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

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

20.3能的轉化與能量守恒

基礎過關全練

知識點1能的轉移與轉化

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

A.燃料燃燒時發(fā)熱

B.用熱水袋取暖

C.鉆木取火

D.電動機帶動水泵把地下水送到地面

2.(2022四川眉山中考)人們在實際生活中使用下列設備時,所涉及的能量轉化正確的是()

A.用天然氣灶炒菜,是電能轉化為內能

B.電梯運行過程中,是機械能轉化為電能

C.用太陽能電池板,是太陽能轉化為電能

D.秋千向下擺的過程中,是動能轉化為重力勢能

3.(2023陜西白水田家炳實驗中學段考)共享單車緊急剎車后,在平直的公路上變慢、停止。在這個過程中,自行車的能轉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;騎車時是將人的肢體運動的能量(選填“轉移”或“轉化”)為車行進的能量。

知識點2能量守恒定律

4.【教材P83圖片變式】有人設想的“永動機”如圖所示。下列對該裝置開始轉動后的分析正確的是()

A.裝置所具有的機械能始終不變

B.如果沒有能量補充,裝置最終會停下來

C.根據(jù)能量守恒定律,裝置可以一直轉動下去

D.裝置中小球的動能和重力勢能不會相互轉化

5.(2022四川自貢中考)關于能量守恒定律,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.能量在轉化和轉移過程中,能量的總量保持不變

D.熱機在工作的過程中不遵循能量守恒定律

知識點3能在轉移和轉化過程中具有方向性

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

7.(2023廣東深圳光明培英文武實驗學校月考)燃油汽車的動力機械是內燃機。汽車勻速行駛時,內燃機通過燃燒汽油把能轉化為氣體的內能,然后通過做功沖程把能轉化成汽車的能;而運動的汽車制動時由于摩擦,動能轉化成了輪胎、地面和空氣的能,這些消耗的能量不能再用來驅動汽車,可見,能量的轉化和轉移過程是有性的。

能力提升全練

8.(2023廣東廣州中考,1,)如圖,太陽能汽車利用太陽能電池將太陽能轉化為電能,儲存在車上的蓄電池內,為汽車提供動力。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力時,將電能轉化為化學能

C.太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉化為機械能

D.太陽能汽車將太陽能轉化為內能,再將內能轉化為動能

9.(2022上海中考,4,★☆☆)瀑布從高峰傾瀉而下,驅動發(fā)動機轉動發(fā)電,在此過程中,能量轉化的順序為()

A.動能→重力勢能→電能

B.重力勢能→動能→電能

C.電能→重力勢能→動能

D.重力勢能→電能→動能

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

A.小風扇是風力發(fā)電機,將電能轉化為機械能

B.照明燈是將光能轉化電能

C.光電池板是將光能轉化為電能

D.蓄電池在夜晚放電時,將電能轉化為化學能

11.(2023云南昆明中考,5,)節(jié)能燈工作時幾乎不發(fā)熱,而一盞60W白熾燈工作時,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,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,我國首座潮光互補型光伏電站并網(wǎng)發(fā)電,通過光伏發(fā)電、潮汐發(fā)電實現(xiàn)“日月同輝”。發(fā)電站分別把太陽能和月亮潮汐能轉化為。太陽能和潮汐能都屬于能源。

13.(2023廣東深圳中學期中,19,★★☆)用兩塊銅片、熱電偶、電動機(帶風扇)組成一個電路,銅片1插在90℃熱水中,銅片2放在空氣中,如圖所示,半分鐘左右風扇發(fā)生轉動,這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。溫差發(fā)電的實質是能轉化為能。利用這套裝置,最終熱水的內能(選填“能夠”或“不能夠”)全部轉化成風扇的機械能。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月考,34,)各種形式的能在一定條件下可以相互轉化,請你依照圖中給出的兩個示例,依次寫出電能轉化為機械能、化學能轉化為電能、光能轉化為內能的實例。

①。

②。

③。

④在上述實例中都遵循一個定律,這個定律是。

素養(yǎng)探究全練

15.【科學思維】閱讀短文,回答問題。

無鏈條電動自行車

無鏈條電動自行車,被稱為“沒有鏈條的混合動力電動自行車”。如圖所示為一種在售的無鏈條電動自行車,它結合了電子動力和人體動力,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能,可轉化為電能,存儲在自行車框架中的鋰電池內,之后通過電動機驅動后輪轉化成動能,以此驅動自行車前進,因此使騎行者騎得更省力,同時也能減少對環(huán)境的污染。

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

整車整車質量40kg

最大車速26km/h

最大噪聲30dB

鋰電池電壓40V

容量10Ah

電動機額定功率180W

(1)無鏈條電動自行車可將騎行者踩腳踏板所產(chǎn)生的動能通過轉化為能,然后電能又轉化為能存儲在車子的鋰電池中,之后再通過驅動后輪再次轉化成動能,驅動車子前進。

