第2章 第5节 能的转化与能量守恒（上册）-【拓展与培优】2026-2027学年九年级全一册科学同步练习（浙教版·新教材 浙江专版）

科 第5节 能的转 思维拓展 一、能量的相互转化 1.能量转化与能量转移 (1)能量转化：能量从一种形式转化为另一种 形式如： ①太阳能的转化； 照射到绿色植物叶片上 植物的化学能 照射到大气层 电磁能（光能） 空气的动能 照射到大阳能热水器 水的内能 照射到大阳能电池板上 电能 ②人体能量的来源及转化：人体所需的能量都 来自食物，食物被吸收的过程是食物的化学能转化 为人体的内能、电能、机械能等能量的过程； ③火力发电厂的能量转化：燃料燃烧将燃料的 化学能转化为内能来加热水，蒸汽驱动涡轮机转动 将内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电将机 械能转化为电能， (2)能量转移：能量从一个物体转移到另一个 物体如一块炽热的铁块放入冷水中，内能（热能）从 铁块转移到冷水，导致铁块的内能减少，冷水的内 能增加. 提示：能量转化涉及两种或两种以上能量形式 之间的转变，此时能量的对象可能变也可能不变.能 量的转移只是能量的对象发生了变化，而能量的形 式不发生变化. 2.能量转化的普遍性 (1)自然界中各种形式的能量不是孤立的，它 们可以在一定条件下发生转化，能量也可以在不同 物体间相互转移。 (2)能量转化是个普遍现象，自然界中物体运 动形式的变化总伴随着能量的相互转化. 二、能量的转化与守恒定律 1.能量的转化与守恒定律的内容 能量既不会消灭，也不会创生，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另 一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保 持不变.这就是能量转化和守恒定律， 2.能量的转化与守恒定律的意义 能量的转化与守恒定律是自然界最普遍、最重 要的基本定律之一.无论是机械运动还是生命运动， 化与能量守恒 无论是宇宙天体还是微观粒子，都遵循这个规律. 三、能量转移和转化的方向性 1.能量的转移有方向 内能总是自发地从高温物体转移到低温物体， 而不能从低温物体自发地转移到高温物体.如热水 变冷是内能自发地从高温物体转移到低温物体.电 冰箱、空调制冷等，虽是内能从低温物体转移到高 温物体，但这种转移不是自发进行的，必须有额外 的代价，即要消耗电能，电动机（压缩机）要对其 做功. 2.能量的转化有方向 机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发 地转化为机械能如汽车制动刹车时，由于摩擦，机 械能变成地面及轮胎等的内能，但这些内能无法再 次转化为汽车的机械能而使汽车重新开动. 例1自由运动的滚摆，每次上升的高度逐渐 减小，下列说法正确的是 ( ) A.机械能守恒 B.能量正在消失 C.只存在动能和重力势能的相互转化 D.减小的那部分机械能转化为内能，但总的能 量守恒 【分析】根据能量转化和守恒定律可知，能量 不会消灭，也不会创生，能量在转化、转移过程中， 总量保持不变.滚摆在运动时，一部分机械能转化为 滚摆、绳和周围空气的内能，使滚摆的机械能减少， 例2下列描述的现象中，不可能发生的是 () A.将80℃的铁块投入20℃的水中，水的温度 会升高 B.将80℃的水浇在80℃的铁块上，铁块能从 水中自发地吸收热量 C.杂技演员沿竹竿下滑时，手和竹竿的温度会 升高 D.燃烧的煤向四周散发热量 【分析】A项，热量总是自发地从高温物体转 移到低温物体，所以水的温度会升高.B项，将80℃ 的水浇在80℃的铁块上，由于不存在温度差，所以 铁块并不能从水中自发地吸收热量.C项，由于摩 擦，机械能转化为内能，因此物体会发热，温度升高. D项，燃烧的煤温度高，而四周温度较低，所以可以 向四周散发热量. (© 九年级 巩固练习 A组 1.有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它 挤压和拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这 种现象叫作压电效应.有一种打火机，就是应用了该 元件的压电效应制成的，只要用大拇指压一下打火 机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10~20kV的高 压，形成火花放电，从而点燃气体.其中压电陶瓷片 完成的能量转化是 A.内能转化为电能 B.化学能转化为电能 C.机械能转化为内能 D.机械能转化为电能 2.根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能 量转移的一组是 ①试管内的冷水 ②煤气炉将冷水 放入热水中变热 烧热 ③一球上升一球 ④小灯泡通电发 下降（不考虑摩擦 米 影响) A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 3.下列关于能量的转化和守恒的说法，正确的是 () A.因为能量是守恒的，所以不存在能源危机 B.人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以 凭空产生 C.任何制造永动机的设想，无论它看上去多么 巧妙，都是一种徒劳 D.轻绳一端固定在天花板上，另一端连接一重 物在竖直面内来回摆动许多次后总会停下来，说明 这个过程中的能量不守恒 4.某机器的能量流向如图所示，据此推理该机 器可能是 全一册 机械能输出 电能输入 机器 内能输出 A.热机 B.电动机 C.发电机 D.电热水器 5.如图所示，常用手电简中的底部装有一个既 能导电又有弹性的金属弹簧以下关于金属弹簧作 用的说法中，正确的是 () 按键 A.将电能转化为光能 B.将电能转化为内能 C.为了美观金属弹簧可以改为塑料弹簧 D.防止电路接触不良，造成断路 6.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之 一，关于太阳能的利用，下列说法中正确的是 主单金 丙 了 A.