滬粵版初中物理九下20.3 《能的轉(zhuǎn)化與能量守恒》（分層練習(xí)）-2023-2024學(xué)年九年級下冊物理同步滬粵版解析版

20.3能的轉(zhuǎn)化與能量守恒一、單選題1．人們在實際生活中使用下列設(shè)備時，所涉及到的能量轉(zhuǎn)化正確的是（）A．用天然氣灶炒菜，是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．電梯運行過程中，是機械能轉(zhuǎn)化為電能C．秋千向下擺的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D．用太陽能電池板，是太陽能轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【解析】A．用天然氣灶炒菜，消耗天然氣的化學(xué)能，得到菜肴的內(nèi)能，所以是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故A錯誤；B．電梯運行過程中，消耗電能，得到機械能，所以是電能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，故B錯誤；C．秋千向下擺的過程中，質(zhì)量不變，速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，所以是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程，故C錯誤；D．太陽能電池板工作過程中，消耗太陽能，得到電能，所以是太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程，故D正確。故選D。2．自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，下列說法正確的是（

）A．機械能守恒 B．減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒C．只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化 D．能量正在消失【答案】B【解析】自由擺動的秋千擺動幅度減小，說明機械能在減少，減少的機械能等于克服阻力做的功，增加了內(nèi)能，總能量守恒，不會消失，故ACD錯誤，B正確。故選B。3．下列從能量轉(zhuǎn)化的角度具體說明效率的意義，說法不正確的是（）A．某太陽能電池工作的效率是16%，說明太陽能電池把其接收到的太陽能的16%轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．某電動機的工作效率是83%，說明電動機把其消耗掉的電能的83%轉(zhuǎn)化為機械能C．某柴油機工作的效率是35%，說明柴油機把柴油燃燒時釋放的能量的35%轉(zhuǎn)化為機械能D．某電熱水器工作的效率是87%，說明電熱水器把其消耗的電能的87%轉(zhuǎn)化成了水的內(nèi)能【答案】A【解析】A．太陽能電池能量轉(zhuǎn)化為：太陽能轉(zhuǎn)化為電能，所以某太陽能電池工作的效率是16%，說明太陽能電池把其接收到的太陽能的16%轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤，符合題意；B．電動機能量轉(zhuǎn)化為：電能轉(zhuǎn)化為機械能，所以某電動機的工作效率是83%，說明電動機把其消耗掉的電能的83%轉(zhuǎn)化為機械能，故B正確，不符合題意；C．柴油機能量轉(zhuǎn)化為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能，所以某柴油機工作的效率是35%，說明柴油機把柴油燃燒時釋放的能量的35%轉(zhuǎn)化為機械能，故C正確，不符合題意；D．電熱水器能量轉(zhuǎn)化為：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以某電熱水器工作的效率是87%，說明電熱水器把其消耗的電能的87%轉(zhuǎn)化成了水的內(nèi)能，故D正確，不符合題意。故選A。二、填空題4．如圖，小明同學(xué)拍攝了一張小球掉落地面彈跳的頻閃照片，在這個過程中小球有一部分機械能轉(zhuǎn)化成了，能量的總量（選填“增大”“減小”或“不變”）。【答案】內(nèi)能不變【解析】[1][2]小球在運動過程中克服摩擦做功，有一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以小球的彈起的高度逐漸減小，此過程中遵守能量守恒定律，能量的總量不變。5．10月31日，搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時點火發(fā)射。如圖所示，是發(fā)射時的情景，燃料燃燒產(chǎn)生大量高溫高壓燃?xì)?，燃?xì)鈱鸺龉?，燃?xì)鈨?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭能?！敬鸢浮繖C械【解析】火箭發(fā)射時，燃料燃燒產(chǎn)生大量高溫高壓燃?xì)?，燃?xì)鈱鸺龉?，燃?xì)鈨?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機械能，燃?xì)鈨?nèi)能減小，火箭機械能增大。6．現(xiàn)在的電動汽車大多具有能量回收功能。在剎車或滑行時可以將汽車的能轉(zhuǎn)化為電能，為電池充電。有人認(rèn)為，只要進行技術(shù)再革新，汽車就可以邊行駛邊發(fā)電不需要再充電了，請評價這種觀點的科學(xué)性：?！