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

**基本信息** 本单元卷聚焦“能源与能量守恒”，以神舟十八号、氢能应用等科技前沿及生活情境为载体，覆盖能源分类、能量转化与守恒等核心知识，适配初中物理单元复习，注重物理观念建构与科学态度培养。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|能源分类（太阳能/核能）、能量转化方向性（永动机）|结合成都高新区能源体系等社会热点，考查物理观念| |填空题|6|新能源应用（智能座椅无线充电）、能量转化实例（爆米花）|联系西气东输等工程，体现科学态度与社会责任| |实验题|2|简易热机模型、调光台灯设计|通过实验操作（如电位器连接）培养科学探究能力| |综合题|2|氢能卡车计算、空间站能源转化|以氢能减排、太阳能电池板为情境，融合科学思维与实际应用|

第二十章 能源与能量守恒 一、单选题 1．成都高新区正在打造一个“清洁低碳、安全高效”的现代能源体系。下列关于能源说法正确的是（    ） A．煤、石油来源于太阳能，太阳能是太阳内部发生裂变释放的能量 B．能量的转化和转移都是有方向的，总量会发生变化 C．核能属于可再生能源，该过程涉及的能量转化：核能→机械能→内能→电能 D．开发利用太阳能、风能等新能源，提高能量的利用率，可缓解能源危机 2．节约资源和保护环境是我国的基本国策。下列叙述不符合节能环保要求的是（　　） A．重复使用节能环保购物袋，减少使用一次性用品 B．短距离上下楼不乘电梯，尽量减少电梯使用次数 C．公共建筑夏季室内空调温度设置一般不低于 D．手机充完电后，不必拔下充电器 3．如图所示是16世纪70年代，意大利的一位机械师斯特尔提出的一个永动机的设计方案。斯特尔在设计时认为，由上面水槽流出的水，冲击水轮转动，水轮在带动水磨转动的同时，通过一组齿轮带动螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。实际上，这个永动机并不会成功，其根本原因是违背了（　　） A．机械能守恒定律 B．牛顿第一定律 C．能量守恒定律 D．阿基米德原理 4．物理学习中涉及到下列机器或设备，有关表述正确的是（    ） A．内燃机是利用内能做功的装置 B．照相机是利用小孔成缩小的实像的原理照相的 C．发电机是将电能转化为机械能的装置 D．永动机的失败，证明了能量转化、转移是不守恒的 5．下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（   ） A．燃料燃烧时发热，将内能转化为光能 B．自发的能量转化和转移具有方向性，即自发的能量转化和转移过程是不可逆的 C．利用水库的水发电，再用这些电把水抽回水库，这样发电机和抽水机就会永远不停地运转下去 D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的 6．如图所示，是人们观看赛车比赛时的场景，下列相关说法中正确的是（    ） A．赛车安装尾翼是为了增加它的摩擦力 B．赛车轴承转动是由于活塞对燃气做功 C．赛车刹车时，刹车踏板属于费力杠杆 D．赛车充电时，是将化学能转化为电能 7．热机在生产生活中有着广泛应用，为了更好地探究热机工作原理，项目学习小组制作了如图所示的简易热机模型。关于该模型，下列说法正确的是（　　） A．蜡烛燃烧越充分，蜡烛的热值越大 B．蜡烛燃烧过程中，将内能转化为化学能 C．水被加热过程中，其内能是通过做功的方式改变的 D．风扇转动过程中，其能量转化方式与内燃机的做功冲程相同 8．“电”在现代生活方方面面都至关重要，下列电学应用说法正确的是（    ） A．我国利用核能发电时“核能”是可再生能源 B．家庭用电时用试电笔测电路中是否通电不能接触金属笔尾 C．广告灯牌中所采用的LED灯制作的主要材料为半导体 D．电视所接收到的无线广播信号是通过超声波传播的 二、填空题 9．近日，西安市街头出现了集光伏发电、储能、智能控制、感应亮灯、无线充电等功能于一体的公共智能座椅。其接收的太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，利用其配备的无线充电系统给手机充电与发电机的工作原理都属于______现象，此时手机电池相当于_____（选填“电源”或“用电器”）。 10．国家“西气东输”工程正源源不断地向江浙一带输送清洁能源 天然气，天然气属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，燃烧时将化学能转化为______能。 