图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转 化为植物的化学能 B.图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳 能转化为水的内能 C.图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转 ● 化为信号灯的光能 D.图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳 能直接转化为飞机的机械能 7.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在 一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的， 下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是 109 科 ①树林 ②太阳 ③燃煤电 ④空调 A.①②③④ B.②③④① C.②①③④ D.①③④② 8.下列过程中有能量转移的是 .(填序 号) ①微波辐射；②红外辐射；③声音传播；④电网 输电；⑤形成海陆风；⑥热传导。 9.请分析回答下列有关能量形式的问题： (1)某品牌变色眼镜（如图甲）的镜片在强光下 会变成暗棕色，当光线变暗时，镜片几乎变成无色 透明.原来，变色眼镜是在普通镜片中加入了适量的 溴化银和氧化铜的微晶粒.当强光照射时，溴化银分 解为银和溴，使镜片呈现暗棕色，此过程中，光能转 化成 能. (2)干电池是生活中常用的电池，它把 能转化成电能. (3)如图乙所示为一辆行驶中的太阳能汽车， 该车的顶部装有由硅晶制成的太阳能电池板，它将 太阳能转化为电能，电能再转化为 能， 10.指出下列过程中能量是如何转换的： (1)流星划过夜空： 转化为 (2)飞流直下三千尺： 转化为动能和 内能。 (3)汽车匀速爬坡： 转化为 通过做功转化为 (4)气球爆炸：势能转化为 B组 11.如图所示的国产“和谐号”动车进站前的减 速过程分两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车” 技术，这期间关闭动力，列车依靠惯性前行并带动 发电机发电，速度从250km/h减至90km/h;第二 阶段采用传统的“机械刹车”，速度从90km/h不断 减小直至停下来.国产“和谐号”动车在进站前减速 的整个过程中，发生的能量转化情况主要是( A.第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：动能 转化为内能 B.第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：动能 转化为内能 C.第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：内能 转化为动能 D.第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：内能 转化为动能 12.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所 示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上 乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加.下列 关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是() A.是由水的内能转化来的 B.是由水的重力势能转化来的 C.是由乒乓球的内能转化来的 D.是由乒乓球的化学能转化来的 13.小明做了一个“魔罐”玩具，如图所示，在金 属罐的盖子和罐底各开两个小孔，用细线将一个钩 码系在橡皮筋的中部，然后将橡皮筋穿过盖子和罐 底的小孔并固定起来.他将“魔罐”在水平桌面上向 前滚出后将看到的现象是 你对此现象的解释是 能转化为 能制作时橡皮筋的张紧度要适当，皮筋张得过松会 导致 b 14.如图甲是我省潮汕地区东奥岛风力发电的 外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成： 九年级 (1)风机的叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等 性能，通常用硬度大，密度 (填“大”或 “小”)的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若 叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流 速不同产生压强差，而受到向 （填“上”或 “下”)的力使风叶旋转 (2)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电 机，利用 原理，使机械能转化为电能， (3)某风力发电机的输出功率与风速的关系如 图丙所示，由图象可知，能使该风力发电机组产生 电能的风速范围是 (用图象中的字母表 示). (4)下表给出了在不同风速下某风机获得的 能量： 平均风速(m/s) 5 10 1520 1s内获得的能量(×10J) 27 64 ①请你对表格的数据进行分析，你会发现该风 机1s内获得的能量与风速的关系是 ②风速为5m/s时，这台风机工作1min所产 生的电能可供1只“220V100W”电灯正常工作 l0min,请你通过计算求风机发电的效率是 15.阅读短文，回答问题： 扫地机器人 扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电 器，如图1. 