敬鸢浮繖C械（或動）該觀點不科學(xué)，因為違背了能量守恒定律【解析】[1]根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化可知，在電動汽車剎車或滑行時，電動機能夠發(fā)電，將機械（或動）轉(zhuǎn)化為電能，為電池充電。[2]根據(jù)能量守恒定律可知，該汽車工作時，一定有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散失到空氣中，不可以一直運動下去，這種觀點是錯誤的。7．如圖－1，指紋識別解鎖是目前較為流行的手機解鎖方式，手指輕輕觸碰感應(yīng)區(qū)，識別出正確的指紋后手機自動開鎖，則感應(yīng)區(qū)相當(dāng)于手機電路中的；如圖－2，給手機充電的過程中，將電能轉(zhuǎn)化為能，此時手機與家中的電冰箱的連接方式是?！敬鸢浮块_關(guān)化學(xué)并聯(lián)【解析】[1]感應(yīng)區(qū)對手機起控制作用，相當(dāng)于電路中的開關(guān)。[2]手機電池存儲的是化學(xué)能，故在給手機充電的過程中，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。[3]各家用電器之間通常采用并聯(lián)的方式，達到獨立工作的目的，手機在充電過程中，與電冰箱互不影響，故連接方式是并聯(lián)。8．《天工開物》一書中有關(guān)于利用銅鑄幣的情景。鑄幣時，燃料燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為的過程。將熔化成液態(tài)的銅倒入錢幣模子，在凝固過程中，銅的內(nèi)能（選填“增大”減小或不變）【答案】內(nèi)能減小【解析】[1]燃料燃燒的過程，能量轉(zhuǎn)化是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[2]液態(tài)的金屬凝固成固態(tài)的過程中，放出熱量，溫度降低，內(nèi)能減小。9．自然界中的各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的：摩擦生熱，機械能轉(zhuǎn)化為能；電動機帶動抽水機把水送到高處，電能轉(zhuǎn)化為能?！敬鸢浮績?nèi)機械【解析】[1]摩擦生熱的能量轉(zhuǎn)化是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[2]電動機帶動抽水機把水送到高處的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機械能。10．燃?xì)庠顭畷r，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了0.02m3天然氣（假設(shè)天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg.℃），天然氣的熱值為8.4×107J/m3。天然氣在燃燒過程中將能轉(zhuǎn)化為能，該燃?xì)庠顭畷r的效率為。【答案】化學(xué)內(nèi)40%【解析】[1][2]天然氣燃燒過程中放出大量熱，產(chǎn)生高溫的氣體，該過程中是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[3]水吸收的熱量為天然氣完全燃燒放出的熱量為燃?xì)庠畹男蕿?1．從美國對華為的打壓事件，更看出科技強國的重要性。麒麟9000芯片是華為公司于2020年10月22日20∶00發(fā)布的基于5nm工藝制程打造，集成多達153億個晶體管的高端手機芯片。華為某款手機電池上標(biāo)有3.85V和4400mA·h，由此可知電池充滿電時儲存的能量為J。給電池充電時是把電能轉(zhuǎn)化為能（選填“內(nèi)、化學(xué)、機械”）儲存起來；晶體管是用（選填“導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體”）材料制成的?！敬鸢浮?0984化學(xué)半導(dǎo)體【解析】[1]電池充滿電儲存的電能為[2]用充電器給電池充電時，電池相當(dāng)于用電器，電能轉(zhuǎn)化為電池的化學(xué)能，電池消耗電能。[3]半導(dǎo)體在生活中有很多應(yīng)用，如晶體管等。三、實驗題12．如圖所示實驗和設(shè)想。（1）圖甲中，兩個底面平整、干凈的鉛柱壓緊后，下面可吊起一個重物，說明鉛柱的分子間存在力；除這種力外，分子間還存在力；（2）圖乙所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，迅速下壓活塞后，玻璃筒內(nèi)的空氣溫度，硝化棉的內(nèi)能（選填“增加”或“減少”）；（3）圖丙是一種設(shè)想中的永動機。從能量守恒的角度可知它（選填“能”或“不能”）一直工作下去，因為能量（選填“會”或“不會”）憑空產(chǎn)生。【答案】引斥升高增加不能不會【解析】（1）[1][2]分子間存在相互作用的引力和斥力，兩個底面削平的鉛柱緊壓在一起，下面吊一個重物也不能把它們拉開，說明分子之間存在相互作用的引力。（2）[3][4]活塞迅速壓下去時，活塞對氣體做功，使氣體的內(nèi)能增大，溫度升高，硝化棉吸收熱量，內(nèi)能變大，溫度升高，達到硝化棉的著火點，因此硝化棉燃燒起來。（3）[5][6]根據(jù)能量守恒定律可知，能量不會憑空產(chǎn)生，設(shè)想中的永動機不能一直工作下去，因為抽水器在工作過程中，有部分機械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即機械能會逐漸減少，根據(jù)能量守恒定律，最后會停止工作。