11．氢能源有轨电车已在多个城市投入使用，关于列车的物理现象，填空： (1)铁轨铺设在枕木上，是通过增大受力面积来________压强的。 (2)列车行驶时，以路边的树木为参照物，列车是________的。 (3)刹车时列车减速，说明力可以改变物体的________；刹车过程中，车轮与铁轨摩擦生热，是通过________的方式改变内能；摩擦产生的热量无法自动转化为列车的机械能，说明能量的转化具有________性。 12．路边崩爆米花的场景是一代人的回忆。伴随着一声巨响，空气中飘散出令人回味的香味，这是_________现象；高温高压气体将爆米花崩出时，气体的内能转化为爆米花的_________（填能量形式名称），这个过程中能量的总量_________（填“增大”“减小”或“不变”）。 13．“充电宝”作为一种集供电与充电功能于一体的便携式充电器，能够随时随地为手机等数码设备充电，如图甲所示，图乙展示的则是给充电宝充电的场景。请完成下面小题。 (1)如图甲所示，充电宝同时给手机和蓝牙耳机充电，手机和蓝牙耳机的连接方式是___________（选填“串联”或“并联”），此时充电宝相当于___________（选填“电源”或“用电器”）。 (2)如图乙所示，给充电宝充电过程中，将电能主要转化为___________能；能量在转移和转化的过程中总量___________（选填“增加”“减小”或“不变”）。 (3)超级快充充电宝在给手机充电时，充电宝本身也会发热，这是因为电流具有___________效应；为了防止充电时充电线过热，超级快充充电线通常比普通的充电线___________（选填“粗”或“细”），以减小充电线的电阻。 14．2024年，阳江核电站成为我国年发电量最大核电站。核电站是利用核___________的方式获取能量的，核能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出目前核能发电的一条不足___________。 三、实验题 15．向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有__________喷出时，扇叶就转动起来。 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 17．2024年5月28日，神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。此次出舱活动历时约8.5小时，是中国载人航天历史上一个重要的里程碑。 (1)如图，航天员李广苏在执行出舱任务，他正站在机械臂前端，此时航天员李广苏以_______（填字母）为参照物是静止的； A．地球上的指挥中心 B．机械臂前端 (2)在太空执行任务的航天员通过_______（填“无线电波”、“超声波”或“次声波”）与地面指挥中心联系； (3)在太空中，有时会遇到-100℃的低温，航天员头盔面窗的温度也会下降，航天员口鼻中呼出的热气中所含的_______就会在头盔面窗的_______（填“内表面”或“外表面”）上发生_______（填物态变化名称），产生水雾，妨碍航天员的视野。为此，科研人员采取通风去湿、双层面窗等方法保障面窗的透明度； (4)空间站在太空中主要用展开的太阳能电池板来提供能源，它可发生的能量转化为_______转化为电能。 18．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下图所示。 (1)氢能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源； (2)以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。 ①求卡车的行驶速度； ②求卡车所受牵引力； ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D C A B A D C 1．D 【详解】A．煤、石油的能量来源于古代生物固定的太阳能，但太阳能是太阳内部核聚变释放的能量，不是核裂变，故A错误； B．能量的转化和转移确实有方向性，但根据能量守恒定律，能量的总量保持不变，故B错误； C．核能消耗的核燃料短时间内无法从自然界补充，属于不可再生能源；且核电站的能量转化顺序为：核能→内能→机械能→电能，故C错误； D．太阳能、风能属于清洁可再生的新能源，开发此类新能源、提高能量利用率，可以有效缓解能源危机，故D正确。 