人教版（2024）九年級(jí)全冊(cè)第3節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒優(yōu)秀精練-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一．基礎(chǔ)過(guò)關(guān)（共4小題）
1．說(shuō)明下列各物體具有什么形式的能量。
（1）通電后的電爐具有電能。
（2）原子彈、氫彈具有核能。
（3）高速運(yùn)動(dòng)的空氣形成的龍卷風(fēng)具有機(jī)械能。
【答案】（1）電能；（2）核能；（3）機(jī)械能
【解答】解：（1）通電后的電爐具有電能。
（2）原子彈、氫彈具有核能。
（3）高速運(yùn)動(dòng)的空氣形成的龍卷風(fēng)具有機(jī)械能。
故答案為：（1）電能；（2）核能；（3）機(jī)械能。
2．大量研究表明，能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，也可以從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，而自然界中能量的總量是不變的；但由于能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性，因而人類可利用的資源是有限的，所以我們?nèi)匀灰⒁夤?jié)約能源。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解：能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能的總量保持不變。
能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都是具有方向性的，不能反過(guò)來(lái)轉(zhuǎn)化。
故答案為：不變；方向性。
3．能量既不會(huì) 憑空消滅，也不會(huì) 憑空產(chǎn)生，它只會(huì)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，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變。這就是能量守恒定律。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解：能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能的總量保持不變。
故答案為：憑空消滅；憑空產(chǎn)生；轉(zhuǎn)化；轉(zhuǎn)移；能量。
4．某同學(xué)建立了關(guān)于能量的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)你幫他補(bǔ)全（1）、（2）、（3）空格處的內(nèi)容。
（1）電；（2）內(nèi) ；（3）裂。
【答案】（1）電；（2）內(nèi)；（3）裂。
【解答】解：太陽(yáng)能電池通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；
太陽(yáng)能熱水器通過(guò)光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
核電站的主要設(shè)備是核反應(yīng)堆，在核反應(yīng)堆中利用可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生核裂變，人類獲得核能。
故答案為：（1）電；（2）內(nèi)；（3）裂。
二．過(guò)關(guān)檢測(cè)（共12小題）
5．根據(jù)能量守恒定律，下列四幅圖中僅發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的一組是（）
A．①②④B．②③④C．①③④D．①②③
【答案】A
【解答】解：①冷水放入熱水中，屬于熱傳遞，發(fā)生了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移；
②鐵鍋熱的燙手，手吸收了熱量，屬于內(nèi)能的轉(zhuǎn)移；
③搓手時(shí)，克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于能量的轉(zhuǎn)化；
④棉被被曬暖和，是因?yàn)槊薇晃樟藷崃?，屬于?nèi)能的轉(zhuǎn)移；故A正確。
故選：A。
6．下列關(guān)于能量的說(shuō)法不正確的是（）
A．利用能量的過(guò)程就是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程
B．隕石進(jìn)入大氣層成為流星，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C．水力發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
D．人造衛(wèi)星展開(kāi)太陽(yáng)電池板，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能提供給衛(wèi)星上的用電器
【答案】C
【解答】解：
A、利用能量的過(guò)程就是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程，故A正確；
B、隕石進(jìn)入大氣層成為流星，隕石克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確；
C、水力發(fā)電是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤；
D、人造衛(wèi)星展開(kāi)太陽(yáng)電池板，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能提供給衛(wèi)星上的用電器，故D正確。
故選：C。
7．關(guān)于能量守恒定律，下列說(shuō)法正確的是（）
A．能量守恒定律只適用于機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化
B．能量守恒定律只適用于能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程
C．摩擦生熱是創(chuàng)造了熱，并不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中能量的總量永遠(yuǎn)不會(huì)增減
【答案】D
【解答】解：A、能量守恒定律適用于自然界中任何形式能的相互轉(zhuǎn)化，故錯(cuò)誤；
B、能量守恒定律既適用能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，又適用于能量的轉(zhuǎn)移過(guò)程，故錯(cuò)誤；
C、“摩擦生熱”是將機(jī)械轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程，所以它也是符合能量守恒定律的，故錯(cuò)誤；
D、據(jù)能量守恒定律，宇宙中的能量總和不變，故正確；
故選：D。
8．如圖所示，從斜面上滾下的小球能推動(dòng)平面上的木塊前進(jìn)一段距離，最后小球和木塊都靜止，對(duì)此現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是（）
A．小球和木塊的機(jī)械能都消失了
B．小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到木塊上，但機(jī)械能的總量保持不變
C．小球與木塊都靜止后，能量不守恒了
D．小球和木塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量（如內(nèi)能等），但能的總量保持不變
【答案】D
【解答】解：
A、由能量守恒定律可知，能量不會(huì)消失，故A錯(cuò)誤；
