沪科版九年级物理 第二十章 第一节 能量的转化与守恒

2019-2019学年沪科版九年级物理第二十章第一
节能量的转化与守恒
一、单选题
1.图中||，能量转化形式完全相同的是（）
A. ①和②
B. ②和④
C. ③和④
D. ①和③
2.福州江滨大道缤纷园入口处||，安装了两盏“风光互补”景观节能灯||，如图2所示||，它“头顶”小风扇||，“肩扛”太阳能电池板||。

关于节能灯的设计解释合理的是（）
A. 太阳能电池板是将太阳能转化为电能
B. 小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C. 小风扇是风力发电机||，将电能转化为机械能
D. 蓄电池在夜晚放电时||，将电能转化为化学能
3.能量守恒是自然界的基本规律之一．下列能量转化过程中||，化学能转化为电能的是（）
A. 用潮汐发电
B. 用电灯照明
C. 用干电池作电源
D. 用电动机带动水泵将水抽到高处
4.如图所示||，下列有关能源及能的转化的说法中错误的是（）
A. B.
C. D.
5.在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片||，即为番茄电池．将铜片、锌片与电压表相连||，如图所示．下列说法正确的是（）
A. 锌电极是番茄电池的正极
B. 番茄电池可将化学能转化为电能
C. 番茄电池形成通路后||，电子将从铜电极流出
D. 将电压表直接接在该番茄电池上||，会损坏电压表
6.下列关于能量转化转移现象的说法中||，正确的是（）
A. 蓄电池充电时||，化学能转化为电能
B. 暖瓶赛跳起时||，机械能化为内能
C. 用热水袋取暖时||，内能发生了转移
D. 电动机工作时||，机械能转化为电能
7.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行||，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程.针对该过程||，以下说法正确的是（）
A. 动能逐渐增大||，机械能增大
B. 动能逐渐增大||，机械能不变
C. 势能逐渐减小||，机械能减小
D. 动能逐渐增大||，机械能减小
8.关于能量的转化和守恒||，下列说法正确的是（）
A. 植物吸收太阳光进行光合作用||，是光能转化为化学能
B. 水电站里水轮机带动发电机发电||，是电能转化为机械能
C. 能量可以凭空产生
D. 永动机是可以制成的
9.汽油机在工作时||，把内能转化为机械能的冲程是（）
A. 吸气
B. 压缩
C. 做功
D. 排气
10.以下关于功和能说法不正确的是（）
A. 物体能做功||，这个物体就具有能
B. 能和功的主单位是焦耳
C. 压缩的弹簧具有动能||，流动的水和风具有机械能
D. 通电能使电动机运转||，是因为电能转化为机械能
二、多选题
11.下列说法正确的是（）
A. 用燃气灶加热食物的过程中||，是利用做功的方法增加食物的内能
B. 燃气灶中燃气燃烧时放出了热量||，所以能的总量增加
C. 高压锅利用了水的沸点随气压的增大而升高的原理
D. 北方冬天的“暖气”输送||，用水做介质||，是因为水具有比热容大的特点
12.下列对能量转化的描述正确的是（）
A. 摩擦生热属于机械能转化为内能
B. 热机工作属于机械能转化为内能
C. 光合作用属于光能转化为化学能
D. 蓄电池充电属于电能转化为化学能
三、填空题
13.阅读短文||，回答问题．
地球同步卫星
地球同步卫星是指位于赤道上空一定高度上与地球保持相对静止的卫星||，它与地球转动同步||，故称地球同步卫星．人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速上升（如图甲所示）、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段．地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面||，以实现对同一地区的连续工作．在赤道上空约为36000km的高度上布设3颗同步卫星||，可实现除两极外的全球通讯（如图乙所示）．
（1）地球同步卫星发射过程的点火加速上升阶段中能量转化是：燃料的________ 能转化为________ 能||，然后再转化为卫星的________ 能．
（2）地球同步卫星在轨道运行时相对于地面是________（选填“运动”或“静止”）的．
（3）地球同步卫星的用途有________ （答出一种即可）．
14.在汽油机的四个冲程中||，机械能转化为内能的是________ ||，燃料燃烧时的能量转化是________
四、解答题
15.滑雪运动在近几年逐渐褪去“贵族运动”的外衣||，成为一项深受广大民众喜爱的运动．这是滑雪时的几个情景||，请用物理知识解释下面两个场景．
A．感觉手冷||，双手互相搓搓就暖和了；B．从山顶下滑过程中||，速度越来越快．
五、实验探究题
16.