故选 D。 2．D 【详解】A．重复使用节能环保购物袋，减少使用一次性用品符合节能环保要求，故A不符合题意； B．短距离上下楼不乘电梯，尽量减少电梯使用可节约用电，符合节能环保要求，故B不符合题意；   C．公共建筑夏季室内空调温度设置一般不低于26°C，有利用节约电能，符合节能环保要求，故C不符合题意；   D．手机充完电后，充电器插在电源上仍会消耗电能，浪费能源，不符合节能要求，故D符合题意。 故选D。 3．C 【详解】水轮转动过程中，需要克服摩擦力做功，水轮的机械能转化为内能；水轮的机械能减小，直到最后变为0，水轮停止转动，而水轮的机械能与转化的内能的总和保持不变，所以永动机不能成功的根本原因是违背了能量守恒定律，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】A．内燃机工作时，在做功冲程中将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，是利用内能做功的装置，故A正确； B．照相机是利用凸透镜成像原理（物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像）工作的，不是小孔成像原理，故B错误； C．发电机是将机械能转化为电能的装置，故C错误； D．永动机无法制成，是因为它违背了能量守恒定律，能量的转化和转移一定是守恒的，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】A．燃料燃烧时发热，是将燃料的化学能转化为内能，故A错误； B．自发的能量转化和转移具有方向性，即自发的能量转化和转移过程是不可逆的，可被利用的能量会变少，故B正确； C．利用水库的水发电，再用这些电把水抽回水库，在这个过程中，由于机械摩擦、电流热效应等因素，会有一部分能量以热量等形式散失掉，导致能量逐渐减少，所以发电机和抽水机不会永远不停地运转下去，故C错误； D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，是因为小球在运动过程中，机械能通过与空气的摩擦以及与地面的碰撞等，逐渐转化为内能，但整个过程中能量的总量是守恒的，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】A．赛车安装尾翼是利用流体压强与流速的关系，在赛车高速行驶时，尾翼上方空气流速慢、压强大，下方空气流速快、压强小，从而产生一个向下的压力，增加赛车对地面的压力，进而增大摩擦力，使赛车行驶更稳定，故A正确； B．赛车轴承转动是由于发动机提供动力，发动机工作时是燃气对活塞做功，而不是活塞对燃气做功，故B错误； C．赛车刹车时，刹车踏板的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，而不是费力杠杆，故C错误； D．赛车充电时，是将电能转化为化学能储存起来，而不是将化学能转化为电能，故D错误。 故选A。 7．D 【详解】A．热值表示燃料完全燃烧放出热量的本领，只与燃料自身有关，与燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃烧多少无关；所以，蜡烛燃烧越充分，蜡烛的热值不变，故A错误； B．蜡烛在燃烧过程中，放出热量，将化学能转化为内能，故B错误； C．水被加热的过程中，水吸收热量，水的温度升高内能增大，这是通过热传递的方式改变内能的，故C错误； D．风扇在转动过程中，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能，两者能量转化方式相同，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．“核能”是不可再生能源，故A错误； B．家庭用电时用试电笔测电路中是否通电必须用手接触金属笔尾，否则无法测量，故B错误； C．LED灯它的核心元件是发光二极管，二极管是由硅和锗等材料制作成，而硅和锗是半导体材料，故C正确； D．电视所接收到的无线广播信号是通过电磁波传播的，故D错误； 故选C。 9． 可再生 电磁感应 用电器 【详解】[1]从能源分类角度分析，可再生能源是能够源源不断从自然界获取的能源，太阳能具备该特性。 [2]发电机的工作原理基于电磁感应，无线充电系统也是依靠电磁感应实现电能的无线传输，二者原理属于电磁感应现象。 [3]用电器是消耗电能的装置，手机电池充电时会消耗电能，将其转化为化学能储存，此时属于用电器。 