一、單選題1．LED燈帶在裝飾材料中被廣泛應(yīng)用。小明在研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)，燈帶中的LED燈串聯(lián)后經(jīng)直流電源適配器（類似于手機充電器）接入家庭電路，燈不亮；對調(diào)電池正負(fù)極后燈亮了（）A．一只LED燈正常工作時的電壓是220VB．燈帶中一只LED燈斷路其它燈不亮C．LED燈工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．燈帶中一只LED燈裝反了其它燈還能亮【答案】B【解析】A．LED燈總電壓是220V，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點，一只LED燈正常工作時的電壓小于220V，故A不符合題意；B．因為燈帶中的LED燈是串聯(lián)的，所以燈帶中一只LED燈斷路后其它燈將不亮，故B符合題意；C．用手試摸，說明LED燈主要是將電能轉(zhuǎn)化為光能，故C不符合題意；D．LED燈是半導(dǎo)體材料制成，所以燈帶中一只LED燈裝反了其它燈不能亮，故D不符合題意。故選B。2．2023年5月17日西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號運載火箭，成功發(fā)射第五十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。下列說法中正確的是（

）A．火箭使用液氫燃料，主要是利用了液氫的比熱容大B．與液氫相比，氫氣的分子間作用力更大C．火箭所使用的噴氣式發(fā)動機也屬于熱機D．火箭升空時與空氣摩擦生熱，溫度升高，且機械能增大，此過程不遵循能量守恒定律【答案】C【解析】A．發(fā)射火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時，可以釋放出更多的熱量，故A錯誤；B．同種物質(zhì)狀態(tài)不同，分子間的作用力大小不同。氫氣與液氫相比，氫氣的分子間距離更大，使得分子間的作用力更小一些，故B錯誤；C．各種將蒸汽或燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的發(fā)動機稱為熱機。故火箭的噴氣式發(fā)動機是熱機的一種，故C正確；D．能量即不會消滅，也不會創(chuàng)生，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中能的總量是保持不變的?；鸺者^程中，外殼與大氣摩擦，克服摩擦做功，溫度升高，且燃料燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化機械能，其機械能增大，此過程遵循能量守恒定律，故D錯誤。故選C。二、填空題3．2023年5月30日，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉發(fā)射成功?；鸺铀偕諘r，通過燃燒助推將燃料的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為整體的能；幾分鐘后，第一級火箭殘核脫離并墜落，墜落時殘核已無燃料但自身會燃燒殆盡，這是利用的方法改變物體的內(nèi)能。【答案】機械能和內(nèi)做功【解析】[1]火箭加速升空時，通過燃燒燃料將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為向后噴出的燃?xì)獾膬?nèi)能，最終通過助推轉(zhuǎn)化為整體的機械能和內(nèi)能。[2]第一級火箭殘核脫離并墜落，墜落時殘核已無燃料但自身會燃燒殆盡，墜落過程中，克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，溫度升高，內(nèi)能變大，其內(nèi)能的改變是通過做功的方式實現(xiàn)的。4．如圖，在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化棉，用力將活塞迅速下壓，棉花會被點燃。原因是活塞壓縮空氣做功，空氣內(nèi)能，溫度升高，達到硝化棉的燃點。其中硝化棉燃燒時將能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。【答案】增大化學(xué)【解析】[1][2]當(dāng)把活塞迅速壓下去時，壓縮空氣，活塞對空氣做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使筒內(nèi)空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達到硝化棉的燃燒點，硝化棉就燃燒起來；硝化棉在燃燒過程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5．如圖所示的“星球太陽”號是一艘利用太陽能作為動力驅(qū)動的雙體船，船體上方有500m2的太陽能板為其提供動力。動力船將太陽能最終轉(zhuǎn)化為船的能，太陽能是（選填“可再生”或“不可再生”）能源。【答案】機械可再生【解析】[1]動力船上的太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為船的機械能[2]可以源源不斷從自然界獲得的能源是可再生能源，不能源源不斷從自然界獲得的能源是不可再生能源；太陽能可以源源不斷的獲得，是可以再生的，故它是可再生能源。6．青海省位于我國西部，擁有極其豐富的太陽能、風(fēng)能、水能等多種清潔能源。圖中不屬于利用清潔能源發(fā)電的是（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）圖，其中丙圖是將能轉(zhuǎn)化成電能?！敬鸢浮考讬C械能【解析】[1][2]圖甲是火力發(fā)電，有廢氣、廢渣等的產(chǎn)生，其中不屬于利用清潔能源發(fā)電的是甲圖，其中丙圖風(fēng)力發(fā)電，是將機械能轉(zhuǎn)化成電能。7．揚州是全國著名路燈制造基地，近年智能化光電互補式路燈大量使用，該路燈裝有太陽能發(fā)電裝置，白天將獲得的電能儲存在蓄電池內(nèi)，夜間由蓄電池或交流電源對路燈供電，太陽能發(fā)電裝置是將能轉(zhuǎn)化為能，電源是將能轉(zhuǎn)化為能的裝置?！敬鸢浮刻栯娀瘜W(xué)電【解析】[1][2][3][4]太陽能電池板工作時，先將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在蓄電池中；夜間路燈發(fā)光過程是蓄電池放電過程，蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，供給路燈使用。8．如圖所示，“和諧號”動車進站前的減速過程分兩個階段進行：第一階段采用“再生剎車”技術(shù)，在這期間關(guān)閉動力，動車依靠慣性前行并帶動發(fā)電機發(fā)電，速度從250km/h減至90km/h；第二階段采用“機械剎”，速度從90km/h不斷減小直至停下來?！昂椭C號”動車在進站前減速的第一階段將機械能轉(zhuǎn)化為能，第二階段將機械能轉(zhuǎn)化為能，整個過程中，遵循守恒。【答案】電內(nèi)能量【解析】[1][2][3]第一階段減速過程中，由于動車?yán)^續(xù)行駛并帶動發(fā)電機發(fā)電，故將一部分動能轉(zhuǎn)化為電能。列車在第二階段機械制動過程中，采用傳統(tǒng)的機械剎車，列車克服摩擦做功，將機械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而能量的總量保持不變。該過程遵循能量守恒定律。9．“天宮課堂”已成為中國青少年關(guān)注度最高的科普課程，2022年10月12日進行的太空授課中，“太空教師”陳冬與地面課堂師生的實時互動交流是通過進行傳播的；陳冬將工具T字扳手在空中旋轉(zhuǎn)后，扳手時而頭朝下，時而頭朝上翻轉(zhuǎn)不停（如圖），這個現(xiàn)象中“會翻身的扳手”（選填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律?！敬鸢浮侩姶挪ㄗ裱窘馕觥縖1]電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲音的傳播需要介質(zhì)，而太空中沒有空氣，所以“太空教師”與地面課堂師生之間是通過電磁波進行傳播。[2]所有能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能的總量是不變的，都遵守能量守恒定律，所以“會翻身的扳手”在運動的過程中，遵守能量守恒定律。三、綜合題10．某國產(chǎn)品牌電動汽車充滿一次電最多可跑610km，其在一段水平路面上行駛時的功率為1×104W。（1）電池在充電過程中，電能主要轉(zhuǎn)化成了能；行駛的過程中，主要將電能轉(zhuǎn)化成了能。（2）該車平均每百公里耗電14kW·h，1公里等于1千米，電車充滿一次電，電池所存儲的電能最多為多少？（3）若該電動汽車以90km/h的速度勻速行駛時，汽車牽引力為多少牛？（4）若該電動汽車以90km/h的速度行駛450km，消耗電能2.25×108J，求該車的能量轉(zhuǎn)化效率。【答案】化學(xué)機械85.4kW·h40080%【解析】解：（1）[1][2]電池在充電過程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在電池中；行駛過程中電動汽車將電能轉(zhuǎn)化為機械能。（2）[3]根據(jù)題意可知，該車平均每百公里耗電14kW·h，則電動汽車跑610km需要的電能為（3）[4]電動汽車的速度為v=90km/h=25m/s由可知，汽車牽引力為（4）[5]電動汽車行駛450km牽引力所做的功為W有用=Fs=400N×450×1000m=1.8×108J該車的能量轉(zhuǎn)化效率為答：（1）電池在充電過程中，電能主要轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能；行駛的過程中，主要將電能轉(zhuǎn)化成了機械能；（2）該車平均每百公里耗電14kW·h，1公里等于1千米，電車充滿一次電，電池所存儲的電能最多為85.4kW·h；（3）若該電動汽車以90km/h的速度勻速行駛時，汽車牽引力為400牛；（4）若該電動汽車以90km/h的速度行駛450km，消耗電能2.25×108J，求該車的能量轉(zhuǎn)化效率為80%。四、科普閱讀題11．請仔細(xì)閱讀下文，并回答文后問題。垃圾發(fā)電填埋是目前全球垃圾處理的主要方式，傳統(tǒng)的垃圾處理方式是將垃圾集中填埋，讓其自行發(fā)酵。在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生二氧化碳和甲烷等廢氣，易造成常規(guī)污染，還可能帶來溫室效應(yīng)，甚至有爆炸的危險。福州市紅廟嶺垃圾填埋氣發(fā)電廠將垃圾填埋后，采用科學(xué)方法使其發(fā)酵，并把產(chǎn)生的填埋氣收集起來用于發(fā)電。因此，垃圾填埋氣和太陽能、風(fēng)能一樣，是一種可再生能源，不僅解決了垃圾填埋場安全和污染問題，也可產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益，同時減少溫室氣體的排放。目前，福州市我市垃圾填埋氣發(fā)電廠和前期投產(chǎn)的垃圾焚燒發(fā)電廠的年總發(fā)電量大約可供4萬個年用電量為2800千瓦時的家庭使用。（1）傳統(tǒng)的垃圾填埋處理方法的缺陷有：等；（2）將填埋氣收集起來用于