（1）如图甲所示在试管内装些水||，用带玻璃管的胶塞塞住||，在玻璃管口处放一个用纸做成小叶轮．加热试管使水沸腾||，产生的水蒸气驱动叶轮转动．写出上述实验的能量转化过程________．
（2）将汽车发动机的能量流向制成图||，请根据图乙中给出的信息||，计算该汽油机的效率为________||，用这台汽油机工作时||，完全燃烧2kg的汽油可输出有用功________J．请你写出一条提高汽油机效率的措施________（q汽油=4.6×107J/kg）
六、综合题
17. 4月||，西安发生一起交通事故||，如图所示||，一辆运载水泥管的大货车因急刹车||，车头被后面的水泥管推到在地．
（1）急刹车时||，水泥管为什么会继续向前运动？
（2）急刹车时||，轮胎与地面摩擦后发热||，此过程中能量是如何转化的？
（3）货车安装多个又宽又大的轮胎||，这样设计的目的是什么？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【分析】①对试管内的水加热||，使其温度升高||，内能增大||，当内能增大到一定程度||，就把塞子推出来||，即内能转化成机械能．
②活塞压缩棉花做功||，使其内能增大||，机械能转化成内能．
③汽油瞬间燃烧||，产生高温高压燃气||，燃气推动活塞做功||，内能转化成机械能．
④内能从暖气片转移到空气||，使空气温度升高||，是能量的转移．
【解答】A、①和②能的转化形式不同．
B、②和④能的转化形式也不同．
C、③和④能的转化形式不同．
D、①和③能的转化形式完全相同||，都是内能转化成机械能．
故选D．
2.【答案】A
【解析】
【分析】自然界中的风能和太阳能是能量巨大的资源||，现在科学家都在设计装置利用它们的能量；
风扇式发电机可以通过风吹动扇片转动||，把风能转化为电能；
太阳能电池可以把太阳能转化为电能．
【解答】这种新能源的路灯||，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能；“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能||，这样只要有风||，这种路灯也可以发电||，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白||，有利于路灯晚上照明使用；蓄电池在夜晚放电时||，将化学能转化为电能；
所以明确“风光互补”景观节能灯的各部分功能后||，即可得知A选项正确．
故选A．
【点评】风能和太阳能都是清洁能源||，且能量取之不尽用之不竭||，能够巧妙的设计利用是关键．
3.【答案】C
【解析】【解答】解：A、潮汐发电是机械能转换为电能；
B、电灯照明是电能转换为光能；
C、用干电池作电源是化学能转换为电能；
D、电动机带动水泵将水抽到高处是电能转换为势能．
故选C．
【分析】化学变化中一定伴随能量的变化||，化学能转换为电能发生的变化应该是由化学反应产生的能量转换为电能．
4.【答案】B
【解析】【解答】解：A、太阳能集热器的吸热板工作时||，消耗太阳能||，产生内能||，故是把太阳能转化为内能||，故A正确；
B、太阳能汽车利用太阳能电池把太阳能先转化成电能||，而后再将电能转化成汽车动能||，故B错误；
C、据化学知识可知||，乐山大佛脸上出现的黑色条纹是人类消耗化石能源产生酸性气体形成酸雨腐蚀造成的||，故C正确；
D、能量的转移和转化具有方向性||，故汽车散失的热不能收集起来再利用表明能量转化过程具有方向性||，故D正确；
故选B．
【分析】据能量转化的知识分析即可||，在处理时应该看清该过程中消耗了哪种形式的能||，进而又产生了哪种形式的能即可．
5.【答案】B
【解析】【解答】解：A、根据图示可知||，与电压表正接线柱相连的为铜片||，因此铜电极为正极||，故A 错误；B、番茄电池是将化学能转化为电能||，故B正确；
C、番茄电池形成通路后||，电流从正极留向负极||，因此电子从负极留向正极||，即电子将从锌电极流出||，故C错误；
D、根据图示可知||，电压表示数较小||，小于电压表量程||，因此将电压表直接接在该番茄电池上||，不会损坏电压表||，故D错误；
故选B．
【分析】根据电压表的正确使用方法确定电源的正负极；电池是将化学能转化为电能的装置；根据电流方向确定电子移动的方向；根据电压表的正确使用判断．
6.【答案】C
【解析】【解答】解：A、蓄电池充电时||，消耗电能得到化学能||，所以是电能转化为化学能．故A错误；
B、暖瓶塞跳起时||，瓶内空气的内能减少||，瓶塞获得了机械能||，所以是内能转化为机械能．故B错误；
C、利用热水袋取暖时||，热水袋温度降低内能减少||，人体获得热量||，所以是内能的转移．故C正确；
D、电动机工作时||，消耗电能||，得到机械能||，所以是电能转化为机械能．故D错误．
故选C．
【分析】判断能量的转化||，我们主要看它要消耗什么能量||，得到什么能量||，总是消耗的能量转化为得到的能量．
7.【答案】B
【解析】【解答】卫星从远地点向近地点运动的过程中||，高度降低||，重力势能减小||，转化为动能||，所以速度增大||，动能增大||，机械能的总量不变.B符合题意||，ACD不符合题意.