10． 不可再生 内 【详解】[1]天然气是化石能源，在短期内无法从自然界得到补充，因此属于不可再生能源。 [2]天然气是燃料，燃料燃烧时通过化学反应将化学能转化成内能。 11．(1)减小 (2)运动 (3) 运动状态 做功 方向 【详解】（1）根据压强公式，当压力F一定时，增大受力面积S，压强p会减小，铁轨铺设在枕木上正是通过增大受力面积来减小对地面的压强。 （2）判断物体运动状态需看其相对于参照物的位置变化，列车行驶时与路边树木的相对位置持续改变，因此以路边树木为参照物，列车是运动的。 （3）力的作用效果包括改变物体形状和运动状态，刹车时列车速度减小，运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态；改变内能的方式有做功和热传递，车轮与铁轨摩擦生热是通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，属于做功改变内能的方式；能量的转化和转移具有方向性，摩擦产生的热量无法自动逆向转化为列车的机械能，体现了这一特性。 12． 扩散 机械能 不变 【详解】[1][2][3]崩爆米花时，空气中飘散出令人回味的香味，是因为香味分子在不停地做无规则运动，是扩散现象；高温高压的气体将爆米花崩出时，气体内能转化为爆米花的机械能，根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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另一个物体，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，所以这个过程中能量的总量不变。 13．(1) 并联 电源 (2) 化学 不变 (3) 热 粗 【详解】（1）[1][2]串联电路中电流只有一条路径，各用电器间相互影响；而并联电路中，电流有多条路径，各用电器之间互不影响，独立工作。用充电宝同时给手机和蓝牙耳机充电时，断开手机或耳机，另一用电器仍能充电，故手机和蓝牙耳机的连接方式是并联的；而此时的充电宝给耳机、手机提供电能，相当于电源。 （2）[1][2]给充电宝充电的过程中，充电宝消耗电能，将电能转化成自身的化学能储存起来；根据能量守恒定律可知：能量在转化和转移的过程中总量保持不变。 （3）[1][2]超级快充充电宝在给手机充电时，因为电流具有热效应，这个过程中电能转化为内能，致使充电宝本身也会发热；充电宝的充电线中有电阻，根据影响电阻的因素可知，在其他条件一定时，导线越粗，导线的电阻就越小。 14． 裂变 不可再生 见详解 【详解】[1]目前人类能安全可控的核获得核能的方式是核裂变，阳江核电站是利用核裂变的方式获取能量的，太阳是利用核聚变获取能量。 [2]因为生产核能所用的铀等材料是有限的资源，故核能属于不可再生能源， [3]目前核能发电的一条不足是：会产生放射性废物，这些废物具有强放射性，处理和处置难度大，需要面对长期的环境风险和高昂的处理成本。 15．水蒸气 【详解】当酒精灯加热易拉罐内的水时，水受热沸腾产生大量水蒸气。高温高压的水蒸气从笔尖的小孔中高速喷出，冲击风扇的扇叶，使扇叶转动起来。这个实验模拟了蒸汽机的工作原理，展示了内能转化为机械能的过程。 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．(1)B (2)无线电波 (3) 水蒸气 内表面 液化 (4)太阳能 【详解】（1）李广苏站在机械臂前端，与机械臂前端的空间位置没有发生变化，和地球上的指挥中心间的空间位置发生变化，故以机械臂前端为参照物，他是静止的； （2）超声波与次声波的传播需要介质，不能在真空中传播，无线电波可以在真空中传播，所以在太空执行任务的航天员通过无线电波与地面指挥中心联系； （3）航天员呼出的气体中温度较高的水蒸气遇到冷的头盔面窗在其内表面液化成小液滴附着在面窗上，妨碍航天员的视野； （4）太阳能电池板工作时发生的能量转化为太阳能转化为电能。 18．(1)可再生 (2)，， 【详解】（1）氢能可以通过水的电解等方式制取，因此属于可再生能源。 （2）①卡车的行驶速度 ②由 可得，卡车的牵引力 ③牵引力做的有用功 由 可得，燃油完全燃烧释放的热量 完全燃烧燃油的质量 每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳，则可减排二氧化碳的质量 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $