滬粵版物理九年級(jí)全冊20.3　能的轉(zhuǎn)化與能量守恒素養(yǎng)提升練含解析

第第頁滬粵版物理九年級(jí)全冊20.3能的轉(zhuǎn)化與能量守恒素養(yǎng)提升練（含解析）第二十章能源與能量守恒定律

20.3能的轉(zhuǎn)化與能量守恒

基礎(chǔ)過關(guān)全練

知識(shí)點(diǎn)1能的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化

1.(2022湖南益陽中考)下列能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的情景中,屬于能量轉(zhuǎn)移的是()

A.燃料燃燒時(shí)發(fā)熱

B.用熱水袋取暖

C.鉆木取火

D.電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面

2.(2022四川眉山中考)人們在實(shí)際生活中使用下列設(shè)備時(shí),所涉及的能量轉(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(yùn)行過程中,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

C.用太陽能電池板,是太陽能轉(zhuǎn)化為電能

D.秋千向下擺的過程中,是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能

3.(2023陜西白水田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)段考)共享單車緊急剎車后,在平直的公路上變慢、停止。在這個(gè)過程中,自行車的能轉(zhuǎn)化為車輪和地面的能,最后又傳給了空氣和,在此過程中能量的總量變化情況是;騎車時(shí)是將人的肢體運(yùn)動(dòng)的能量(選填“轉(zhuǎn)移”或“轉(zhuǎn)化”)為車行進(jìn)的能量。

知識(shí)點(diǎn)2能量守恒定律

4.【教材P83圖片變式】有人設(shè)想的“永動(dòng)機(jī)”如圖所示。下列對(duì)該裝置開始轉(zhuǎn)動(dòng)后的分析正確的是()

A.裝置所具有的機(jī)械能始終不變

B.如果沒有能量補(bǔ)充,裝置最終會(huì)停下來

C.根據(jù)能量守恒定律,裝置可以一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去

D.裝置中小球的動(dòng)能和重力勢能不會(huì)相互轉(zhuǎn)化

5.(2022四川自貢中考)關(guān)于能量守恒定律,下列說法正確的是()

A.能量可以憑空消失

B.能量可以憑空產(chǎn)生

C.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變

D.熱機(jī)在工作的過程中不遵循能量守恒定律

知識(shí)點(diǎn)3能在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中具有方向性

6.(2023江蘇揚(yáng)州江都模擬)目前有一種備受關(guān)注的噴氣飛行背包。如圖,人背上后能通過該設(shè)備獲得動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)人類自由單人飛翔的夢想。該背包發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油燃燒后的氣體通過噴氣孔噴出,使人獲得飛行動(dòng)力。該背包每小時(shí)消耗5kg汽油,這些汽油完全燃燒放出的熱量為J。汽油燃燒將能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,用來對(duì)人和飛行背包做功,還有部分內(nèi)能散失到空氣中,但這些內(nèi)能卻無法再被利用來對(duì)人和飛行背包做功,說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有。(q汽油=4.6×107J/kg)

7.(2023廣東深圳光明培英文武實(shí)驗(yàn)學(xué)校月考)燃油汽車的動(dòng)力機(jī)械是內(nèi)燃機(jī)。汽車勻速行駛時(shí),內(nèi)燃機(jī)通過燃燒汽油把能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,然后通過做功沖程把能轉(zhuǎn)化成汽車的能;而運(yùn)動(dòng)的汽車制動(dòng)時(shí)由于摩擦,動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的能,這些消耗的能量不能再用來驅(qū)動(dòng)汽車,可見,能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程是有性的。

能力提升全練

8.(2023廣東廣州中考,1,)如圖,太陽能汽車?yán)锰柲茈姵貙⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能,儲(chǔ)存在車上的蓄電池內(nèi),為汽車提供動(dòng)力。下列說法正確的是()

A.太陽能是一種不可再生能源

B.蓄電池為汽車提供動(dòng)力時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D.太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

9.(2022上海中考,4,★☆☆)瀑布從高峰傾瀉而下,驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電,在此過程中,能量轉(zhuǎn)化的順序?yàn)?)

A.動(dòng)能→重力勢能→電能

B.重力勢能→動(dòng)能→電能

C.電能→重力勢能→動(dòng)能

D.重力勢能→電能→動(dòng)能

10.(2023廣東廣州期末,5,★☆☆)如圖所示,是“風(fēng)光互補(bǔ)”景觀照明燈,它“頭頂”小風(fēng)扇,“肩扛”電池板,“腳踩”蓄電池,“腰挎”照明燈,下列解釋合理的是()

A.小風(fēng)扇是風(fēng)力發(fā)電機(jī),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B.照明燈是將光能轉(zhuǎn)化電能

C.光電池板是將光能轉(zhuǎn)化為電能

D.蓄電池在夜晚放電時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

11.(2023云南昆明中考,5,)節(jié)能燈工作時(shí)幾乎不發(fā)熱,而一盞60W白熾燈工作時(shí),熱到燙手。一盞10W節(jié)能燈的發(fā)光亮度與一盞60W白熾燈的發(fā)光亮度相當(dāng),則60W白熾燈的發(fā)光效率大約是()

A.90%B.83%C.42%D.17%

12.(2022福建中考,19,★☆☆)2022年5月30日,我國首座潮光互補(bǔ)型光伏電站并網(wǎng)發(fā)電,通過光伏發(fā)電、潮汐發(fā)電實(shí)現(xiàn)“日月同輝”。發(fā)電站分別把太陽能和月亮潮汐能轉(zhuǎn)化為。太陽能和潮汐能都屬于能源。

13.(2023廣東深圳中學(xué)期中,19,★★☆)用兩塊銅片、熱電偶、電動(dòng)機(jī)(帶風(fēng)扇)組成一個(gè)電路,銅片1插在90℃熱水中,銅片2放在空氣中,如圖所示,半分鐘左右風(fēng)扇發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。溫差發(fā)電的實(shí)質(zhì)是能轉(zhuǎn)化為能。利用這套裝置,最終熱水的內(nèi)能(選填“能夠”或“不能夠”)全部轉(zhuǎn)化成風(fēng)扇的機(jī)械能。溫差發(fā)電(選填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律。

14.(2023廣東深圳福田紅嶺中學(xué)月考,34,)各種形式的能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,請你依照圖中給出的兩個(gè)示例,依次寫出電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實(shí)例。

①。

②。

③。

④在上述實(shí)例中都遵循一個(gè)定律,這個(gè)定律是。

素養(yǎng)探究全練

15.【科學(xué)思維】閱讀短文,回答問題。

無鏈條電動(dòng)自行車

無鏈條電動(dòng)自行車,被稱為“沒有鏈條的混合動(dòng)力電動(dòng)自行車”。如圖所示為一種在售的無鏈條電動(dòng)自行車,它結(jié)合了電子動(dòng)力和人體動(dòng)力,此車既可以通過給鋰電池充電獲得能量,也可以通過騎行者踩腳踏板獲得能量。騎行者踩腳踏板的動(dòng)能,可轉(zhuǎn)化為電能,存儲(chǔ)在自行車框架中的鋰電池內(nèi),之后通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,以此驅(qū)動(dòng)自行車前進(jìn),因此使騎行者騎得更省力,同時(shí)也能減少對(duì)環(huán)境的污染。

為了保證電動(dòng)車的續(xù)航能力,該車采用了能量密度大的鋰電池,其能量密度達(dá)160W·h/kg,能量密度為存儲(chǔ)能量與電池質(zhì)量的比值。該車具體數(shù)據(jù)如表所示。

整車整車質(zhì)量40kg

最大車速26km/h

最大噪聲30dB

鋰電池電壓40V

容量10Ah

電動(dòng)機(jī)額定功率180W

(1)無鏈條電動(dòng)自行車可將騎行者踩腳踏板所產(chǎn)生的動(dòng)能通過轉(zhuǎn)化為能,然后電能又轉(zhuǎn)化為能存儲(chǔ)在車子的鋰電池中,之后再通過驅(qū)動(dòng)后輪再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,驅(qū)動(dòng)車子前進(jìn)。

(2)如圖中這款車的鋰電池最多能儲(chǔ)存的電能為J,鋰電池的質(zhì)量為kg。

(3)若測試時(shí)質(zhì)量為60kg的騎行者不踩腳踏板,僅靠鋰電池驅(qū)動(dòng),已知行駛時(shí)的阻力為車對(duì)地面壓力的0.04倍,在平直路面上可連續(xù)勻速行駛2.7×104m所做的功為J,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率為(g取10N/kg)。

(4)如圖所示這款車,若騎行者不踩腳踏板,僅靠鋰電池驅(qū)動(dòng),這種“電力驅(qū)動(dòng)”可使車連續(xù)勻速直線行駛2×104m;若騎行者踩腳踏板輔助鋰電池給車提供能量,這種“混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)”可使車連續(xù)勻速直線行駛3.5×104m。則“混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)”時(shí)人所提供的能量與“電力驅(qū)動(dòng)”時(shí)鋰電池提供的能量之比為。

答案全解全析

基礎(chǔ)過關(guān)全練

1.B燃料燃燒時(shí)發(fā)熱,將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,屬于能量的轉(zhuǎn)化,A錯(cuò)誤;用熱水袋取暖,通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,屬于能量的轉(zhuǎn)移,B正確;鉆木取火,通過做功改變物體的內(nèi)能,屬于能量的轉(zhuǎn)化,C錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面,將電能轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能,屬于能量的轉(zhuǎn)化,D錯(cuò)誤。

2.C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,A錯(cuò)誤;電梯運(yùn)行過程中,消耗電能,得到機(jī)械能,所以是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程,B錯(cuò)誤;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,C正確;秋千向下擺的過程中,質(zhì)量不變,速度增大,高度降低,所以是重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程,D錯(cuò)誤。