故答案为：B.
【分析】天体的运动也在发生着动能和势能的转化||，且在能量转化过程中||，总机械能不变.卫星在围绕地球运动时||，近地点的势能最小||，动能最大；远地点的势能最大||，动能最小||，根据近地点和远地点的特点便可判断出卫星运行过程中||，能量的转化情况.
8.【答案】A
【解析】【解答】A、植物吸收太阳光进行光合作用||，是光能转化为化学能||，储存在植物体内||，故A正确；
B、水电站里水轮机带动发电机发电||，是机械能转化为电能||，故B错误；
C、能量既不会消灭也不会创生||，故C错误；
D、永动机违背了能量守恒定律||，是不可能制成的||，故D错误||。

故选A||。

【分析】能量既不会消灭也不会创生||，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体||，在能的转化或转移的过程中||，能的总量保持不变．结合具体的实例可逐一做出判断||。

9.【答案】C
【解析】【解答】解：
A、进气门开启||，气体流入汽缸||，是吸气冲程||，没有能量的转化||，故A不符合题意；
B、两气门都关闭||，活塞上行||，汽缸容积变小||，是压缩冲程||，此冲程机械能转化为内能||，故B不符合题意；
C、两气门都关闭||，活塞下行||，汽缸容积变大||，是做功冲程||，此冲程内能转化为机械能||，故C符合题意；
D、排气门开启||，气体流出汽缸||，是排气冲程||，没有能量的转化||，故D不符合题意．
故选C．
【分析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程||，将机械能转化为内能的是压缩冲程||，将内能转化为机械能的是做功冲程．
10.【答案】C
【解析】【解答】解：A、由能量的定义可知||，物体能够对外做功||，我们就说这个物体具有能量||，简称能||，故A正确；
B、在国际单位制中||，能和功的主单位都是焦耳||，故B正确；
C、压缩的弹簧具有弹性势能||，不是具有动能||，流动的水和风具有机械能||，故C错误；
D、通电能使电动机运转||，是因为电能转化为机械能||，故D正确．
故选C．
【分析】（1）根据能量的定义可知||，物体能做功||，这个物体就具有能；
（2）功和能的国际单位是相同的||，都是焦耳；
（3）物体由于运动而具有的能是动能||，物体由于弹性形变而具有的能是弹性势能||，动能和势能统称机械能；
（4）电动机工作时将电能转化为机械能．
二、多选题
11.【答案】CD
【解析】【解答】解：A、用燃气灶加热食物的过程中||，食物从燃气灶的火焰中吸收热量||，温度升高||，是利用热传递的方式改变物体内能的||，故A错误；
B、燃料燃烧时放出了热量||，化学能转化成了内能||，但是能的总量保持不变||，故B错误；
C、高压锅密封性强||，在使用时锅内气压会逐渐增大||，水的沸点也就随着升高||，锅内的食物容易熟||，故C正确；
D、北方冬天的“暖气”输送||，用水做介质||，是因为水的比热容较大||，在相同条件下放热较多||，故D正确．
故选CD．
【分析】（1）内能的改变方式有两种||，分别是做功和热传递；（2）能量既不会凭空产生||，也不会凭空消失||，它只能从一种形式转化为另一种形式||，或者从一个物体转移到别的物体||，在转化和转移过程中其总量不变；（3）液体的沸点与其上方的气压有关||，气压越大沸点越高；（4）水的比热容较大||，在相同条件下吸热和放热都较多．
12.【答案】ACD
【解析】【解答】解：A、摩擦生热过程||，消耗了机械能||，得到内能||，机械能转化为内能||，故A正确；
B、热机工作过程中||，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能||，故B错误；
C、光合作用是光能转化为化学能的过程||，故C正确；
D、给蓄电池充电时||，蓄电池相当于用电器||，将电能转化为化学能储存起来||，故D正确．
故选ACD．