BCD、最后小球和木塊都靜止了，說(shuō)明小球和木塊的機(jī)械能減小了；由于小球跟斜面、小球和木塊與水平面間都有摩擦存在，小球和木塊都要克服摩擦做功，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但在能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能的總量保持不變，故BC錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
9．如圖為麻省理工大學(xué)課堂演示情景，教授將一個(gè)質(zhì)量為15.5千克的擺球從下巴處放手，結(jié)果擺球擺回時(shí)并沒(méi)有碰到他的下巴，教授的一句“物理生效了，我還活著”讓人回味悠長(zhǎng)，下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是（）
A．?dāng)[球在擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能保持不變
B．?dāng)[球擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不斷減小
C．?dāng)[球擺動(dòng)過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．此過(guò)程不符合能量守恒定律
【答案】B
【解答】解：
擺球在擺動(dòng)過(guò)程中，因與空氣摩擦，將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致擺球的機(jī)械能減少，這一過(guò)程同樣符合能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，即能的總量保持不變，故B正確。
故選：B。
10．能量守恒定律是自然界基本定律之一，下列有關(guān)該定律的理解正確的是（）
A．根據(jù)該定律可知：某個(gè)人具有的能量總是保持不變
B．“摩擦生熱”是創(chuàng)造內(nèi)能的過(guò)程，說(shuō)明能量可以從無(wú)到有創(chuàng)造出來(lái)
C．自然界任何制造永動(dòng)機(jī)的設(shè)想，無(wú)論它多么巧妙，都是徒勞的
D．一個(gè)單擺在來(lái)回?cái)[動(dòng)多次后總會(huì)停下來(lái)，說(shuō)明能量是不守恒的
【答案】C
【解答】解：A、在自然界中能量的總量保持守恒，而個(gè)人具有的能量是時(shí)刻發(fā)生變化的，故A錯(cuò)誤；
B、“摩擦生熱”是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不是創(chuàng)造熱能的過(guò)程，故B錯(cuò)誤；
C、自然界任何制造永動(dòng)機(jī)的設(shè)想，無(wú)論它多么巧妙，都是徒勞，因?yàn)樗`背了能量守恒定律，故C正確；
D、一個(gè)單擺在來(lái)回?cái)[動(dòng)多次后總會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)橐徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，并不能說(shuō)明能量是不守恒的，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
11．如圖所示，材質(zhì)均勻的弧形軌道固定在豎直平面，將小球置于軌道的頂端A點(diǎn)，小球具有的機(jī)械能為200J。讓小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾動(dòng)，到右側(cè)所能達(dá)到的最高位置B點(diǎn)時(shí)，具有的機(jī)械能為160J，隨即小球向左側(cè)滾動(dòng)，當(dāng)滾動(dòng)到左側(cè)所能達(dá)到的最高位置時(shí)，它具有的機(jī)械能可能是（不計(jì)空氣阻力）（）
A．130JB．120JC．110JD．100J
【答案】A
【解答】解：由題意可知，小球在與軌道摩擦的過(guò)程中，其機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，逐漸減小。不計(jì)空氣阻力，小球從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能從200J減小為160J，減少了40J．而從B點(diǎn)再到達(dá)左側(cè)所能達(dá)到的最高位置時(shí)，其通過(guò)軌道的長(zhǎng)度應(yīng)該比第一次短，所以機(jī)械能減少的大小應(yīng)該小于40J，即小球的機(jī)械能是在160J的基礎(chǔ)上，減去一個(gè)小于40J的數(shù)，即160J﹣40J＝120J，即最終的機(jī)械能大于120J，故A符合題意。
故選：A。
12．如圖為四旋翼無(wú)人機(jī)，它依靠電池為電動(dòng)機(jī)供電，帶動(dòng)機(jī)翼旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)升空。小明操縱遙控器，使無(wú)人機(jī)從地面先加速上升，然后減速上升，最后懸停在某一高度進(jìn)行攝影。則無(wú)人機(jī)在加速上升過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；從地面開(kāi)始升空至剛懸停在某一高度的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)的動(dòng)能變化情況是先增大后減小。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解：電動(dòng)機(jī)工作的過(guò)程中消耗電能得到機(jī)械能，故電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
從地面開(kāi)始升空至剛懸停在某一高度的過(guò)程中，是先加速上升，然后減速上升，無(wú)人機(jī)的質(zhì)量不變，所有無(wú)人機(jī)的動(dòng)能變化情況是：先增大后減小。
故答案為：電；機(jī)械；先增大后減小。
13．回答下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題：
（1）把一根金屬絲弄彎再弄直，反復(fù)多次后折彎的地方會(huì)發(fā)熱，這是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
（2）把一乒乓球壓入盛有水的燒杯底部（如圖所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的過(guò)程中，它的機(jī)械能不斷增加，其機(jī)械能是由水的重力勢(shì)能（選填“內(nèi)能”或“重力勢(shì)能”或“化學(xué)能”）轉(zhuǎn)化來(lái)的。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解：（1）把一根金屬絲弄彎再弄直，反復(fù)多次后折彎的地方會(huì)發(fā)熱，這是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
（2）乒乓球在上升的過(guò)程中，它的機(jī)械能不斷增加，由于液面降低，水的重力勢(shì)能減小，故乒乓球的機(jī)械能是由水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的。
故答案為：（1）機(jī)械；（2）重力勢(shì)能。