机器人通过电动机旋转产生高 速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒； 其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底 部安装有塑料刷，用于清扫吸附在 地板上的灰尘及轻小物体；前端装 图1 有感应器，通过发射、接收超声波或 红外线来侦测障碍物.当剩余电量减为电池容量的 20%时，机器人会主动寻找充电器充电.某扫地机器 人的部分参数如下表一：（电池容量指放电电流与 放电总时间的乘积) 表 额定工作电压 12V 额定功率 30W 电池容量 2500 mAh 工作噪音 <50dB 机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣 的重要参数测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、 风量间的对应关系如表二：（真空度指主机内部气 压与外界的气压差.风量指单位时间内通过吸尘电 全一册 机排出的空气体积.吸尘电机吸入功率与输入功率 的比值叫作效率) 表二 真空度(Pa) 400 450 500 550 600 风量(m3/s》 0.025 0.02 0.017 0.015 0.013 吸入功率(W) 10.00 9.00 8.50 7.80 (1)机器人工作时，主机内部的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)大气压而产生吸力. (2)当地面有静电时，扫地机器人相对不易清 扫，这是因为 (3)该机器人正常工作时的电流为 A; 充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作 的最长时间为 min. (4)由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时， 若吸尘电机的输入功率为25W,此时其效率为 %;上述风量下，l0min内通过吸尘电机排出 的空气质量为kg.(取p空气=1.3kg/m3) (5)光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件.如 图为某光敏电阻的控制电路，电源电压U。恒定，RG 为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变 化，R为定值电阻.当光敏电阻分别为62和182 时，电压表的示数分别为6V和3V,则R。= Ω；为监测空气的透光程度，现将电压表表 盘的相关刻度值转化为对应的总阻值(R。十R:),则·· 转化后表盘上从左到右相邻两刻度线对应阻值的 。 减小量将 （填“塔大”“不变”或“减小”). 111巩固练习 A组 1.C2.D3.C4.B5.B6.D7.C 8.D9.D10.A11.C 12.光聚变 13.裂变和聚变(1)链式原于弹(2)热核 氢弹 14.重力势能裂变热值 B组 15.C16.C 17.(1)核裂变2H+O一2H)(2)①③ 18.1.7×1014焦 第5节能的转化与能量守恒 例1D 例2B 巩固练习 A组 1.D2.D3.C4.B5.D6.A7.C 8.①②③④⑥ 9.(1)化学(2)化学(3)机械 10.(1)势能内能(2)势能(3)化学能内 能势能(4)动能、内能和声能 B组 11.A12.B 13.魔罐又滚了回来弹性势动魔罐滚不 回来 14.(1)小上（2)电磁感应(3)01~3 (4)①风速越大，获得能量越多或风机获得的能量与 风速的三次方成正比②10% 15.(1)小于(2)带电体具有吸引轻小物体的性 质(3)2.548(4)3311.7(5)6减小 第2章培优训练 A组 1.C2.B3.A4.B5.C6.C7.B 8.A9.D10.D11.A 12.动重力势 13.液化粗糙A 14.(1)弹性势(2)C重力势mgl 15.小于1：4 16.(1)便于控制小球的撞击方向（或便于撞准木 块等)(2)速度(3)物体重力势能大小与高度有什 么关系？或重力势能大小与高度的关系 17.(1)10(2)A(3)小灯泡的实际功率太小 (4)小灯泡断路 18.(1)机器狗空载时对地面的压力等于自身重 力，即F=G=mg=12kg×10N/kg=120N,机器狗 120N 空载时对地面的压强：力=。2X0m5X ·14… 10'Pa. (2)机器狗背着铁饼的总重力：G=m'g=(12kg十 1kg)×10N/kg=130N,运动时受到的摩擦力是总重的 0.3倍，机器狗背着铁饼以最大速度返回时受到牵引力 等于阻力，即F'=0.3G=0.3×130N=39N,牵引力做 功的功率：P=F'v=39N×5m/s=195W, (3)充满电的机器狗运送一趟做功：W=F's十 F"=39N×50m+0.3×120N×50m=3750J,机 器狗做功消耗的电能：W'=(1一20%)×50%× U1t=(1一20%)×50%×24V×6A×3600s= w_207306J≈ 207306J,机器狗最多能跑趟：n=W=3750了 55. B组 19.C20.C21.B 22.120.22:1 23.(1)不变(2)增大先增大后减小 24.(1)略(2)小灯泡断路(3)A电压表 0.6(4)20 25.(1)大(2)天平(3)甲，因为乙中还受到细 线与滑轮间阻力影响. 26.(1)35(2)消耗电能、消耗能源、不符合绿色 环保理念、不符合低碳经济潮流、只能遮雨不能遮太 阳、雨极易溅到他人身上、刮大风时雨仍会吹到人身 上、电池耗尽后不能使用等合理即可(3)W=Pt= 80W×30×60s=1.44×105J p (220V)2 27.I)①由p=R得R= 2000W 24.22. ②m=pV=2kg,QR=cm△t=4.2X 103J/kg·℃×2kg×(100℃-20℃)=6.25× 10J,P=W,w= =200×7×103=8.4×10J· t QE×100% 1= 6.72×101×100%=80%. 8.4×10J (2) 220V C组 28.D 29.右（1+) 30.(1)C(2)③2.5V×(12-11) (3)②闭合开关S和S,断开S,保持滑动变阻 器滑片P不动，读出此时电压示数为U1③P额=