B.现象:破镜不能重圆 推测:分子间距离太远,相互作用力几乎为零 C.现象:共享单车骑行时不用充电 推测:能量不守恒 D.现象:摩擦起电 推测:不同物质相互摩擦后原子核发生了转移 6.关于能量,下列说法中不正确的是( ) A.被推出的铅球具有能量 B.我们生活中的大部分能量来自太阳 C.火力发电厂中煤炭燃烧释放的能量全部转化为电能 D.物质运动的多样性,决定了能量形式的多样性 7.随着可持续发展理念的深入人心,绿色能源和智慧城市建设成为人们关注的焦点,如图是“风光互补”的景观照明灯。它的最上端是一台风力发电机,灯柱上配有太阳能电池板,底部蓄电池可以储存电能,下列对景观照明灯储能和照明时的能量转化说法正确的是( ) A.风力发电机将电能转化成机械能 B.太阳能电池板能把太阳能全部转化成电能 C.蓄电池放电时,将电能转化成化学能 D.在能的转化和转移过程中,能量的总量保持不变 8.下列关于光现象的说法不正确的是( ) A.三原色光按照不同比例组合能得到各种颜色的色光 B.植物的光合作用是把光能转化为化学能 C.光的三原色是红、黄、绿 D.太阳能热水器将光能转化为内能 9.如图,物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机模型工作过程中( ) A.酒精燃烧过程中热值减小 B.蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 C.蒸汽被喷出后内能保持不变 D.蒸汽推动风车转动与热机做功冲程能量转化相似 10.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 二、填空题 11.如图是汽油机的能量流向图,根据图中给出的信息可知,该内燃机的效率为_,能量在转化和转移过程中总量保持_;随着科技的发展,人类_(选填“会”或“不会”)制造出永动机。 12.2025年5月29日,“天问二号”探测器成功发射。探测器运载火箭升空过程中与大气剧烈摩擦温度升高,这是通过_的方式使其内能增加;它对近地小行星进行探测时,探测的信息通过_传回地面;探测器所装的太阳能电池板将光能转化为_能,为它提供能量。 13.我国太空电站于2025年3月试验成功。太空电站距离地面高度约为,需要通过火箭发射完成。当太空电站发电时,是将_(填“卫星的机械能”或“太阳能”)转化为电能。 14.“塞贝克效应”是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。如图所示为根据该原理制作的一款简易装置,其工作时的能量转化情况为_。 15.如题图所示,运动员进行滑雪大跳台训练,从跳台上的A点自由滑下,从B点冲出。运动员在空中_(选填“能”或“不能”)达到C点。整个运动过程,运动员的机械能_,能量的总量_。(后两空选填“变大”“变小”或“不变”) 三、实验题 16.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 17.小明回陕北老家过年时发现,除了水暖和烧炕外,冬季供暖还有电油汀和空调等方式。小明家的电油汀额定电压为220V,功率为2000W,内部装有20kg导热油,假设电能全部转化为热能,但仅有80%的热量散入室内。空调制热额定功率为1500W,能效比为3(即每消耗1J电能可获得3J热量),其中空调工作过程简图如图所示。[导热油比热容为2000J/(kg )] (1)根据空调的能效比可知,空调消耗的电能要_(选填“大于”“小于”或“等于”)屋内空气升温吸收的热量,结合空调制热的工作原理,这个现象_(选填“违背”或“不违背”)能量守恒定律; (2)若两设备均工作1小时,分别计算电油汀和空调的实际散热量; (3)电油汀将导热油从20 加热至80 后关闭电源,若导热油每小时降温10 ,求其关闭电源后能持续供暖几小时(仅计算油的散热)。 (4)小明在长4m、宽3m、高2.5m的房间内,若房间需热量为,500,在北方严寒地区,室外温度低,空调能效比会下降到2.5,空调工作1小时是否满足需求。 18.“向深空,再出发”,2025年5月29日,在我国西昌卫星发射中心,天问二号探测器由长征三号运载火箭成功发射升空,开启了我国行星探测工程的新征程。 (1)长征三号运载火箭使用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较大的_;在火箭点火发射时将燃料燃烧后的_能转化为_能。 (2)火箭发射塔修建在水池上,利用了水的_较大,可以吸收更多的热,从而保护了发射塔不被高温烧毁。 (3)为应对深空探测中低温、低光照的复杂环境,天问二号采用了新型的扇形柔性太阳电池阵。其中应用的新型太阳电池的光电转换效率提升至34%。太阳能帆板是一种把太阳能转化为_能的装置。 19.如图为一款燃油发电机,它是由一台排量为448cc的四冲程热机和一台发电机组成的,采用汽油为燃料。油箱容积为20L,每小时的耗油量为1.8L,发电功率为7200W。(汽油的热值为4 107J/L)。 (1)它的能量转化如下,请你补充完成。 a_;b_。 (2)该发电机在工作的过程中,能量损失最大的一部分是_。 A.燃料没有完全燃烧 B.废气带走的热量 C.克服摩擦消耗能量 D.导线发热消耗能量 (3)该发电机消耗一满箱油可以发电多少kW h? (4)该发电机的发电效率是多少? 学科网(北京)股份有限公司 《20.3能量的转化与能量守恒》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B A C B C D C D B 1.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。 2.B 【详解】A.不论科学技术怎么发展,在利用能量做功的同时,由于机械摩擦等因素影响,都要消耗能量,因此其转化效率不可能达到,故A不符合题意; B.触摸屏在触摸时,可以打开空调,相当于电路的开关,故B符合题意; C.新能源汽车在充电桩上充电时,将电能转化为化学能,此时汽车的电池相当于电路的用电器,因为消耗电能的装置叫用电器,故C不符合题意; D.汽车的左转向的前后两盏灯是同亮同灭,但当一个灯损坏时,另一个灯会继续发光,即两灯互不影响,所以它们的连接方式是并联的,故D不符合题意。 故选B。 3.A 【详解】A.内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。甲图中热水的温度高,但如果冷水的质量远大于热水,冷水的内能可能更大。因此“热的物体一定比冷的物体内能大”的说法错误,故A不正确,符合题意; B.乙图中二氧化氮(密度大,在下方)和空气混合,属于扩散现象,表明气体分子在不停地做无规则运动,故B正确,不符合题意; C.丙图中,火花塞点火,活塞向下运动,进气门和排气门均关闭,这是内燃机的做功冲程,该过程将内能转化为机械能,故C正确,不符合题意; D.丁图中,酒精燃烧(化学能 内能),水吸热汽化,水蒸气膨胀做功将软木塞推出(内能 机械能)。能量转化顺序为:化学能 内能 机械能,故D正确,不符合题意。 故选A。 4.C 【详解】① 根据能量守恒定律,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。酒精燃烧时,其化学能转化为内能等其他形式的能量,能量并没有消失,故①错误; ② 发动机工作时,热气缸内的气体被加热,温度升高,内能增大,气体膨胀推动活塞A对外做功,这个过程将气体的内能转化为活塞的机械能,故②正确; ③④ 热机的性能用热机效率来衡量,效率越高,性能越优。热机效率 ,根据能量守恒定律,燃料放出的总能量 。 因此对于甲款发动机,其消耗的总能量 其效率 对于乙款发动机,其消耗的总能量 其效率 因为,所以甲款发动机的效率更高,性能更优,故③正确,④错误; ⑤ 热机的效率是由热机本身的结构和工作条件决定的,与工作时间的长短无关。延长工作时间,有用功和消耗的总能量会同时增多,但它们的比值不变。要提高热机效率,需要改进技术,如使燃料燃烧更充分、减小摩擦和热量散失等,故⑤错误。 故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 5.B 【详解】A.水和酒精混合后总体积变小,是因为分子间有间隙,分子运动时彼此进入对方的空隙,使总体积减小,因此可以推测出分子间存在空隙,故A错误; B.分子间存在相互作用的引力和斥力。破镜不能重圆,因分子间距离太远,相互作用力几乎为零,故B正确; C.共享单车骑行时不用充电,能量其实是守恒的,它只是把骑行的机械能转化成了电能,并没有凭空产生能量,故C错误; D.摩擦起电的本质是 电子转移 ,而不是原子核转移,故D错误。 故选B。 6.C 【详解】A.物体由于运动而具有的能叫动能,物体由于被举高而具有的能叫重力势能,被举高的铅球具有重力势能;被推出的铅球具有动能和重力势能,所以它具有能量,故A正确,不符合题意; B.太阳直接为地表提供光能和热能,维持地表温度,为生物的繁衍生长、大气和水体的运动提供能量,所以我们生活中的大部分能量来自太阳,故B正确,不符合题意; C.火力发电厂中煤炭燃烧释放的能量并不能全部转化为电能,实际存在着大量的能量损耗,如热量损失,机械运转摩擦等损失,故C错误,符合题意; D.一切物质都在运动,而能量是与运动密切联系的物理量,不同的运动形式对应着不同的能量形式,所以,从宏观到微观,物质运动的多样性,决定了能量形式的多样性,故D正确,不符合题意。 故选C。 7.D 【详解】A.有风时,风力发电机叶片转动,产生电能,所以是将机械能转化成电能,故A错误; B.