3.機(jī)械內(nèi)大地保持不變轉(zhuǎn)移

解析緊急剎車過程中,克服摩擦做功,自行車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為車輪和地面的內(nèi)能,最后又傳給了空氣和大地,在此過程中能量的總量保持不變;騎車時(shí)人肢體運(yùn)動(dòng)的能量為機(jī)械能,車行進(jìn)的能量也是機(jī)械能,因此騎車過程中是將人的肢體運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)移為車行進(jìn)的能量。

4.B裝置在工作的過程中存在摩擦,有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機(jī)械能會(huì)變小,A錯(cuò)誤;如果沒有能量補(bǔ)充,機(jī)械能會(huì)逐漸變小,裝置最終會(huì)停下來,B正確,C錯(cuò)誤;裝置在運(yùn)動(dòng)的過程中,有重力勢能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化,D錯(cuò)誤。

5.C能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,A、B錯(cuò)誤;據(jù)能量守恒定律,能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變,C正確;能量守恒定律適用于自然界中任何形式能的相互轉(zhuǎn)化,D錯(cuò)誤。

6.2.3×108化學(xué)方向性

解析5kg汽油完全燃燒放出的熱量為Q放=mq汽油=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J;汽油燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,用來對(duì)人和飛行背包做功;還有部分內(nèi)能散失到空氣中,但這些內(nèi)能卻無法再被利用來對(duì)人和飛行背包做功,這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。

7.化學(xué)內(nèi)機(jī)械內(nèi)方向

解析內(nèi)燃機(jī)通過燃燒汽油把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,然后通過做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成汽車的機(jī)械能;汽車制動(dòng)時(shí),由于摩擦,動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能,這些消耗的能量不能再用來驅(qū)動(dòng)汽車,說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程是有方向性的。

能力提升全練

8.C由于在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中存在能量的散失,所以太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,C正確。

9.B瀑布從高峰傾瀉而下,將重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電,又將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,所以能量轉(zhuǎn)化是重力勢能→動(dòng)能→電能。

10.C風(fēng)扇式發(fā)電機(jī)可以通過風(fēng)吹動(dòng)扇片轉(zhuǎn)動(dòng),把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,A錯(cuò)誤;照明燈消耗電能而發(fā)光,將電能轉(zhuǎn)化為光能,B錯(cuò)誤;光電池板是將光能轉(zhuǎn)化為電能,C正確;蓄電池在夜晚放電時(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D錯(cuò)誤。

11.D相同時(shí)間內(nèi),一盞10W節(jié)能燈正常工作消耗的電能W=Pt=10W×t,一盞60W白熾燈正常工作消耗的電能W'=P't=60W×t,則該白熾燈的發(fā)光效率大約是η=×100%=×100%≈17%。

12.電能可再生

解析發(fā)電站分別把太陽能和月亮潮汐能轉(zhuǎn)化為電能。太陽能和潮汐能消耗后都可以在短期內(nèi)得到補(bǔ)充,都屬于可再生能源。

13.內(nèi)電不能夠遵守

解析電路中有電流產(chǎn)生,對(duì)應(yīng)的電能是由熱水的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化來的,即溫差發(fā)電的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能;利用這套裝置,熱水的內(nèi)能除了轉(zhuǎn)化成風(fēng)扇的機(jī)械能外,還有一部分能量散失掉了,所以最終熱水的內(nèi)能不能夠全部轉(zhuǎn)化成風(fēng)扇的機(jī)械能;能量守恒定律是自然界中普遍存在的規(guī)律,任何能量的轉(zhuǎn)化都會(huì)遵守能量守恒定律。

14.解析①電風(fēng)扇通電轉(zhuǎn)動(dòng),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。②干電池在使用時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。③太陽能熱水器使水升溫,將光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。④在上述實(shí)例中都遵循一個(gè)定律,這個(gè)定律是能量守恒定律。

素養(yǎng)探究全練

15.(1)發(fā)電機(jī)電化學(xué)電動(dòng)機(jī)(2)1.44×1062.5(3)1.08×10675%(4)3∶4

解析(1)“發(fā)電機(jī)”實(shí)現(xiàn)“自發(fā)電”的過程中,可將騎行者踩腳踏板所產(chǎn)生的動(dòng)能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能,然后電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)在車子的鋰電池中,之后再通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,驅(qū)動(dòng)車子前進(jìn)。(2)由表格數(shù)據(jù)可知,鋰電池的電壓為40V,容量為10Ah,則這款車的鋰電池最多能儲(chǔ)存的電能W=UIt=40V×10Ah=400W·h=400W×3600s=1.44×106J,根據(jù)能量密度的定義,由能量密度達(dá)160W·h/kg可得,鋰電池的質(zhì)量m==2.5kg。(3)因水平面上物體對(duì)地面的壓力和自身的重力相等,所以電動(dòng)自行車此時(shí)對(duì)地面的壓力F=G總=(m車+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N,因電動(dòng)自行車此時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力相等,電動(dòng)機(jī)的牽引力F牽=f=0.04F=0.0