14．我國(guó)一直在研究導(dǎo)彈攔截系統(tǒng)，攔截彈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做曲線運(yùn)動(dòng)，燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒產(chǎn)生推力，燃料的化學(xué) 能轉(zhuǎn)化為攔截彈的機(jī)械能。攔截彈在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)受到空氣阻力，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
【答案】化學(xué)；機(jī)械；內(nèi)能。
【解答】解：燃料具有化學(xué)能，在燃燒的過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而助推攔截彈；所以，燃料的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為攔截彈的機(jī)械能；
攔截彈在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)受到空氣阻力，需要克服空氣阻力做功，一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
故答案為：化學(xué)；機(jī)械；內(nèi)能。
15．蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)都是將各種形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，雖然效率各不相同，但總能量是守恒（填“守恒”或“不守恒”）的。如圖所示為一種人們?cè)O(shè)想中的永動(dòng)機(jī)，它通過(guò)高處的水流沖擊葉片，葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)打磨工件，同時(shí)又帶動(dòng)抽水機(jī)從低處將水抽到高處，從而循環(huán)工作，這種永動(dòng)機(jī) 不能夠（填“能夠”或“不能夠”）永遠(yuǎn)工作下去。
【答案】守恒；不能夠
【解答】解：能量在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，即不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)都是將各種形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，雖然效率各不相同，但能量都是守恒的；
該裝置不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槌樗畽C(jī)在此過(guò)程中，有部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即機(jī)械能會(huì)逐漸減少，所以機(jī)械能總量不守恒，他設(shè)想的機(jī)械裝置不能實(shí)現(xiàn)。
故答案為：守恒；不能夠。
16．太陽(yáng)能路燈的燈桿頂端是太陽(yáng)能電池板，它能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并向燈桿下方的蓄電池充電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，供夜晚路燈照明。若在一定時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)光輻射到該太陽(yáng)能電池板的能量為2.7×107J，這與完全燃燒 0.9 kg的煤放出的熱量相當(dāng)；若該太陽(yáng)能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率是24%，則這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可供額定功率為30W的路燈正常工作 60 h（煤的熱值為3.0×107J/kg）。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解：
（1）由題知，Q放＝mq＝E＝2.7×107J，
需要完全燃燒煤的質(zhì)量：
m＝＝＝0.9kg；
（2）由η＝可得轉(zhuǎn)化的電能：
W＝ηE＝24%×2.7×107J＝6.48×106J，
由P＝可得：
t＝＝＝2.16×105s＝60h。
故答案為：0.9；60。
三．能力提升（共1小題）
17．如圖所示，這是物理學(xué)家焦耳設(shè)計(jì)并制作的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中的兩個(gè)配重重力不等，釋放后大配重下降，小配重上升；通過(guò)反復(fù)對(duì)調(diào)左右兩個(gè)配重，會(huì)使動(dòng)葉輪不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致熱量計(jì)中水的溫度上升，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)中科學(xué)家某次測(cè)得數(shù)據(jù)如下：
小配重重力G?。?00N，大配重重力G大＝520N，每升降一次配重各自移動(dòng)的距離h＝1m，熱量計(jì)中水的質(zhì)量m＝500g，升降次數(shù)與水溫變化的關(guān)系：
（1）請(qǐng)計(jì)算配重升降一次對(duì)動(dòng)葉輪做功是 420 J。
（2）水溫度升高0.2℃相當(dāng)于吸收了 420 J的熱量。
（3）在該實(shí)驗(yàn)中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能，根據(jù)第一組數(shù)據(jù)減小的機(jī)械能等于增加的內(nèi)能（選填“大于”“小于”或“等于”）。
（4）本實(shí)驗(yàn)中的誤差來(lái)源于克服摩擦做功（寫(xiě)出一條即可）。
（5）焦耳在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，率先提出了能量守恒定律。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解：（1）小配重重力G小＝100N，大配重重量G大＝520N，合力為420N，
每升降一次配重各自移動(dòng)的距離h＝1m，即繩子一端移動(dòng)的距離是1m。
所以一次對(duì)動(dòng)葉輪做的功為：
W＝G?h＝420N×1m＝420J；
（2）由表格知，升降一次水溫升高0.2℃，
水吸收的熱量是：
Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×0.2℃＝420J；
（3）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能，包括水的內(nèi)能和摩擦生熱產(chǎn)生的內(nèi)能。根據(jù)第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，減小的機(jī)械能等于增加的內(nèi)能。
（4）由于摩擦是不可避免的，所以本實(shí)驗(yàn)中的誤差主要來(lái)源于克服摩擦做功消耗一部分能量；
（5）由物理史實(shí)可知，焦耳在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，率先提出了能量守恒定律。
故答案為：
（1）420；（2）420；（3）機(jī)械能；內(nèi)；等于；（4）克服摩擦做功；（5）能量守恒。
聲明：試題解析著作權(quán)屬所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布日期：2023/10/25 20:17:15；用戶：張建英；郵箱：zyyc217@xyh.cm；學(xué)號(hào)：41031513
升降次數(shù)
1
2
3
4
5
6
溫度變化/℃
0.2
0.39
0.59
0.78
0.98
1.18

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