(2)如圖中這款車的鋰電池最多能儲存的電能為J,鋰電池的質量為kg。

(3)若測試時質量為60kg的騎行者不踩腳踏板,僅靠鋰電池驅動,已知行駛時的阻力為車對地面壓力的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,此時電動機的效率為(g取10N/kg)。

(4)如圖所示這款車,若騎行者不踩腳踏板,僅靠鋰電池驅動,這種“電力驅動”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“混合動力驅動”可使車連續(xù)勻速直線行駛3.5×104m。則“混合動力驅動”時人所提供的能量與“電力驅動”時鋰電池提供的能量之比為。

答案全解全析

基礎過關全練

1.B燃料燃燒時發(fā)熱,將燃料的化學能轉化為內能,屬于能量的轉化,A錯誤;用熱水袋取暖,通過熱傳遞改變物體的內能,屬于能量的轉移,B正確;鉆木取火,通過做功改變物體的內能,屬于能量的轉化,C錯誤;電動機帶動水泵把地下水送到地面,將電能轉化為水的機械能,屬于能量的轉化,D錯誤。

2.C用天然氣灶炒菜,消耗天然氣的化學能,得到菜肴的內能,所以是化學能轉化為內能的過程,A錯誤;電梯運行過程中,消耗電能,得到機械能,所以是電能轉化為機械能的過程,B錯誤;太陽能電池板工作過程中,消耗太陽能,得到電能,所以是太陽能轉化為電能的過程,C正確;秋千向下擺的過程中,質量不變,速度增大,高度降低,所以是重力勢能轉化為動能的過程,D錯誤。

3.機械內大地保持不變轉移

解析緊急剎車過程中,克服摩擦做功,自行車的機械能轉化為車輪和地面的內能,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;騎車時人肢體運動的能量為機械能,車行進的能量也是機械能,因此騎車過程中是將人的肢體運動的能量轉移為車行進的能量。

4.B裝置在工作的過程中存在摩擦,有一部分機械能轉化為內能,所以機械能會變小,A錯誤;如果沒有能量補充,機械能會逐漸變小,裝置最終會停下來,B正確,C錯誤;裝置在運動的過程中,有重力勢能和動能的相互轉化,D錯誤。

5.C能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,A、B錯誤;據(jù)能量守恒定律,能量在轉化和轉移過程中,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化,D錯誤。

6.2.3×108化學方向性

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;汽油燃燒時將化學能轉化為內能,用來對人和飛行背包做功;還有部分內能散失到空氣中,但這些內能卻無法再被利用來對人和飛行背包做功,這是因為能量的轉移和轉化具有方向性。

7.化學內機械內方向

解析內燃機通過燃燒汽油把化學能轉化為氣體的內能,然后通過做功沖程把內能轉化成汽車的機械能;汽車制動時,由于摩擦,動能轉化成了輪胎、地面和空氣的內能,這些消耗的能量不能再用來驅動汽車,說明能量的轉化和轉移過程是有方向性的。

能力提升全練

8.C由于在能量的轉化或轉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化為機械能,C正確。

9.B瀑布從高峰傾瀉而下,將重力勢能轉化為動能,驅動發(fā)動機轉動發(fā)電,又將動能轉化為電能,所以能量轉化是重力勢能→動能→電能。

10.C風扇式發(fā)電機可以通過風吹動扇片轉動,把風能轉化為電能,A錯誤;照明燈消耗電能而發(fā)光,將電能轉化為光能,B錯誤;光電池板是將光能轉化為電能,C正確;蓄電池在夜晚放電時,將化學能轉化為電能,D錯誤。

11.D相同時間內,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化為電能。太陽能和潮汐能消耗后都可以在短期內得到補充,都屬于可再生能源。

13.內電不能夠遵守

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

14.解析①電風扇通電轉動,電能轉化為機械能。②干電池在使用時,化學能轉化為電能。③太陽能熱水器使水升溫,將光能轉化為內能。④在上述實例中都遵循一個定律,這個定律是能量守恒定律。

素養(yǎng)探究全練

15.(1)發(fā)電機電化學電動機(2)1.44×1062.5(3)1.08×10675%(4)3∶4

解析(1)“發(fā)電機”實現(xiàn)“自發(fā)電”的過程中,可將騎行者踩腳踏板所產(chǎn)生的動能通過發(fā)電機轉化為電能,然后電能又轉化為化學能存儲在車子的鋰電池中,之后再通過電動機驅動后輪再次轉化成動能,驅動車子前進。(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160W·h/kg可得,鋰電池的質量m==2.5kg。(3)因水平面上物體對地面的壓力和自身的重力相等,所以電動自行車此時對地面的壓力F=G總=(m車+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N,因電動自行車此時處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力相等,電動機的牽引力F牽=f=0.04F=0.0