太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置,但在转化过程中,总会有一部分能量以热能等形式耗散掉,所以转化效率不可能达到100%,即不可能把太阳能“全部”转化成电能,故B错误; C.蓄电池放电时,其内部发生化学变化,将储存的化学能转化为电能,为灯泡等用电器提供能量,故C错误; D.在能的转化和转移过程中,由能量守恒定律可知,能量的总量不变,故D正确。 故选 D。 8.C 【详解】AC.光的三原色是红、绿、蓝三种色光。将三种色光按不同的比例混合能得到各种颜色的色光,故A正确,不符合题意;C错误,符合题意; B.植物的光合作用过程是把吸收到的光能转化为化学能,储存在植物体内的,故B正确,不符合题意; D.太阳能热水器吸收光能,能给水加热,使水温升高,水的内能增大,此过程将光能转化为内能,故D正确,不符合题意。 故选C。 9.D 【详解】A.热值是燃料的特性,与燃烧情况无关。酒精燃烧时热值不变,故A不符合题意; B.能量转化过程中存在热量散失、摩擦损耗等,蒸汽内能不可能全部转化为风车机械能,故B不符合题意; C.蒸汽喷出后对外做功,内能减少,温度降低,故C不符合题意; D.蒸汽推动风车转动,内能转化为机械能,与热机做功冲程能量转化一致,故D符合题意。 故选D。 10.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。 11. 30% 不变 不会 【详解】[1]由图可知,输出有用功的能量与燃料释放的能量的比值 所以热机的效率为30%。 [2][3]根据能量守恒定律可知,能量在转化和转移过程中总量保持不变,能量不会凭空的消失,也不会凭空的产生,所以永动机违背了能量守恒定律,随着科技的发展,人类不会制造出永动机。 12. 做功 电磁波 电 【详解】[1]当探测器运载火箭升空过程中与大气剧烈摩擦时,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使火箭温度升高、内能增大,故是通过做功的方式改变内能。 [2]电磁波可以传递信息,且可以在真空中传播。因此在航天任务中,探测器通常使用电磁波将探测的信息传回地面。 [3]太阳能电池板的作用是将光能直接转化为电能,为探测器提供能量,保持探测器的正常运行。 13.太阳能 【详解】当太空电站发电时,消耗了太阳能,获得了电能,是将太阳能转化为电能。 14.内能转化为电能 【详解】对装置加热可以使电压表指针发生偏转,即可以获得电能,所以是将内能转化为电能。 15. 不能 变小 不变 【详解】[1][2]滑雪大跳台训练中,因为存在阻力,运动员在空中运动的过程中,需要克服阻力做功,一部分机械能转化为内能,机械能变小,所以不能达到和A点等高的C处。 [3]能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,而总的能量保持不变。 16.(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。 17.(1) 小于 不违背 (2), (3)6小时 (4)不满足需求 【详解】(1)[1][2]根据空调的能效比可知,能效比为3(即每消耗1J电能可获得3J热量),所以空调消耗的电能要小于屋内空气升温吸收的热量;任何能量的转移和转化都遵循能量守恒定律,所以结合空调制热的工作原理,这个现象不违背能量守恒定律。 (2)两设备均工作1小时,电油汀散热量 空调散热量 (3)加热导热油所需热量 关闭电源后每小时油降温释放热量 持续供暖时间 所以关闭电源后能持续供暖6小时。 (4)能效比为2.5时空调供热量 房间需热量 ,所以空调工作1小时不满足需求。 18.(1) 热值 内 机械 (2)比热容 (3)电 【详解】(1 )[1]运载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][3]燃料燃烧后产生高温高压的燃气,具有大量的内能;火箭升空时,燃气的内能转化为火箭的机械能。 (2 )火箭发射塔修建在水池上,利用了水的比热容较大,相同条件下,水可以比其他物质吸收更多的热,从而保护了发射塔不被高温烧毁。 (3 )太阳能帆板是太阳电池板,它的作用是把太阳能转化为电能。 19.(1) 内能 机械能 (2)B (3) (4)36% 【详解】(1)汽油机工作时,燃料燃烧将化学能转化为内能,产生高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,所以汽油机对应的能量转化是化学能 内能 机械能 ,即a为内能、b为机械能。 (2)在热机的各种能量损失中,废气带走的热量是最多的,所以该发电机(其中汽油机工作)在工作的过程中,能量损失最大的一部分是废气带走的热量。故选B。 (3)该发电机消耗一满箱油的时间 发电量 (4)由(3)可知发电量 一满箱油完全燃烧放出的热量为 该发电机的发电效率 学科网(北京)股份有限公司 $