【分析】判断能量的转化||，我们主要看它要消耗什么能量||，得到什么能量||，因为总是消耗的能量转化为得到的能量．
三、填空题
13.【答案】化学；内；机械；静止；通讯
【解析】【解答】解：（1）点火加速阶段中能量转化为：化学能→内能→机械能；
（2）同步卫星相对于地面来说没有发生位置的变化||，以地面做参照物||，同步卫星是静止的；
（3）同步卫星的用途很多||，可以用于通信和监视地面||，也可以用于军事侦察||，电视台利用同步卫星传播电视节目．
故答案为：（1）化学；内；机械；（2）静止；（3）通讯（或气象、广播电视、导弹预警、数据中继等）．【分析】（1）解决此题要用能量的转化去分析解答；
（2）被研究的物体与所选的标准||，即参照物之间的相对位置是否发生了改变||，如果发生改变||，则物体是运动的；如果未发生变化||，则物体是静止的．
（3）同步卫星固定在一个轨道上||，主要用于通信和监视地面||，如通信卫星和同步气象卫星．也可以用于军事侦察||，长期监视某一地区．电视台利用同步卫星传播电视节目．
14.【答案】压缩；化学能转化为内能
【解析】【解答】解：（1）单缸汽油机工作的四个冲程中||，吸气冲程、排气冲程没有能量转化；压缩冲程将机械能转化为内能；而做功冲程中高温高压的燃气推动活塞做功||，将内能转化为机械能．
（2）燃料具有化学能||，燃烧时||，化学能转化为内能．
故答案为：压缩；化学能转化为内能．
【分析】（1）在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功||，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中||，将机械能转换为内能．
（2）燃料燃烧||，将燃料的化学能转化为内能||，供人们使用．
四、解答题
15.【答案】答：A：双手搓手时||，克服摩擦做功||，机械能转化为内能||，使手的内能增加||，温度升高；
B：从山顶下滑的过程中||，重力势能转化为动能||，因为动能与物体的质量和速度有关||，质量一定||，所以速度越来快．
【解析】【分析】分析题意||，可分别从做功改变物体的内能||，以及机械能的转化角度对两个场景做出解释．
五、实验探究题
16.【答案】（1）
（2）30%；2.76×107；让汽油燃烧更充分
【解析】【解答】（1）实验中||，先是燃料的化学能||，通过燃烧转变为水的内能||，然后水蒸气推动叶轮做功||，转变为叶轮的机械能;
（2）该汽油机的效率：η＝100%－33%－30%－7%＝30%；
2kg的汽油完全燃烧可放出的能量：||，
；
为了提高效率||，可让燃料充分燃烧.
故答案为：（1）内能；机械能；（2）30%；2.76×107；让汽油燃烧更充分
【分析】（1）燃料燃烧时||，消耗了燃料化学能||，同时获得了内能；水蒸气驱动叶轮转动||，消耗了内能||，同时获得了机械能；
（2）燃料燃烧释放的内能占有的百分数减去废气、冷却水和摩擦及辐射消耗的能量的百分数||，即为汽油机的效率；利用公式Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的热量||，再根据机械效率公式计算输出的有用功；让汽油更完全地燃烧、减少额外的内能损失都可以提高内燃机的效率.
六、综合题
17.【答案】（1）解：急刹车时||，车虽然运动停止||，而车上是水泥管由于惯性会仍然保持原来的运动状态||，所以水泥管会继续运动；
（2）急刹车时||，轮胎与地面摩擦后发热||，即该过程中消耗了机械能||，产生了内能||，故是将机械能转化为内能的过程；
（3）货车安装多个又宽又大的轮胎||，是通过增大受力面积的方法减小压强．【解析】【分析】（1）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质称为惯性；（2）判断出该过程中消耗了哪种形式的能||，进而产生了哪种形式的能量即可；（3）压强的大小与压力和接触面积有关；。